Método 3050B DIGESTIÓN ÁCIDA DE SEDIMENTOS, LODOS Y SUELOS 1.0 Alcances y aplicaciones 1.1 Este método se ha escrito para proporcionar dos procedimientos de digestión, uno para la preparación de sedimentos, lodos y muestras de suelo para análisis por absorción atómica de llama (FLAA) o espectrometría de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES) y uno para la preparación de sedimentos, lodos y muestras de suelo para el análisis de muestras por Horno de grafito AA (GFAA) o espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Los extractos de estos dos procedimientos no son intercambiables y sólo deben usarse con las determinaciones analíticas descritas en esta sección. Las muestras preparadas por este método pueden ser analizadas por ICP-AES o GFAA para todos los metales enumerados, siempre y cuando los límites de detección sean adecuados para los análisis requeridos y uso final de los datos. A continuación se enumeran las técnicas determinantes recomendadas para cada elemento: FLAA/ICP-AES Aluminio Magnesio Antimonio Manganeso Bario Molibdeno Berilio Níquel Cadmio Potasio Calcio Plata Cromo Sodio Cobalto Talio Cobre Vanadio Fierro Zinc Plomo Vanadio
GFAA/ICP-MS Arsénico Berilio Cadmio Cromo Cobalto Fierro Plomo Molibdeno Selenio Talio
1.2 Este método no es una técnica de digestión total para la mayoría de las muestras. Es una muy fuerte digestión ácida que disolverá casi todos los elementos que podrían llegar a ser "ambientalmente disponibles". Por diseño, los elementos enlazados en estructuras de silicato normalmente no se disuelven mediante este procedimiento ya que No suelen ser móviles en el medio ambiente. Si se requiere una digestión total absoluta, use el Método 3052.
2.0 Resumen del Método 2.1 Para la digestión de las muestras, una alícuota representativa de 1-2 gramos (peso húmedo) o 1 gramo (peso seco) se digiere con adiciones repetidas de ácido nítrico (HNO3) y peróxido de hidrógeno H2O2). 2.2 Para el análisis de GFAA o ICP-MS, el digestato resultante se reduce en volumen mientras es calentando y después se diluye hasta un volumen final de 100 mL. 2.3 Para los análisis de ICP-AES o FLAA, se agrega ácido clorhídrico (HCl) al digestato y la muestra se refluye. En una etapa opcional para aumentar la solubilidad de algunos metales (Ver Sección 7.3.1: NOTA), este digestato se filtra y el papel de filtro y los residuos se enjuagan, primero con HCl caliente y luego con agua caliente. El papel de filtro y el residuo se devuelven al matraz de digestión, reflujados con HCl adicional y luego se filtrados nuevamente. El digestato se diluye entonces hasta un volumen final de 100 mL. 2.4 Si es necesario, se secará una alícuota de muestra por separado para determinar el porcentaje total de sólidos. 3.0 Interferencias 3.1 Las muestras de lodos pueden contener diversos tipos de matriz, cada uno de los cuales puede presentar un desafío analítico. Las muestras con puntas y cualquier material de referencia deberían ser procesadas acuerdo con los requisitos del control de calidad dados en la Sec. 8.0 para ayudar a determinar si el Método 3050B es aplicable a un residuo dado. 4.0 Aparatos y materiales 4.1 Vasos de digestión - 250 mL 4.2 Dispositivo de recuperación de vapor (Por ejemplo, Vidrios reloj acanalados, dispositivo de reflujo apropiado, sistema apropiado de manipulación de disolventes). 4.3 Hornos de secado- Capaces de mantener 30°C±4°C 4.4 Dispositivo de medición de la temperatura capaz de medir al menos 125°C con precisión y exactitud adecuadas (por ejemplo, termómetro, sensor IR, termocupla, termistor, etc.) 4.5 Papel filtro – Whatman N°41 o equivalente 4.6 Centrífuga y tubos centrífugos 4.7 Balanza analítica – capaz de pesajes precisos hasta 0,01 g 4.8 Fuente de calor – ajustable y poder mantener una temperatura de 9095°C 4.9 Embudo o equivalente 4.10 Cilindro graduado o dispositivo de medición de volumen equivalente 4.11 Matraces de 100 mL
