LIETUVOS RESPUBLIKOS ŪKIO MINISTRO
Į S A K Y M A S
DĖL PLOVIKLIŲ TECHNINIO REGLAMENTO
1999 m. gruodžio 27 d. Nr. 430
Vilnius
Vykdydamas Lietuvos Respublikos Vyriausybės 1999 m. rugsėjo 29 d. nutarimu Nr. 1076 „Dėl Lietuvos pasirengimo narystei Europos Sąjungoje programos (Nacionalinė acquis priėmimo programa) teisės derinimo priemonių ir acquis įgyvendinimo priemonių 1999 metų planų patvirtinimo“ patvirtintą Teisės derinimo priemonių planą 1999 metams (Žin., 1999, Nr. 83-2473):
1. Tvirtinu Ploviklių techninį reglamentą (pridedamas). Reglamento įsigaliojimo data – 2003 m. sausio 1 d.
2. Pavedu Ūkio ministerijos Pramonės konkurencingumo skyriui iki 2002 m. liepos 1 d. parengti priemones dėl 1998 m. gruodžio 29/30 d. sveikatos apsaugos ministro ir ūkio ministro įsakymu Nr. 788/437 „Dėl biocidų, kosmetikos, asmens higienos ir buitinės chemijos gaminių registracijos“ nustatytos buitinės chemijos gaminių registracijos atšaukimo.
PATVIRTINTA
Lietuvos Respublikos ūkio ministro
1999 m. gruodžio 27 d. įsakymu Nr. 430
PLOVIKLIŲ TECHNINIS REGLAMENTAS
Ploviklių (detergentų) naudojimas yra viena iš natūralios gamtinės aplinkos, ypač vandens, užteršimo priežasčių, darančių neigiamą poveikį žmogaus sveikatai ir aplinkai. Vienas iš ploviklio poveikių vandeniui – susidarantis didelis kiekis putų, kurios riboja vandens ir oro sąlytį, apsunkina vandens prisisotinimą deguonimi, trukdo vandens augmenijos fotosintezei, kenkia vandens valymo stotims ir kelia mikrobiologinio užteršimo pavojų.
Šis techninis reglamentas (toliau – Reglamentas) nustato reikalavimus, kuriuos turi atitikti visi į Lietuvos rinką teikiami ir Lietuvos teritorijoje naudojami plovikliai.
Šiuo Reglamentu įteisinami reikalavimai nustatyti 1973 m. lapkričio 22 d. Tarybos direktyvoje 73/404/EEC „Dėl valstybių narių įstatymų, susijusių su plovikliais, suderinimo“ bei ją papildančiose Tarybos direktyvose: 1982 m. kovo 31 d. 82/242/EEC „Dėl valstybių narių įstatymų, susijusių su nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų biologinio skilimo nustatymo metodais, suderinimo ir direktyvos 73/404/EEC papildymo“ ir 1986 m. kovo 10 d. 86/94/EEC „Antras papildymas direktyvos 73/404/EEC dėl valstybių narių įstatymų, susijusių su plovikliais, suderinimo“ bei 1973 m. lapkričio 22 d. Tarybos direktyvoje 73/405/EEC „Dėl valstybių narių įstatymų, susijusių su anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų biologinio skilimo nustatymo metodais, suderinimo“ ir ją papildančioje 1982 m. kovo 31 d. Tarybos direktyvoje 82/243/EEC „Dėl valstybių narių įstatymų, susijusių su anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų biologinio skilimo nustatymo metodais, suderinimo“, bei 1989 m. rugsėjo 13 d. Komisijos rekomendacijose 89/542/EEC „Dėl ploviklių ir valymo produktų ženklinimo“.
Įsigaliojimo data ir nuorodos į Reglamentą
Pagrindinės sąvokos
2. Reglamente vartojamos pagrindinės sąvokos:
Biologinis skilimas – medžiagos geba skilti veikiant mikroorganizmams.
Aktyvioji paviršiaus medžiaga (APM) – organinis junginys, kurio sudėtyje yra nors po vieną hidrofobinę ir hidrofilinę grupę ir kuris absorbuodamasis fazių sąlytyje sumažina paviršiaus įtemptį. Priklausomai nuo disociacijos vandenyje charakterio aktyvioji paviršiaus medžiaga gali būti katijoninė, anijoninė, amfolitinė ir nejoninė.
Ploviklis (detergentas) – tai bet koks produktas, kurio sudėtis specialiai sudaryta plovimo procesui užtikrinti ir kuriame be pagrindinių komponentų (aktyviųjų paviršiaus medžiagų) yra bendro pobūdžio papildomos medžiagos (priedai, aktyvatoriai, užpildai, priemaišos ir kiti šalutiniai komponentai).
Taikymo sritis
Ploviklių APM biologinio skilimo reikalavimai
4. Draudžiama teikti į Lietuvos rinką ir naudoti Lietuvos teritorijoje ploviklius, kurių sudėtyje esančių anijoninių ir nejoninių APM biologinio skilimo laipsnis, nustatytas vienu iš lentelėje pateiktų analitinių metodų, yra mažesnis kaip 80 %.
| Eil. Nr. |
Anijoninių APM biologinio skilimo laipsnio nustatymo analitiniai metodai |
Nejoninių APM biologinio skilimo laipsnio nustatymo analitiniai metodai |
| 1 |
OECD metodu, paskelbtu OECD 1976 m. birželio 11 d. techninėje ataskaitoje „Siūlomas aktyviųjų paviršiaus medžiagų, naudojamų sintetiniuose plovikliuose, biologinio skilimo nustatymo metodas“; |
|
| 2 |
Vokietijoje galiojančiu metodu, priimtu 1977 m. sausio 30 d. reglamentu „Dėl anijoninių ir nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų, esančių plovikliuose, biologinio skilimo“, paskelbtu leidinyje „Bundesgesetzblatt“, 1977m., 1 dalis, 244 p., kaip nustatyta šį reglamentą iš dalies pakeičiančiame 1980 m. birželio 18 d. reglamente, paskelbtame leidinyje „Bundesgesetzblatt“, 1980 m., 1 dalis, 706 p.; |
|
| 3 |
Prancūzijoje naudojamu metodu, patvirtintu |
Prancūzijoje naudojamu metodu, patvirtintu |
| 1977 m. gruodžio 28 d. nutarimu, paskelbtu „Journal |
1977 m. gruodžio 28 d. nutarimu, paskelbtu |
|
| officiel de la République franēaise“, 1978 m. |
„Journal officiel de la République franēaise“ |
|
| sausio 18 d. 514-515 p. ir 1981 m. birželio mėn. |
1978 m. sausio 18 d. ir 1974 m. kovo mėn. |
|
| eksperimentiniu standartu T 73-260, paskelbtu |
eksperimentiniu standartu T 73-270, paskelbtu |
|
| Prancūzijos standartizavimo asociacijos (Association |
Prancūzijos standartizavimo organizacijos |
|
| franēaise de normatisation – AFNOR); |
(Association franēaise de normatisation – AFNOR); |
|
| 4 |
Jungtinėje Karalystėje naudojamu metodu, vadinamu akyto indo bandymu, aprašytu Vandens tyrimo centro techninėje ataskaitoje Nr. 70/1978. |
|
5. Siekiant tiksliai nustatyti plovikliuose esančių anijoninių ir nejoninių APM, biologinio skilimo laipsnį, būtina taikyti šio Reglamento 1 ir 2 prieduose pateiktus pamatinius metodus (patvirtinamuosius bandymus). Tyrimai pamatiniais metodais taikomi ginčo atveju ir tai gali atlikti tik valstybių narių valdžios institucijų įgaliotos laboratorijos.
