LIETUVOS RESPUBLIKOS ŪKIO MINISTRO
Į S A K Y M A S
DĖL LIETUVOS RESPUBLIKOS ŪKIO MINISTRO 1999 M. GRUODŽIO 27 D. ĮSAKYMO NR. 430 „DĖL PLOVIKLIŲ TECHNINIO REGLAMENTO“ DALINIO PAKEITIMO
2001 m. gruodžio 5 d. Nr. 364
Vilnius
Iš dalies pakeičiu Lietuvos Respublikos ūkio ministro 1999 m. gruodžio 27 d. įsakymą Nr. 430 „Dėl Ploviklių techninio reglamento“ (Žin., 2000, Nr. 4-115):
2. Įsakymu patvirtintame Ploviklių techniniame reglamente:
2.2. Papildau 4 punkte pateiktos lentelės 2 eilutę ir po žodžio bei skaičių „1 dalis, 706“ į r a š a u skaičių ir žodį „(3 priedas)“.
3. Įgalioju AB „Areta“ vykdyti plovikliuose esančių aktyviųjų paviršiaus medžiagų biologinio skilimo nustatymą Ploviklių techninio reglamento 3 priede nurodytu metodu.
Ploviklių techninio reglamento
3 priedas
SINTETINIŲ ANIJONINIŲ IR NEJONINIŲ AKTYVIŲJŲ PAVIRŠIAUS MEDŽIAGŲ, ESANČIŲ PLOVIMO-VALYMO GAMINIUOSE, BIOLOGINIO SKILIMO NUSTATYMAS
I. BENDROSIOS NUOSTATOS
1. Šiame metode anijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos yra tokios medžiagos, kurios išskiriamos praleidžiant produktą pro katijonitą ir anijonitą ir paverčiamos pagal 3 skyriuje aprašytą analizės būdą su metileno mėlynuoju reaguojančia medžiaga (MBAS).
2. Šiame metode nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos yra tokios medžiagos, kurios išskiriamos praleidžiant produktą pro katijonitą ir anijonitą ir paverčiamos pagal 4 skyriuje aprašytą analizės būdą su bismuto reagentu reaguojančia medžiaga (BIAS).
3. Anijoninės ir nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos iš plovimo – valymo gaminių išskiriamos atskirai, kad būtų galima išvengti abipusių trukdžių biologinio skilimo bandymo metu.
II. BANDYMAS ATRENKAMUOJU METODU
5. Atrenkamasis metodas taikomas sintetinėms anijoninėms ir nejoninėms aktyviosioms paviršiaus medžiagoms.
6. 5 mg MBAS/l ar 5 mg BIAS/l arba tą patį kiekį MBAS ar BIAS turintis ir pagal 4 skyriuje aprašytą metodą iš tiriamojo plovimo-valymo gaminio išskirtas bandinys mineralinėje maitinimo terpėje (298±1) K [(25±1) oC] temperatūroje apkrečiamas ir veikiamas aerobiniais polivalentiniais mikroorganizmais.
7. Bandymo eiga kontroliuojama biologiškai lengvai (W) ir sunkiai (H) skylančiomis standartinėmis aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis (APM).
9. Reagentai ir įranga:
9.1. Dejonizuotas vanduo. Dejonizuotas vanduo naudojamas tirpalams paruošti. Jame negali būti skilimą stabdančių metalų, pvz., vario jonų. Tinka jonitinėmis dervomis apdorotas arba distiliuotas vanduo.
9.2. Mineralinė maitinimo terpė. Į 1000 ml dejonizuoto vandens prieš naudojimą pridedama po 1 ml 9.2.1, 9.2.2, 9.2.3 ir 9.2.4 p. aprašytų tirpalų:
9.2.1. 1000 ml dejonizuoto vandens ištirpinama:
8,5 g kalio dihidrofosfato KH2PO4 (a. g),
21,75 g dikalio hidrofosfato K2HPO4 (a. g),
33,4 g dinatriohidrofosfato N2HPO4·2H2O (a. g),
1,7 g amonio chlorido NH4Cl (a. g).
Tirpalo pH turi būti 7,2;
9.3. Standartinės biologinio skilimo medžiagos.
Skilimo bandymo biologinio proceso kontrolei naudojamos standartinės anijoninės ir nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos:
9.3.1. skilimo standartinė anijoninė APM (W) – tai lengvai biologiškai skylantis techninis linijinis alkilbenzensulfonatas (OECD – standartas: Marlon A). Atrenkamojo tyrimo sąlygomis jo skilimo laipsnis yra apie 92%.
9.4. Konservuojantis tirpalas.
Bandinių konservavimui 1000 ml dejonizuoto vandens ištirpinama 10 g gyvsidabrio (II) chlorido HgCl2.
9.5. Kratytuvas 2 l talpos Erlenmejerio kolboms, pageidautina su temperatūros reguliavimu. Naudojant kratytuvą be termostato tyrimas atliekamas užtikrinant patalpoje pastovią (298±1) K [(25±1) oC] temperatūrą.
9.6. 2 l talpos siaurakaklės Erlenmejerio kolbos. Laboratorinius indus, kad būtų pašalinti iš jų ankstesnių bandymų likučiai (APM), būtina labai kruopščiai išplauti alkoholiu, praskalauti ir išdžiovinti. Nauji indai taip pat gali iškreipti rezultatą. Todėl pirmą kartą naudojant būtina juos išplauti.
10. Bandinių paruošimas:
10.1. Prieš ruošiant tirpalą tyrimui, tiriamoje medžiagoje 3 ir 4 skyriuose aprašytais metodais nustatomas MBAS, BIAS kiekis. Iš analizės duomenų sprendžiama apie tolesnį bandinio apdorojimą.
