ΤΕΤΑΡΤΟ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ
(άρθρο 12(8 )(α))
ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΓΙΑ
ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΗΣ ΒΙΟΔΙΑΣΠΑΣΙΜΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΜΗ ΙΟΝΙΚΩΝ ΤΑΣΙΕΝΕΡΓΩΝ
ΟΥΣΙΩΝ
Μέρος I
1. Ορισμός:
Στο παρόν Παράρτημα -
«μη ιονικές τασιενεργοί ουσίες» σημαίνει τις τασιενεργές ουσίες οι οποίες, αφού περάσουν από ανταλλάκτες κατιόντων και ανιόντων, προσδιορίζονται ως ουσίες που αντιδρούν με το βισμούθιο (BiAS), σύμφωνα με τη μέθοδο αναλύσεως που περιγράφεται στο Μέρος III.
2. Αναγκαίος εξοπλισμός:
Η μέθοδος μετρήσεως βασίζεται στη χρησιμοποίηση της εγκαταστάσεως ενεργού ιλύος η οποία παρίσταται στο Σχήμα 1 και λεπτομερέστερα στο Σχήμα 2.
Ο εξοπλισμός αποτελείται από δοχείο αποθηκεύσεως Α για συνθετικό λύμα, δοσιμετρική αντλία Β, δοχείο αερισμού C, δοχείο καθίζησης της ιλύος D, αεραντλία Ε για ανακύκλωση της ενεργοποιημένης ιλύος και δοχείο Ε για συλλογή του μετά την κατεργασία εκρέοντος υγρού.
Τα δοχεία Α και F είναι κατασκευασμένα από γυαλί ή κατάλληλο πλαστικό και έχουν χωρητικότητα τουλάχιστον 24 λίτρων. Η αντλία Β εξασφαλίζει τη συνεχή τροφοδοσία του δοχείου αερισμού με συνθετικό λύμα. Το δοχείο τούτο, κατά τη διάρκεια κανονικής λειτουργίας, περιέχει 3 λίτρα μίγματος. Πορώδες γυάλινο εξάρτημα αερισμού G είναι αναρτημένο στο εσωτερικό του δοχείου C στην κορυφή του κώνου. H ποσότητα του αέρα η οποία διοχετεύεται από το εξάρτημα αερισμού G μετριέται με τη βοήθεια μετρητή ροής H.
3. Συνθετικό λύμα:
Για τη δοκιμή αυτή χρησιμοποιείται συνθετικό λύμα. Διαλύονται τα εξής, κατά λίτρο νερού της βρύσης:
- 160 mg πεπτόνη,
- 110 mg εκχύλισμα κρέατος,
- 30 mg ουρία (CO(NH)2),
- 7 mg χλωριούχο νάτριο (NaCI),
- 4 mg χλωριούχο ασβέστιο (CaCI2,2H2O),
- 2 mg θειικό μαγνήσιο (MgSO4,7H2O),
- 28 mg μονόξινο φωσφορικό κάλιο (K2HPO4),
- 10 ± 1 mg BiAS.
To BiAS παραλαμβάνεται από το υπό δοκιμασία προϊόν με τη μέθοδο που καθορίζεται στο Μέρος II. To συνθετικό λύμα παρασκευάζεται καθημερινά.
4. Παρασκευή των δειγμάτων:
(α) Οι εκτός εμπορικών παρασκευασμάτων τασιενεργοί ουσίες μπορούν να εξετάζονται όπως έχουν. Προκειμένου να παρασκευαστεί το συνθετικό λύμα (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 3), πρέπει να προσδιορίζεται η περιεκτικότητα σε BiAS.
(β) Τα εμπορικά παρασκευάσματα υφίστανται ανάλυση για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητάς τους σε BiAS, MBAS και σαπούνι. Γίνεται εκχύλιση με αλκοόλη και διαχωρισμός του BiAS (βλέπε Μέρος II). H περιεκτικότητα του εκχυλίσματος σε BiAS πρέπει να είναι γνωστή προκειμένου να παρασκευαστεί το συνθετικό λύμα.
5. Λειτουργία της εγκαταστάσεως:
Αρχικά γεμίζεται με συνθετικό λύμα το δοχείο αερισμού C και το δοχείο καθίζησης της ιλύος D. Το δοχείο D στερεώνεται στο κατάλληλο ύψος ώστε ο περιεχόμενος όγκος στο δοχείο αερισμού C να είναι 3 λίτρα. Ο εμβολιασμός γίνεται με 3 mL δευτεροβάθμιου επεξεργασθέντος λύματος καλής ποιότητας, που παρελήφθηκε πρόσφατα από εγκατάσταση επεξεργασίας, κυρίως αστικών λυμάτων. Τα λύματα διατηρούνται σε αερόβιες συνθήκες κατά το διάστημα που μεσολαβεί από τη δειγματοληψία ως τη χρήση. Τίθεται έπειτα σε λειτουργία το σύστημα αερισμού G, η αεραντλία Ε και η δοσιμετρική αντλία Β. Το συνθετικό λύμα διέρχεται διά του δοχείου αερισμού C με ρυθμό 1 λίτρου ανά ώρα, πράγμα το οποίο συνεπάγεται μέσο χρόνο κατακρατήσεως τρεις ώρες.
