Guia de extração por ultra-sons EPA3550
Extração por ultra-sons é um método de extração ecológico e amigo do ambiente que pode ser aplicado a pequenas amostras de laboratório, bem como à extração de compostos valiosos à escala de produção comercial. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) recomenda uma variedade de química analítica e metodologias de teste de caraterísticas, amostragem e monitorização ambiental e garantia de qualidade para apoiar a Lei de Conservação e Recuperação de Recursos (RCRA). Para a extração assistida por ultra-sons, a EPA publicou as seguintes orientações:
MÉTODO 3550C – Extração por ultra-sons
1. Âmbito e aplicação
Além disso, os métodos SW-846, com exceção da utilização obrigatória do método para a análise de parâmetros definidos pelo método, destinam-se a ser métodos de orientação que contêm informações gerais sobre como realizar um procedimento ou técnica analítica que um laboratório pode utilizar como ponto de partida básico para gerar o seu próprio Procedimento Operacional Normalizado (POP) detalhado, quer para a sua própria utilização geral, quer para uma aplicação específica do projeto. Os dados de desempenho incluídos neste método são apenas para fins de orientação e não se destinam a ser e não devem ser utilizados como critérios absolutos de aceitação de CQ para efeitos de acreditação de laboratórios.
1.1 Este método descreve um procedimento para a extração de compostos orgânicos não voláteis e semivoláteis de sólidos tais como solos, lamas e resíduos. O processo ultrassónico assegura o contacto íntimo da matriz da amostra com o solvente de extração.
1.2 Este método divide-se em dois procedimentos, com base na concentração prevista de compostos orgânicos. O procedimento de baixa concentração (Sec. 11.3) aplica-se a componentes orgânicos individuais com uma concentração prevista inferior ou igual a 20 mg/kg e utiliza a amostra de maior dimensão e três extracções em série (as concentrações mais baixas são mais difíceis de extrair). O procedimento para concentrações médias/elevadas (Sec. 11.4) aplica-se a componentes orgânicos individuais que se prevê serem superiores a 20 mg/kg e utiliza a amostra mais pequena e uma única extração.
1.3 Recomenda-se vivamente que os extractos sejam sujeitos a alguma forma de limpeza (por exemplo, utilizando um método da série 3600) antes da análise.
1.4 É fundamental que o método (incluindo as instruções do fabricante) seja seguido explicitamente, de modo a obter a máxima eficiência de extração. Ver o ponto 11.0 para uma análise dos aspectos críticos do processo de extração. Consultar as instruções do fabricante relativamente a definições operacionais específicas.
1.5 Este método descreve pelo menos três sistemas de solventes de extração que podem ser utilizados para diferentes grupos de analitos (ver ponto 7.4). Podem ser utilizados outros sistemas de solventes, desde que seja possível demonstrar um desempenho adequado para as substâncias a analisar. A escolha do solvente de extração dependerá das substâncias a analisar e nenhum solvente único é universalmente aplicável a todos os grupos de substâncias a analisar. Devido a preocupações sobre a eficiência da extração por ultra-sons, particularmente em concentrações próximas ou inferiores a cerca de 10 μg/kg, é imperativo que o analista demonstre o desempenho do sistema solvente específico e as condições de funcionamento para os analitos em causa e as concentrações de interesse. Esta demonstração aplica-se a qualquer sistema de solventes utilizado, incluindo os especificamente enumerados no presente método. No mínimo, essa demonstração deve incluir a demonstração inicial de competência descrita no método 3500, utilizando uma matriz de referência limpa. O método 8000 descreve os procedimentos que podem ser utilizados para desenvolver critérios de desempenho para essas demonstrações, bem como para os resultados dos picos de matriz e das amostras de controlo laboratorial.
1.6 A EPA nota que há poucos dados publicados sobre a eficácia da extração por ultra-sons no que respeita aos pesticidas organofosforados em concentrações baixas de partes por bilião (ppb) e inferiores. Consequentemente, a utilização deste método para estes compostos em particular deve ser apoiada por dados de desempenho como os acima referidos e no método 3500.
1.7 Antes de utilizar este método, recomenda-se aos analistas que consultem o método de base para cada tipo de procedimento que possa ser utilizado na análise global (por exemplo, Métodos 3500, 3600, 5000 e 8000) para obterem informações adicionais sobre os procedimentos de controlo de qualidade, o desenvolvimento de critérios de aceitação de CQ, cálculos e orientações gerais. Os analistas devem também consultar a declaração de exoneração de responsabilidade no início do manual e as informações no Capítulo 2 para obterem orientações sobre a flexibilidade pretendida na escolha de métodos, aparelhos, materiais, reagentes e fornecimentos, e sobre as responsabilidades do analista na demonstração de que as técnicas utilizadas são adequadas para os analitos de interesse, na matriz de interesse e nos níveis de preocupação.