6. Ūkio ministerija turi priimti sprendimą dėl laboratorijų įgaliojimo atlikti tyrimus pamatiniais metodais. Įgaliojant esančią arba steigiant naują laboratoriją, turi būti pranešta ES Komisijai ir kitoms valstybėms narėms.
7. Ploviklių APM biologinio skilimo laipsnio nustatymo paslaugas gali teikti kitos valstybės narės įgaliota laboratorija.
Ploviklių APM biologinio skilimo įvertinimas
9. Lietuvos rinkoje, esančių ploviklių atitikimo Reglamento 4 p. reikalavimams, priežiūrą vykdo Ne maisto produktų saugos inspekcija (toliau – Inspekcija).
10. Kai Inspekcija, remdamasi bent vienu iš 4 p. nurodytų tyrimo metodų, pagrįstai įsitikina, kad ploviklyje esančios APM neatitinka 4 p. nurodyto biologinio skilimo laipsnio, ji turi priimti sprendimą, draudžiantį teikti ploviklį į rinką ir jį naudoti Lietuvos teritorijoje.
11. Apie ploviklio uždraudimą Inspekcija nedelsdama turi informuoti valstybę narę, iš kurios ploviklis pateko į Lietuvos rinką, ir Komisiją. Pranešime turi būti nurodyta sprendimo priėmimo priežastis bei tyrimo rezultatai, gauti atlikus tyrimą bent vienu iš Reglamento 4 p. išvardytų metodų.
12. Jeigu valstybė narė, iš kurios ploviklis pateko į Lietuvos rinką, pareiškia prieštaravimą dėl Inspekcijos priimto sprendimo uždrausti ploviklį, Komisija nedelsdama tariasi su Inspekcija ir šia valstybe nare, jeigu būtina, – ir su kitomis valstybėmis narėmis. Inspekcijos atstovas turi dalyvauti Komisijos organizuojamuose pasitarimuose. Tuo atveju, jeigu nepavyksta susitarti, ar ploviklis atitinka, ar neatitinka Reglamento 4 p. nurodytus reikalavimus, Komisija per 3 mėnesius nuo pranešimo apie ploviklio uždraudimą gavimo datos gauna reikiamas išvadas iš vienos Reglamento 5 straipsnyje minimos laboratorijos, bet ne iš dalyvaujančių konflikte valstybių narių laboratorijų. Šias išvadas Komisija praneša suinteresuotoms valstybėms narėms, kurios per mėnesį gali pateikti Komisijai savo komentarus.
Ploviklių ženklinimas
14. Į rinką teikiami ir naudojami plovikliai privalo atitikti Lietuvos Respublikoje parduodamų prekių ženklinimo taisyklių, patvirtintų Lietuvos Respublikos ūkio ministro 1998 m. balandžio 16 d. įsakymu Nr. 137, skyrių „Bendrieji nuostatai’, „Visoms prekėms būtini ženklinimo rekvizitai“ ir šio Reglamento 15, 16, 17,18 punktų reikalavimus.
15. Ploviklyje esančių fosfatų, fosfonatų, anijoninių, katijoninių, amfolitinių, nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų, balinančių medžiagų deguonies ar chloro pagrindu, etilendinitrilotetraacto rūgšties (EDTR), nitrilotriacto rūgšties (NTA), fenolių, halogenintų fenolių, paradichlorbenzeno, alifatinių, aromatinių, halogeninių angliavandenilių, muilų, ceolitų, polikarboksilatų koncentracija, jeigu ji ploviklyje yra didesnė nei 0,2%, ant pakuotės turi būti nurodyta tokiais intervalais:
- mažiau kaip 5%,
- nuo 5 iki 15%,
- nuo 15 iki 30%,
- daugiau kaip 30%.
16. Ant pakuotės turi būti nurodyti plovikliuose esantys fermentai, konservantai ar dezinfekcinės medžiagos nepriklausomai nuo jų koncentracijos.
17. Pramoniniam skalbimui naudojamų ploviklių pakuotėms 14, 15 ir 16 p. nurodyti ženklinimo reikalavimai netaikomi, jeigu tapati informacija yra pateikta techninių duomenų, saugos duomenų lapuose arba kitu tinkamu būdu.
18. Ant mažmeninėje prekyboje parduodamų ir buitinėms skalbimo mašinoms skirtų ploviklių pakuočių turi būti nurodytas vienam arba dviem skalbimo ciklams rekomenduojamas ploviklio kiekis, išreikštas mililitrais arba gramais, priklausomai nuo vandens kietumo. Taip pat gramais arba mililitrais turi būti nurodyta dozavimo indo talpa.
Atsakomybė už Reglamento nevykdymą
1 priedas
ANIJONINIŲ AKTYVIŲJŲ PAVIRŠIAUS MEDŽIAGŲ BIOLOGINIO SKILIMO NUSTATYMAS
Pamatinis metodas (patvirtinamasis tyrimas)
I SKYRIUS
1.1. Apibrėžimas
Reglamente 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 – methylene blue active substance).
1.2. Tyrimui būtina įranga
Nustatant anijoninės APM biologinį skilimą, naudojamas įrenginys su aktyvuotu dumblu, kurio schema pavaizduota 1 paveiksle, o detaliau – 2 paveiksle.
Įrenginį sudaro rinktuvas A, į kurį supilamos paruoštos modelinės nuotėkos, jų padavimo siurblys B, aerotankas C, nusodintuvas D, oro kompresorius E, naudojamas aktyvuotam dumblui recirkuliuoti, ir rinktuvas F, kuriame surenkamos apdorotos nuotėkos.
Rinktuvai A ir F turi būti stikliniai arba iš tinkamo plastiko. Kiekvieno jų talpa ne mažesnė kaip 24 l. Siurblys B turi užtikrinti nuolatinį modelinių nuotėkų tiekimą į aerotanką C, kurio naudingasis tūris turi būti ne mažesnis kaip 3 l. Oras į aerotanką paduodamas pro akyto stiklo antgalį G, kuris įrengiamas aerotanko C kūginės dalies viršutinėje dalyje. Barbotuojamo oro kiekis aeravimui matuojamas debitmačiu H.
1.3. Modelinės nuotėkos
Modelinės nuotėkos ruošiamos kiekvieną dieną prieš tyrimą. Kiekviename litre vandentiekio vandens ištirpinama:
160 mg peptono,
110 mg mėsos sultinio,
30 mg karbamido [CO(NH2)2],
7 mg natrio chlorido (NaCl),
4 mg kalcio chlorido (CaCl2·2H2O),
2 mg magnio sulfato (MgSO4·7H2O),
28 mg kalio hidrofosfato (K2HPO4),
20±2 mg MBAS.