Η ταχύτητα αερισμού ρυθμίζεται κατά τρόπο ώστε το περιεχόμενο του δοχείου C να βρίσκεται συνεχώς εν αιωρήσει και το διαλελυμένο οξυγόνο να ανέρχεται τουλάχιστον σε 2 mg ανά λίτρο. Ο αφρισμός εμποδίζεται με κατάλληλα μέσα. Παράγοντες παρεμποδίσεως του αφρισμού, οι οποίοι δρουν ανασταλτικά στην ενεργό ιλύ ή περιέχουν BiAS, δεν χρησιμοποιούνται. Η λειτουργία της αεραντλίας Ε ρυθμίζεται ώστε η ενεργός ιλύς να ανακυκλώνεται συνεχώς και κανονικά από το δοχείο καθίζησης D στο δοχείο αερισμού C. Η ιλύς που συσσωρεύεται γύρω από την κορυφή του δοχείου αερισμού C, στη βάση του δοχείου μεταγγίσεως D ή στο κύκλωμα κυκλοφορίας, επαναφέρεται στην κυκλοφορία τουλάχιστον μία φορά την ημέρα με τη βοήθεια ψήκτρας ή άλλου κατάλληλου μέσου. Εάν η ιλύς δεν καθιζάνει, μπορεί να αυξηθεί η ταχύτητα καθίζησης της με προσθήκη 2 mL διαλύματος τριχλωριούχου σιδήρου 5%. Η προσθήκη επαναλαμβάνεται, εάν είναι απαραίτητο.
Το υγρό που εκρέει από το δοχείο καθίζησης D συλλέγεται στο δοχείο F επί 24 ώρες και ακολούθως λαμβάνεται δείγμα του μετά από έντονη ανατάραξη του μίγματος. Κατόπιν το δοχείο F καθαρίζεται επιμελώς.
6. Έλεγχος της συσκευής μετρήσεως:
Η περιεκτικότητα του συνθετικού λύματος σε BiAS (σε mg/L) προσδιορίζεται αμέσως πριν χρησιμοποιηθεί.
Η περιεκτικότητα σε BiAS (σε mg/L) του υγρού που συλλέγεται επί 24ωρο στο δοχείο F προσδιορίζεται με την ίδια αναλυτική μέθοδο, αμέσως μετά τη συλλογή, αλλιώς τα δείγματα συντηρούνται κατά προτίμηση με κατάψυξη. Η συγκέντρωση προσδιορίζεται με ακρίβεια 0,1 mg BiAS/L.
Προς έλεγχο της απόδοσης της μεθόδου, προσδιορίζεται τουλάχιστον δύο φορές την εβδομάδα το χημικώς απαιτούμενο οξυγόνο (COD) ή ο διαλυμένος οργανικός άνθρακας (DOC) του υγρού που συσσωρεύεται στο δοχείο F ύστερα από διήθηση μέσω υαλοβάμβακα, και του διηθημένου συνθετικού λύματος του δοχείου Α.
Η ελάττωση του χημικώς απαιτουμένου οξυγόνου (COD) ή του διαλυμένου οργανικού άνθρακα (DOC) σταθεροποιείται όταν επιτυγχάνεται περίπου κανονική ημερήσια διάσπαση της BiAS, δηλαδή στο τέλος της αρχικής περιόδου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.
Η περιεκτικότητα σε g/L της ξηράς ουσίας της ενεργού ιλύος του δοχείου αερισμού προσδιορίζεται δύο φορές την εβδομάδα. Εάν είναι μεγαλύτερη από 2,5 g/L, απομακρύνεται η περίσσεια της ενεργού ιλύος.
Η δοκιμή της βιοδιασπασιμότητας πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου, η οποία πρέπει να είναι σταθερή και να διατηρείται ανάμεσα σε 292 και 297 Κ (19-24° C).
7. Υπολογισμός της βιοδιασπασιμότητας:
Το ποσοστό διασπάσεως του BiAS υπολογίζεται κάθε μέρα, βάσει της περιεκτικότητας σε BiAS, σε mg/L, του συνθετικού λύματος και του αντίστοιχου υπερχειλίζοντος υγρού, το οποίο συλλέγεται στο δοχείο F.
Οι λαμβανόμενες έτσι τιμές διασπάσεως, παρίστανται γραφικώς όπως στο Σχήμα 3.
Η βιοδιασπασιμότητα του BiAS υπολογίζεται ως ο αριθμητικός μέσος όρος των λαμβανομένων τιμών κατά τις 21 ημέρες που ακολουθούν την αρχική περίοδο λειτουργίας και κατά τη διάρκεια των οποίων η διάσπαση πρέπει να είναι κανονική και η λειτουργία της εγκαταστάσεως ομαλή. Σε καμία περίπτωση, η διάρκεια της αρχικής περιόδου δεν υπερβαίνει τις έξι εβδομάδες.
Οι καθημερινές τιμές του βαθμού βιοδιασπασιμότητας υπολογίζονται με ακρίβεια 0,1%, αλλά το τελικό αποτέλεσμα υπολογίζεται με ακρίβεια μονάδας. Σε μερικές περιπτώσεις επιτρέπεται η ελάττωση της συχνότητας της δεγματοληψίας, αλλά για τον υπολογισμό του μέσου όρου χρησιμοποιούνται τουλάχιστον 14 ημερήσια αποτελέσματα μετρημένα κατά τη διάρκεια των 21 ημερών που ακολουθούν την αρχική περίοδο.
Μέρος II
Προκατεργασία των προς έλεγχο προϊόντων
1. Προκαταρκτικές σημειώσεις:
(α) Κατεργασία των δειγμάτων:
Η κατεργασία των μη ιονικών τασιενεργών ουσιών και των εμπορικών παρασκευασμάτων απορρυπαντικών, η οποία προηγείται του προσδιορισμού της βιοδιασπασιμότητας με την επιβεβαιωτική δοκιμή, είναι αυτή που καθορίζεται στον πιο κάτω Πίνακα:
| ΠΙΝΑΚΑΣ | |
| Προϊόντα | Κατεργασία |
| Μη ιονικές τασιενεργοί ουσίες: | Καμία |
|
Εμπορικά παρασκευάσματα απορρυπαντικών:
|
Αλκοολική εκχύλιση και, στη συνέχεια διαχωρισμός των μη ιονικών τασιενεργών ουσιών με ιονανταλλαγή |
Σκοπός της αλκοολικής εκχυλίσεως είναι η απομάκρυνση των αδιάλυτων και ανόργανων συστατικών του εμπορικού παρασκευάσματος, τα οποία σε μερικές περιπτώσεις μπορούν να επηρεάσουν τη δοκιμή της βιοδιασπασιμότητας.