Além disso, os analistas e utilizadores de dados são informados de que, exceto quando explicitamente especificado num regulamento, a utilização dos métodos SW-846 não é obrigatória em resposta a requisitos de ensaio federais. A informação contida neste método é fornecida pela EPA como orientação a ser utilizada pelo analista e pela comunidade regulamentada na tomada de decisões necessárias para gerar resultados que cumpram os objectivos de qualidade dos dados para a aplicação pretendida.
1.8 A utilização deste método está limitada à utilização por, ou sob a supervisão de, analistas com experiência e formação adequadas. Cada analista deve demonstrar a sua capacidade para obter resultados aceitáveis com este método. Tal como acima referido, essas demonstrações são específicas para as substâncias a analisar e para o sistema de solventes utilizado, bem como para os procedimentos relativos a amostras de concentração baixa e média/elevada.
VialTweeter para preparação de amostras por ultra-sons
2. Resumo do método
2.1 Procedimento de baixa concentração — A amostra é misturada com sulfato de sódio anidro para formar um pó de fluxo livre. A mistura é extraída três vezes com solvente, por extração ultra-sónica. O extrato é separado da amostra por filtração sob vácuo ou centrifugação. O extrato está pronto para a concentração final, limpeza e/ou análise.
2.2 Procedimento de concentração média/alta — A amostra é misturada com sulfato de sódio anidro para formar um pó de fluxo livre. Este é extraído com solvente uma vez, utilizando extração por ultra-sons. Uma parte do extrato é recolhida para limpeza e/ou análise.
3. Definições
Consultar o capítulo 1 e as instruções do fabricante para as definições que possam ser relevantes para este método.
4. Interferências
4.1 Os solventes, reagentes, material de vidro e outro material de processamento de amostras podem produzir artefactos e/ou interferências na análise das amostras. Deve demonstrar-se que todos estes materiais estão isentos de interferências nas condições da análise através da análise de brancos do método.
Pode ser necessária uma seleção específica de reagentes e a purificação de solventes por destilação em sistemas totalmente em vidro. Consultar cada método a utilizar para obter orientações específicas sobre os procedimentos de controlo de qualidade e o capítulo 4 para obter orientações gerais sobre a limpeza do material de vidro.
4.2 As interferências são geralmente específicas dos analitos em causa. Por conseguinte, consultar o método 3500 e os métodos determinativos adequados para obter orientações específicas sobre as interferências de extração.
5. Segurança
Este método não aborda todas as questões de segurança associadas à sua utilização. O laboratório é responsável pela manutenção de um ambiente de trabalho seguro e de um ficheiro de sensibilização atualizado para os regulamentos da OSHA relativos ao manuseamento seguro dos produtos químicos enumerados neste método. Todo o pessoal envolvido nestas análises deve dispor de um ficheiro de referência com as fichas de dados de segurança dos materiais (MSDS).
6. Equipamentos e consumíveis
A menção de nomes comerciais ou de produtos comerciais neste manual tem um carácter meramente ilustrativo e não constitui um aval da EPA ou uma recomendação exclusiva de utilização. Os produtos e configurações de instrumentos citados nos métodos SW-846 representam os produtos e configurações utilizados durante o desenvolvimento do método ou posteriormente avaliados pela Agência. Podem ser utilizados vidraria, reagentes, consumíveis, equipamento e configurações diferentes dos indicados no presente manual, desde que tenha sido demonstrado e documentado o desempenho do método adequado à aplicação pretendida.
Esta secção não inclui material de vidro comum de laboratório (por exemplo, copos e frascos).
6.2 Preparação por ultra-sons — Deve ser utilizado um dispositivo do tipo corneta equipado com uma ponta de titânio, ou um dispositivo que proporcione um desempenho adequado. (p. ex. UP200Ht OU UP200St)
6.2.1 Desregulador ultrassónico — O disruptor deve ter uma potência mínima de 300 watts, com capacidade de pulsação. Recomenda-se a utilização de um dispositivo concebido para reduzir o som da cavitação. Seguir as instruções do fabricante para preparar o disruptor para a extração de amostras com concentrações baixas e médias/elevadas. (por exemplo. UP400S)
6.2.2 Utilizar um corno de 3/4 de polegada para o procedimento do método de baixa concentração e uma microponta cónica de 1/8 de polegada ligada a um corno de 1/2 de polegada para o procedimento do método de concentração média/elevada.