MBAS išskiriamas iš tiriamo produkto pagal 2 skyriuje aprašytą metodą. Modelinės nuotėkos ruošiamos kiekvieną dieną.
1.4. Bandinių ruošimas
1.4.1. Grynosios aktyviosios paviršiaus medžiagos tiriamos neapdorotam pavidale. Kad galima būtų paruošti modelines nuotėkas (1.3), turi būti nustatytas MBAS kiekis.
1.5. Tyrimo eiga
Iš pradžių aerotankas C ir nusodintuvas D užpildomi paruoštomis modelinėmis nuotėkomis. Nusodintuvas D turi būti įrengtas tokiame aukštyje, kad aerotanke tilptų 3 l mišinio.
Procesui sužadinti ten pat įpilama 3 ml geros kokybės nuotėkų, ką tik paimtų iš buitinių nuotėkų valymo įrenginio. Jos nuo paėmimo iki panaudojimo turi būti laikomos aerobinėse sąlygose. Paleidžiamas oro kompresorius E, padavimo siurblys B ir įjungiama aeravimo sistema. Modelinės nuotėkos į aerotanką turi tekėti 1 l/val. greičiu. Tai užtikrina vidutinę 3 valandų nuotėkų aeravimo trukmę.
Aeravimo intensyvumas turi būti toks, kad visos kietos dalelės aerotanke būtų pakibusios skystyje (suspenduotos), o ištirpusio deguonies kiekis būtų ne mažesnis kaip 2 mg/l. Neleidžiama susidaryti putoms. Tam tikslui naudojami putojimą mažinantys preparatai ir jie neturi slopinti (inhibuoti) aktyvuoto dumblo ir juose negali būti MBAS. Oro padavimas turi būti taip sureguliuotas, kad aerotanke C būtų nuolatinė ir tolygi iš nusodintuvo patenkančio mišinio recirkuliacija. Dumblas, besikaupiantis aerotanko viršuje, nusodintuvo D apačioje ir visoje cirkuliacijos sistemoje, turi būti bent kartą per parą nuvalomas šepečiu ar kitu tinkamu būdu ir grąžinamas į sistemą. Jei dumblas nenusėda, nusodinimą galima paskatinti pridedant 2 ml 5% geležies (III) chlorido tirpalo. Jei to nepakanka, pridedama dar.
Apdorotos nuotėkos iš D nusodintuvo per 24 valandas sukaupiamos rinktuve F. Jas sumaišius, paimamas bandinys, o rinktuvas po to turi būti kruopščiai išplautas.
1.6. Proceso kontrolė
MBAS kiekis (mg/l) paruoštose modelinėse nuotėkose nustatomas prieš pat darbo pradžią.
MBAS kiekis (mg/l) per 24 valandas rinktuve F sukauptose nuotėkose nustatomas tuo pačiu analizės metodu iš karto po bandinio paėmimo. Jei tai neįmanoma, bandiniai konservuojami, geriausiai – užšaldomi. Koncentracija turi būti nustatoma 0,1 mg/l tikslumu.
Proceso reikiamai eigai patikrinti ne rečiau kaip du kartus per savaitę rinktuvuose F ir A esančiose modelinėse nuotėkose nustatomas cheminis deguonies poreikis (COD – chemical oxygen demand) arba ištirpusios organinės anglies kiekis (DOC – dissolved organic carbon). Analizei naudojamas pro stiklo filtrą nufiltruotų nuotėkų mėginys.
COD arba DOC mažėjimas turi stabilizuotis, kai nusistovi kasdieninis biologinio skilimo procesas, t. y. 3 paveiksle pavaizduoto pradinio laikotarpio pabaigoje.
Aerotanke esančiame aktyvuotame dumble sausų mineralinių medžiagų kiekis, g/l, turi būti nustatomas du kartus per savaitę. Jei jis didesnis kaip 2,5 g/l, aktyvuoto dumblo perteklius turi būti pašalintas.
Biologinio skilimo tyrimas atliekamas kambario temperatūroje. Ji turi būti pastovi ir palaikoma 292-297 K [(19-24)°C].
1.7. Biologinio skilimo apskaičiavimas
Biologiškai suskilusios per parą MBAS dalis procentais apskaičiuojama nustačius MBAS kiekį (mg/l) pradinėse (paruoštose) modelinėse nuotėkose ir vėliau surinktuve F sukauptose nuotėkose. Taip gautos vertės turi būti pavaizduotos grafiškai, kaip parodyta 3 paveiksle.
MBAS biologinis skilimas apskaičiuojamas imant aritmetinį vidurkį verčių, gautų per 21 dieną pasibaigus pradiniam laikotarpiui, per kurį, įrenginiui veikiant be sutrikimų, biologinio skilimo procesas tampa pastovus. Bet kokiu atveju pradinio laikotarpio trukmė neturi viršyti šešių savaičių.
Kasdieninės biologinio skilimo vertės apskaičiuojamos 0,1% tikslumu, tačiau galutinis rezultatas pateikiamas sveiko skaičiaus tikslumu.
Kai kuriais atvejais bandiniai gali būti imami rečiau, tačiau vidurkiui apskaičiuoti turi būti imami rezultatai, gauti pasibaigus pradiniam laikotarpiui, ne mažiau kaip iš 14 kasdieninių, tolygiai paskirstytų per 21 parą, tyrimų.
II SKYRIUS
PRADINIS ANALIZUOJAMŲ PRODUKTŲ PARUOŠIMAS
2.1. Įžanginės pastabos
2.1.1. Bandinių paruošimas
Anijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos ir plovikliai prieš biologinio skilimo nustatymą patvirtinančiuoju tyrimu paruošiami taip:
| Produktai |
Paruošimas |
| Anijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos |
Tiriamos be paruošimo |
| Plovikliai |
Ekstrahavimas alkoholiu, po to anijoninių |
|
|
APM atskyrimas praleidžiant pro jonitus |
Ekstrahavimo alkoholiu tikslas – pašalinti iš ploviklio netirpius ir neorganinius komponentus, kurie gali trukdyti atlikti biologinio skilimo tyrimą.
2.1.2. Jonų mainų procesas
Norint gauti tikslius anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų biologinio skilimo tyrimo rezultatus, būtina jas atskirti nuo muilo bei nuo katijoninių ir nejoninių APM.
Tai pasiekiama pritaikius jonų mainų metodą, panaudojant labai akytą anijonitinę dervą ir atitinkamus tirpiklius komponentų frakciniam išskyrimui. Muilas, anijoninės bei nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos atskiriamos vienu veiksmu.
2.1.3. Analizinė kontrolė
Anijoninių APM kiekis sintetiniame ploviklyje po jo homogenizavimo nustatomas pagal MBAS nustatymo metodą. Atitinkamu analizės metodu nustatomas muilo kiekis ploviklyje. Šių duomenų reikia ploviklio bandinio, būtino biologiniam skilimui nustatyti, kiekiui apskaičiuoti.
