EPA3550 Guide för ultraljudsextraktion
Ultraljud extraktion är en grön, miljövänlig extraktionsmetod som kan tillämpas på små laboratorieprover såväl som för extraktion av värdefulla föreningar i kommersiell produktionsskala. United State Environmental Protection Agency (EPA) rekommenderar en mängd olika metoder för analytisk kemi och karakteristiska testmetoder, miljöprovtagning och övervakning samt kvalitetssäkring på plats för att stödja Resource Conservation and Recovery Act (RCRA). För den ultraljudsassisterade extraktionen släppte EPA följande vägledning:
METOD 3550C – Ultraljud extraktion
1. Tillämpningsområde och tillämpning
Dessutom är SW-846-metoderna, med undantag för den metodanvändning som krävs för analys av metoddefinierade parametrar, avsedda att vara vägledande metoder som innehåller allmän information om hur man utför en analytisk procedur eller teknik som ett laboratorium kan använda som en grundläggande utgångspunkt för att generera sin egen detaljerade standardrutin (SOP), antingen för sin egen allmänna användning eller för en specifik projektansökan. Prestandadata som ingår i denna metod är endast avsedda som vägledning och är inte avsedda att vara och får inte användas som absoluta kriterier för QC-acceptans för laboratorieackreditering.
1.1 Denna metod beskriver ett förfarande för att extrahera icke-flyktiga och halvflyktiga organiska föreningar från fasta ämnen som jord, slam och avfall. Ultraljudsprocessen säkerställer intim kontakt mellan provmatrisen och extraktionslösningsmedlet.
1.2 Denna metod är uppdelad i två förfaranden, som bygger på den förväntade koncentrationen av organiska föreningar. Förfarandet med låg koncentration (avsnitt 11.3) är för enskilda organiska komponenter som förväntas ha mindre än eller lika med 20 mg/kg och använder den större provstorleken och tre serieextraktioner (lägre koncentrationer är svårare att extrahera). Förfarandet med medelhög/hög koncentration (avsnitt 11.4) är för enskilda organiska komponenter som förväntas ha mer än 20 mg/kg och använder det mindre provet och en enda extraktion.
1.3 Det rekommenderas starkt att extrakten genomgår någon form av sanering (t.ex. med hjälp av en metod från 3600-serien) före analys.
1.4 Det är av avgörande betydelse att metoden (inklusive tillverkarens anvisningar) följs uttryckligt för att uppnå maximal extraktionseffektivitet. Se avsnitt 11.0 för en diskussion om de kritiska aspekterna av extraktionsproceduren. Se tillverkarens instruktioner angående specifika driftsinställningar.
1.5 Denna metod beskriver minst tre extraktionslösningsmedelssystem som kan användas för olika grupper av analyter (se avsnitt 7.4). Andra lösningsmedelssystem kan användas, förutsatt att det kan visas att de analyter som är av intresse har tillräcklig prestanda. Valet av extraktionsmedel beror på vilka analyter som är av intresse och inget enskilt lösningsmedel är universellt tillämpligt på alla analytgrupper. Som ett resultat av oro över effektiviteten av ultraljud extraktion, särskilt vid koncentrationer nära eller under ca 10 μg / kg, är det absolut nödvändigt att analytikern visar prestanda för det specifika lösningsmedelssystemet och driftsförhållandena för analyterna av intresse och koncentrationerna av intresse. Denna demonstration gäller alla lösningsmedelssystem som används, inklusive de som specifikt anges i denna metod. En sådan demonstration kommer åtminstone att omfatta den inledande demonstration av kompetens som beskrivs i metod 3500, med användning av en ren referensmatris. Metod 8000 beskriver procedurer som kan användas för att utveckla prestandakriterier för sådana demonstrationer samt för resultat av matrisspikar och laboratoriekontrollprover.
1.6 EPA konstaterar att det finns begränsade offentliggjorda uppgifter om effektiviteten av ultraljudsextraktion när det gäller organiska fosforbekämpningsmedel vid låga koncentrationer på en miljard ppb (ppb) och lägre. Som ett resultat av detta bör användningen av denna metod för dessa föreningar i synnerhet stödjas av prestandadata av det slag som diskuterats ovan och i metod 3500.
1.7 Innan denna metod används rekommenderas analytiker att konsultera grundmetoden för varje typ av procedur som kan användas i den övergripande analysen (t.ex. metoderna 3500, 3600, 5000 och 8000) för ytterligare information om kvalitetskontrollförfaranden, utveckling av QC-acceptanskriterier, beräkningar och allmän vägledning. Analytiker bör också läsa uttalandet om ansvarsfriskrivning i början av manualen och informationen i kapitel två för vägledning om den avsedda flexibiliteten i valet av metoder, apparater, material, reagenser och tillförsel, och om analytikerns ansvar för att visa att de tekniker som används är lämpliga för de analyter som är av intresse, i matrisen av intresse, och på de nivåer som ger anledning till oro.