6.3 Caixa de proteção acústica - Para evitar danos auditivos, recomenda-se a utilização de um invólucro de proteção acústica (por exemplo, caixa de proteção acústica SPB-L). Deste modo, o ruído cavitacional do processo de sonicação pode ser substancialmente reduzido.
Outros equipamentos
6.4.1 Estufa de secagem — Capaz de manter 105 graus Celsius.
6.4.2 Dessecador.
6.4.3 Cadinhos — Porcelana ou alumínio descartável.
6.5 Pipetas Pasteur — 1 ml, vidro, descartável.
6.7 Aparelhos de filtragem sob vácuo ou pressão
6.7.1 Funil de Buchner
6.7.2 Papel de filtro
6.8 Aparelho Kuderna-Danish (K-D)
6.8.1 Tubo concentrador — 10 ml, graduado. Utiliza-se uma rolha de vidro esmerilado para evitar a evaporação dos extractos.
6.8.2 Balão de evaporação — 500 ml. Fixar o frasco ao tubo concentrador com molas, pinças ou equivalente.
6.8.3 Coluna Snyder — Macro de três bolas.
6.8.4 Coluna Snyder — Micro de duas bolas.
6.8.5 Molas — 1/2 polegada.
6.9 Sistema de recuperação de vapores de solventes.
NOTA: Este material de vidro é recomendado para efeitos de recuperação de solventes durante os procedimentos de concentração que requerem a utilização de concentradores evaporativos Kuderna-Danish. A incorporação deste aparelho pode ser exigida por regulamentos federais, estatais ou municipais que regem as emissões atmosféricas de substâncias orgânicas voláteis. A EPA recomenda a incorporação deste tipo de sistema de recuperação como um método para implementar um programa de redução de emissões. A recuperação de solventes é um meio de estar em conformidade com as iniciativas de minimização de resíduos e prevenção da poluição.
6.10 Aparas para cozer — Extraído com solvente, com cerca de 10/40 mesh (carboneto de silício ou equivalente).
6.11 Banho-maria — Aquecido, com uma tampa de anel concêntrico, capaz de controlar a temperatura até ± 5 graus Celsius. O banho deve ser utilizado numa campânula.
6.12 Equilíbrio — Carregamento superior, capaz de pesar com exatidão 0,01 g.
6.13 Frascos — 2-mL, para o amostrador automático de GC, equipados com tampas de rosca revestidas a politetrafluoroetileno (PTFE) ou com tampas de engaste.
6.14 Frascos de vidro para cintilação — 20 ml, equipados com tampas de rosca revestidas de PTFE.
6.15 Espátula — Aço inoxidável ou PTFE.
6.16 Coluna de secagem — Coluna cromatográfica de vidro borossilicato de 20 mm de diâmetro interno com lã de vidro no fundo.
NOTA: As colunas com discos de vidro com fritas são difíceis de descontaminar depois de terem sido utilizadas para secar extractos altamente contaminados. Podem ser adquiridas colunas sem fritas.
Utilizar uma pequena almofada de lã de vidro para reter o adsorvente. Pré-lavar a almofada de lã de vidro com 50 mL de acetona seguida de 50 mL do solvente de eluição antes de encher a coluna com adsorvente.
6.17 Aparelho de evaporação do azoto (facultativo) — N-Evap, 12 ou 24 posições (Organomation Modelo 112, ou equivalente).
7. Reagentes e padrões
7.2 Água reagente isenta de matéria orgânica. Todas as referências a água neste método dizem respeito a água reagente isenta de matéria orgânica, tal como definida no capítulo I.
7.3 Sulfato de sódio (granulado, anidro), Na2SO4. Purificar por aquecimento a 400 graus Celsius durante 4 horas num tabuleiro pouco profundo, ou por pré-limpeza do sulfato de sódio com cloreto de metileno. Se o sulfato de sódio for previamente limpo com cloreto de metileno, deve analisar-se um branco do método, para demonstrar que não há interferência do sulfato de sódio.
7.4 Solventes de extração
As amostras devem ser extraídas utilizando um sistema de solventes que permita uma recuperação óptima e reprodutível dos analitos de interesse a partir da matriz da amostra, nas concentrações de interesse. A escolha do solvente de extração dependerá das substâncias a analisar e não existe um solvente único que seja universalmente aplicável a todos os grupos de substâncias a analisar. Qualquer que seja o sistema de solventes utilizado, incluindo os especificamente enumerados no presente método, o analista deve demonstrar um desempenho adequado para as substâncias a analisar, aos níveis desejados. No mínimo, essa demonstração deve incluir a demonstração inicial de competência descrita no método 3500, utilizando uma matriz de referência limpa. O método 8000 descreve os procedimentos que podem ser utilizados para desenvolver critérios de desempenho para essas demonstrações, bem como para os resultados da amostra de controlo laboratorial e da amostra de matriz.