(β) Διαδικασία ιονανταλλαγής:
Για να είναι ακριβείς οι δοκιμές της βιοδιασπασιμότητας, απομονώνονται και χωρίζονται τα μη ιονικά τασιενεργό συστατικά από το σαπούνι και από τις ανιονικές και κατιονικές τασιενεργούς ουσίες.
Το αποτέλεσμα αυτό επιτυγχάνεται με εφαρμογή της τεχνικής ανταλλαγής ιόντων χρησιμοποιώντας μακροπορώδη ιονανταλλακτική ρητίνη και κατάλληλο εκλουστικό μέσο, που επιτρέπει την κλασματική έκλουση. Έτσι, το σαπούνι, και οι ανιονικές και μη ιονικές τασιενεργοί ουσίες απομονώνονται με μία μόνο διαδικασία.
(γ) Αναλυτικός έλεγχος:
Αφού ομογενοποιηθεί το δείγμα, η περιεκτικότητα εμπορικού παρασκευάσματος σε ανιονικές κα μη ιονικές τασιενεργούς ουσίες προσδιορίζεται σύμφωνα με την αναλυτική μέθοδο που αφορά το MBAS και το BiAS. Η περιεκτικότητα σε σαπούνι προσδιορίζεται με κατάλληλη μέθοδο.
Η ανάλυση αυτή του παρασκευάσματος είναι απαραίτητη για τον υπολογισμό των απαιτουμένων ποσοτήτων για την ετοιμασία των κλασμάτων που προορίζονται για τις δοκιμές της βιοδιασπασιμότητας.
Η ποσοτική εκχύλιση δεν είναι αναγκαία• ωστόσο, πρέπει να εκχυλίζονται τουλάχιστον 80% των μη ιονικών τασιενεργών ουσιών. Συνήθως επιτυγχάνεται ποσοστό 90% και περισσότερο.
2. Αρχή της μεθόδου:
Από ομογενές δείγμα (σκόνες, αποξηραμένοι πολτοί και αποξηραμένα υγρά) λαμβάνεται αιθανολικό εκχύλισμα, το οποίο περιέχει τις τασιενεργούς ουσίες, το σαπούνι και άλλα αλκοολοδιαλυτά συστατικά του δείγματος του παρακευάσματος.
Το αιθανολικό εκχύλισμα εξατμίζεται μέχρι ξηρού, διαλύεται σε μίγμα ισοπροπανόλης/νερού και το διάλυμα που προκύπτει περνά από μικτή διάταξη ισχυρώς όξινης κατιονανταλλακτικής ρητίνης και μακροπορώδους ανιονανταλλακτικής ρητίνης, σε θερμοκρασία 323 Κ (50°C). Η θερμοκρασία αυτή είναι απαραίτητη ώστε να εμποδίζεται η καθίζηση των λιπαρών οξέων που ενδεχόμενα μπορούν να υπάρχουν σε όξινο περιβάλλον.
Οι μη ιονικές τασιενεργοί ουσίες παραλαμβάνονται από το έκλουσμα με εξάτμιση.
Οι κατιονικές τασιενεργοί ουσίες, που μπορεί να επηρεάσουν τη δοκιμή της βιοδιασπασιμότητας και την αναλυτική διαδικασία, απομακρύνονται από την κατιονανταλλακτική ρητίνη που βρίσκεται πάνω από την ανιονανταλλακτική ρητίνη.
3. Χημικές ουσίες και συσκευές:
(α) απιονισμένο νερό •
(β) αιθανόλη 95% (ν/ν) (C2H5OH) (επιτρέπεται να περιέχει μεθυλοαιθυλοκετόνη ή μεθανόλη, ως μετουσιωτικό) •
(γ) μίγμα ισοπροπανόλης νερού (50/50 ν/ν) •
- 50 μέρη κατ' όγκον ισοπροπανόλης (CH3CHOH-CH3), και
- 50 μέρη κατ' όγκον νερού (το οποίο καθορίζεται στην υποπαράγραφο (α)) •
(δ) διάλυμα όξινου ανθρακικού αμμωνίου (60/40 ν/ν):
0,3 mol NH4HCO3 σε 1 000 ml μίγματος ισοπροπανόλης/νερού, αποτελούμενου από 60 μέρη κατ' όγκον ισοπροπανόλης και 40 μέρη κατ' όγκον νερού (το οποίο καθορίζεται στην υποπαράγραφο (α)) •
(ε) κατιονανταλλάκτης (ΚΑΤ), ισχυρά όξινος, ανθεκτικός στην αλκοόλη (50-100 mesh) •
(στ) ανιονανταλλάκτης (ΑΑΤ), μακροπορώδης, Merck Lewatit, MP 7080 (70-
150 mesh), ή ισοδύναμος•
(ζ) υδροχλωρικό οξύ (10% HCI w/w) •
(η) σφαιρική φιάλη 2 000 ml με στόμιο από εσμυρισμένο γυαλί και κάθετο ψυκτήρα •
(θ) χωνί διηθήσεως κενού διαμέτρου 90 mm (που να μπορεί να θερμαίνεται) για χάρτινους ηθμούς•
(ι) φιάλη κενού 2 000 ml •
(ια) στήλες ιονανταλλακτών με θερμαντικό χιτώνα και στρόφιγγα: εσωτερικός σωλήνας διαμέτρου 60 mm και ύψους 450 mm, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4 •
(ιβ) υδατόλουτρο •
(ιγ) πυριατήριο κενού •
(ιδ) θερμοστάτης •
(ιε) περιστροφικός εξαερωτήρας.