5.0 Reactivos 5.1 Se utilizarán productos químicos de calidad reactiva en todos los ensayos. A menos que se indique otra cosa, se pretende que todos los reactivos se ajusten a las especificaciones del Comité de Reactivos Analíticos de la Sociedad Americana de Química, donde estén disponibles tales especificaciones. Pueden utilizarse otros grados, siempre que se compruebe en primer lugar que el reactivo es de pureza suficientemente elevada para permitir su uso sin disminuir la precisión de la determinación. Si la pureza de un reactivo es cuestionable, analice el reactivo para determinar el nivel de impurezas. El blanco del reactivo debe ser inferior al MDL para ser utilizado. 5.2 Agua reactiva. El agua del reactivo estará libre de interferencias. Todas las referencias al agua en el método se refiere al agua reactiva a menos que se especifique lo contrario. Consulte el Capítulo uno para una definición de agua reactiva. 5.3 Ácido Nítrico (concentrado) HNO3. El Ácido deberá ser analizado para determinar el nivel de impurezas. Si el blanco es menor al MDL, el ácido puede ser usado. 5.4 Ácido Clorhídrico (concentrado) HCl. El Ácido deberá ser analizado para determinar el nivel de impurezas. Si el blanco es menor al MDL, el ácido puede ser usado. 5.5 Peróxido de Hidrógeno (30%) H2O2. El oxidante deberá ser analizado para determinar el nivel de impurezas. Si el blanco es menor al MDL, el ácido puede ser usado. 6.0 Colección, preservación y manipulación de la muestra 6.1 Todas las muestras deben haber sido colectadas usando un plan de muestreo que aborde las consideraciones discutidas en el capítulo nueve de este manual. 6.2 Debe demostrarse que todos los contenedores de muestras están libre de contaminación o por debajo del reporte límite. Los contenedores plásticos o de vidrios son ambos adecuados. Ver capítulo 3, Sección 3.1.3, para mayor información. 6.3 Las muestras no acuosas deben refrigerarse al recibirlas y analizarse tan pronto como posible. 6.4 Puede ser difícil obtener una muestra representativa con materiales húmedos o mojados. Las muestras húmedas pueden secarse, chancarse y triturarse para reducir la variabilidad de la submuestra, siempre y cuando el secado no afecte a la extracción de los analitos de interés en la muestra.
7.0 Procedimiento 7.1 Mezclar bien la muestra para lograr homogeneidad y tamícela, si es apropiado y necesario, usando un tamiz USS # 10. Todo el equipo utilizado para la homogeneización debe limpiarse de acuerdo con las instrucciones de la Sec. 6.0 para minimizar el potencial de contaminación cruzada. Para cada procedimiento de digestión, pesar a 0,01 g más próximo y transferir una muestra de 1-2 g (peso húmedo) o 1 g (peso en seco) a un recipiente de digestión. Para muestras con alto contenido de líquido, se puede utilizar un tamaño de muestra mayor, siempre y cuando se complete la digestión. NOTA: Todos los pasos que requieran el uso de ácidos deben ser conducidos bajo una campana extractora de humo por personal debidamente capacitado usando el equipo apropiado de seguridad del laboratorio. Se recomienda el uso de un sistema de lavado de vapor ácido para la minimización de residuos. 7.2 Para la digestión de muestras para análisis por GFAA o ICP-MS, añadir 10 mL de HNO3 1: 1, mezclar la suspensión y cubrir con un vidrio reloj o dispositivo de recuperación de vapor. Calentar la muestra a 95ºC ± 5ºC y refluir durante 10 a 15 minutos sin hervir. Deje que la muestra se enfríe, agregue 5 mL de HNO3 concentrado, vuelva a colocar la cubierta, y reflujo durante 30 minutos. Si se generan vapores marrones, esto está indicando la oxidación de la muestra por HNO3, repita este paso (adición de 5 mL de HNO3 concentrado) una y otra vez hasta que no se emiten vapores marrones por la muestra que indica la reacción completa con HNO3. Utilizando un sistema de recuperación de vidrio acanalado o de vapor, permita que la solución se evapore hasta aproximadamente 5 ml sin ebullición o caliente a 95ºC ± 5ºC sin hervir durante dos horas. Mantener una cubierta de solución sobre el fondo del recipiente en todo momento. NOTA: Alternativamente, para dispositivos de acoplamiento de energía directa, tales como un microondas, digerir las muestras para análisis por GFAA o ICP-MS añadiendo 10 mL de HNO3 1: 1, mezclando la suspensión y luego cubriéndola con un dispositivo de recuperación de vapor. Calentar la muestra a 95ºC ± 5ºC y refluir durante 5 minutos a 95ºC ± 5ºC sin hervir. Dejar que la muestra se enfríe durante 5 minutos, añadir 5 ml de HNO3 concentrado, calentar la muestra a 95ºC ± 5ºC y refluir durante 5 minutos a 95ºC ± 3ºC. Si se generan vapores marrones, lo que indica oxidación de la muestra por HNO3, repita este paso (adición de 5 mL de HNO3 concentrado) hasta que no se emiten vapores marrones por la muestra que indica la reacción completa con HNO3. Utilizando un