Muitos dos sistemas de solventes descritos abaixo incluem a combinação de um solvente miscível em água, como a acetona, e um solvente imiscível em água, como o cloreto de metileno ou o hexano. O objetivo do solvente miscível em água é facilitar a extração de sólidos húmidos, permitindo que o solvente misturado penetre na camada de água da superfície das partículas sólidas. O solvente imiscível em água extrai compostos orgânicos com polaridades semelhantes. Assim, um solvente não polar, como o hexano, é frequentemente utilizado para analitos não polares, como os PCB, enquanto um solvente polar, como o cloreto de metileno, pode ser utilizado para analitos polares. A polaridade da acetona pode também ajudar a extrair analitos polares em sistemas de solventes mistos.
O Quadro 1 apresenta exemplos de dados de recuperação para compostos orgânicos semivoláteis selecionados extraídos de um SRM do NIST utilizando vários sistemas de solventes de extração. As secções seguintes fornecem orientações sobre a escolha de solventes para várias classes de analitos.
Todos os solventes devem ser de qualidade pesticida ou equivalente. Os solventes podem ser desgaseificados antes da utilização.
7.4.1 As substâncias orgânicas semivoláteis podem ser extraídas com acetona/hexano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ou acetona/cloreto de metileno (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Os pesticidas organoclorados podem ser extraídos com acetona/hexano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ou acetona/cloreto de metileno (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 Os PCB podem ser extraídos com acetona/hexano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), ou acetona/cloreto de metileno (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2), ou hexano (C6H14).
7.4.4 Podem ser utilizados outros sistemas de solventes, desde que o analista possa demonstrar um desempenho adequado para os analitos de interesse, nas concentrações de interesse, na matriz da amostra (ver Método 3500).
7.5 Solventes de permuta — Com a utilização de alguns métodos determinantes, o solvente de extração terá de ser trocado por um solvente compatível com a instrumentação utilizada nesse método determinante. Consultar o método determinativo a utilizar para a seleção do solvente de troca adequado. Todos os solventes devem ser de qualidade pesticida ou equivalente. Apresentam-se a seguir exemplos de solventes de troca.
7.5.1 Hexano, C6H14
7.5.2 2-Propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Ciclo-hexano, C6H12
7.5.4 Acetonitrilo, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
A caixa de proteção acústica SPB-L reduz substancialmente o ruído cavitacional da sonicação.
8. Recolha, preservação e armazenamento de amostras
8.1 Ver o material introdutório do capítulo IV, “Analitos orgânicos” Método 3500, e os métodos determinantes específicos a utilizar.
8.2 As amostras sólidas a extrair por este procedimento devem ser recolhidas e armazenadas como quaisquer outras amostras sólidas que contenham substâncias orgânicas semivoláteis.
9. Controlo de qualidade
9.2 Demonstração inicial de competência
Cada laboratório deve demonstrar proficiência inicial com cada preparação de amostra e combinação de métodos determinativos que utiliza, gerando dados de exatidão e precisão aceitáveis para analitos-alvo numa matriz limpa. O laboratório deve também repetir a demonstração de proficiência sempre que sejam formados novos membros do pessoal ou sejam efectuadas alterações significativas na instrumentação. Ver Método 8000 para informações sobre como efetuar uma demonstração de competência.
9.3 Inicialmente, antes de processar quaisquer amostras, o analista deve demonstrar que todas as partes do equipamento em contacto com a amostra e os reagentes estão isentas de interferências. Isto é conseguido através da análise de um método em branco. Como verificação contínua, cada vez que as amostras são extraídas, limpas e analisadas, e quando há uma mudança nos reagentes, deve ser extraído e analisado um branco do método para os compostos de interesse, como salvaguarda contra a contaminação crónica do laboratório.
9.4 Os espaços em branco do método, as amostras com picos de matriz ou as amostras replicadas devem ser submetidos aos mesmos procedimentos analíticos (Sec. 11.0) que os utilizados nas amostras reais.
9.5 Com este método, devem ser utilizadas práticas normalizadas de garantia da qualidade, tal como incluídas nos documentos de planeamento sistemático adequados e nos PON do laboratório. Todas as condições de funcionamento do instrumento devem ser registadas.
9.6 Consultar também o Método 3500 para os procedimentos de controlo da qualidade da extração e preparação da amostra e os métodos determinantes a utilizar para os procedimentos determinantes de CQ.
9.7 Quando indicado no método determinativo adequado, os padrões de substituição devem ser adicionados a todas as amostras antes da extração. Para mais informações, ver os métodos 3500 e 8000 e os métodos determinativos adequados.