11. Biologinio proceso sužadinimas:
11.1. Biologiniam procesui sužadinti neorganinė maitinimo terpė užkrečiama aerobiniais polivalentiniais mikroorganizmais, tam naudojant aktyvųjį dumblą iš valomųjų įrenginių buitinių nuotekų. Jei tokio aktyvaus dumblo nėra, proceso sužadinamąją suspensiją galima pasigaminti iš grunto. Naudojant suspensiją, pagamintą iš grunto, laikomasi šių nurodymų: į nechloruoto geriamojo vandens 1000 ml pridedama 100 g derlingos, nesterilios daržo žemės (daug molio, smėlio ir humuso turintis gruntas netinka). Grunto pavyzdį išmaišius, mišiniui leidžiama 30 min. nusistovėti. Po to nusistovėjęs vanduo filtruojamas pro retą popieriaus filtrą. Pirmieji 200 ml filtrato išpilami. Likęs filtratas tuoj pat ir iki panaudojimo aeruojamas. Bet kokiu atveju sužadinamoji suspensija turi būti sunaudota tą pačią dieną. Jos tinkamumas kiekvienam atvejui kontroliuojamas lygiagrečiai atliekant bandymą su lengvai ir sunkiai skylančiomis standartinėmis APM.
Reikalingas sužadinamosios suspensijos kiekis priklauso nuo jos biologinio aktyvumo. Šis kiekis surandamas eksperimentiniu būdu su standartinėmis APM (W ir H). Bendru atveju 1000 ml maitinimo tirpalo pakanka mažiau kaip 0,5 ml sužadinamosios suspensijos. Lengvai skylanti standartinė APM (W) turi per 14 parų (tÙ) suskilti apie 92 %. Sunkiai skylanti standartinė APM (H) per laiką tÙ + ts, t. y. daugiausiai per 19 parų, suskyla apie 35 % ar dar mažiau.
11.2. Nuotekų valomųjų įrengimų aktyvusis dumblas. Bandymui naudojamas aktyvusis dumblas iš biologinio valymo įrenginių, kuriuose didžiąją dalį sudaro buitinės nuotekos. Nuo paėmimo iki panaudojimo aktyvuotas dumblas turi būti laikomas aerobinėmis sąlygomis. Pradžioje jis filtruojamas pro retą popierinį filtrą. Pirmieji 200 ml filtrato išpilami. Filtratas iki pat panaudojimo aeruojamas. Jis turi būti sunaudotas tą pačią dieną.
12. Biologinio skilimo bandymo eiga:
12.1. Anijoninėms aktyviosioms paviršiaus medžiagoms.
Anijoninės APM arba iš plovimo-valymo gaminių pagal 2 skyrių išskirti ir paruošti bandiniai bei biologinio skilimo standartinės W ir H APM tiriamos vienu metu ir, jei tai būtina, sudvejinti lygiagrečiuose bandymuose. Sudvejintam bandymui reikia apie 2 l modelinių nuotekų.
Modelinės nuotekos paruošiamos šiuo būdu: į pagal 9.2 paruoštos mineralinės maitinimo terpės 2 l pridedama 10 ml maždaug 1 mg/ml MBAS turinčio tirpalo, paruošto iš tiriamos medžiagos bandinio, arba iš skilimo standartinių W ir H APM tirpalų ir empiriškai nustatytą kiekį, paruoštos pagal 1.4 sužadinimo suspensijos. Imant mėginį, modelinėse nuotekose neturi būti putų. Iš sudvejinto lygiagretaus bandymo paimtuose mėginiuose MBAS kiekis pagal 4 skyrių nustatomas 0,1 mg/l tikslumu. Vidutiniškai pradinė MBAS koncentracija C0 turi būti nuo 4,5 mg/l iki 5,5 mg/l. Skilimo bandymas atliekamas dviejose Erlenmejerio kolbose (9.6), į kurias pripilama po 900 ml modelinių nuotekų. Kolbos laisvai užkemšamos vatos tamponais, patalpinamos į kratytuvą (9.5). Biologinio skilimo procesas vykdomas (298±1) K [(25±1) oC] temperatūroje. Viso bandymo metu turi būti palaikoma pastovi temperatūra. Kolbos uždengiamos širma, kad būtų apsaugotos nuo tiesioginės šviesos. Bandymo aplinkos ore negali būti procesui kenkiančių medžiagų, pvz., organinių tirpiklių garų. Skilimo bandymo eigoje MBAS kiekis pagal 3 skyriuje aprašytą metodą nustatomas po 5, 8 parų ir vėliau kas dvi dienas. Kiekvienam atskiram nustatymui paimamas tik būtinai reikalingas modelinių nuotekų kiekis; bandymo pradžioje nuo 10 ml iki 20 ml, bandymo pabaigoje iki 100 ml. Modelinių nuotekų garavimo nuostoliai, atsižvelgiant į paimtų mėginių kiekius, bent jau paėmus mėginį paskutiniam nustatymui, turi būti kompensuoti dejonizuotu vandeniu. Prieš paimant mėginį, modelinės nuotekos gerai sumaišomos ir suardomos putos. Taip pat turi būti nuplaunama ant kolbos sienelių pridžiūvusi medžiaga. Jei numatoma, kad laikotarpis nuo mėginio paėmimo iki analizės atlikimo bus ilgesnis kaip 3 h, būtina mėginį užšaldyti arba pridėti į jį 5 ml/l mėginio konservanto, paruošto pagal 9.4. Skilimo nustatymo bandymas baigiamas, kai skirtumas tarp dviejų paskutinių per 4 paras atliktų analizės rezultatų yra mažesnis kaip 0,15 mg/l MBAS arba praėjus 19 bandymo parų.
12.2. Nejoninėms aktyviosioms paviršiaus medžiagoms.
Nejoninės APM arba iš plovimo-valymo gaminių paruošti bandiniai bei biologinio skilimo standartinės W ir H APM tiriamos vienu metu ir, jei tai būtina, sudvejintu lygiagrečiu bandymu. Nejoninių APM tyrimui sunaudojama 5 l modelinių nuotekų.
