ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР

59077—

2020/

ISO/TS 16751:2018

Качество почвы

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ДОСТУПНОСТЬ НЕПОЛЯРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Определение потенциальной биодоступной и небиодоступной фракции с использованием сильного адсорбента или комплексона

(ISO/TS 16751:2018, ЮТ)

Издание официальное

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Инновационный экологический фонд» (ООО «Инэко») на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 документа, который выполнен ООО «Инэко»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 025 «Качество почв, грунтов и органических удобрений»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 октября 2020 г. No 751 -ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TS 16751:2018 «Качество почвы. Экологическая доступность неполярных органических соединений. Определение потенциальной биодоступной и небиодостулной фракции с использованием сильного адсорбента или комплексо-на» (ISO/TS 16751:2018 «Soil quality — Environmental availability of non-polar organic compounds — Determination of the potential bioavailable fraction and the non-bioavailable fraction using a strong adsorbent or complexing agent», IDT).

Международный документ разработан Техническим комитетом ISO/TC 190 «Качество почв» Международной организации по стандартизации (ИСО), Подкомитетом SC 7 «Оценка почвы и участка».

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федвралыюго закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© ISO, 2018 — Все права сохраняются © Стандартинформ. оформление. 2020

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

вращением с донышка на крышку) (см. 6.5) в темном помещении на 20 ч при температуре (20 ± 2) °С. Для обеспечения надлежащего разделения образца по фазам следует использовать соответствующую стеклянную и пластиковую лабораторную посуду (см. 6.8).

Используйте плавное перемешивание образца с частотой, обеспечивающей качественное перемешивание ингредиентов и ограниченное разрушение частиц почвы (см. 6.5).

7.3.2    Разделение фаз

Для разделения образца по фазам и получения прозрачной надосадочной жидкости центрифугируйте пробирки в течение 15 мин по крайней мере при 2000 у. Для дальнейшего анализа с помощью пипетки отберите часть этой жидкости (например. 10 см³).

Остаточный экстрактный осадок будет содержать небиодоступную фракцию загрязнителя, который можно использовать для дальнейшего анализа (см. 7.5.2).

Примечание — Для некоторых образцов может потребоваться центрифугирование с большим значением д и большим временем центрифугирования. Аналогичную эффективность разделения образца по фазам можно получить и при других условиях центрифугирования (например, при уменьшенном времени центрифугирования. но при его повышенной скорости или. наоборот, при повышенном времени центрифугирования, но при его пониженной скорости). В приложении А ИСО 12782-1 указан ряд условий, обеспечивающих воспроизводимость процесса центрифугирования при отклонении от процедуры, рекомендованной этим стандартом.

7.3.3    Извлечение из фазы приемника

Экстрагируйте аликвоту 10 см³ комплексообразующей водной фазы циклодекстрина (см. 7.3.2) с помощью 5 см³ петролейного эфира (см. 5.6) и встряхивайте ее в течение не менее 1 мин. Повторяйте экстракцию еще дважды и собирайте все три аликвоты петролейного эфира в один и тот же лабораторный сосуд.

7.4    Метод В: Топах®

7.4.1    Подготовка пробы

На весах (см. 6.2) взвешивают анализируемый образец почвы с массой, эквивалентной (4 ± 1) г сухого вещества, помещают его в подходящую делительную воронку (см. 6.4) или в центрифужную пробирку (см. 6.3) (обо вместимостью 100 см³). Добавляют 70 см³ воды (см. 5.1). Добавляют (1.5 ± 0.1) г адсорбента Тепах® (см. 5.5). Помещают делительную воронку во встряхиватель с горизонтальным перемешиванием (см. 6.5) в темном помещении на 20 ч при температуре (20 ± 2) °С.

1.5    г адсорбента Тепах® будет недостаточно для измерения биодоступности минерального масла. В этом случае вместо 1.5 г необходимо брать 4 г адсорбента Тепах® [8].

Примечание — Некоторые виды почв могут засорять делительную воронку (см. 6.4). В таких случаях желательно использовать центрифужную пробирку (см. 6.3).