9.8 Como já foi referido, a utilização de qualquer técnica de extração, incluindo a extração por ultra-sons, deve ser apoiada por dados que demonstrem o desempenho do sistema solvente específico e as condições de funcionamento para os analitos de interesse, aos níveis de interesse, na matriz da amostra.
10. Calibração e normalização
Não existem passos de calibração ou normalização diretamente associados a este procedimento de extração de amostras.
11. Procedimento
Tal como referido no ponto 1.4, a extração por ultra-sons pode não ser um método tão rigoroso como outros métodos de extração de solos/sólidos. Por conseguinte, é fundamental que este método seja seguido explicitamente (incluindo as instruções do fabricante) para obter a máxima eficiência de extração. No mínimo, para uma utilização bem sucedida desta técnica:
11.1 Manuseamento das amostras
11.1.2 Amostras de resíduos — As amostras constituídas por fases múltiplas devem ser preparadas antes da extração pelo processo de separação de fases descrito no capítulo II. Este processo de extração aplica-se apenas aos sólidos.
11.1.3 Amostras de resíduos secos susceptíveis de serem trituradas — Triturar ou subdividir os resíduos de modo a que passem através de um peneiro de 1 mm ou possam ser extrudidos através de um orifício de 1 mm. Introduzir no aparelho de trituração uma quantidade de amostra suficiente para obter pelo menos 10 g após a trituração.
CUIDADO: A secagem e a trituração devem ser efectuadas numa hotte, para evitar a contaminação do laboratório.
11.1.4 Matérias gomosas, fibrosas ou oleosas não susceptíveis de serem trituradas — Cortar, triturar ou reduzir de outra forma o tamanho destes materiais para permitir a mistura e a exposição máxima das superfícies das amostras para extração.
11.2 Determinação da percentagem de peso seco — Se os resultados da amostra tiverem de ser calculados com base no peso seco, deve ser pesada uma porção separada da amostra ao mesmo tempo que a porção utilizada para a determinação analítica.
CUIDADO: A estufa de secagem deve estar contida num exaustor ou ser ventilada. Uma amostra de resíduos perigosos muito contaminada pode provocar uma contaminação significativa do laboratório.
Imediatamente após a pesagem da alíquota da amostra a extrair, pesar uma alíquota adicional de 5 a 10 g da amostra para um cadinho tarado. Secar esta alíquota durante a noite a 105 °C. Deixar arrefecer num exsicador antes de pesar.
Calcule a percentagem de peso seco da seguinte forma:
% de peso seco = (g de amostra seca / g de amostra) x 100
Esta alíquota seca em estufa não é utilizada para a extração e deve ser eliminada de forma adequada após a determinação do peso seco.
11.3 Procedimento de extração de baixa concentração
Este procedimento aplica-se a amostras sólidas que se espera que contenham menos de ou igual a 20 mg/kg de análises orgânicas.
Etapas antes da sonicação
11.3.1 Os passos seguintes devem ser executados rapidamente para evitar a perda dos extractáveis mais voláteis.
11.3.1.1 Pesar aproximadamente 30 g de amostra para um copo de 400 ml. Registar o peso com uma aproximação de 0,1 g.
11.3.1.2 Para a amostra de cada lote selecionado para adição, adicionar 1,0 mL da solução de adição de matriz. Consultar o método 3500 para obter orientações sobre a escolha adequada dos compostos e concentrações da matriz de adição. Ver também a nota da secção 11.3.
11.3.1.3 Adicionar 1,0 mL da solução padrão de substituição a todas as amostras, amostras adicionadas, amostras de CQ e brancos. Consultar o método 3500 para obter orientações sobre a escolha adequada de compostos substitutos e concentrações. Ver também a nota da secção 11.3.
11.3.1.4 Se for utilizada a limpeza por permeação em gel (ver método 3640), o analista deve adicionar o dobro do volume da solução de adição de substituição (e da solução de adição de matriz, quando aplicável) ou concentrar o extrato final em metade do volume normal, para compensar a metade do extrato que se perde devido ao carregamento da coluna GPC. Ver também a nota da secção 11.3.
11.3.1.5 As amostras não porosas ou húmidas (tipo gomoso ou argiloso) que não apresentem uma textura arenosa fluida devem ser misturadas com 60 g de sulfato de sódio anidro, utilizando uma espátula. Se necessário, pode adicionar-se mais sulfato de sódio. Após a adição de sulfato de sódio, a amostra deve ser de fluxo livre. Ver também a nota da secção 11.3.