sistema de recuperación de vapor, calentar la muestra a 95°C ± 5°C y reflujo durante 10 minutos a 95ºC ± 5ºC sin hervir. 7.2.1 Después de que se haya completado el paso de la Sección 7.2 y la muestra se haya enfriado, agregue 2 mL de agua y 3 mL de H2O2 al 30%. Cubrir el recipiente con un vidrio reloj o un dispositivo de recuperación de vapor y devolver el recipiente cubierto a la fuente de calor para calentarse e iniciar la reacción de peróxido. Se debe tener cuidado para asegurar que las pérdidas no se produzcan debido a la efervescencia excesivamente vigorosa. Caliente hasta que la efervescencia desaparezca y enfríe el recipiente. NOTA: Alternativamente, para dispositivos acoplados con energía directa: Después de la Sec. 7.2 Se ha completado el paso "NOTA" y la muestra se ha enfriado durante 5 minutos, añada lentamente 10 ml de H2O2 a 30%. Se debe tener cuidado para asegurar que las pérdidas no se producen debido a la excesiva efervescencia vigorosa. Vaya a la Sección 7.2.3. 7.2.2 Continúe añadiendo H2O2 al 30% en alícuotas de 1 ml con calentamiento hasta que la efervescencia sea mínima o hasta que la apariencia general de la muestra permanezca inalterada. NOTA: No añada más de un total de 10 mL 30% H2O2. 7.2.3 Cubra la muestra con un vidrio reloj acanalado o un dispositivo de recuperación de vapor y continúe calentando el digestato de ácido-peróxido hasta que el volumen se haya reducido a aproximadamente 5 mL o caliente a 95°C ± 5°C sin hervir durante dos horas. Mantener una cubierta de solución sobre el fondo del recipiente en todo momento. NOTA: Alternativamente, para dispositivos acoplados con energía directa: Caliente el digesto de ácido-peróxido a 95°C ± 5°C por 6 minutos y permanezca a 95°C ± 5°C sin hervir durante 10 minutos. 7.2.4 Después de enfriar, diluir a 100 ml con agua. Las partículas en el digestato deben entonces ser eliminadas por filtración, por centrifugación, o permitiendo que la muestra se asiente. La muestra está ahora lista para análisis por GFAA o ICP-MS.
7.2.4.1.1 Filtración - Filtrar a través del papel de filtro Whatman No. 41 (o equivalente). 7.2.4.1.2 Centrifugación - La centrifugación a 2.0003.000 rpm durante 10 minutos suele ser suficiente para limpiar el sobrenadante. 7.2.4.1.3 La solución diluida de digestato contiene aproximadamente 5% (v / v) de HNO3. Para el análisis, retirar alícuotas de volumen apropiado y añadir cualquier reactivo requerido o modificador de matriz. 7.3 Para el análisis de muestras para FLAA o ICP-AES, añadir 10 ml conc. HCl a la muestra digerida desde 7.2.3 y cubrir con un vidrio reloj o un dispositivo de recuperación de vapor. Colocar la muestra sobre/en la fuente de calor y reflujo a 95 ° C ± 5 ° C durante 15 minutos. NOTA: Alternativamente, para los dispositivos de acoplamiento de energía directa, tales como un microondas, digerir las muestras para análisis por FLAA e ICP-AES añadiendo 5 mL de HCl y 10 mL de H2O a la muestra digerida desde 7.2.3 y calentar la muestra a 95ºC ± 5ºC, reflujo a 95ºC ± 5ºC sin ebullición durante 5 minutos. 7.4 Filtrar el digestato a través del papel de filtro Whatman No. 41 (o equivalente) y recoger el filtrado en un matraz aforado de 100 ml. Enrazar al volumen y analizar por FLAA o ICP-AES. NOTA: La Sección 7.5 puede usarse para mejorar las solubilidades y recuperaciones de antimonio, bario, plomo y plata cuando sea necesario. Estos pasos son opcionales y no se requieren de forma rutinaria. 7.5 Añadir 2,5 ml de conc. HNO3 y 10 ml conc. HCl a una muestra de 1-2 g (peso en húmedo) o una muestra de 1 g (peso seco) y cubrir con un dispositivo de recuperación de vidrio de reloj o de vapor. Colocar la muestra sobre/en la fuente de calor y reflujo durante 15 minutos. 7.5.1 Filtrar el digestato a través del papel de filtro Whatman No. 41 (o equivalente) y recoger el filtrado en un matraz aforado de 100 ml. Lave el papel de filtro, aún en el embudo, con no más de 5 mL de HCl caliente (~ 95°C), luego con 20 mL de agua reactiva caliente (~ 95°C). Recoger los lavados en el mismo frasco volumétrico de 100 ml. 7.5.2 Retire el filtro y el residuo del embudo y colóquelos en el recipiente. Añadir 5 ml de ácido clorhídrico conc. HCl, colocar