Dessutom informeras analytiker och dataanvändare om att, förutom där det uttryckligen anges i en förordning, är det inte obligatoriskt att använda SW-846-metoder som svar på federala testkrav. Informationen i denna metod tillhandahålls av EPA som vägledning som ska användas av analytikern och det reglerade samfundet för att göra bedömningar som är nödvändiga för att generera resultat som uppfyller datakvalitetsmålen för den avsedda tillämpningen.
1.8 Användningen av denna metod är begränsad till användning av, eller under överinseende av, lämpligt erfarna och utbildade analytiker. Varje analytiker måste visa förmågan att generera acceptabla resultat med denna metod. Som nämnts ovan är sådana demonstrationer specifika för de analyter som är av intresse och det lösningsmedelssystem som används, liksom för förfarandena för prover med låg och medelhög koncentration.
VialTweeter för förberedelse av ultraljudsprov
2. Sammanfattning av metoden
2.1 Förfarande med låg koncentration — Provet blandas med vattenfritt natriumsulfat för att bilda ett fritt flytande pulver. Blandningen extraheras med lösningsmedel tre gånger med hjälp av ultraljudsextraktion. Extraktet separeras från provet genom vakuumfiltrering eller centrifugering. Extraktet är klart för slutlig koncentration, rengöring och/eller analys.
2.2 Förfarande med medelhög / hög koncentration — Provet blandas med vattenfritt natriumsulfat för att bilda ett fritt flytande pulver. Detta extraheras med lösningsmedel en gång, med hjälp av ultraljudsextraktion. En del av extraktet samlas in för sanering och/eller analys.
3. Definitioner
Se kapitel 1 och tillverkarens instruktioner för definitioner som kan vara relevanta för denna metod.
4. Störningar
4.1 Lösningsmedel, reagenser, glas och annan provbearbetningsutrustning kan ge artefakter och/eller störningar i provanalysen. Det måste visas att alla dessa material är fria från interferens under analysbetingelserna genom att analysera metodblankprov.
Särskilt urval av reagenser och rening av lösningsmedel genom destillation i helglassystem kan vara nödvändigt. Se varje metod som ska användas för specifik vägledning om förfaranden för kvalitetskontroll och kapitel fyra för allmän vägledning om rengöring av glasvaror.
4.2 Interferenser är vanligtvis specifika för de analyter som är av intresse. Se därför metod 3500 och lämpliga bestämningsmetoder för specifik vägledning om extraktionsinterferenser.
5. Säkerhet
Denna metod tar inte upp alla säkerhetsfrågor som är förknippade med dess användning. Laboratoriet ansvarar för att upprätthålla en säker arbetsmiljö och en aktuell medvetenhetsfil om OSHA-föreskrifter om säker hantering av de kemikalier som anges i denna metod. En referensfil med säkerhetsdatablad bör finnas tillgänglig för all personal som deltar i dessa analyser.
6. Utrustning och tillbehör
Omnämnandet av handelsnamn eller kommersiella produkter i denna handbok är endast för illustrativa ändamål och utgör inte ett EPA-godkännande eller exklusiv rekommendation för användning. De produkter och instrumentinställningar som anges i SW-846-metoderna representerar de produkter och inställningar som användes under metodutvecklingen eller som senare utvärderades av EMA. Glasvaror, reagenser, tillbehör, utrustning och inställningar andra än de som anges i denna handbok får användas förutsatt att metodens prestanda som är lämplig för den avsedda applikationen har demonstrerats och dokumenterats.
Det här avsnittet innehåller ingen förteckning över vanliga laboratorieglas (t.ex. bägare och kolvar).
6.2 Förberedelse av ultraljud — En anordning av horntyp utrustad med en titanspets, eller en anordning som ger lämplig prestanda, måste användas. (t.ex. UP200Ht eller UP200St)
6.2.1 Störande ämne med ultraljud — Störaren måste ha en minsta effekteffekt på 300 watt, med pulserande förmåga. En anordning som är utformad för att minska kavitationsljudet rekommenderas. Följ tillverkarens instruktioner för att förbereda störaren för extraktion av prover med låga och medelhöga/höga koncentrationer. (t.ex. UP400S)
6.2.2 Använd ett 3/4-tums horn för proceduren med låg koncentration och en 1/8-tums avsmalnande mikrospets fäst vid ett 1/2-tums horn för proceduren med medelhög/hög koncentration.