Nebūtina išekstrahuoti iš ploviklio kuo didesnį anijoninių APM kiekį, kadangi jų išekstrahuojama ne mažiau kaip 80%, o dažniausiai 90% ir daugiau.
2.2. Tyrimo esmė
Iš vienalyčio bandinio (miltelių, pastos, skysto koncentrato) ekstrahuojant etanoliu gaunamas APM, muilo ir kitų alkoholyje tirpių komponentų ekstraktas.
Etanolinis ekstraktas garinamas iki sausos medžiagos, kuri ištirpinama izopropanolio ir vandens mišinyje. Toks tirpalas praleidžiamas 323 K (50°C) temperatūroje pro mišrų jonų mainų įrenginį, sudarytą iš stipriai rūgštinio katijonito ir labai akyto anijonito. Nurodytos temperatūros reikia tam, kad rūgštinėje terpėje pasigaminusios riebalų rūgštys nesudarytų nuosėdų.
Nejoninės APM lieka tirpiklyje.
Iš muilo susidariusios riebalų rūgštys atskiriamos plaunant anglies dioksidu prisotintu etanoliu. Anijoninės APM išplaunamos amonio hidrokarbonato tirpalu izopropanolio ir vandens mišinyje amonio druskų pavidale. Šios druskos naudojamos biologinio skilimo tyrime.
Katijoninės APM, galinčios trukdyti biologinio skilimo bandymui ir analizei, atskiriamos katijonito kolonėlėje, įrengtoje virš anijonito kolonėlės.
2.3. Reagentai, įrenginiai
2.3.3. Izopropanolio ir vandens mišinys (50/50 v/v):
- 50 dalių izopropanolio (CH3CHOH · CH3),
- 50 dalių vandens (2.3.1).
2.3.4. Anglies dioksido tirpalas etanolyje (maždaug 0,1 % CO2): per vamzdelį su akyto stiklo pertvara į etanolį (2.3.2) 10 minučių barbotuojamas anglies dioksidas (CO2). Tirpalas turi būti ruošiamas prieš pat naudojimą.
2.3.5. 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 (2.3.1).
2.3.12. Jonitinės kolonėlės su apšildymo gaubtu ir čiaupu; vidinis skersmuo 60 mm ir aukštis 450 mm (4 paveikslas).
2.4. Anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų ekstrahavimas ir atskyrimas
2.4.1. Ekstrakto gavimas
Aktyviųjų paviršiaus medžiagų biologinio skilimo laipsniui nustatyti reikia apie 50 g MBAS.
Paprastai ekstrahuojamos medžiagos nereikia daugiau kaip 1000 g, bet kartais jos gali prireikti ir daugiau. Tačiau praktiškai sunaudojamo produkto kiekis ekstrakto paruošimui neviršija 5000 g.
Patirtis parodė, kad geriau ekstrahuoti mažesniais kiekiais kelis kartus, nei iš karto didelį produkto kiekį. Apytikriai jonitų kiekis kolonėlėje paskaičiuotas 600-700 mmol aktyviosios paviršiaus medžiagos ir muilo atskyrimui.
2.4.2. Alkoholyje tirpių medžiagų atskyrimas
Į kolbą su 1250 ml etanolio pridedama 250 g tiriamo sintetinio ploviklio. Mišinys užvirinamas ir, prijungus grįžtamąjį kondensatorių, maišant virinamas vieną valandą. Po to karštas alkoholinis tirpalas nufiltruojamas greitai nusiurbiant pro didelio akytumo filtravimo piltuvą, pašildytą iki 323 K (50°C) temperatūros. Kolba ir filtravimo piltuvas praplaunami maždaug 200 ml šilto etanolio. Filtratas kartu su praplovomis supilamos į filtravimo kolbą.
Kai tiriami produktai yra pastos ar skysčiai ir žinoma, kad bandinyje anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų gali būti ne daugiau kaip 55 g, o muilo ne daugiau kaip 35 g, pasvertas bandinys džiovinamas iki sausos medžiagos, kuri po to sumaišoma su 2000 ml etanolio. Ekstrahavimas toliau atliekamas jau aprašytu būdu.
Kai tiriami mažo piltinio tankio (<300 g/l) milteliai, etanolio kiekį rekomenduojama padidinti iki santykio 20:1.
Etanolio filtratas garinamas iki sausos medžiagos. Tam tikslui geriausiai tinka rotorinis garintuvas. Jei išekstrahuotos medžiagos reikia daugiau, operacija pakartojama. Po to sausa medžiaga ištirpinama 5000 ml izopropanolio ir vandens mišinyje.
2.4.3. Jonitinių kolonėlių ruošimas
Katijonito kolonėlė
Į 3000 ml talpos cheminę stiklinę suberiama 600 ml katijonitinės (2.3.6) dervos ir užpilama 2000 ml druskos rūgšties (2.3.8). Laikoma, kartais pamaišant, ne mažiau kaip 2 val. Rūgštis nupilama, o derva sumaišoma su dejonizuotu vandeniu, supilama į kolonėlę (2.3.12), kurioje turi būti įdėtas stiklo vatos kamštelis. Derva kolonėlėje plaunama dejonizuotu vandeniu 10-30 ml/min. greičiu, kol praplovose nelieka chloridų. Po to dar 10-30 ml/min. greičiu plaunama izopropanolio ir vandens mišiniu (2.3.3). Katijonito kolonėlė jau paruošta darbui.
Anijonito kolonėlė
Į 3000 ml talpos cheminę stiklinę suberiama 600 ml anijonitinės dervos (2.3.7) ir užpilama 2000 ml dejonizuoto vandens. Anijonitas paliekamas brinkti ne mažiau kaip 2 val. Nupylus vandens perteklių, derva supilama kartu su likusiu dejonizuotu vandeniu į kolonėlę, kurioje dervos sulaikymui turi būti įdėtas stiklo vatos kamštelis.
Kolonėlė po to plaunama 0,3 mol/l koncentracijos amonio hidrokarbonato tirpalu (2.3.5), kol praplovose nelieka chloridų. Tam sunaudojama apie 5000 ml tirpalo. Vėliau perplaunama 2000 ml dejonizuoto vandens ir galiausiai 10-30 ml/min. greičiu 2000 ml izopropanolio ir vandens mišinio. Anijonito kolonėlė jau paruošta darbui.
2.4.4. Jonų mainų procesas
Kolonėlės sustatomos taip, kad katijonitas būtų virš kolonėlės su anijonitu. Kolonėlėse termostatuojama 323 K (50°C) temperatūra. Imama 5000 ml APM tirpalo, gauto pagal 2.4.2, pašildoma iki 333 K (60°C) ir 20 ml/min. greičiu praleidžiama pro kolonėles. Po to kolonėlės perplaunamos 1000 ml karštu izopropanolio ir vandens mišiniu (2.3.3).
Po to KAT kolonėlė atjungiama. Iš muilo susidariusios riebalų rūgštys iš KAT kolonėlės išplaunamos 5000 ml 323 K (50°C) temperatūros CO2 tirpalu etanolyje (2.3.4). Praplovos išpilamos.