Modelinės nuotekos paruošiamos šiuo būdu:
Į mineralinės maitinimo terpės 5 l pridedama 25 ml maždaug 1 mg/ml BIAS turinčio tirpalo, paruošto iš tiriamosios medžiagos bandinio arba iš skilimo standartinių W ir H APM tirpalų ir empiriškai nustatytą kiekį sužadinimo suspensijos, paruoštos pagal 1.4. Modelinėse nuotekose, paimant mėginį, neturi būti putų.
Iš sudvejinto lygiagretaus bandymo paimtuose mėginiuose BIAS kiekis pagal 3 skyriuje aprašytą metodą nustatomas 0,1 mg/l tikslumu. Vidutiniškai pradinė BIAS koncentracija C0 turi būti nuo 4,5 mg/l iki 5,5 mg/l.
Skilimo bandymui į 4 Erlenmejerio kolbas (9.6) įpilama po 1200 ml modelinių nuotekų. Kolbos laisvai užkemšamos vatos tamponais, patalpinamos į kratytuvą (9.5) ir (298±1) K [(25±1) oC] temperatūroje vykdomas biologinio skilimo procesas. Viso bandymo metu turi būti palaikoma pastovi temperatūra. Kolbos nuo tiesioginės šviesos poveikio turi būti apsaugotos širma. Bandymo aplinkos ore negali būti procesui kenkiančių medžiagų, pvz., organinių tirpiklių garų.
Nejoninės APM kiekis nustatomas po 14 ir 19 parų. Skilimo proceso kreivės sudarymui rekomenduojama APM kiekį nustatyti taip pat po 5 parų. Po 14 parų iš 2 kolbų paimama po 200 ml modelinių nuotekų ir sumaišius paruošiamas mėginys analizei. Po 19 parų tokiu pat būdu iš 2 kolbų paimama ir sumaišoma po 500 ml modelinių nuotekų. Prieš tai modelinės nuotekos gerai sumaišomos ir suardomos susidariusios putos. Taip pat turi būti nuplaunama ant kolbos sienelių pridžiūvusi medžiaga. Jei numatoma, kad laikotarpis nuo mėginio paėmimo iki analizės atlikimo bus ilgesnis kaip 3 h, mėginį būtina užšaldyti ar užkonservuoti pridėjus į jį 5 ml/l mėginio konservanto, paruošto pagal 9.4. Standartinių medžiagų bandymas atliekamas pagal (12.1).
13. Rezultatų įvertinimas.
Nustačius modelinėse nuotekose bet kuriuo bandymo metu APM koncentraciją, biologinio skilimo laipsnis % priklausomai nuo pradinės koncentracijos apskaičiuojamas pagal lygtį:
C0 – Ct
At = –––––––––––– × 100
C0
Čia:
At – biologinio skilimo laipsnis laiku t, %;
C0 – vidutinė pradinė APM koncentracija modelinėse nuotekose, mg/l;
C1 – APM koncentracija modelinėse nuotekose laiku t, %.
Pavienių nustatymų skilimo laipsnis apskaičiuojamas 0,1 % tikslumu. Pavienių nustatymų skilimo laipsnio aritmetinis vidurkis procentais pateikiamas suapvalintas iki sveiko skaičiaus.
Grafiškai anijoninių ir nejoninių APM skilimo laipsnis nustatomas pagal 1 pav. diagramą.
Tiriant anijonines APM, duomenys laiko atžvilgiu pažymimi, kaip pavaizduota 1 pav. Lengvai skylančioms MBAS charakteringas aiškiai išreikštas kreivės lūžio taškas. „Plato“ fazė po lūžio taško yra pasiekta tada, kai dviejų per 4 paras atliktų nustatymų duomenų skirtumas yra mažesnis kaip 0,15 mg/l MBAS. Pirmasis šių nustatymų dėmuo (C1) reiškia „plato“ fazės pradžią ir charakterizuoja išreikštą procentais skilimo laipsnį (At).
Jei per laikotarpį tÙ + ts (19 parų, žr. 1 pav.) „plato“ būklė nepasiekta, toji koncentracija yra pagrindas skilimo laipsniui nustatyti, pvz., kaip pavaizduota standartinės APM (H) skilimo diagramoje.
Nejoninių APM skilimo laipsnis paskaičiuojamas 19 parą nustačius koncentraciją C1.
Skilimo bandymo rezultatai galioja, kai yra įvykdytos šios sąlygos:
atliekant vienu metu palyginamąjį bandymą, standartinės APM (W) skilimo laipsnis po 14 bandymo parų (tÙ) turi pasiekti 92 % (bendru atveju yra stebimas laikotarpis nuo 7 iki 10 parų). Skilimo standartinė APM (H) po 19 parų negali suskilti daugiau kaip 35 %.
Šių sąlygų neįvykdžius, bandymas kartojamas pakeičiant sužadinimo agento (aktyvuoto dumblo) pagal 1.4.1 kiekį. APM, kurių skilimo laipsnis, pasibaigus nustatytai bandymo trukmei (tÙ + ts), nesiekia 80 % arba kurių pavienių nustatymų rezultatai kartojant bandymą nesutampa arba jų skilimo kreivių linijos nevienodos (nepanašios), bandomos pamatiniu metodu.
III. PRADINIS TiRIAMŲJŲ PRODUKTŲ PARUOŠIMAS
14. Įžanginės pastabos.
Grynos anijoninės ir nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos biologinio skilimo tyrimui naudojamos be pradinio paruošimo. Tiriant sintetinius ploviklius ir valymo priemones, pradžioje pagal MBAS ir BIAS nustatymo metodus preliminariai nustatomas juose anijoninių ir nejoninių APM kiekis. Atitinkamu analizės metodu nustatomas muilo kiekis. Šie duomenys reikalingi bandinio, būtino biologiniam skilimui nustatyti, kiekio apskaičiavimui. Nebūtina siekti išekstrahuoti kuo didesnį APM kiekį, kadangi jų išekstrahuojama ne mažiau kaip 80 %, o dažniausiai 90 % ir daugiau. Biologinio skilimo tyrimui atrenkamuoju metodu reikalinga apie 1 g MBAS ir 1 g BIAS.