6.3 Ljudskyddsbox – För att undvika hörselskador rekommenderas användning av en ljudskyddsbox (t.ex. ljudskyddsbox SPB-L). Därmed kan det kavitationella ljudet av ultraljudsbehandlingsprocessen minskas avsevärt.
Ytterligare utrustning
6.4.1 Torkning av ugn — Kan upprätthålla 105 °C.
6.4.2 Exsickator.
6.4.3 Deglar — Porslin eller engångsaluminium.
6.5 Pasteur pipetter — 1-ml, glas, engångs.
6.7 Apparater för vakuum- eller tryckfiltrering
6.7.1 Buchner-tratt
6.7.2 Filterpapper
6.8 Kuderna-danska (K-D) apparater
6.8.1 Koncentratorrör — 10-ml, utexaminerad. En slipad glaspropp används för att förhindra avdunstning av extrakt.
6.8.2 Avdunstningskolv — 500 ml. Fäst kolven på koncentratorröret med fjädrar, clamps eller motsvarande.
6.8.3 Snyder kolumn — Tre bollar makro.
6.8.4 Snyder kolumn — Tvåboll mikro.
6.8.5 Fjädrar — 1/2 tum.
6.9 System för återvinning av lösningsmedelsånga.
OBS: Detta glas rekommenderas för återvinning av lösningsmedel under koncentrationsprocedurerna som kräver användning av Kuderna-danska evaporativa koncentratorer. Inkorporering av denna apparat kan krävas av federala, statliga eller lokala kommunbestämmelser som reglerar luftutsläpp av flyktiga organiska ämnen. EPA rekommenderar att denna typ av återvinningssystem införlivas som en metod för att genomföra ett program för att minska utsläppen. Återvinning av lösningsmedel är ett sätt att anpassa sig till initiativ för avfallsminimering och förebyggande av föroreningar.
6.10 Kokande pommes frites — Lösningsmedelsextraherad, cirka 10/40 mesh (kiselkarbid eller motsvarande).
6.11 Vattenbad — Uppvärmd, med ett koncentriskt ringlock, som kan reglera temperaturen till ± 5 °C. Badet ska användas i en huva.
6.12 Balans — Toppmatad, kapabel att väga exakt till närmaste 0,01 g.
6.13 Injektionsflaskor — 2 ml, för GC-autosampler, utrustad med skruvlock av polytetrafluoreten (PTFE) eller crimptoppar.
6.14 Injektionsflaskor med scintillation av glas — 20 ml, utrustad med PTFE-fodrade skruvlock.
6.15 Stekspade — Rostfritt stål eller PTFE.
6.16 Torkningskolonn — 20 mm ID borosilikatglaskromatografisk kolonn med glasull i botten.
OBS: Pelare med frittade glasskivor är svåra att dekontaminera efter att de har använts för att torka mycket förorenade extrakt. Kolumner utan frittor kan köpas.
Använd en liten dyna av glasull för att hålla kvar adsorbenten. Förtvätta glasullsdynan med 50 ml aceton följt av 50 ml elueringslösningsmedel innan kolonnen packas med adsorbent.
6.17 Apparat för kväveavdunstning (tillval) — N-Evap, 12- eller 24-position (Organomation Model 112, eller motsvarande).
7. Reagenser och standarder
7.2 Organiskt fritt reagensvatten. Alla hänvisningar till vatten i denna metod avser organiskt fritt reagensvatten, enligt definitionen i kapitel ett.
7.3 Natriumsulfat (granulat, vattenfritt), Na2SO4. Rena genom att värma upp vid 400 °C i 4 timmar i en grund bricka, eller genom att förrengöra natriumsulfatet med metylenklorid. Om natriumsulfatet är förrengjort med metylenklorid bör ett metodprov analyseras, vilket visar att det inte finns någon interferens från natriumsulfatet.
7.4 Lösningsmedel för extraktion
Proverna bör extraheras med hjälp av ett lösningsmedelssystem som ger optimal, reproducerbar återvinning av de analyter som är av intresse från provmatrisen, vid de koncentrationer som är av intresse. Valet av extraktionsmedel beror på vilka analyter som är av intresse och inget enskilt lösningsmedel är universellt tillämpligt på alla analytgrupper. Oavsett vilket lösningsmedelssystem som används, inklusive de som specifikt anges i denna metod, måste analytikern visa adekvat prestanda för de analyter som är av intresse, på de nivåer som är av intresse. En sådan demonstration kommer åtminstone att omfatta den inledande demonstration av kompetens som beskrivs i metod 3500, med användning av en ren referensmatris. Metod 8000 beskriver procedurer som kan användas för att utveckla prestandakriterier för sådana demonstrationer samt för resultat av matrisspikar och laboratoriekontrollprover.