4. Παρασκευή του εκχυλίσματος και χωρισμός των μη ιονικών δραστικών ουσιών:
(α) Παρασκευή του εκχυλίσματος:
Η ποσότητα τασιενεργών ουσιών που απαιτείται για τη δοκιμή της βιοδιασπασιμότητας είναι περίπου 25 g BiAS.
Κατά την παρασκευή των εκχυλισμάτων για τις δοκιμές της βιοδιασπασιμότητας η χρησιμοποιούμενη ποσότητα του παρασκευάσματος πρέπει να περιορίζεται κατ' ανώτατο σε 2000 g. Γι' αυτό μπορεί να χρειαστεί να επαναληφθεί δύο ή περισσότερες φορές η κατεργασία μέχρι να προκύψει ποσότητα αρκετή για τη δοκιμή της βιοδιασπασιμότητας. Η πείρα έχει δείξει ότι μια σειρά μικρών εκχυλίσεων είναι προτιμότερη από την εκχύλιση μιας μεγάλης ποσότητας.
(β) Απομόνωση των αλκοολοδιαλυτών συστατικών:
Προστίθενται 250 g του προς ανάλυση εμπορικού παρασκευάσματος απορρυπαντικού σε 1 250 ml αιθανόλης και το μίγμα φέρεται στο σημείο βρασμού υπό κάθετο ψυκτήρα επί μία ώρα, αναδεύοντάς το. Το θερμό αλκοολικό διάλυμα διηθείται υπό κενό από διηθητικό χωνί με μεγάλους πόρους προθερμασμένο σε θερμοκρασία 323 Κ (50°C). Η φιάλη και το διηθητικό χωνί πλένονται με περίπου 200 ml θερμή αιθανόλη. Το διήθημα και το απόπλυμα του ηθμού περισυλλέγονται σε φιάλη κενού.
Όταν τα προς ανάλυση εμπορικά παρασκευάσματα είναι πολτοί ή υγρά, βεβαιώνεται ότι το δείγμα δεν περιέχει περισσότερα από 25 g ανιονικές τασιενεργούς ουσίες και από 35 g σαπούνι. Το ζυγισμένο αυτό δείγμα εξατμίζεται μέχρι ξηρού. Το υπόλειμμα διαλύεται σε 500 ml αιθανόλης και η διαδικασία συνεχίζεται όπως παραπάνω.
Στην περίπτωση σκόνης με χαμηλή φαινομένη πυκνότητα (<300 gl), συνιστάται η αύξηση της αναλογίας της αιθανόλης κατά λόγο 20:1.
Το διήθημα της αιθανόλης εξατμίζεται μέχρι ξηρού, κατά προτίμηση με τη βοήθεια περιστροφικού εξαερωτήρα. Εάν χρειάζεται μεγαλύτερη ποσότητα εκχυλίσματος, η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Το σύνολο των υπολειμμάτων διαλύεται σε 5000 ml μίγματος ισοπροπανόλης/νερού.
(γ) Ετοιμασία των ιονανταλλακτικών στηλών:
Κατιονανταλλακτική στήλη:
Τίθενται 600 mL κατιονανταλλακτικής ρητίνης (που καθορίζεται στην παράγραφο 3(ε)) σε ποτήρι ζέσεως των 3000 mL, και σκεπάζεται προσθέτοντας 2 000 mL υδροχλωρικό οξύ (που καθορίζεται στην παράγραφο 3(ζ)). Αφήνεται σε επαφή για τουλάχιστον δύο ώρες, αναδεύοντας το περιοδικά. Το οξύ αποχύνεται και μεταφέρεται η ρητίνη στη στήλη (που καθορίζεται στην παράγραφο 3(ια)) με τη βοήθεια απιονισμένου νερού. Η στήλη καλύπτεται με υαλοβάμβακα. Η στήλη πλένεται με απιονισμένο νερό, με παροχή 10-30 ml/min, ωσότου το απόπλυμα να μην περιέχει χλωριούχα. Το νερό εκτοπίζεται με μίγμα 2000 ml ισοπροπανόλης/νερού (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 3(γ)), με παροχή 10-30 ml/min. Η στήλη είναι έτοιμη για χρήση.
Ανιονανταλλακτική στήλη:
Τίθενται 600 mL ανιονανταλλακτικής ρητίνης (η οποία καθορίζεται στην παράγραφο 3(στ)) σε ποτήρι ζέσεως και σκεπάζεται τελείως προσθέτοντας 2000 mL αττιονισμένο νερό. Η ρητίνη αφήνεται να διογκωθεί τουλάχιστον δύο ώρες. Ακολούθως, μεταφέρεται στη στήλη με τη βοήθεια απιονισμένου νερού. Η στήλη καλύπτεται με υαλοβάμβακα.
Η στήλη πλένεται με διάλυμα 0,3 Μ μονοόξινου ανθρακικού αμμωνίου (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 3(δ)), μέχρι πλήρους απομακρύνσεως των χλωριούχων, πράγμα που απαιτεί περίπου 5000 ml διάλυμα. Κατόπιν η στήλη πλένεται με 2000 ml απιονισμένο νερό. Το νερό εκτοπίζεται με μίγμα 2000 ml ισοπροπανόλης/νερού (που καθορίζεται στην παράγραφο 3(γ)), με παροχή 10-30 ml/min. Η στήλη ανταλλαγής έχει τώρα μορφή -ΟΗ και είναι έτοιμη για χρήση.