11.3.1.6 Adicionar imediatamente 100 mL do solvente de extração ou da mistura de solventes (ver Sec. 7.4 e Quadro 2 para informações sobre a escolha de solventes).
11.3.2 Coloque a superfície inferior da ponta do corno disruptor de 3/4 de polegada cerca de 1/2 polegada abaixo da superfície do solvente, mas acima da camada de sedimentos.
NOTA: Certifique-se de que a corneta ultra-sónica / sonotrodo está corretamente montado de acordo com as instruções do fabricante.
11.3.3 Extrair a amostra por ultra-sons durante 3 minutos, com o controlo de saída regulado para 100% (potência máxima) ou para a regulação de potência recomendada pelo fabricante, o interrutor de modo em Pulse (energia pulsante em vez de energia contínua) e o ciclo de trabalho percentual regulado para 50% (energia ligada 50% do tempo e desligada 50% do tempo). Não utilizar a sonda de micropontas.
11.3.4 Decantar o extrato e filtrá-lo através de papel de filtro (por exemplo, Whatman n.º 41 ou equivalente) num funil de Buchner ligado a um balão de filtração limpo de 500 ml. Em alternativa, decantar o extrato para um frasco de centrifugação e centrifugar a baixa velocidade para remover as partículas.
11.3.5 Repita a extração mais duas vezes com duas porções adicionais de 100 ml de solvente limpo. Decantar o solvente após cada extração por ultra-sons. Após a extração ultra-sónica final, verter toda a amostra para o funil de Buchner, enxaguar o copo com o solvente de extração e adicionar o enxaguamento ao funil.
Etapas após a sonicação
11.3.6 Se necessário, concentrar o extrato antes da análise, seguindo o procedimento descrito no ponto 11.5. Caso contrário, passar ao ponto 11.7.
UP200St com micro-ponta para sonicação de amostras
11.4 Procedimento de extração de concentração média/alta
Este procedimento aplica-se a amostras sólidas que se espera que contenham mais de 20 mg/kg de analitos orgânicos.
Etapas antes da sonicação
11.4.2 Para a amostra de cada lote selecionado para adição, adicionar 1,0 mL da solução de adição de matriz. Consultar o método 3500 para obter orientações sobre a escolha adequada dos compostos e concentrações da matriz de adição. Ver também a nota da secção 11.3.
11.4.3 Adicionar 1,0 mL de solução de adição de substituto a todas as amostras, amostras adicionadas, amostras de CQ e brancos. Consultar o Método 3500 para obter orientações sobre a escolha adequada de compostos e concentrações de matriz de adição. Ver também a nota da secção 11.3.
11.4.4 Se for utilizado o método de limpeza por permeação em gel (ver método 3640), o analista deve adicionar o dobro do volume da solução de adição de substituição (e da solução de adição de matriz, quando aplicável) ou concentrar o extrato final em metade do volume normal, para compensar a metade do extrato que se perde devido ao carregamento da coluna GPC.
11.4.5 As amostras não porosas ou húmidas (tipo gomoso ou argiloso) que não apresentem uma textura arenosa fluida devem ser misturadas com 2 g de sulfato de sódio anidro, utilizando uma espátula. Se necessário, pode adicionar-se mais sulfato de sódio. Após a adição do sulfato de sódio, a amostra deve fluir livremente (ver nota no ponto 11.3).
11.4.6 Adicionar imediatamente o volume de solvente necessário para que o volume final atinja 10,0 mL, considerando o volume adicionado de substitutos e picos de matriz (ver Sec. 7.4 e Tabela 2 para informações sobre a escolha de solventes).
11.4.7 Extrair a amostra com a sonda ultra-sónica de microponta cónica de 1/8 de polegada durante 2 minutos, com a definição de controlo de saída 5 e com o interrutor de modo em impulso e o ciclo de funcionamento percentual a 50%.
11.4.8 Embalar ligeiramente uma pipeta de Pasteur descartável com 2 a 3 cm de lã de vidro. Filtrar o extrato da amostra através da lã de vidro e recolher o extrato num recipiente adequado. A totalidade dos 10 ml de solvente de extração não pode ser recuperada da amostra. Por conseguinte, o analista deve recolher um volume adequado à sensibilidade do método determinativo a utilizar. Por exemplo, para os métodos que não requerem uma concentração adicional do extrato (por exemplo, o método 8081 utiliza normalmente um volume final de extrato de 10 ml), o extrato pode ser recolhido num frasco de cintilação ou noutro recipiente selável. Para extractos que necessitem de concentração adicional, é aconselhável recolher um volume padrão para todas essas amostras, de modo a simplificar o cálculo dos resultados finais da amostra. Por exemplo, recolher 5,0 mL de extrato num tubo concentrador limpo. Este volume representa exatamente metade do volume total do extrato da amostra original. Se necessário, ter em conta o “perda” de metade do extrato nos cálculos da amostra final, ou concentrar o extrato final em metade do volume final nominal (por exemplo, 0,5 mL vs. 1,0 mL) para compensar a perda.