Många av de lösningsmedelssystem som beskrivs nedan inkluderar kombinationen av ett vattenblandbart lösningsmedel, såsom aceton, och ett vatten-oblandbart lösningsmedel, såsom metylenklorid eller hexan. Syftet med det vattenblandbara lösningsmedlet är att underlätta extraktionen av våta fasta ämnen genom att låta det blandade lösningsmedlet tränga in i vattenskiktet på ytan av de fasta partiklarna. Det vattenoblandbara lösningsmedlet extraherar organiska föreningar med liknande polariteter. Således används ett icke-polärt lösningsmedel såsom hexan ofta för icke-polära analyter såsom PCB, medan ett polärt lösningsmedel som metylenklorid kan användas för polära analyter. Polariteten hos aceton kan också hjälpa till att extrahera polära analyter i blandade lösningsmedelssystem.
Tabell 1 innehåller exempel på utbytesdata för utvalda halvflyktiga organiska föreningar som extraherats från en NIST SRM med hjälp av olika extraktionslösningsmedelssystem. Följande avsnitt ger vägledning om val av lösningsmedel för olika klasser av analyter.
Alla lösningsmedel ska vara av bekämpningsmedelskvalitet eller likvärdiga. Lösningsmedel kan avgasas före användning.
7.4.1 Halvflyktiga organiska ämnen kan extraheras med aceton/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) eller aceton/metylenklorid (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Klororganiska bekämpningsmedel kan extraheras med aceton/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) eller aceton/metylenklorid (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB kan extraheras med aceton/hexan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) eller aceton/metylenklorid (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) eller hexan (C6H14).
7.4.4 Andra lösningsmedelssystem kan användas, förutsatt att den som analyserar analysen kan påvisa att de analyter som är av intresse vid de koncentrationer som är av intresse i provmatrisen fungerar tillfredsställande (se metod 3500).
7.5 Byte av lösningsmedel — Vid användning av vissa determinativa metoder måste extraktionsmedlet bytas ut mot ett lösningsmedel som är kompatibelt med den instrumentering som används i den bestämningsmetoden. Se den determinativa metod som ska användas för att välja lämpligt utbyteslösningsmedel. Alla lösningsmedel måste vara av bekämpningsmedelskvalitet eller likvärdig. Exempel på utbyteslösningsmedel ges nedan.
7.5.1 Hexan, C6H14
7.5.2 2-propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cyklohexan, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
Ljudskyddsboxen SPB-L minskar det kavitationella ljudet av ultraljudsbehandling avsevärt.
8. Insamling, konservering och lagring av prover
8.1 Se inledningen till kapitel fyra, “Organiska analyter” Metod 3500 och de särskilda bestämningsmetoder som ska användas.
8.2 Fasta prover som ska extraheras med detta förfarande bör samlas in och lagras på samma sätt som alla andra fasta prover som innehåller halvflyktiga organiska ämnen.
9. Kvalitetskontroll
9.2 Inledande påvisande av kunnande
Varje laboratorium måste visa initial skicklighet med varje provberedning och determinativ metodkombination som det använder genom att generera data med acceptabel noggrannhet och precision för målanalyter i en ren matris. Laboratoriet måste också upprepa uppvisandet av kompetens varje gång ny personal utbildas eller betydande ändringar av instrumenteringen görs. Se metod 8000 för information om hur man genomför en demonstration av kunskaper.
9.3 Inledningsvis, innan några prover bearbetas, bör analytikern visa att alla delar av utrustningen som kommer i kontakt med provet och reagenserna är störningsfria. Detta åstadkoms genom analys av ett metodämne. Som en kontinuerlig kontroll, varje gång prover extraheras, rengörs och analyseras, och när det sker en förändring i reagens, bör ett metodprov extraheras och analyseras för de föreningar som är av intresse som ett skydd mot kronisk laboratoriekontaminering.
9.4 Alla metodämnen, matrisspikprover eller replikatprover bör genomgå samma analytiska procedurer (avsnitt 11.0) som de som används på faktiska prover.
9.5 Standardmetoder för kvalitetssäkring bör användas med denna metod i enlighet med lämpliga systematiska planeringsdokument och standardrutiner för laboratorier. Alla instrumentets driftsförhållanden bör registreras.
9.6 Se även metod 3500 för kvalitetskontroll av extraktion och provberedning och de bestämningsmetoder som ska användas för bestämmande QC-förfaranden.
9.7 När de anges i den lämpliga bestämningsmetoden bör surrogatstandarder läggas till alla prover före extraktion. Se metoderna 3500 och 8000 och lämpliga bestämningsmetoder för mer information.