(δ) Διαδικασία ιονανταλλαγής:
Οι στήλες ανταλλαγής συνδέονται έτσι ώστε η κατιονανταλλακτική στήλη να βρίσκεται πάνω από την ανιονανταλλακτική στήλη. Οι στήλες φέρονται σε θερμοκρασία 323 Κ (50°C) με τη βοήθεια θερμοστάτη. Θερμαίνονται 5000 mL του διαλύματος, που προέκυψε σύμφωνα με τα διαλαμβανόμενα στην παράγραφο 4(β) στους 333 Κ (60°C) και το διάλυμα διαβιβάζεται μέσα από το συνδυασμό των στηλών με ρυθμό ροής 20 mL/min. Οι στήλες εκπλένονται με θερμό μίγμα 1 000 mL ισοπροπανόλης/νερού (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 3(γ)).
Για να παραληφθούν οι μη ιονικές τασιενεργοί ουσίες, περισυλλέγεται το έκλουσμα και το έκπλυμα και εξατμίζονται μέχρι ξηρού, κατά προτίμηση με τη βοήθεια περιστροφικού εξαερωτήρα. Το υπόλειμμα περιέχει το BiAS. Προστίθεται στο υπόλειμμα απιονισμένο νερό μέχρι καθορισμένου όγκου και μετράται σε ένα δείγμα η περιεκτικότητα του συνόλου σε BiAS, σύμφωνα με την παράγραφο 3 του Μέρους III. Το διάλυμα χρησιμοποιείται ως μητρικό διάλυμα των μη ιονικών τασιενεργών ουσιών για τη δοκιμή της βιοδιασπασιμότητας. Το διάλυμα διατηρείται σε θερμοκρασία κατώτερη από 278 Κ (5οC).
(ε) Αναγέννηση των ιονανταλλακτικών ρητινών:
O ανταλλάκτης των κατιόντων πετιέται έπειτα από κάθε χρήση.
O ανταλλάκτης των ανιόντων αναγεννάται περνώντας από τη στήλη διάλυμα περίπου 5000 - 6000 mL όξινου ανθρακικού αμμωνίου (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 3(δ)), με ρυθμό ροής περίπου 10 ml/min, ωσότου το έκλουσμα να είναι απαλλαγμένο από ανιονικές τασιενεργούς ουσίες (δοκιμή κυανού του μεθυλενίου). Κατόπιν η ανιονανταλλακτική ρητίνη εκπλένεται με μίγμα 2000 ml ισοπροπανόλης/νερού (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 3(γ)). H ρητίνη μπορεί και πάλι να χρησιμοποιηθεί.
Μέρος III
Προσδιορισμός των μη ιονικών τασιενεργών ουσιών
κατά τη δοκιμή της βιοδιασπασιμότητας
1. Αρχή:
Οι τασιενεργοί ουσίες συγκεντρώνονται και απομονώνονται με διάβαση ρεύματος αερίου ("gas stripping"). H ποσότητα της μη ιονικής τασιενεργού ουσίας στο χρησιμοποιούμενο δείγμα θα πρέπει να είναι της τάξεως των 250- 800 μg.
H συμπαρασυρόμενη τασιενεργός ουσία διαλύεται σε οξεικό αιθυλεστέρα.
Αφού διαχωριστούν οι φάσεις και εξατμιστεί ο διαλύτης, η μη ιονική τασιενεργός ουσία κατακρημνίζεται σε υδατικό διάλυμα με τη βοήθεια του τροποποιημένου αντιδραστηρίου Dragendorff (KBiJ4 + BaCI2 + παγόμορφο οξεικό οξύ).
To ίζημα διηθείται, πλένεται με παγόμορφο οξεικό οξύ και διαλύεται σε διάλυμα τρυγικού αμμωνίου. To βισμούθιο που υπάρχει στο διάλυμα προσδιορίζεται ποτενσιομετρικά, με διάλυμα διθειοκαρβαμικής πυρρολιδίνης σε pΗ 4-5, χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδιο από στιλπνό λευκόχρυσο και ηλεκτρόδιο καλομέλανος ή αργύρου/χλωριούχου αργύρου, ως ηλεκτρόδιο αναφοράς.
Η μέθοδος εφαρμόζεται στις μη ιονικές τασιενεργούς ουσίες που περιέχουν 6- 30 ομάδες οξυαλκυλενίου.
Το αποτέλεσμα της ογκομέτρησης πολλαπλασιάζεται με τον εμπειρικό συντελεστή 54, για να μετατραπεί στην ουσία αναφοράς: εννεύλοφαινόλη συμπυκνωμένη με 10 mols αιθυλενοξειδίου (ΝΡ 10).
2. Αντιδραστήρια και συσκευές:
Τα αντιδραστήρια παρασκευάζονται με απιονισμένο νερό.
(α) Καθαρός οξεικός αιθυλεστέρας πρόσφατης αποστάξεως.
(β) Όξινο ανθρακικό νάτριο (NaHCO3) AR.
(γ) Αραιό υδροχλωρικό οξύ (20 mL πυκνό υδροχλωρικό οξύ (HCL) AR αραιωμένο με νερό μέχρι 1 000 mL).
(δ) Μεθανόλη AR, πρόσφατης αποστάξεως, φυλαγμένη σε γυάλινη φιάλη.
(ε) Πορφυρούν βρωμοκρεσόλης 0,1 g σε 100 mL μεθανόλης.