15. Reagentai, įrenginiai:
15.3. Izopropanolio ir vandens mišinys (50/50 v/v): 50 dalių izopropanolio (CH3CHOHCH3), – 50 dalių vandens (15.1).
15.4. Anglies dioksido tirpalas etanolyje (maždaug 0,1 % CO2): per vamzdelį su akyto stiklo pertvara į etanolį (2.2.2) 10 minučių barbotuojamas anglies dioksidas (CO2). Tirpalas turi būti ruošiamas prieš pat naudojimą.
15.5. Amonio hidrokarbonato tirpalas (20:80 v/v): 1 molis (grammolis) NH4HCO3 ištirpinama 1000 ml izopropanolio ir vandens mišinio, sudaryto iš 20 dalių izopropanolio ir 80 dalių vandens (15.1).
15.6. Amonio hidrokarbonato tirpalas (60:40 v/v): 0,3 molio (grammolio) NH4HCO3 ištirpinama 1000 ml izopropanolio ir vandens mišinio, sudaryto iš 60 dalių izopropanolio ir 40 dalių vandens (15.1).
15.13. Jonitinės kolonėlės su apšildymo gaubtu ir čiaupu; vidinis skersmuo 30 mm ir aukštis 200 mm (2 paveikslas).
16. APM išskyrimas iš analizuojamo produkto:
16.1. Metodo esmė.
Iš vienalyčio ploviklio ar valymo preparato (miltelių, pastos, skysčio) bandinio anijoninės ir nejoninės APM, muilas bei kitos alkoholyje tirpios medžiagos išskiriamos ekstrahuojant etanoliu. Ekstraktas ištirpinamas izopropanolio ir vandens mišinyje. Toks tirpalas praleidžiamas 323 K [(50) oC] temperatūroje pro mišrų jonų mainų įrenginį, sudarytą iš stipriai rūgštinio katijonito ir silpnai šarminio akyto anijonito. Iš gauto skysčio išgarinus tirpiklį turime išskirti nejoninę APM, naudojamą biologinio skilimo bandyme.
Po to frakcinio eliuavimo būdu iš katijonito išskiriamos muilą sudarančios riebalų rūgštys bei nepaviršinio aktyvumo anijoninės medžiagos ir galiausiai amonio hidrokarbonato tirpalu vandens ir izopropanolio mišinyje išplaunamos anijoninių APM amonio druskos, kurios naudojamos biologinio skilimo bandyme.
16.2. Pasiruošimas ekstrahavimui.
Kad būtų neviršytas jonų mainų įrenginio našumas (imlumas) bandinyje, pasvertame ekstrahavimui, anijoninių sintetinių APM turi būti ne daugiau kaip 5 g, o muilo – ne daugiau kaip 3 g. Jei iš vieno bandinio nesusidaro pakankamai nejoninių APM, atliekamas dar vienas naujo bandinio ekstrahavimas.
Skysti produktai pradžioje nugarinami iki sausos medžiagos.
16.3. Alkoholyje tirpių komponentų išskyrimas.
Išdžiovintas bandinys užpilamas 500 ml etanolio (15.2) ir maišant virinama kolboje vieną valandą, prijungus grįžtamąjį kondensatorių (15.10). Maišymas reikalingas smūgiams virimo metu išvengti. Karštas alkoholinis ekstraktas greitai filtruojamas nusiurbiant pro pašildytą iki (323) K [(50) oC] temperatūros didelio akytumo filtravimo piltuvą (15.11). Po to kolba ir filtras praplaunami 100 ml karšto etanolio. Filtratas ir praplovos sumaišomi. Mišinys garinamas verdančio vandens vonelėje (15.14) iki sausos medžiagos.
16.4. Jonitinių kolonėlių paruošimas.
Katijonito kolonėlė. Cheminėje stiklinėje 60 ml katijonito (15.7) užpilama 200 ml druskos rūgšties (2.2.9) ir laikoma, kartais pamaišant, ne mažiau kaip 2 h. Vėliau rūgštis nupilama, o derva sumaišoma su dejonizuotu vandeniu (15.1) ir viskas supilama į kolonėlę (15.13), kurios apačioje turi būti įdėtas stiklo vatos kamštelis. Derva kolonėlėje plaunama dejonizuotu vandeniu 5-10 ml/min greičiu, kol praplovose nelieka chloridų. Po to dar praplaunama 200 ml izopropanolio ir vandens mišinio (15.3). Katijonito kolonėlė jau paruošta darbui.
Anijonito kolonėlė. Cheminėje stiklinėje 60 ml anijonito (15.8) užpilama 200 ml dejonizuoto vandens (15.1) ir ne mažiau kaip 2 h derva brinkinama. Po to viskas supilama į kolonėlę su įdėtu stiklo vatos kamšteliu. Derva kolonėlėje plaunama 1N amonio hidrokarbonato tirpalu (15.5), kol praplovose nelieka chloridų. Tam sunaudojama apie 1000 ml šio tirpalo. Dar plaunama pradžioje dejonizuoto vandens 200 ml ir galiausiai 5-10 ml/min greičiu 200 ml izopropanolio ir vandens (15.3) mišiniu.