9.8 Som tidigare nämnts bör användning av alla extraktionstekniker, inklusive ultraljudsextraktion, stödjas av data som visar prestandan hos det specifika lösningsmedelssystemet och driftsförhållandena för de analyter som är av intresse, på de nivåer som är av intresse i provmatrisen.
10. Kalibrering och standardisering
Det finns inga kalibrerings- eller standardiseringssteg som är direkt kopplade till denna provextraktionsprocedur.
11. Förfarande
Som noterats i avsnitt 1.4 kan ultraljudsextraktion inte vara en lika rigorös metod som andra extraktionsmetoder för jord / fasta ämnen. Därför är det viktigt att denna metod följs uttryckligen (inklusive tillverkarens instruktioner) för att uppnå maximal extraktionseffektivitet. För att den här tekniken ska fungera korrekt gäller följande:
11.1 Hantering av prover
11.1.2 Prover av avfall — Prover som består av flera faser skall prepareras före extraktionen genom det fasskiljande förfarande som beskrivs i kapitel II. Denna extraktionsprocedur är endast för fasta ämnen.
11.1.3 Torra avfallsprover som kan malas — Mal eller dela upp avfallet på annat sätt så att det antingen passerar genom en sikt på 1 mm eller kan pressas ut genom ett hål på 1 mm. Tillsätt tillräckligt med prov i malningsutrustningen för att ge minst 10 g efter malning.
VARNING: Torkning och malning bör utföras i en huva för att undvika kontaminering av laboratoriet.
11.1.4 Gummiaktiga, fibrösa eller oljiga material som inte lämpar sig för malning — Skär, strimla eller på annat sätt minska storleken på dessa material för att möjliggöra blandning och maximal exponering av provytorna för extraktionen.
11.2 Bestämning av procentuell torrvikt — När provresultaten ska beräknas på grundval av torrvikt bör en separat del av provet vägas upp samtidigt som den del som används för analytisk bestämning.
VARNING: Torkugnen ska vara innesluten i en fläkt eller ventilerad. Betydande laboratoriekontaminering kan bli följden av ett kraftigt förorenat farligt avfall sample.
Omedelbart efter uppvägning av den alikvot av provet som ska extraheras ska ytterligare en alikvot på 5–10 g av provet vägas upp i en degel av tjär. Torka denna alikvot över natten vid 105 °C. Låt svalna i exsickator innan du väger.
Beräkna den procentuella torrvikten enligt följande:
% torrvikt = (g torrt prov / g prov) x 100
Denna ugnstorkade alikvot används inte för extraktion och bör kasseras på lämpligt sätt när torrvikten har fastställts.
11.3 Förfarande för extraktion med låg koncentration
Denna procedur gäller för fasta prover som förväntas innehålla mindre än eller lika med 20 mg/kg organiska analyser.
Steg före ultraljudsbehandling
11.3.1 Följande steg bör utföras snabbt för att undvika förlust av de mest flyktiga extraherbara ämnena.
11.3.1.1 Väg upp ca 30 g av provet i en 400 ml bägare. Anteckna vikten med en noggrannhet av 0,1 g.
11.3.1.2 För provet i varje sats som valts ut för spikning, tillsätt 1,0 ml av matrisspetslösningen. Konsultera metod 3500 för vägledning om lämpligt val av matrisspikningsföreningar och koncentrationer. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.3.1.3 Tillsätt 1,0 ml av surrogatstandardlösningen till alla prover, spetsade prover, QC-prover och blankprover. Konsultera metod 3500 för vägledning om lämpligt val av surrogatföreningar och koncentrationer. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.3.1.4 Om rengöring av gelpermeation (se metod 3640) ska användas, bör analytikern antingen tillsätta dubbelt så stor volym som surrogatspiklösningen (och matrisspiklösningen, i förekommande fall), eller koncentrera det slutliga extraktet till hälften av den normala volymen, för att kompensera för den halva av extraktet som går förlorad på grund av belastning av GPC-kolonnen. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.3.1.5 Icke-porösa eller våta prover (gummiaktiga eller leraktiga) som inte har en fritt flytande sandig konsistens måste blandas med 60 g vattenfritt natriumsulfat med hjälp av en spatel. Vid behov kan mer natriumsulfat tillsättas. Efter tillsats av natriumsulfat ska provet vara fritt flytande. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.3.1.6 Tillsätt omedelbart 100 ml extraktionsmedel eller lösningsmedelsblandning (se avsnitt 7.4 och tabell 2 för information om val av lösningsmedel).
11.3.2 Placera den nedre ytan av spetsen på 3/4-tums störhornet cirka 1/2 tum under lösningsmedlets yta, men ovanför sedimentskiktet.
OBS: Se till att ultraljudshornet / sonotroden är korrekt monterad enligt tillverkarens instruktioner.