11.4.9 Se necessário, concentrar o extrato antes da análise, seguindo o procedimento descrito no ponto 11.5 ou no ponto 11.6. Caso contrário, passar ao ponto 11.7.
Técnicas de concentração
Sempre que necessário para satisfazer os critérios de sensibilidade, os extractos de amostras provenientes do procedimento de extração de baixa concentração ou de concentração média/elevada podem ser concentrados até ao volume final necessário para o método determinativo e a aplicação específica a utilizar, utilizando a técnica K-D ou a evaporação de azoto.
11.5.1 Montar um concentrador Kuderna-Danish (K-D) ligando um tubo concentrador de 10 ml a um balão de evaporação de tamanho adequado.
11.5.2 Secar o extrato fazendo-o passar por uma coluna de secagem contendo cerca de 10 g de sulfato de sódio anidro. Recolher o extrato seco no concentrador K-D.
11.5.3 Lavar o tubo de recolha e a coluna de secagem no balão K-D com uma porção adicional de 20 ml de solvente, de modo a obter uma transferência quantitativa.
11.5.4 Adicionar uma ou duas aparas de ebulição limpas ao balão e fixar uma coluna Snyder de três esferas. Fixar o material de vidro para recuperação do vapor de solvente (condensador e dispositivo de recolha, ver Sec. 6.9) à coluna Snyder do aparelho K-D, seguindo as instruções do fabricante. Humedecer previamente a coluna Snyder, adicionando cerca de 1 ml de cloreto de metileno (ou outro solvente adequado) ao topo da coluna. Colocar o aparelho K-D num banho de água quente (15 – 20 CE acima do ponto de ebulição do solvente), de modo a que o tubo concentrador fique parcialmente imerso na água quente e toda a superfície inferior arredondada do balão seja banhada com vapor quente. Ajustar a posição vertical do aparelho e a temperatura da água conforme necessário para completar a concentração em 10 – 20 min. Com a velocidade de destilação adequada, as esferas da coluna vibrarão ativamente, mas as câmaras não serão inundadas. Quando o volume aparente de líquido atingir 1 ml, retirar o aparelho K-D do banho-maria e deixar escorrer e arrefecer durante pelo menos 10 minutos.
CUIDADO: Não deixar secar o extrato, uma vez que tal resultará numa perda acentuada de alguns analitos. Os pesticidas organofosforados são particularmente susceptíveis a essas perdas.
11.5.4.1 Se for necessária uma troca de solvente (conforme indicado na Tabela 2 ou no método determinativo apropriado), remover momentaneamente a coluna Snyder, adicionar 50 mL do solvente de troca e um novo chip de ebulição.
11.5.4.2 Voltar a montar a coluna Snyder. Concentrar o extrato, aumentando a temperatura do banho-maria, se necessário, para manter uma taxa de destilação adequada.
11.5.5 Retirar a coluna Snyder. Lavar o balão K-D e as juntas inferiores da coluna Snyder no tubo concentrador com 1 – 2 mL de solvente. O extrato pode ainda ser concentrado utilizando uma das técnicas descritas na secção 11.6 ou ajustado para um volume final de 5,0 – 10,0 mL utilizando um solvente adequado (ver quadro 2 ou o método determinativo adequado). Se estiverem presentes cristais de enxofre, passar ao método 3660 para a limpeza.
11.6 Se for necessária uma concentração adicional, utilizar a técnica da coluna micro-Snyder (ver o ponto 11.6.1) ou a técnica de evaporação do azoto (ver o ponto 11.6.2).
11.6.1 Técnica da coluna Micro-Snyder
11.6.1.1 Adicionar uma pastilha de ebulição limpa e fresca ao tubo concentrador e ligar uma coluna micro-Snyder de duas esferas diretamente ao tubo concentrador. Fixar o material de vidro para recuperação do vapor de solvente (condensador e dispositivo de recolha) à coluna micro-Snyder do aparelho K-D, seguindo as instruções do fabricante. Humedecer previamente a coluna Snyder, adicionando 0,5 ml de cloreto de metileno ou do solvente de troca ao topo da coluna. Colocar o aparelho de microconcentração num banho de água quente de modo a que o tubo concentrador fique parcialmente imerso na água quente. Ajustar a posição vertical do aparelho e a temperatura da água, conforme necessário, para completar a concentração em 5 – 10 min. Com a taxa de destilação adequada, as esferas da coluna vibrarão ativamente, mas as câmaras não serão inundadas.