16.5. Jonų mainų procesas.
Abi paruoštas pagal 16.4 kolonėles, viena virš kitos, pirma KAT kolonėlė, po jos AAT kolonėlė, sujungiamos nuosekliai. Aprašytuoju 2.3.3 būdu išskirta sausa medžiaga ištirpinama 1000 ml izopropanolio ir vandens mišinio (15.3) ir pašildoma maždaug iki (333) K [(60) oC] temperatūros. Karštas tirpalas 5 ml/min greičiu praleidžiamas pro kolonėles. Kolonėlės praplaunamos 200 ml karšto izopropanolio ir vandens mišinio (15.3). Praplovos pridedamos prie praleisto pro kolonėles tirpalo. Viskas garinama vandens vonelėje arba vakuuminiame rotoriniame garintuve iki sausos medžiagos. Tai yra BIAS, kuri ištirpinama žinomame dejonizuoto vandens tūryje. Vandeniniame tirpale aprašytu 4 skyriuje būdu nustatoma BIAS koncentracija. Vėliau šis tirpalas naudojamas nejoninės APM biologiniam skilimui nustatyti. Tirpalas laikomas žemesnėje kaip (273) K [(5) oC] temperatūroje.
Anijoninių sintetinių APM išskyrimui KAT kolonėlė atjungiama. Iš AAT kolonėlės, praplovus ją 600 ml (323) K [(50) oC] temperatūros CO2 tirpalo etanolyje (15.4), pašalinamos riebalų rūgštys, susidariusios iš muilo. Praplovos išpilamos. Likęs kolonėlėje etanolis išplaunamas 200 ml dejonizuoto vandens. Tada 500 ml amonio hidrokarbonato tirpalo izopropanolio ir vandens mišinyje (15.5) iš kolonėlės išplaunamos anijoninės, bet ne aktyviosios paviršiaus medžiagos. Praplovos taip pat pašalinamos. Kolonėlėje likusi MBAS išplaunama 600 ml amonio hidrokarbonato tirpalu izopropanolio ir vandens mišinyje (15.6). Gautas tirpalas garinamas ant verdančio vandens vonelės (15.14) iki sausos medžiagos, kurią sudaro MBAS amonio druska. Ją ištirpinus žinomame dejonizuoto vandens (15.1) kiekyje, 3 skyriuje aprašytu būdu tirpale nustatoma MBAS koncentracija. Toliau šis tirpalas naudojamas tiriamos anijoninės APM biologiniam skilimui nustatyti. Jis turi būti laikomas žemesnėje kaip (273) K [(5) oC] temperatūroje.
III. ANIJONINIŲ AKTYVIŲJŲ PAVIRŠIAUS MEDŽIAGŲ NUSTATYMAS BIOLOGINIO SKILIMO BANDYME
17. Metodo esmė. Metodas pagrįstas tuo, kad katijoninis dažiklis, šiuo atveju metileno mėlynasis, su anijoninėmis aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis sudaro mėlynos spalvos druskas, kurios atskiriamos ekstrahuojant chloroformu. Kad būtų išvengta trukdymų, pradžioje ekstrahuojamas šarminis tirpalas. Po to ekstraktas sumaišomas su rūgščiu metileno mėlynuoju tirpalu. Atskirto organinio sluoksnio optinis tankis matuojamas fotometriškai, kai didžiausios absorbcijos bangos ilgis lygus 650 nm.
18. Reagentai ir įrenginiai:
18.1. Buferinis pH 10 tirpalas.
24 g analiziškai gryno natrio hidrokarbonato (NaHCO3) ir 27 g analiziškai gryno bevandenio natrio karbonato (Na2CO3) ištirpinama dejonizuotame vandenyje ir praskiedžiama iki 1000 ml.
18.2. Neutralusis metileno mėlynojo tirpalas.
0,35 g analiziškai gryno metileno mėlynojo ištirpinama dejonizuotame vandenyje ir praskiedžiama iki 1000 ml. Tirpalas ruošiamas bent 24 valandas prieš naudojimą. Kontroliniu bandymu gauto chloroforminio sluoksnio optinis tankis pagal grynąjį chloroformą, matuojant 1 cm storio kiuvetėje, kai bangos ilgis 650 nm, neturi viršyti 0,015.
18.3. Rūgštusis metileno mėlynojo tirpalas.
0,35 g analiziškai gryno metileno mėlynojo ištirpinama 500 ml dejonizuoto vandens ir sumaišoma su 6,5 ml H2SO4 (d = 1,84 g/ml). Dejonizuotu vandeniu praskiedžiama iki 1000 ml. Tirpalas ruošiamas bent 24 valandas prieš naudojimą. Kontroliniu bandymu gauto chloroforminio sluoksnio optinis tankis, matuojant pagal grynąjį chloroformą 1 cm storio kiuvetėje, kai bangos ilgis 650 nm, neturi viršyti 0,015.
18.9. Fenolftaleino tirpalas:
1 g fenolftaleino ištirpinama 50 ml etanolio ir nuolat maišant įpilama 50 ml dejonizuoto vandens. Visos susidariusios nuosėdos nufiltruojamos.
18.10. Druskos rūgšties tirpalas metanolyje: 250 ml analiziškai grynos koncentruotos druskos rūgšties sumaišoma su 750 ml metanolio.
18.15. 250 ml talpos apvaliadugnė kolba su kūgine šlifuota įmova ir grįžtamuoju kondensatoriumi. Virimui palengvinti į kolbą dedama stiklo granulių.
19. Bandymas.
Bandiniai analizei negali būti imami per putų sluoksnį. Analizei naudojama aparatūra kruopščiai išplaunama vandeniu, paskui gerai perskalaujama druskos rūgšties tirpalu metanolyje (18.10) ir prieš naudojimą dar skalaujama dejonizuotu vandeniu.