11.3.3 Extrahera provet ultraljudsmässigt i 3 minuter, med utgångskontrollen inställd på 100 % (full effekt) eller vid tillverkarens rekommenderade effektinställning, lägesomkopplaren på Puls (pulserande energi snarare än kontinuerlig energi) och procentuell arbetscykel inställd på 50 % (energi på 50 % av tiden och av 50 % av tiden). Använd inte mikrospetssonden.
11.3.4 Häll av extraktet och filtrera det genom filterpapper (t.ex. Whatman No. 41 eller motsvarande) i en Buchner-tratt som är ansluten till en ren 500 ml filtreringskolv. Alternativt kan du hälla upp extraktet i en centrifugflaska och centrifugera på låg hastighet för att avlägsna partiklar.
11.3.5 Upprepa extraktionen ytterligare två gånger med ytterligare två 100 ml portioner rent lösningsmedel. Häll av lösningsmedlet efter varje ultraljudsextraktion. Efter den slutliga ultraljudsextraktionen, häll hela provet i Buchner-tratten, skölj bägaren med extraktionslösningsmedel och lägg sköljningen i tratten.
Steg efter ultraljudsbehandling
11.3.6 Vid behov, koncentrera extraktet före analys enligt proceduren i avsnitt 11.5. I annat fall fortsätter du till avsnitt 11.7.
UP200St med mikrospets för prov ultraljudsbehandling
11.4 Extraktionsförfarande för medelhög / hög koncentration
Denna procedur gäller för fasta prover som förväntas innehålla mer än 20 mg/kg organiska analyter.
Steg före ultraljudsbehandling
11.4.2 För provet i varje sats som valts ut för spikning, tillsätt 1,0 ml av matrisspiklösningen. Konsultera metod 3500 för vägledning om lämpligt val av matrisspikningsföreningar och koncentrationer. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.4.3 Tillsätt 1.0 ml surrogatspiklösning till alla prover, spikade prover, QC-prover och ämnen. Konsultera metod 3500 för vägledning om lämpligt val av matrisspikningsföreningar och koncentrationer. Se även anmärkningen i avsnitt 11.3.
11.4.4 Om rengöring av gelpermeation (se metod 3640) ska användas, bör analytikern antingen lägga till dubbelt så stor volym som surrogatspikningslösningen (och matrisspikningslösningen, i förekommande fall), eller koncentrera det slutliga extraktet till hälften av den normala volymen, för att kompensera för den halva av extraktet som går förlorad på grund av belastning av GPC-kolonnen.
11.4.5 Icke-porösa eller våta prover (gummiaktiga eller leraktiga) som inte har en fritt flytande sandig konsistens måste blandas med 2 g vattenfritt natriumsulfat med hjälp av en spatel. Vid behov kan mer natriumsulfat tillsättas. Efter tillsats av natriumsulfat ska provet vara fritt flytande (se anmärkningen i avsnitt 11.3).
11.4.6 Tillsätt omedelbart den volym lösningsmedel som behövs för att få den slutliga volymen till 10.0 ml, med tanke på den extra volymen av surrogat och matrisspikar (se avsnitt 7.4 och tabell 2 för information om val av lösningsmedel).
11.4.7 Extrahera provet med den 1/8-tums avsmalnande ultraljudssonden med mikrospets i 2 minuter vid utgångskontrollinställning 5 och med lägesomkopplare på puls och procentuell arbetscykel vid 50 %.
11.4.8 Packa löst en engångspipett av Pasteur med 2 till 3 cm glasull. Filtrera provextraktet genom glasullen och samla upp extraktet i en lämplig behållare. Hela 10 ml extraktionsmedel kan inte återvinnas från provet. Analytikern bör därför samla in en volym som är lämplig för känsligheten hos den bestämningsmetod som ska användas. För metoder som inte kräver att extraktet koncentreras ytterligare (t.ex. metod 8081 använder vanligtvis en slutlig extraktvolym på 10 ml) kan extraktet samlas upp i en scintillationsflaska eller annan förslutningsbar behållare. För extrakt som kommer att behöva koncentreras ytterligare är det lämpligt att samla in en standardvolym för alla sådana prover för att förenkla beräkningen av de slutliga provresultaten. Samla till exempel upp 5,0 ml extrakt i ett rent koncentratorrör. Denna volym representerar exakt hälften av den totala volymen av det ursprungliga provextraktet. Vid behov, ta hänsyn till “förlust” hälften av extraktet i de slutliga beräkningarna av stickprovet, eller koncentrera det slutliga extraktet till hälften av den nominella slutliga volymen (t.ex. 0,5 ml jämfört med 1,0 ml) för att kompensera för förlusten.