(στ) Κατακρημνιστικό αντιδραστήριο: μίγμα 2 όγκων του διαλύματος Α και 1 όγκου του διαλύματος Β. Το μίγμα διατηρείται σε φιάλη από σκούρο καστανό γυαλί και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μέχρι μια εβδομάδα μετά την παρασκευή του.
(i) Διάλυμα Α:
Διαλύεται 1,7 g βασικό νιτρικό βισμούθιο (BiONO3.H2O) AR σε 20 mL παγόμορφο οξεικό οξύ και συμπληρώνεται με νερό ως τα 100 mL. Διαλύονται έπειτα 65 g ιωδιούχο κάλιο AR σε 200 mL νερό. Τα δύο αυτά διαλύματα αναμειγνύονται σε ογκομετρική φιάλη των 1 000 mL, προστίθενται 200 mL παγόμορφο οξεικό οξύ (το οποίο καθορίζεται στην υποπαράγραφο (ζ)) και συμπληρώνεται με νερό ως τα 1 000 mL.
(ii) Διάλυμα B:
Διαλύονται 290 g χλωριούχο βάριο (BaCI2.2H2O) AR σε 1000 mL νερό.
(ζ) Παγόμορφο οξεικό οξύ 99-100% (χαμηλότερες συγκεντρώσεις δεν είναι κατάλληλες).
(η) Διάλυμα τρυγικού αμμωνίου: αναμειγνύονται 12,4 g τρυγικό οξύ AR και 12,4 mL υδατικό διάλυμα αμμωνίας AR (d=0,910 g/mL) και συμπληρώνονται με νερό ως τα 1000 mL (ή χρησιμοποιείται ισοδύναμη ποσότητα τρυγικού αμμωνίου AR).
(θ) Διάλυμα αμμωνίας : αραιώνονται 40 mL αμμωνίας AR (d = 0,910 g/mL) με νερό ως τα 1 000 mL.
(ι) Οξεικό ρυθμιστικό διάλυμα: διαλύονται 40 g στερεό υδροξείδιο του νατρίου AR σε 500 mL νερό σε ποτήρι ζέσεως και αφήνεται να κρυώσει. Προστίθενται 120 mL παγόμορφο οξεικό οξύ (που καθορίζεται στην υποπαράγραφο (ζ)). Αναμειγνύεται καλά, αφήνεται να κρυώσει, μεταφέρεται σε ογκομετρική φιάλη 1 000 mL και συμπληρώνεται ως τα 1 000 mL με νερό.
(ια) Διάλυμα διθειοκαρβαμικής πυρρολιδίνης (καρβαμικό διάλυμα): διαλύονται 103 mg μονονάτριο διθειοκαρβαμική πυρρολιδίνη (C5H8NNaS22H2O) σε περίπου 500 ml νερό, προστίθενται 10 mL n- αμυλική αλκοόλη AR και 0,5 g NaHCO3 AR και συμπληρώνεται με νερό ως τα 1000 mL.
(ιβ) Διάλυμα θειικού χαλκού (για την τιτλοδότηση του διαλύματος που καθορίζεται στην υποπαράγραφο (ια)).
(i) Πυκνό διάλυμα:
Διαλύονται 1 249 g θειικού χαλκού (CuSO4.5H2O) AR σε 50 mL 0,5 M θειικού οξέος και συμπληρώνεται με νερό ως τα 1 000 mL.
(ii) Πρότυπο διάλυμα:
Αναμειγνύονται 50 mL πυκνό διάλυμα και 10 mL 0,5 M H2SO4 και συμπληρώνονται με νερό ως τα 1 000 mL.
(ιγ) Χλωριούχο νάτριο AR.
(ιδ) Συσκευή εκχυλίσεως των τασιενεργών ουσιών, όπως παρίσταται στο Σχήμα 5:
H διάμετρος του δίσκου από εσμυρισμένο γυαλί είναι ίδια με την εσωτερική διάμετρο του κυλίνδρου.
(ιε) Διαχωριστική χοάνη 250 mL.
(ιστ) Μαγνητικός αναδευτήρας με μαγνήτη 25-30 mm.
(ιζ) Κάψα διηθήσεως Gooch1 με διάμετρο της διάτρητης βάσεως 25 mm, τύπου G 4.
(ιη) Κυκλικά φίλτρα από ίνες υάλου, διαμέτρου 27 mm, με διάμετρο ινών 0,5 - 1,5 μm.
(ιθ) Δύο φιάλες διηθήσεως κενού με στέλεχος και ελαστικό περιλαίμιο, 500 mL και 250 mL αντιστοίχως.
(κ) Καταγραφικό ποτενσιόμετρο εφοδιασμένο με ηλεκτρόδιο από στιλπνό λευκόχρυσο και ηλεκτρόδιο αναφοράς καλομέλανος, ή αργύρου/χλωριούχου αργύρου, που να επιτρέπει κλίμακα μετρήσεως 250 mV, και αυτόματη προχοϊδα χωρητικότητας 20-25 mL, ή εναλλακτικό χειροκίνητο εξοπλισμό.
3. Μέθοδος:
(α) Συγκέντρωση και διαχωρισμός της τασιενεργού ουσίας:
To υδατικό δείγμα διηθείται μέσα από χάρτινο ηθμό ποιοτικής αναλύσεως. Τα πρώτα 100 ml του διηθήματος πετούνται.
Τίθεται στη συσκευή εκχυλίσματος, που έχει προηγουμένως ξεπλυθεί με οξεικό αιθυλεστέρα, μετρημένη ποσότητα του δείγματος, που να περιέχει από 250-800 μg μη ιονικής τασιενεργού ουσίας.