Žinomo tūrio bandinys, jei reikalinga, neutralizuojamas ir supilamas į 250 ml talpos dalijamąjį piltuvą (18.11). Bandinyje turi būti 20-150 µg MBAS. Mažos MBAS koncentracijos bandinio imama daugiau, tačiau jo tūris negali viršyti 100 ml. Kai bandinio imama mažiau, jis praskiedžiamas dejonizuotu vandeniu iki 100 ml. Į piltuvą su bandiniu įpilama 10 ml buferinio tirpalo (18.1), 5 ml neutraliojo metileno mėlynojo tirpalo ir 15 ml chloroformo (18.4). Mišinys tolygiai ir nesmarkiai plakamas vieną minutę. Mišiniui išsisluoksniavus, chloroforminis sluoksnis išleidžiamas į kitą dalijamąjį piltuvą, kuriame yra 110 ml dejonizuoto vandens ir 5 ml rūgščiojo metileno mėlynojo tirpalo (18.3). Chloroforminis sluoksnis pro išplautą alkoholiu ir suvilgytą chloroforme higroskopinės vatos filtrą supilamas į matavimo kolbą (18.12).
Ekstrahavimas šarminėje ir rūgštinėje terpėje atliekamas tris kartus. Antrą ir trečią kartą ekstrahuojant chloroformo imama po 10 ml. Supilti kartu ekstraktai filtruojami pro tą patį vatos filtrą ir jam praplauti naudojamu chloroformu 50 ml matavimo kolboje praskiedžiami iki žymės. Chloroforminio tirpalo optinis tankis matuojamas fotometru 1 arba 5 cm storio kiuvetėse, kai bangos ilgis 650 nm. Palyginimui naudojamas grynas chloroformas. Etaloninių tirpalų optiniai tankiai nustatomi tuo pačiu būdu.
20. Kalibracinė kreivė.
Iš etaloninės medžiagos – dodecilbenzensulfoninės rūgšties metilesterio (tetrapropileno tipo, M = 340), esterį hidrolizavus iki kalio druskos, ruošiamas etaloninis tirpalas. MBAS kiekis perskaičiuojamas į natrio dodecilbenzensulfonatą (M = 348).
Apvaliadugnėje kolboje 0,1 mg tikslumu pasveriama 400-450 mg dodecilbenzensulfoninės rūgšties metilesterio (18.5) ir įpilama 50 ml kalio hidroksido tirpalo etanolyje (18.6). Tolygiam virimui įberiamos kelios stiklo granulės. Prijungus grįžtamąjį kondensatorių, virinama vieną valandą. Atvėsus, kondensatorius ir šlifuota įmova praplaunami apie 30 ml etanolio. Praplovos supilamos į tą pačią kolbą. Po to tirpalas titruojamas sieros rūgštimi (18.8), kol išnyksta fenolftaleino spalva. Šis tirpalas supilamas į 1000 ml matavimo kolbą (18.14), praskiedžiamas dejonizuotu vandeniu iki žymės ir sumaišomas.
Dalis šio APM tirpalo praskiedžiama dar kartą. Tam 25 ml tirpalo 500 ml matavimo kolboje (18.13) praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki žymės ir sumaišoma.
E×1,023
Šiame etaloniniame tirpale yra ——————— mg MBAS/ml,
2000
čia E yra pasvertos etaloninės medžiagos masė miligramais.
Kalibracinei kreivei sudaryti į 100 ml matavimo kolbas įpilama atitinkamai 1, 2, 4, 6 ir 8 ml etaloninio tirpalo ir dejonizuotu vandeniu praskiedžiama iki žymės. Toliau pagal 3.3 aprašytą procedūrą nustatomas iš šių tirpalų išekstrahuoto MBAS optinis tankis. Sudaroma kalibracinė kreivė.
V
čia V = bandinio tūris mililitrais.
Rezultatai išreiškiami natrio dodecilbenzensulfonatu (M = 348).
IV. NEJONINIŲ AKTYVIŲJŲ PAVIRŠIAUS MEDŽIAGŲ NUSTATYMAS BIOLOGINIO SKILIMO BANDYME
23. Metodo esmė.
Aktyviosios paviršiaus medžiagos sukoncentruojamos ir išskiriamos dujinės ekstrakcijos būdu. Pradiniame bandinyje nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų turi būti nuo 250 iki 800 µg.
Išekstrahuotos aktyviosios paviršiaus medžiagos tirpinamos etilacetate, garinamos iki sausos medžiagos ir vėliau nusodinamos iš vandeninio tirpalo, panaudojus modifikuotą Dragendorfo reagentą (KBiJ4+BaCl2+ ledinė acto rūgštis). Gautos nuosėdos filtruojamos, plaunamos ledine acto rūgštimi ir tirpinamos amonio tartrato tirpale. Tirpale esantis bismutas potenciometriškai titruojamas pirolidinditiokarbamato tirpalu (palaikant terpės pH 4–5), naudojant šviesios platinos indikatorinį elektrodą ir kalomelio arba sidabro – sidabro chlorido etaloninį elektrodą.
Šis metodas taikomas nejoninėms aktyviosioms paviršiaus medžiagoms, turinčioms nuo 6 iki 30 alkileno oksido grupių.
Gauti titravimo rezultatai dauginami iš empirinio koeficiento 54, kad būtų galima juos prilyginti etaloninei nejoninei APM – nonilfenolui su 10 molių etilenoksido (NP 10).
24. Reagentai ir įrenginiai.
Reagentai turi būti paruošti dejonizuotame vandenyje:
24.3. Praskiesta druskos rūgštis (20 ml koncentruotos HCl praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml).
24.6. Nusodinantis agentas: tai mišinys, pagamintas iš dviejų tūrių tirpalo A ir vieno tūrio tirpalo B. Jis laikomas rudos spalvos butelyje. Pagaminus gali būti naudojamas vieną savaitę:
24.6.1. tirpalo A paruošimas.
1,7 g bismuto nitrato (BiONO3 H2O), analiziškai gryno, ištirpinama 20 ml ledinės acto rūgšties ir pripilama vandens iki 100 ml. Po to 65 g kalio jodido, analiziškai gryno, ištirpinama 200 ml dejonizuoto vandens. Abu paruošti tirpalai sumaišomi 1000 ml talpos matavimo kolboje, pripilama 200 ml ledinės acto rūgšties (4.2.7) ir dejonizuoto vandens iki 1000 ml;
24.8. Amonio tartrato tirpalas: 12,4 g tartrato rūgšties, analiziškai grynos, sumaišoma su 12,4 ml amoniako tirpalo (d = 0,910 g/ml), analiziškai gryno, ir praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml (arba naudojamas ekvivalentiškas amonio tartrato, analiziškai gryno, kiekis).