el recipiente de nuevo en la fuente de calor, y calentar a 95EC ± 5EC hasta que el papel de filtro se disuelva. Retire el recipiente de la fuente de calor y lave la tapa y los lados con agua reactiva. Filtrar el residuo y recoger el filtrado en el mismo matraz volumétrico de 100 ml. Dejar enfriar el filtrado, luego diluir al volumen. NOTA: Las altas concentraciones de sales metálicas con solubilidades sensibles a la temperatura pueden dar lugar a la formación de precipitados al enfriar los filtrados primarios y / o secundarios. Si la precipitación se produce en el matraz al enfriar, no diluir hasta el volumen. 7.5.3 Si se forma un precipitado en el fondo del matraz, añadir hasta 10 ml de HCl concentrado para disolver el precipitado. Después de disolver el precipitado, diluir hasta volumen con agua reactiva. Analizar por FLAA o ICP-AES. 7.6 Cálculos 7.6.1 Las concentraciones determinadas se comunicarán sobre la base del peso real de la muestra. Si se desea un análisis de peso seco, también se debe proporcionar el porcentaje de sólidos de la muestra. 7.6.2 Si se desea un porcentaje de sólidos, se debe realizar una determinación separada del porcentaje de sólidos en una alícuota homogénea de la muestra. 8.0 Control de calidad 8.1 Se deben seguir todas las medidas de control de calidad descritas en el Capítulo uno. 8.2 Para cada lote de muestras procesadas, se debe llevar a cabo un método blanco durante toda la preparación de la muestra y el proceso analítico de acuerdo con la frecuencia descrita en el Capítulo Uno. Estos métodos blancos serán útiles para determinar si las muestras están siendo contaminadas. Consulte el Capítulo Uno para obtener el protocolo adecuado al analizarlos. 8.3 Las muestras claveteadas duplicados deben procesarse de forma rutinaria y cada vez que se analiza una nueva matriz de muestra. Se utilizarán muestras duplicadas para determinar la precisión y sesgo. Los criterios del método determinante dictarán la frecuencia, pero se recomienda 5% (uno por lote) o cada vez que se analiza una nueva matriz de muestras. Refiérase al Capítulo Uno para el protocolo apropiado al analizar duplicados.
8.4 Limitaciones para el procedimiento opcional de digestión FLAA e ICPAES. Los analistas deben ser conscientes de que el rango lineal superior para plata, bario, plomo y antimonio puede ser excedido con algunas muestras. Si hay una posibilidad razonable de que este rango pueda ser excedido, o si el resultado analítico de una muestra excede este límite superior, se debe tomar un tamaño de muestra más pequeño durante todo el procedimiento y volver a analizar para determinar si se ha excedido el rango lineal. Los rangos superiores lineales aproximados para un tamaño de muestra de 2 gramos: Ag As Ba Be Cd Co Cr Cu Mo Ni Pb Sb Se Ti V Zn
2,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 2,500 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 200,000 mg/kg 200,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg 1,000,000 mg/kg
NOTA: Estos rangos variarán con la matriz de la muestra, la forma molecular y el tamaño. 9.0 Rendimiento del Método 9.1 En un solo laboratorio, las recuperaciones de las tres matrices presentadas en la Tabla 2 se obtuvieron usando el procedimiento de digestión descrito para las muestras antes del análisis por FLAA e ICPAES. Las muestras con puntas se analizaron por duplicado. Las Tablas 3 - 5 representan los resultados del análisis de Materiales de Referencia Estándar NIST que se obtuvieron usando técnicas de digestión con microondas a presión atmosférica y procedimientos de digestión en placa caliente.
Método 3050B DIGESTIÓN ÁCIDA DE SEDIMENTOS, LODOS Y SUELOS