Για καλύτερο διαχωρισμό, προστίθενται 100 g χλωριούχο νάτριο και 5 g όξινο ανθρακικό νάτριο.
Εάν ο όγκος του δείγματος ξεπερνά τα 500 mL, προστίθενται τα άλατα αυτά στη συσκευή διαχωρισμού υπό στερεά μορφή και διαλύονται διοχετεύοντας άζωτο ή αέρα στη συσκευή.
Εάν χρησιμοποιείται δείγμα μικρότερου όγκου, διαλύονται τα άλατα σε 400 mL νερό και έπειτα προστίθενται στη συσκευή εκχυλίσεως.
Προστίθεται νερό ωσότου η στάθμη να φτάσει τον πάνω κρουνό.
Προστίθενται με προσοχή 100 mL οξεΐκός αιθυλεστέρας στην επιφάνεια της υδατικής φάσεως.
H πλυντρίδα της εισόδου του αερίου (αζώτου ή αέρα) γεμίζεται ως τα δύο τρίτα με οξεικό αιθυλεστέρα.
Διοχετεύεται στη συσκευή αέριο με ροή 30-60 L/h. Συνιστάται η χρήση στροφόμετρου. O ρυθμός του αερισμού αυξάνεται στην αρχή προοδευτικά. H παροχή του αερίου ρυθμίζεται με τέτοιο τρόπο ώστε οι φάσεις να μένουν καλά χωρισμένες, ώστε να περιορίζεται στο ελάχιστο η ανάμειξη των δύο φάσεων και η διάλυση του οξεικού αιθυλεστέρα στο νερό. H παροχή του αερίου διακόπτεται έπειτα από πέντε λεπτά.
Εάν ο όγκος της οργανικής φάσεως μειωθεί κατά περισσότερο από 20% λόγω διαλύσεως στο νερό, η διαδικασία επαναλαμβάνεται μειώνοντας την παροχή του αερίου.
H οργανική φάση μεταφέρεται σε διαχωριστική χοάνη. Επαναφέρεται στη συσκευή εκχυλίσεως οποιασδήποτε ποσότητα νερού που προέρχεται από την υδατική φάση και που ενδεχομένως βρίσκεται στη διαχωριστική χοάνη. Δεν πρέπει να υπάρχουν περισσότερα από μερικά mL. H φάση του οξεικού αιθυλεστέρα διηθείται μέσα από στεγνό χάρτινο ηθμό ποιοτικής αναλύσεως σε ποτήρι ζέσεως των 250 mL.
Μεταφέρονται άλλα 100 mL οξεικού αιθυλεστέρα στη συσκευή εκχυλίσεως και διοχετεύεται μέσα της άζωτο ή αέρας επί πέντε λεπτά. H οργανική φάση μεταφέρεται στη διαχωριστική χοάνη που χρησιμοποιήθηκε για τον πρώτο διαχωρισμό, η υδατική φάση απορρίπτεται και η οργανική φάση διηθείται από τον ίδιο ηθμό. H διαχωριστική χοάνη και ο ηθμός ξεπλένονται με 20 mL περίπου οξεικού αιθυλεστέρα.
To εκχύλισμα του οξεικού αιθυλεστέρα εξατμίζεται μέχρι ξηρού επί υδατολούτρου (εντός εστίας), κατευθύνοντας ελαφρό ρεύμα αέρος προς την επιφάνεια του διαλύματος, για να επιταχυνθεί η εξάτμιση.
(β) Κατακρήμνιση και διήθηση:
Διαλύεται το ξηρό υπόλειμμα που προέκυψε σύμφωνα με τα διαλαμβανόμενα στην παράγραφο 3(α), σε 5 mL μεθανόλης, προστίθενται 40 mL νερό και 0,5 mL αραιό υδροχλωρικό οξύ (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 2(γ)) και αναμειγνύεται το μίγμα με μαγνητικό αναδευτήρα.
Προστίθενται στο διάλυμα αυτό 30 mL κατακρημνιστικό αντιδραστήριο, το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 2(στ), με ογκομετρικό κύλινδρο. To ίζημα σχηματίζεται μετά από συνεχή ανάδευση. Μετά από δέκα λεπτά ανάδευσης, το μίγμα αφήνεται ακίνητο τουλάχιστον πέντε λεπτά.
To μίγμα διηθείται μέσω κάψας διηθήσεως Gooch, της οποίας η βάση καλύπτεται με φίλτρο ινών υάλου. Πλένεται πρώτα το φίλτρο, υπό ελαφρό κενό, με 2 mL περίπου παγόμορφο οξεικό οξύ. Έπειτα πλένεται καλά το ποτήρι ζέσεως, η μαγνητική ράβδος και η κάψα με παγόμορφο οξεικό οξύ (40- 50 mL περίπου). Δεν είναι ανάγκη να μεταφερθεί ποσοτικά στο φίλτρο το ίζημα που έχει προσκολληθεί στα τοιχώματα του ποτηριού, γιατί το διάλυμα του ιζήματος που προορίζεται για ογκομέτρηση με σκοπό την τιτλοδότηση θα ξαναχυθεί στο ποτήρι, και το ίζημα που απόμεινε θα ξαναδιαλυθεί.
(γ) Διάλυση του ιζήματος:
To ίζημα διαλύεται στη διηθητική κάψα προσθέτοντας εν θερμώ (περίπου 353 K (80°C)) διάλυμα τρυγικού αμμωνίου σε τρεις δόσεις των 10 mL. Κάθε δόση αφήνεται για λίγα λεπτά μέσα στην κάψα προτού εφαρμοστεί κενό και διηθηθεί στη φιάλη.