11.4.9 Vid behov, koncentrera extraktet före analys enligt proceduren i avsnitt 11.5 eller avsnitt 11.6. I annat fall fortsätter du till avsnitt 11.7.
Tekniker för koncentration
Om det är nödvändigt för att uppfylla känslighetskriterierna får provextrakt från antingen lågkoncentrationsmetoden eller medelhög/hög extraktionsmetod koncentreras till den slutliga volym som krävs för att den bestämmande metoden och den specifika tillämpningen ska kunna användas, med hjälp av antingen K-D-tekniken eller kväveavdunstning.
11.5.1 Montera en Kuderna-Danish (K-D) koncentrator genom att fästa ett 10-ml koncentratorrör på en indunstningskolv av lämplig storlek.
11.5.2 Torka extraktet genom att låta det passera genom en torkkolonn som innehåller ca 10 g vattenfritt natriumsulfat. Samla det torkade extraktet i KD-koncentratorn.
11.5.3 Skölj uppsamlingsröret och torkkolonnen i KD-kolven med ytterligare 20 ml lösningsmedel för att uppnå en kvantitativ överföring.
11.5.4 Tillsätt en eller två rena kokande chips i kolven och fäst en Snyder-kolonn med tre bollar. Fäst glaset för återvinning av lösningsmedelsånga (kondensor och uppsamlingsanordning, se avsnitt 6.9) på Snyder-kolonnen i KD-apparaten, enligt tillverkarens instruktioner. Förfukta Snyder-kolonnen genom att tillsätta cirka 1 ml metylenklorid (eller annat lämpligt lösningsmedel) till toppen av kolonnen. Placera KD-apparaten på ett varmvattenbad (15 – 20 EC över lösningsmedlets kokpunkt) så att koncentratorröret delvis sänks ned i det varma vattnet och hela kolvens nedre rundade yta badar i het ånga. Justera apparatens vertikala position och vattentemperaturen efter behov för att slutföra koncentrationen i 10 – 20 minuter. Med rätt destillationshastighet kommer bollarna i kolonnen att smattra aktivt, men kamrarna kommer inte att översvämmas. När den skenbara vätskevolymen når 1 ml, ta bort KD-apparaten från vattenbadet och låt den rinna av och svalna i minst 10 minuter.
VARNING: Låt inte extraktet bli torrt, eftersom detta kommer att resultera i allvarlig förlust av vissa analyter. Organiska fosforbekämpningsmedel är särskilt känsliga för sådana förluster.
11.5.4.1 Om ett lösningsmedelsbyte är nödvändigt (som anges i tabell 2 eller lämplig bestämningsmetod), ta tillfälligt bort Snyder-kolonnen, tillsätt 50 ml av utbyteslösningsmedlet och ett nytt kokande chips.
11.5.4.2 Sätt tillbaka Snyder-kolumnen. Koncentrera extraktet och höj temperaturen i vattenbadet vid behov för att upprätthålla en korrekt destillationshastighet.
11.5.5 Ta bort Snyder-kolumnen. Skölj KD-kolven och de nedre fogarna på Snyder-kolonnen i koncentratorröret med 1 – 2 ml vätska. Extraktet kan koncentreras ytterligare genom att använda en av de tekniker som beskrivs i avsnitt 11.6, eller justeras till en slutlig volym på 5.0 – 10,0 ml med lämpligt lösningsmedel (se tabell 2 eller lämplig bestämningsmetod). Om det finns svavelkristaller, fortsätt till metod 3660 för rengöring.
11.6 Om ytterligare koncentration är nödvändig, använd antingen mikro-Snyder-kolonntekniken (se avsnitt 11.6.1) eller kväveavdunstningsteknik (se avsnitt 11.6.2).
11.6.1 Micro-Snyder-kolonnteknik
11.6.1.1 Tillsätt ett nytt, rent kokande chips till koncentratorröret och fäst en tvåkuls mikro-Snyder-kolonn direkt på koncentratorröret. Fäst glasvarorna för återvinning av lösningsmedelsånga (kondensor och uppsamlingsanordning) på mikro-Snyder-kolonnen i KD-apparaten, enligt tillverkarens instruktioner. Fukta Snyder-kolonnen i förväg genom att tillsätta 0,5 ml metylenklorid eller utbyteslösningsmedlet i toppen av kolonnen. Placera apparaten för mikrokoncentration i ett varmvattenbad så att koncentratorröret delvis är nedsänkt i det varma vattnet. Justera apparatens vertikala läge och vattentemperaturen, efter behov, för att slutföra koncentrationen i 5 – 10 minuter. Med rätt destillationshastighet kommer bollarna i kolonnen att smattra aktivt, men kamrarna kommer inte att svämma över.