11.6.1.2 Quando o volume aparente de líquido atingir 0,5 mL, retirar o aparelho do banho-maria e deixá-lo escorrer e arrefecer durante pelo menos 10 minutos. Retirar a coluna Snyder e lavar as suas juntas inferiores no tubo concentrador com 0,2 mL de solvente. Ajustar o volume final do extrato para 1,0 – 2,0 mL.
CUIDADO: Não deixar secar o extrato, uma vez que tal resultará numa perda acentuada de alguns analitos. Os pesticidas organofosforados são particularmente susceptíveis a essas perdas.
11.6.2 Técnica de evaporação do azoto
11.6.2.1 Colocar o tubo concentrador num banho quente (30 graus Celsius) e evaporar o volume de solvente para 0,5 ml utilizando uma corrente suave de azoto limpo e seco (filtrado através de uma coluna de carvão ativado).
CUIDADO: Não devem ser utilizados tubos de plástico novos entre o coletor de carbono e a amostra, uma vez que podem introduzir interferências de ftalatos.
11.6.2.2 Lavar a parede interna do tubo concentrador várias vezes com solvente durante a concentração. Durante a evaporação, posicionar o tubo concentrador de modo a evitar a condensação de água no extrato. Em condições normais, não se deve permitir que o extrato fique seco.
CUIDADO: Não deixar secar o extrato, uma vez que tal resultará numa perda acentuada de alguns analitos. Os pesticidas organofosforados são particularmente susceptíveis a essas perdas.
11.7 O extrato pode agora ser sujeito a procedimentos de limpeza ou analisado para os analitos-alvo utilizando a(s) técnica(s) de determinação adequada(s). Se o extrato não for manuseado de imediato, tapar o tubo do concentrador e conservá-lo no frigorífico. Se o extrato for armazenado durante mais de 2 dias, deve ser transferido para um frasco equipado com uma tampa de rosca revestida a PTFE e rotulado de forma adequada.
12. Análise de dados e cálculos
Não existem cálculos explicitamente associados a este procedimento de extração. Ver o método determinativo adequado para o cálculo dos resultados finais da amostra.
13. Desempenho do método
14. Prevenção da poluição
14.1 A prevenção da poluição engloba qualquer técnica que reduza ou elimine a quantidade e/ou a toxicidade dos resíduos no ponto de geração. Existem inúmeras oportunidades para a prevenção da poluição no funcionamento do laboratório. A EPA estabeleceu uma hierarquia preferencial de técnicas de gestão ambiental que coloca a prevenção da poluição como a opção de gestão de primeira escolha. Sempre que possível, o pessoal do laboratório deve utilizar técnicas de prevenção da poluição para tratar da sua produção de resíduos. Quando os resíduos não podem ser reduzidos na fonte, a Agência recomenda a reciclagem como a melhor opção seguinte.
14.2 Para informações sobre prevenção da poluição que possam ser aplicáveis a laboratórios e instituições de investigação, consultar Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction disponível no Departamento de Relações Governamentais e Política Científica da American Chemical Society, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Gestão de resíduos
As pessoas que trabalham no laboratório devem ser capazes de gerir os seus resíduos, de acordo com as regras de identificação de resíduos perigosos e com as restrições de eliminação em terra. Para mais informações sobre a gestão de resíduos, consultar The Waste Management Manual for Laboratory Personnel, disponível na American Chemical Society, no endereço indicado na secção 14.2.
16. Referências
- EPA DOS EUA, “Estudo de comparação interlaboratorial: Methods for Volatile and Semi-Volatile Compounds (Métodos para Compostos Voláteis e Semi-Voláteis),” Laboratório de Sistemas de Monitorização Ambiental, Gabinete de Investigação e Desenvolvimento, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff, “Avaliação dos métodos 3540 (Soxhlet) e 3550 (Sonicação) para a avaliação de analitos do apêndice IX em amostras sólidas,” S-CUBED, Relatório para o Contrato 68-03-33-75 da EPA, Atribuição de Trabalho N.º 03, Documento N.º SSS-R- 88-9436, outubro de 1988.
Fatos, vale a pena conhecer
Homogeneizadores ultra-sônicos são muitas vezes referidos como sonicador de sonda, lyser ultra-sônico, disruptor de ultra-som, moedor ultra-sônico, sono-ruptor, sonifier, sonic dismembrator, disruptor celular, dispersor ultra-sônico ou dissolvente. Os termos diferentes resultam de várias aplicações que podem ser cumpridas pelo sonication.
Diferentes tamanhos de sonotrodos para o UP200Ht