To περιεχόμενο της φιάλης μεταφέρεται στο ποτήρι ζέσεως όπου έγινε η κατακρήμνιση. Τα τοιχώματα του ποτηριού ξεπλένονται με 20 ml διάλυμα τρυγικού αμμωνίου για να διαλυθεί το υπόλοιπο ίζημα.
Πλένεται προσεκτικά η κάψα, το στέλεχος και η φιάλη με 150-200 ml νερό, το οποίο και ξαναχύνεται στο ποτήρι ζέσεως που χρησιμοποιήθηκε για την κατακρήμνιση.
(δ) Ογκομέτρηση:
To διάλυμα αναδεύεται με μαγνητικό αναδευτήρα (ο οποίος καθορίζεται στην παράγραφο 2(ιστ)), προστίθενται μερικές σταγόνες πορφυρού βρωμοκρεσόλης (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 2(ε)) και προστίθεται αραιό διάλυμα της αμμωνίας (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 2(θ)) ώσπου να προκύψει χρώμα βιολεττί (το διάλυμα είναι ελαφρά όξινο λόγω του οξεικού οξέος που απέμεινε από το ξέπλυμα).
Προστίθενται έπειτα 10 mL οξεικό ρυθμιστικό διάλυμα (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 2(ι)), βυθίζονται τα ηλεκτρόδια στο διάλυμα και γίνεται η ογκομέτρηση ποτενσιομετρικώς με καρβαμικό διάλυμα (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 2(ια)) ως πρότυπο. Κατά την τιτλοδότηση, το ράμφος της προχοϊδας είναι μέσα στο διάλυμα. H ταχύτητα ογκομέτρησης δεν ξεπερνά τα 2 mL/min.
To ισοδύναμο σημείο είναι η τομή των εφαπτόμενων των δύο τμημάτων της καμπύλης του δυναμικού. Σε μερικές περιπτώσεις θα διαπιστωθεί ότι η καμπή της καμπύλης του δυναμικού πλαταίνει, πράγμα που διορθώνεται με τον προσεκτικό καθαρισμό του ηλεκτροδίου λευκοχρύσου (γυάλισμα με σμιριδόχαρτο).
(ε) Λευκός προσδιορισμός:
Ταυτόχρονα, γίνεται λευκός προσδιορισμός, επαναλαμβάνοντας ολόκληρη τη διαδικασία, με 5 mL μεθανόλη και 40 mL νερό σύμφωνα με τα διαλαμβανόμενα στην παράγραφο 3(β). O λευκός προσδιορισμός δίνει κάτω του 1 mL στην ογκομέτρηση, αλλιώς είναι ύποπτη η καθαρότητα των αντιδραστηρίων (τα οποία καθορίζονται στην παράγραφο 2(γ), (ζ), (η), (θ) και (ι) και ιδιαίτερα η περιεκτικότητα τους σε βαριά μέταλλα, και πρέπει να αντικατασταθούν. Στον υπολογισμό των αποτελεσμάτων λαμβάνεται υπόψη ο λευκός προσδιορισμός.
(στ) Έλεγχος του συντελεστή του καρβαμικού διαλύματος:
Υπολογίζεται ο συντελεστής που αντιστοιχεί στο καρβαμικό διάλυμα την ημέρα χρησιμοποίησης του. Για το σκοπό αυτό, ογκομετρούνται 10 mL από το πρότυπο διάλυμα θειικού χαλκού (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 2(ιβ)), αφού προστεθούν 100 mL νερό και 10 mL οξεικό ρυθμιστικό διάλυμα (το οποίο καθορίζεται στην παράγραφο 2(ι)). Εάν η χρησιμοποιούμενη ποσότητα είναι «a» mL, ο συντελεστής f καθορίζεται ως εξής:
"PHOTO"
και όλα τα αποτελέσματα των δοσιμετριών πολλαπλασιάζονται μ' αυτόν το συντελεστή.
4. Υπολογισμός των αποτελεσμάτων:
Κάθε μη ιονική τασιενεργός ουσία έχει τον δικό της συντελεστή, ανάλογα με τη σύνθεσή της, ιδίως ανάλογα με το μήκος της αλυσίδας των αλκενοξειδίων. Οι συγκεντρώσεις των μη ιονικών τασιενεργών ουσιών εκφράζονται σε σχέση με μια ουσία αναφοράς, μια εννεϋλoφαινόλη με 10 μονάδες αιθυλενοξειδίου (NP 10), για την οποία ο συντελεστής μετατροπής ισούται με 0,054.
H ποσότητα της τασιενεργού ουσίας που περιέχει το δείγμα εκφραζόμενη ως mg NP 10 υπολογίζεται με τη βοήθεια αυτού του συντελεστή, ως εξής:
(b-c). f. 0.054 = mg μη ιονικής τασιενεργού ουσίας ως mg ισοδύναμου NP 10,
όπου: b = όγκος του καρβαμικού διαλύματος που χρησιμοποιήθηκε για το δείγμα (mL) •
c = όγκος του καρβαμικού διαλύματος που χρησιμοποιήθηκε για το λευκό προσδιορισμό (mL) •
f = συντελεστής του καρβαμικού διαλύματος.
5. Έκφραση των αποτελεσμάτων:
Τα αποτελέσματα εκφράζονται σε mg/L ως ισοδύναμου NP 10 με ακρίβεια 0,1 mg.
Σχήμα 1
| Α: Δοχείο αποθηκεύσεως | Ε: Αεραντλία |
| Β: Δοσιμετρική αντλία | F: Δοχείο συλλογής εκρέοντος υγρού |
| C: Δοχείο αερισμού (χωρητικότητα 3 1) | G: Εξάρτημα αερισμού |
| D: Δοχείο μεταγγίσεως της Ιλύος | Η: Μετρητής ροής αέρος |