Tada su 5000 ml amonio hidrokarbonato tirpalo (2.3.5) iš AAT kolonėlės išplaunama MBAS. Gautas tirpalas garų vonelėje arba rotoriniame garintuve išgarinamas iki sausos medžiagos. Ją sudaro MBAS (amonio druskos pavidale). Joje gali būti kitų medžiagų, tačiau jos nėra APM ir netrukdo biologinio skilimo nustatymui.
Po to sausa medžiaga tirpinama reikiamame dejonizuoto vandens kiekyje. Vandeninėje dalyje 3 skyriuje aprašytu būdu nustatomas MBAS kiekis. Toliau šis tirpalas visą laiką naudojamas nustatant tiriamos anijoninės aktyviosios medžiagos biologinį skilimą. Tirpalas turi būti laikomas žemesnėje kaip 278 K (5°C) temperatūroje.
2.4.5. Jonitinių dervų regeneravimas
Panaudotas katijonitas išmetamas.
Anijonitas regeneruojamas papildomai 10 ml/min. greičiu leidžiant pro kolonėlę amonio hidrokarbonato tirpalą (2.3.5), kol praplovose nebelieka anijoninių APM (tikrinama su metileno mėlynuoju). Po to anijonitas dar praplaunamas 2000 ml izopropanolio ir vandens mišinio (2.3.3). Taip regeneruotą anijonitą vėl galima naudoti.
III SKYRIUS
ANIJONINIŲ AKTYVIŲJŲ PAVIRŠIAUS MEDŽIAGŲ NUSTATYMAS BIOLOGINIO SKILIMO TYRIMO METU
3.1. 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.
3.2. Reagentai ir įrenginiai
3.2.1. 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.
3.2.2. 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.
3.2.3. 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.
3.2.9. Fenolftaleino tirpalas:
1 g fenolftaleino ištirpinama 50 ml etanolio ir nuolat maišant įpilama 50 ml dejonizuoto vandens. Visos susidariusios nuosėdos nufiltruojamos.
3.2.10. Druskos rūgšties tirpalas metanolyje:
250 ml analiziškai grynos koncentruotos druskos rūgšties sumaišoma su 750 ml metanolio.
3.2.15. 250 ml talpos apvaliadugnė kolba su kūgine šlifuota įmova ir grįžtamuoju kondensatoriumi. Virimui palengvinti į kolbą dedama stiklo granulių.
3.3. Tyrimas
Bandiniai analizei negali būti imami per putų sluoksnį.
Analizei naudojama aparatūra kruopščiai išplaunama vandeniu, paskui gerai perskalaujama druskos rūgšties tirpalu metanolyje (3.2.10) ir prieš naudojimą dar skalaujama dejonizuotu vandeniu.
Į įrenginį su aktyvuotu dumblu patenkančios ir iš jo išeinančios nuotėkos filtruojamos iš karto tik paėmus bandinį. Pirmieji 100 ml filtrato išpilami.
Žinomo tūrio bandinys, jei reikia, neutralizuojamas ir supilamas į 250 ml talpos dalijamąjį piltuvą (3.2.11). 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 (3.2.1), 5 ml neutraliojo metileno mėlynojo tirpalo ir 15 ml chloroformo (3.2.4). 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 (3.2.3). Chloroforminis sluoksnis pro išplautą alkoholiu ir suvilgytą chloroforme higroskopinės vatos filtrą supilamas į matavimo kolbą (3.2.12).
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.
3.4. 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 (3.2.5) ir įpilama 50 ml kalio hidroksido tirpalo etanolyje (3.2.6). Užvirimui palengvinti 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, kol išnyksta fenolftaleino spalva. Šis tirpalas supilamas į 1000 ml matavimo kolbą (3.2.14), praskiedžiamas dejonizuotu vandeniu iki žymės ir sumaišomas.
Dalis šio APM tirpalo praskiedžiama dar kartą. Tam 25 ml tirpalo 500 ml matavimo kolboje (3.2.13) praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki žymės ir sumaišoma.
Šiame etaloniniame tirpale yra
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 etanolinio tirpalo ir dejonizuotu vandeniu praskiedžiama iki žymės. Toliau pagal 3.3 aprašytą procedūrą nustatomas iš šių tirpalų išekstrahuoto MBAS optinis tankis. Sudaroma kalibracinė kreivė.
3.5. Rezultatų apskaičiavimas
Anijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos (MBAS) kiekis bandinyje nustatomas pagal sudarytą kalibracinę kreivę (3.4). Jos koncentracija apskaičiuojama pagal formulę:
čia V = bandinio tūris mililitrais
Rezultatai išreiškiami natrio dodecilbenzensulfonatu (M = 348).
2 priedas
NEJONINIŲ AKTYVIŲJŲ PAVIRŠIAUS MEDŽIAGŲ BIOLOGINIO SKILIMO NUSTATYMAS
Pamatinis metodas (patvirtinamasis tyrimas)
I SKYRIUS
1.1. Apibrėžimas
Reglamente nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos yra medžiagos, kurios išskiriamos praleidžiant produktą pro katijonitą ir anijonitą ir paverčiamos su bismuto reagentu reaguojančia medžiaga 3 skyriuje aprašytu analizės būdu (BIAS-bismuth-active substance).
1.2. Tyrimui būtina įranga
Nustatant nejoninės APM biologinį skilimą, naudojamas įrenginys su aktyvuotu dumblu, kurio schema pavaizduota 1 paveiksle, o detaliau 2 paveiksle.
Įrenginį sudaro rinktuvas A, į kurį supilamos paruoštos modelinės nuotėkos, jų padavimo siurblys B, aerotankas C, nusodintuvas D, oro kompresorius E aktyvuoto dumblo recirkuliacijai ir rinktuvas F, kuriame surenkamos apdorotos nuotėkos.
Rinktuvai A ir F turi būti stikliniai arba iš tinkamo plastiko. Kiekvieno jų talpa ne mažesnė kaip 24 l. Siurblys B turi užtikrinti nuolatinį modelinių nuotėkų tiekimą į aerotanką C, kurio naudingasis tūris turi būti ne mažesnis kaip 3 l. Oras į aerotanką paduodamas per akyto stiklo antgalį G, kuris įrengiamas aerotanko C kūginės dalies viršutinėje dalyje. Barbotuojamo oro kiekis aeravimui matuojamas debitmačiu H.
1.3. Modelinės nuotėkos
Modelinės nuotėkos ruošiamos kiekvieną dieną prieš tyrimą. Kiekviename litre vandentiekio vandens ištirpinama:
- 160 mg peptono,
- 110 mg mėsos sultinio,
- 30 mg karbamido [CO(NH2)2],
- 7 mg natrio chlorido (NaCl),
- 4 mg kalcio chlorido (CaCl2·2H2O),
- 2 mg magnio sulfato (MgSO4·7H2O),
- 28 mg kalio hidrofosfato (K2HPO4),
- 10 ± 1 mg BIAS.
BIAS išskiriamas iš tiriamo produkto pagal 2 skyriuje aprašytą metodą.
Modelinės nuotėkos šviežiai ruošiamos kiekvieną dieną.