24.9. Praskiestas amoniako tirpalas: 40 ml amoniako tirpalo (d = 0,910 g/ml), analiziškai gryno, praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 100 ml.
24.10. Standartinis acetatinis buferis: cheminėje stiklinėje 40 g kieto natrio hidroksido, analiziškai gryno, ištirpinama 500 ml dejonizuoto vandens. Tirpalui atvėsus, pridedama 120 ml ledinės acto rūgšties (24.7). Gautas tirpalas gerai išmaišomas, atvėsinamas ir perpilamas į 1000 ml talpos matavimo kolbą. Praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml.
24.11. Pirolidinditiokarbamato tirpalo (vadinamo „karbato tirpalu“) paruošimas: 103 mg natrio pirolidinditiokarbamato (C5H8NNaS2·2H2O) ištirpinama 500 ml dejonizuoto vandens, pripilama 10 ml n-pentilo alkoholio, analiziškai gryno, ir 0,5 g NaHCO3, analiziškai gryno, ir praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml.
24.12. Vario sulfato tirpalo paruošimas (naudojamas 24.11 nurodyto tirpalo kalibravimui).
Pamatinio tirpalo ruošimas: 1,249 g vario sulfato (CuSO45H2O), analiziškai gryno, sumaišoma su 50 ml 0,5 M sieros rūgšties ir praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml. (Dūlėjimo paveiktų kristalų nenaudoti.). Darbo tirpalo ruošimas. 50 ml pamatinio tirpalo sumaišoma su 10 ml 0,5 M sieros rūgšties ir praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml.
24.14. Dujinio ekstrahavimo aparatas (žr. 3 paveikslą). Akyto disko skersmuo turi būti toks pat kaip ir vidinis cilindro skersmuo.
25. Bandymo eiga:
25.1. Aktyviųjų paviršiaus medžiagų sukoncentravimas ir atskyrimas.
Tiriamosios medžiagos vandeninis tirpalas filtruojamas pro kokybišką filtravimo popierių. Pirmieji 100 ml filtrato išpilami. Žinomas nufiltruoto bandinio kiekis supilamas į etilacetatu (24.1) praplautą dujinio ekstrahavimo aparatą (24.14). Bandinyje turėtų būti nuo 250 iki 800 µg nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų. Medžiagų atskyrimo procesui pagerinti pridedama 100 g natrio chlorido (24.13) ir 5 g natrio hidrokarbonato (24.2). Jei bandinio tūris didesnis kaip 500 ml, nurodytos druskos suberiamos į aparatą ir ištirpinamos bandinyje, praleidžiant pro jį azotą arba orą. Kai bandinio kiekis mažesnis, druskos ištirpinamos 400 ml dejonizuoto vandens ir supilamos į ekstrahavimo aparatą. Po to į aparate esantį tirpalą iki viršutinės prietaiso žymos pripilama dejonizuoto vandens. Galiausiai ant viršaus atsargiai dar užpilama 100 ml etilacetato (24.1). Du trečdaliai aparato plovimo indo tūrio, esančio dujų (azoto arba oro) srauto kelyje, užpildoma etilacetatu (24.1). Pro aparatą 50-60 l/val. greičiu leidžiamos dujos. Rekomenduojama turėti dujų greičio matuoklį. Dujų srauto greitis nuo pat pradžių turi būti didinamas palaipsniui ir sureguliuotas taip, kad skiriamajame dviejų fazių (etilacetato ir tirpalo) sąlyčio paviršiuje maišymasis būtų minimalus. Po 5 min dujų praleidimas nutraukiamas.
Jei šio proceso metu etilacetato fazės tūris sumažėja daugiau kaip 20 % (ištirpo vandenyje), dujos turi būti praleidžiamos pakartotinai, ypač didelį dėmesį skiriant dujų tekėjimo greičiui.
Etilacetato fazė perpilama į dalijamąjį piltuvą (24.15). Nusistojęs vandeninis tirpalas (jo būna keli mililitrai) grąžinamas į aparatą. Etilacetato fazė filtruojama pro sausą kokybišką popieriaus filtrą. Filtratas surenkamas 250 ml talpos cheminėje stiklinėje.
Į aparatą pripilama dar 100 ml etilacetato ir vėl 5 min leidžiamas pro jį oras arba azotas. Po to etilacetato fazė perpilama į tą patį dalijamąjį piltuvą, vandeninė fazė atskiriama, o etilacetatas pro tą patį filtrą nufiltruojamas. Filtratas sumaišomas su pirmuoju. Čia taip pat supilamos praplovos, gautos 20 ml etilacetato praplovus dalijamąjį piltuvą ir filtrą.
Etilacetatinis ekstraktas išgarinamas vandens vonelėje (2.2.14) iki sausos medžiagos. Garavimui pagreitinti virš tirpalo nestipriai pučiamas oras.
25.2. Nusodinimas ir filtravimas.
Sausa medžiaga, gauta pagal 25.1, ištirpinama 5 ml metanolio (24.4). Pridedama 40 ml dejonizuoto vandens ir 0,5 ml praskiestos druskos rūgšties (24.3). Viskas sumaišoma magnetine maišykle (24.16). Į šį tirpalą, maišant toliau, iš matavimo cilindro įpilama 30 ml nusodinimo agento (24.6). Susidarant nuosėdoms, maišoma 10 min, po to mišinys paliekamas stovėti ne mažiau kaip 5 min. Po to jis nufiltruojamas pro Gučo tiglį (24.17), kurio viduje yra stiklo pluošto filtro pertvara. Pirmą sykį filtras praplaunamas 2 ml ledinės acto rūgšties (24.7). Po to 40–50 ml ledinės acto rūgšties gerai išplaunama cheminė stiklinė, magnetas ir tiglis. Prilipusias prie stiklinės ir filtro sienelių nuosėdas nebūtina stengtis nuplauti, nes jos toje pačioje stiklinėje ištirps, kai čia bus supiltas tirpalas prieš titravimą.