11.6.1.2 När den skenbara vätskevolymen når 0.5 ml, ta bort apparaten från vattenbadet och låt den rinna av och svalna i minst 10 minuter. Ta bort Snyder-kolonnen och skölj dess nedre fogar i koncentratorröret med 0,2 ml lösningsmedel. Justera den slutliga extraktionsvolymen till 1,0 – 2,0 ml.
VARNING: Låt inte extraktet bli torrt, eftersom detta kommer att resultera i allvarlig förlust av vissa analyter. Organiska fosforbekämpningsmedel är särskilt känsliga för sådana förluster.
11.6.2 Teknik för kväveavdunstning
11.6.2.1 Placera koncentratorröret i ett varmt bad (30 °C) och förånga lösningsmedelsvolymen till 0,5 ml med hjälp av en mild stråle av rent, torrt kväve (filtrerat genom en kolonn med aktivt kol).
VARNING: Nya plastslangar får inte användas mellan kolfällan och provet, eftersom det kan introducera ftalatinterferenser.
11.6.2.2 Skölj koncentratorrörets innervägg flera gånger med lösningsmedel under koncentrationen. Under avdunstning, placera koncentratorröret för att undvika att kondensvatten kondenserar in i extraktet. Under normala förfaranden får extraktet inte tillåtas bli torrt.
VARNING: Låt inte extraktet bli torrt, eftersom detta kommer att resultera i allvarlig förlust av vissa analyter. Organiska fosforbekämpningsmedel är särskilt känsliga för sådana förluster.
11.7 Extraktet kan nu bli föremål för saneringsförfaranden eller analyseras med avseende på målanalyterna med hjälp av lämpliga bestämningstekniker. Om ytterligare hantering av extraktet inte kommer att utföras omedelbart, proppa till koncentratorröret och förvara i kylskåp. Om extraktet ska förvaras längre än 2 dagar ska det överföras till en injektionsflaska utrustad med ett PTFE-fodrat skruvlock och märkas på lämpligt sätt.
12. Dataanalys och beräkningar
Det finns inga beräkningar som uttryckligen är associerade med den här extraheringsproceduren. Se lämplig bestämningsmetod för beräkning av slutliga stickprovsresultat.
13. Metodens prestanda
14. Förebyggande av föroreningar
14.1 Förebyggande av föroreningar omfattar all teknik som minskar eller eliminerar mängden och/eller toxiciteten hos avfallet vid den tidpunkt då det genereras. Det finns många möjligheter att förebygga föroreningar i laboratoriedrift. EPA har fastställt en föredragen hierarki av miljöledningstekniker som placerar förebyggande av föroreningar som det första valet av hanteringsalternativ. När det är möjligt bör laboratoriepersonal använda tekniker för att förebygga föroreningar för att ta itu med sin avfallsgenerering. När det inte är möjligt att minska avfallet vid källan rekommenderar myndigheten att återvinning är det näst bästa alternativet.
14.2 För information om förebyggande av föroreningar som kan vara tillämplig på laboratorier och forskningsinstitutioner, se Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction tillgänglig från American Chemical Society's Department of Government Relations and Science Policy, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Avfallshantering
huvar och bänkar, i enlighet med bokstaven och andan i alla tillstånd och föreskrifter för utsläpp av avlopp, och genom att följa alla bestämmelser om fast och farligt avfall, särskilt reglerna för identifiering av farligt avfall och restriktioner för bortskaffande av mark. För ytterligare information om avfallshantering, se The Waste Management Manual for Laboratory Personnel som finns tillgänglig från American Chemical Society på adressen som anges i avsnitt 14.2.
16. Referenser
- Förenta staternas miljövårdsmyndighet, “Interlaboratory Comparison Study: Metoder för flyktiga och halvflyktiga föreningar,” Laboratorium för miljöövervakningssystem, kontoret för forskning och utveckling, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff, “Utvärdering av metoderna 3540 (Soxhlet) och 3550 (ultraljudsbehandling) för utvärdering av bilaga IX analyter från fasta prover,” S-CUBED, Rapport för EPA-kontrakt 68-03-33-75, Uppdrag nr 03, dokument nr. SSS-R- 88-9436, oktober, 1988.
Fakta som är värda att veta
Homogenisatorer av ultraljudsvävnad kallas ofta sondsonikator, sonisk lysör, ultraljudsstörare, ultraljudskvarn, sono-ruptor, sonifierare, sonisk dismembbrator, cellstörare, ultraljudsdispergis eller upplösning. De olika termerna är resultatet av de olika tillämpningar som kan uppfyllas av ultraljudsbehandling.
Olika sonotrode storlekar för UP200Ht