1.4. Bandinių ruošimas
1.4.1. Grynosios aktyviosios paviršiaus medžiagos tiriamos neapdorotam pavidale. Modelinių nuotėkų (1.3) paruošimui turi būti nustatytas BIAS kiekis.
1.5. Tyrimo eiga
Pradžioje aerotankas C ir nusodintuvas D užpildomi paruoštomis modelinėmis nuotėkomis. Nusodintuvas D turi būti įrengtas tokiame aukštyje, kad aerotanke būtų 3 l mišinio.
Procesui sužadinti ten pat įpilama 3 ml geros kokybės nuotėkų, ką tik paimtų iš buitinių nuotėkų valymo įrenginio. Jos nuo paėmimo iki panaudojimo turi būti laikomos aerobinėse sąlygose. Paleidžiamas oro kompresorius E, padavimo siurblys B ir įjungiama aeravimo sistema. Modelinės nuotėkos į aerotanką turi tekėti 1 l/val. greičiu. Tai užtikrina vidutinę 3 valandų nuotėkų aeravimo trukmę.
Aeravimo intensyvumas turi būti toks, kad visos kietos dalelės aerotanke būtų pakibusios skystyje (suspenduotos), o ištirpusio deguonies kiekis būtų ne mažesnis kaip 2 mg/l. Neleidžiama susidaryti putoms. Tam tikslui naudojami putojimą mažinantys preparatai ir jie neturi slopinti (inhibuoti) aktyvuoto dumblo ir juose negali būti BIAS. Oro padavimas turi būti taip sureguliuotas, kad aerotanke C būtų nuolatinė ir tolygi iš nusodintuvo patenkančio mišinio recirkuliacija. Dumblas, besikaupiantis aerotanko viršuje, nusodintuvo D apačioje ir visoje cirkuliacijos sistemoje turi būti bent kartą per parą nuvalomos šepečiu ar kitu tinkamu būdu ir grąžinamas į sistemą. Jei dumblas nenusėda, nusodinimą galima paskatinti pridedant 2 ml 5% geležies (III) chlorido tirpalo. Jei to nepakanka, pridedama dar.
Apdorotos nuotėkos iš D nusodintuvo per 24 valandas sukaupiamos rinktuve F. Jas sumaišius, paimamas bandinys, o rinktuvas po to turi būti kruopščiai išplautas.
1.6. Proceso kontrolė
BIAS kiekis (mg/l) paruoštose modelinėse nuotėkose nustatomas prieš pat darbo pradžią.
BIAS kiekis (mg/l) per 24 valandas rinktuve F sukauptose nuotėkose nustatomas tuo pačiu analizės metodu iš karto po bandinio paėmimo. Jei tai neįmanoma, bandiniai konservuojami, geriausiai – užšaldomi. Koncentracija turi būti nustatoma 0,1 mg/l tikslumu.
Proceso reikiamai eigai patikrinti ne rečiau kaip du kartus per savaitę rinktuvuose F ir A esančiose modelinėse nuotėkose nustatomas cheminis deguonies poreikis (COD – chemical oxygen demand) arba ištirpusios organinės anglies kiekis (DOC – dissolved organic carbon). Analizei naudojamas per stiklo filtrą nufiltruotų nuotėkų mėginys.
COD arba DOC mažėjimas turi stabilizuotis, kai nusistovi kasdieninis biologinio skilimo procesas, t. y. 3 paveiksle pavaizduoto pradinio laikotarpio pabaigoje.
Aerotanke esančiame aktyvuotame dumble sausų mineralinių medžiagų kiekis (g/l) turi būti nustatomas du kartus per savaitę. Jei jis didesnis kaip 2,5 g/l, aktyvuoto dumblo perteklius turi būti pašalintas.
Biologinio skilimo tyrimas atliekamas kambario temperatūroje. Ji turi būti pastovi ir palaikoma 292-297 K [(19-24)°C].
1.7. Biologinio skilimo apskaičiavimas
Biologiškai suskilusios per parą MBAS dalis procentais apskaičiuojama nustačius BIAS kiekį (mg/l) pradinėse (paruoštose) modelinėse nuotėkose ir vėliau surinktuve F sukauptose nuotėkose. Taip gautos vertės turi būti pavaizduotos grafiškai, kaip parodyta 3 paveiksle.
BIAS biologinis skilimas apskaičiuojamas imant aritmetinį vidurkį verčių, gautų per 21 dieną, pasibaigus pradiniam laikotarpiui, per kurį, įrenginiui veikiant be sutrikimų, biologinio skilimo procesas tampa pastovus. Bet kokiu atveju pradinio laikotarpio trukmė neturi viršyti šešių savaičių.
Kasdieninės biologinio skilimo vertės apskaičiuojamos 0,1% tikslumu, tačiau galutinis rezultatas pateikiamas sveiko skaičiaus tikslumu.
Kai kuriais atvejais bandiniai gali būti imami rečiau, tačiau vidurkiui apskaičiuoti turi būti imami rezultatai, gauti pasibaigus pradiniam laikotarpiui, ne mažiau kaip iš 14 kasdieninių tyrimų, tolygiai paskirstytų per 21 parą.
II SKYRIUS
PRADINIS ANALIZUOJAMŲ PRODUKTŲ PARUOŠIMAS
2.1. Įžanginės pastabos
2.1.1. Bandinių paruošimas
Nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos ir plovikliai prieš biologinio skilimo nustatymą patvirtinančiuoju tyrimu paruošiami taip:
| Produktai |
Paruošimas |
| Nejoninės aktyviosios |
Bandomos be paruošimo |
| paviršiaus medžiagos |
|
| Plovikliai |
Ekstrahavimas alkoholiu, po to nejoninių APM atskyrimas praleidžiant per jonitus |
Ekstrahavimo alkoholiu tikslas – pašalinti iš ploviklio netirpius ir neorganinius komponentus, kurie gali trukdyti atlikti biologinio skilimo tyrimą.
2.1.2. Jonų mainų procesas
Nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų biologinio skilimo tiksliam rezultatui gauti būtina jas atskirti nuo muilo bei nuo katijoninių ir anijoninių APM.
Tai pasiekiama pritaikius jonų mainų metodą, panaudojant labai akytą anijonitinę dervą ir atitinkamus tirpiklius komponentų frakciniam išskyrimui. Muilas, anijoninės bei nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos atskiriamos vienu veiksmu.
2.1.3. Analizinė kontrolė
Anijoninių ir nejoninių APM kiekis sintetiniame ploviklyje po jo homogenizavimo nustatomas MBAS ir BIAS nustatymo metodais. Atitinkamu analizės metodu nustatomas muilo kiekis ploviklyje. Šie duomenys reikalingi ploviklio bandinio, būtino biologiniam skilimui nustatyti, kiekio apskaičiavimui.
Nebūtina išekstrahuoti iš ploviklio kuo didesnį nejoninių APM kiekį, kadangi jų išekstrahuojama ne mažiau kaip 80%, o dažniausiai 90% ir daugiau.