25.3. Nuosėdų tirpinimas.
Nuosėdos, esančios ant filtro, ištirpinamos trimis porcijomis po 10 ml karšto apie (353) K [(80) °C] temperatūros amonio tartrato tirpalu (24.8). Kiekvieną kartą prieš nusiurbiant, tirpalo porcija turi kelias minutes pabūti filtre. Visas nufiltruotas tirpalas supilamas į cheminę stiklinę, kurioje buvo vykdomas nusodinimas. Stiklinės sienelės praskalaujamos 20 ml karšto tartrato tirpalo, kad būtų ištirpintos prilipusios ant sienelių nuosėdos. Galiausiai 150–200 ml dejonizuoto vandens gerai išplaunamas filtravimo tiglis, sujungimai ir kolba. Praplovos supilamos į esantį cheminėje stiklinėje tirpalą.
25.4. Titravimas.
Cheminėje stiklinėje esantis tirpalas maišomas magnetine maišykle (24.16), pridedami keli lašai bromkrezolio purpurinio indikatoriaus (24.5) ir pilamas praskiestas amoniako tirpalas (24.9), kol pasirodys violetinė spalva (nuo naudotos praplovimui acto rūgšties tirpalo reakcija bus silpnai rūgštinė).
Po to pripilama 10 ml standartinio acetatinio buferio (24.10) ir, įmerkus į tirpalą elektrodus, potenciometriškai titruojama „karbato tirpalu“ (24.11). Biuretės galiukas turi būti įmerktas į tirpalą. Titruojama ne didesniu kaip 2 ml/min greičiu.
Titravimo pabaigos taškas yra dviejų koordinačių ir tangentinės potenciometrinės kreivės susikirtime. Kartais pastebimas tangentinės potenciometrinės kreivės išsilyginimas. Tai pašalinama gerai nušveitus platininį elektrodą švitriniu popieriumi.
25.5. Kontrolinis bandymas ir titravimas.
Tuo pat metu pagal 25.2 aprašytą procedūrą atliekamas kontrolinis bandymas naudojant 5 ml metanolio ir 40 ml dejonizuoto vandens. Kontrolinio titravimo rezultatas turi būti mažesnis kaip 1 ml. Priešingu atveju reikia patikrinti naudojamų reagentų (24.3, 24.7, 24.8, 24.9 ir 24.10) švarumą ir ypač juose esančių sunkiųjų metalų kiekį.
25.6. „Karbato tirpalo“ koeficiento nustatymas.
Šis koeficientas nustatomas kiekvieną bandymo dieną. Tam tikslui 10 ml vario sulfato tirpalas (24.12), praskiedus 100 ml dejonizuoto vandens ir pridėjus 10 ml standartinio buferio (24.10), titruojamas „karbato tirpalu“. Koeficientas F apskaičiuojamas pagal formulę:
10
F = ———,
a
čia a yra sunaudoto „karbato tirpalo“ kiekis, ml.
Visi titravimo metu gauti rezultatai dauginami iš šio koeficiento.
26. Rezultatų apskaičiavimas.
Kiekviena nejoninė APM turi savo daugiklį, kuris priklauso nuo tos medžiagos sudėties, o ypač nuo alkenų oksidų grandinės ilgio. Nejoninių APM koncentracija išreiškiama per santykį su standartine medžiaga – nonilfenolu su 10 etilenoksido grupių (NP 10), kurio daugiklis lygus 0,054. Įvedus šį daugiklį, bandinyje esančios aktyviosios paviršiaus medžiagos kiekis išreiškiamas NP 10 ekvivalentu mg. Tai apskaičiuojama pagal formulę:
(B-C) × F × 0,054 = nejoninės APM, išreikštos NP 10 ekvivalentu mg,
čia B – „karbato tirpalo“, sunaudoto bandinio titravimui, tūris, ml,
C – „karbato tirpalo“, sunaudoto kontroliniam titravimui, tūris, ml,
F – „karbato tirpalo“ koeficientas.
28. Katijoninių APM atskyrimas. Katijoninės APM biologinio skilimo bandyme elgiasi analogiškai anijoninėms APM. Todėl jei jų tiriamajame produkte yra, jas būtina pašalinti. Iš analizuojamo produkto 2 skyriuje aprašytu būdu, išskyrus APM, iš jų tenka pašalinti trukdančias katijonines APM. Išskirta iš bandinio (25.15) etilacetato fazė išgarinus iki sausos medžiagos. Pastaroji ištirpinama maždaug 20 ml metanolio. Šis tirpalas praleidžiamas pro 10 ml talpos jonitinę kolonėlę, užpildytą 10 ml 50–100 mešų katijonitų (II-Form). Tirpalo pratekėjimo greitis nustatomas toks, kad skystis tankiai lašėtų. Papildomai dar praplaunama 50-60 ml metanolio. Jei turime aukštesnio laipsnio etoksilintas katijonines APM (EO-grandis >25 EO/MOL), naudojamas metanolo: metilenchlorido 80:2 v/v mišinys. Metanolio tirpalas garinamas vandens vonelėje iki sausos medžiagos, kuri 25.2 ir tolesniuose p. aprašytu būdu toliau tiriama. Katijonitinė derva prieš naudojant yra regeneruojama 10% druskos rūgšties tirpalu metanolyje. Vėliau derva plaunama metanoliu, kol praplovos su metiloranžu nerodo rūgščios reakcijos. Regeneruota derva laikoma metanolyje.