2.2. Tyrimo esmė
Iš vienalyčio bandinio (miltelių, pastos, skysto koncentrato) ekstrahuojant etanoliu gaunamas APM, muilo ir kitų alkoholyje tirpių komponentų ekstraktas.
Etanolinis ekstraktas garinamas iki sausos medžiagos, kuri ištirpinama izopropanolio ir vandens mišinyje. Toks tirpalas praleidžiamas 323 K (50°C) temperatūroje per mišrų jonų mainų įrenginį, sudarytą iš stipriai rūgštinio katijonito ir labai akyto anijonito. Nurodyta temperatūra reikalinga tam, kad rūgštinėje terpėje pasigaminusios riebalų rūgštys nesudarytų nuosėdų.
Nejoninės APM išskiriamos išgarinus tirpiklį.
Katijoninės APM, galinčios trukdyti biologinio skilimo tyrimui ir analizei, atskiriamos katijonito kolonėlėje, įrengtoje virš anijonito kolonėlės.
2.3. Reagentai, įrenginiai
2.3.3. Izopropanolio ir vandens mišinys (50/50 v/v):
- 50 dalių izopropanolio (CH3CHOH-CH3),
- 50 dalių vandens (2.3.1).
2.3.4. 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 (2.3.1).
2.3.11. Jonitinės kolonėlės su apšildymo gaubtu ir čiaupu; vidinis skersmuo 60 mm ir aukštis 450 mm (4 paveikslas).
2.4. Nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų ekstrahavimas ir atskyrimas
2.4.1. Ekstrakto gavimas
Aktyviųjų paviršiaus medžiagų biologinio skilimo laipsniui nustatyti reikia apie 25 g BIAS.
Paprastai ekstrahuojamo produkto neturi būti daugiau kaip 2000 g. Kai reikia gauti didesnį kiekį medžiagos tolesniems tyrimams, ekstrahuojama du ar daugiau kartų. Patirtis parodė, kad geriau ekstrahuoti mažesniais kiekiais kelis kartus, nei iš karto didelį produkto kiekį.
2.4.2. Alkoholyje tirpių medžiagų atskyrimas
Į kolbą su 1250 ml etanolio pridedama 250 g tiriamo sintetinio ploviklio. Mišinys užvirinamas ir, prijungus grįžtamąjį kondensatorių, maišant virinamas vieną valandą. Po to karštas alkoholinis tirpalas nufiltruojamas, greitai nusiurbiant per didelio akytumo filtravimo piltuvą, pašildytą iki 323 K (50°C) temperatūros. Kolba ir filtravimo piltuvas praplaunami maždaug 200 ml šilto etanolio. Filtratas kartu su praplovomis supilamas į filtravimo kolbą.
Kai tiriami produktai yra pastos ar skysčiai ir žinoma, kad bandinyje anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų gali būti ne daugiau kaip 25 g, o muilo ne daugiau kaip 35 g, pasvertas bandinys džiovinamas iki sausos medžiagos, kuri po to sumaišoma su 500 ml etanolio. Ekstrahavimas toliau atliekamas jau aprašytu būdu.
Kai tiriami mažo piltinio tankio (<300 g/l) milteliai, etanolio kiekį rekomenduojama padidinti iki santykio 20:1.
Etanolio filtratas garinamas iki sausos medžiagos. Tam tikslui geriausiai tinka rotorinis garintuvas. Jei išekstrahuotos medžiagos reikia daugiau, operacija pakartojama. Po to sausa medžiaga ištirpinama 5000 ml izopropanolio ir vandens mišinyje.
2.4.3. Jonitinių kolonėlių ruošimas
Katijonito kolonėlė
Į 3000 ml talpos cheminę stiklinę suberiama 600 ml katijonitinės (2.3.5) dervos ir užpilama 2000 ml druskos rūgšties (2.3.7). Laikoma, kartais pamaišant, ne mažiau kaip 2 val. Rūgštis nupilama, o derva sumaišoma su dejonizuotu vandeniu, supilama į kolonėlę (2.3.11), kurioje turi būti įdėtas stiklo vatos kamštelis. Derva kolonėlėje plaunama dejonizuotu vandeniu 10-30 ml/min. greičiu, kol praplovose nelieka chloridų. Po to dar 10–30 ml/min. greičiu plaunama izopropanolio ir vandens mišiniu (2.3.3). Katijonito kolonėlė jau paruošta darbui.
Anijonito kolonėlė
Į 3000 ml talpos cheminę stiklinę suberiama 600 ml anijonitinės dervos (2.3.6) ir užpilama 2000 ml dejonizuoto vandens. Anijonitas paliekamas brinkti ne mažiau kaip 2 val. Nupylus vandens perteklių, derva supilama kartu su likusiu dejonizuotu vandeniu į kolonėlę, kurioje dervos sulaikymui turi būti įdėtas stiklo vatos kamštelis.
Kolonėlė po to plaunama 0,3 mol/l koncentracijos amonio hidrokarbonato tirpalu (2.3.4), kol praplovose nelieka chloridų. Tam sunaudojama apie 5000 ml tirpalo. Vėliau perplaunama 2000 ml dejonizuoto vandens ir galiausiai 10-30 ml/min. greičiu 2000 ml izopropanolio ir vandens mišinio. Anijonito kolonėlė jau paruošta darbui.
2.4.4. Jonų mainų procesas
Kolonėlės sustatomos taip, kad katijonitas būtų virš kolonėlės su anijonitu. Kolonėlėse termostatuojama 323 K (50°C) temperatūra. Imama 5000 ml tirpalo, gauto pagal 2.4.2, pašildoma iki 333 K (60°C) ir 20 ml/min. greičiu praleidžiama per kolonėles. Po to kolonėlės perplaunamos 100 ml karšto izopropanolio ir vandens mišinio (2.3.3).
Tada sumaišomi abu tirpalai (praleistas per kolonėles ir kolonėlių praplovimo) ir rotoriniu garintuvu garinami iki sausos medžiagos. Likutį sudaro BIAS. Įpilama iki nustatyto tūrio dejonizuoto vandens ir vandeninėje dalyje nustatomas BIAS kiekis, kaip aprašyta 3 skyriuje. Tirpalas naudojamas kaip pagrindinis nejoninių APM tirpalas biologiniam skilimui nustatyti. Tirpalas turi būti laikomas žemesnėje kaip 278 (5°C) temperatūroje.
2.4.5. Jonitinių dervų regeneravimas
Panaudotas katijonitas išmetamas.
Anijonitas regeneruojamas leidžiant per kolonėlę 5000-6000 ml amonio hidrokarbonato tirpalą (2.3.4) 10 ml/min. greičiu, kol praplovose nebelieka anijoninių APM (tikrinama su metileno mėlynuoju). Po to anijonitas dar praplaunamas 2000 ml izopropanolio ir vandens mišinio (2.3.3). Taip apdorotą anijonitą vėl galima naudoti.
III SKYRIUS
NEJONINIŲ AKTYVIŲJŲ PAVIRŠIAUS MEDŽIAGŲ NUSTATYMAS BIOLOGINIO SKILIMO TYRIMO METU
3.1. 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 alkilenų oksidų grupių.
Gauti titravimo rezultatai dauginami iš empyrinio koeficiento 54, kad juos būtų galima prilyginti etaloninei nejoninei APM – nonilfenoliui su 10 molių etilenoksido (NP 10 ekvivalentas).
3.2. Reagentai ir įrenginiai
Reagentai turi būti paruošti dejonizuotame vandenyje.
3.2.3. Praskiesta druskos rūgštis (20 ml koncentruotos HCl praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml).
3.2.6. 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.
3.2.6.1. Tirpalo A paruošimas
1,6 g bismuto nitrato (BiONO3 x 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 (3.2.7) ir dejonizuoto vandens iki 1000 ml.
3.2.8. Amonio tartrato tirpalas: 12,4 g tartratinės 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).
3.2.9. Praskiestas amoniako tirpalas: 40 ml amoniako tirpalo (d=0,910 g/ml), analiziškai gryno, praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 100 ml.
3.2.10. 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 (2.3.7). Gautas tirpalas gerai išmaišomas, atvėsinamas ir perpilamas į 1000 ml talpos matavimo kolbą. Praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml.
3.2.11. Pirolidinditiokarbamato tirpalo (vadinamo „karbato tirpalu“) paruošimas: 103 mg natrio pirolidinditiokarbamato (C5H8NNaS2 x 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.
3.2.12. Vario sulfato tirpalo paruošimas (naudojamas 3.2.11 nurodyto tirpalo kalibravimui):
Pamatinio tirpalo ruošimas.
1,24 g vario sulfato (CuSO4 x 5H2O), analiziškai gryno, sumaišoma su 50 ml 0,5 M sieros rūgšties ir praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml.
Darbo tirpalo ruošimas.
50 ml pamatinio tirpalo sumaišoma su 10 ml 0,5 M sieros rūgšties ir praskiedžiama dejonizuotu vandeniu iki 1000 ml.
3.2.14. Dujinio ekstrahavimo aparatas (žr. 5 paveikslą).
Akyto disko skersmuo turi būti toks pat kaip ir vidinis cilindro skersmuo.
3.3. Tyrimo eiga
3.3.1. Aktyviųjų paviršiaus medžiagų sukoncentravimas ir atskyrimas.
Tiriamosios medžiagos vandeninis tirpalas filtruojamas per kokybišką filtravimo popierių. Pirmieji 100 ml filtrato išpilami. Žinomas nufiltruoto bandinio kiekis supilamas į etilacetatu praplautą dujinio ekstrahavimo aparatą. Bandinyje turėtų būti nuo 250 iki 800 µg nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų. Medžiagų atskyrimo procesui pagerinti pridedama 100 g natrio chlorido ir 5 g natrio hidrokarbonato. Jei bandinio tūris didesnis kaip 500 ml, nurodytos druskos suberiamos į aparatą ir ištirpinamos bandinyje, praleidžiant per 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.
Du trečdaliai aparato plovimo indo tūrio, esančio dujų (azoto arba oro) srauto kelyje, užpildoma etilacetatu. Per aparatą 30-60 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% (ištirpsta vandenyje), dujos turi būti praleidžiamos pakartotinai, ypač didelį dėmesį skiriant dujų tekėjimo greičiui.
Etilacetato fazė perpilama į dalijamąjį piltuvą. Nusistojęs vandeninis tirpalas (jo būna keli mililitrai) grąžinamas į aparatą. Etilacetato fazė filtruojama per sausą kokybišką popieriaus filtrą. Filtratas surenkamas 250 ml talpos cheminėje stiklinėje.
Į aparatą pripilama dar 100 ml etilacetato ir vėl 5 min. leidžiamas per jį oras arba azotas. Po to etilacetato fazė perpilama į tą patį dalijamąjį piltuvą, vandeninė fazė atskiriama, o etilacetatas per 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 iki sausos medžiagos. Garavimui pagreitinti virš tirpalo nestipriai pučiamas oras.
3.3.2. Nusodinimas ir filtravimas
Sausa medžiaga, gauta pagal 3.3.1, ištirpinama 5 ml metanolio. Pridedama 40 ml dejonizuoto vandens ir 0,5 ml praskiestos druskos rūgšties (3.2.3). Viskas sumaišoma magnetine maišykle. Į šį tirpalą, maišant toliau, iš matavimo cilindro įpilama 30 ml nusodinančiojo agento (3.2.6). Susidarant nuosėdoms, maišoma 10 min., po to mišinys paliekamas stovėti ne mažiau kaip 5 min. Po to jis nufiltruojamas per Gučo tiglį, kurio viduje yra stiklo pluošto filtro pertvara. Pirmą sykį filtras praplaunamas 2 ml ledinės acto rūgšties. 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.
3.3.3. Nuosėdų titravimas
Nuosėdos, esančios ant filtro, ištirpinamos trimis porcijomis po 10 ml karšto (apie 80°C, 353 K temperatūros) amonio tartrato tirpalo (3.2.8). 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.
3.3.4. Titravimas
Cheminėje stiklinėje esantis tirpalas maišomas magnetine maišykle (3.2.16), pridedami keli lašai bromkrezolio purpurinio indikatoriaus (3.2.5) ir pilamas praskiestas amoniako tirpalas (3.2.9), kol pasirodys violetinė spalva (nuo naudotos praplovimui acto rūgšties tirpalo reakcija bus silpnai rūgštinė).
Po to pripilama 10 ml standartinio acetatinio buferio (3.2.10) ir, įmerkus į tirpalą elektrodus, potenciometriškai titruojama „karbato tirpalu“ (3.2.11). 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.
3.3.5. Kontrolinis tyrimas ir titravimas
Tuo pat metu 3.3.2 aprašyta tvarka 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 (3.2.3, 3.2.7, 3.2.8, 3.2.9 ir 3.2.10) švarumą ir ypač juose esančių sunkiųjų metalų kiekį.
3.3.6. „Karbato tirpalo“ koeficiento nustatymas
Šis koeficientas nustatomas kiekvieną tyrimo dieną. Tam tikslui 10 ml vario sulfato tirpalas (3.2.12), praskiedus 100 ml dejonizuoto vandens ir pridėjus 10 ml standartinio buferio (3.2.10), titruojamas „karbato tirpalu“. Koeficientas F apskaičiuojamas pagal formulę:
, kur a yra sunaudoto „karbato tirpalo“ kiekis, ml.
Visi titruojant gauti rezultatai dauginami iš šio koeficiento.
3.4. 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 ekvivalentas), kurio daugiklis lygus 0,054.
Įvedus šį daugiklį, bandinyje esančios aktyviosios paviršiaus medžiagos kiekis išreiškiamas NP 10 ekvivalentu mg. Tokia išraiška apskaičiuojama pagal formulę:
(B – C) x F x 0,054 = nejoninės APM, išreikštos NP 10 ekvivalentu, mg;
kur:
B – „karbato tirpalo“, sunaudoto bandinio titravimui, tūris, ml;
C – „karbato tirpalo“, sunaudoto kontroliniam titravimui, tūris, ml;
F – „karbato tirpalo“ koeficientas.