Используйте режим плавного перемешивания со скоростью вращения, обеспечивающей хорошее перемешивание всех ингредиентов и ограниченное разрушение частиц почвы (например, со скоростью от 150 до 180 мин'¹).

7.4.2    Разделение фаз

7.4.2.1 Порядок разделения образца почвы по фазам с помощью делительной воронки

Если согласно 7.4.1 для экстракции образца используют делительную воронку, то осторожно слейте из нее водную фазу, включая почвенную массу. Полимеры адсорбента Тепах® в виде гранул являются гидрофобными и поэтому будут плавать на поверхности воды, а во время разделения по фазам будут прикрепляться к стенкам воронки. Удалите всю видимую почвенную массу, промывая адсорбент Тепах® водой (см. 5.1), и слейте воду (пример см. в приложении В). Соберите водную фазу (вместе с почвенной массой) в подходящую центрифужную пробирку. Центрифугируйте пробирку в течение 15 мин (по крайней мере при 2000 д) для получения осадка в пробирке с остаточной почвой, которая будет содержать биодоступную фракцию загрязнителя. Этот осадок можно использовать для дальнейшего анализа этой фракции (см. 7.5.2).

Примечания

1 Для некоторых образцов почвы может потребоваться центрифугирование с большим значением д и большим временем центрифугирования. Аналогичную эффективность разделения образца по фазам можно получить и при других условиях центрифугирования (например, при уменьшенном времени центрифугирования, но при его повышенной скорости или. наоборот, при повышенном времени центрифугирования, но при его пониженной скорости). В приложении А ИСО 12782-1 указан ряд условий, обеспечивающих воспроизводимость процесса центрифугирования при отклонении от процедуры, рекомендованной этим стандартом.

2    Некоторые почвы, особенно органический грунт, могут содержать частицы, которые также могут плавать на поверхности воды, поэтому в процессе разделения по фазам могут происходить потери адсорбента Тепах®, для компенсации которых после экстракции рекомендуется высушивать оставшуюся массу Тепах® (см. 7.4.3) и взвешивать ее.

3    Для получения баланса массы можно использовать остаточную массу, для получения которой следует центрифугировать почвенную массу и воду в течение 15 мин по меньшей мере при ускорении 2000 ддля получения разделения образца по фазам (прозрачной надосадочной жидкости).

7.4.2.2 Порядок разделения образца почвы по фазам с помощью центрифужной пробирки

Если согласно 7.4.1 для экстракции образца почвы используется центрифужная пробирка, то центрифугируйте ее (по крайней мере при 2000 д) в течение 15 мин для разделения образца по фазам и получения прозрачной надосадочной жидкости. Извлеките адсорбент Тепах® с помощью пипетки Пастера (пример см. в приложении В) и перенесите ее в сосуд для сбора жидкости (см. 6.10).

Остаточный экстрактный осадок будет содержать небиодоступную фракцию загрязнителя, который можно использовать для дальнейшего анализа (см. 7.5.2).

Примечания

1    Для некоторых образцов может потребоваться центрифугирование с большим числом д и большим временем центрифугирования. Аналогичную эффективность разделения образца по фазам можно получить и при других условиях центрифугирования (например, при уменьшенном времени центрифугирования, но при его повышенной скорости или, наоборот, при повышенном времени центрифугирования, но при его пониженной скорости). В приложении А ИСО 12782-1 указан ряд условий, обеспечивающих воспроизводимость процесса центрифугирования при отклонении от процедуры, рекомендованной этим стандартом.

2    Некоторые почвы, особенно органический грунт, могут содержать частицы, которые также могут плавать на поверхности воды, поэтому в процессе разделения образца по фазам могут происходить потери адсорбента Тепах®, для компенсации которых после экстракции рекомендуется высушивать оставшуюся массу Тепах® (см. 7.4.3) и взвешивать ее.

3    Для получения баланса массы можно использовать остаточную массу, для получения которой следует центрифугировать почвенную массу и воду в течение 15 мин по меньшей мере при 2000 ддля получения разделения по фазам (прозрачной надосадочной жидкости).

7.4.3 Извлоченио из фазы приемника

Экстрагируйте адсорбент Тепах® в делительную воронку, используемую согласно 7.4.2.1, или в сосуд для сбора жидкости, используемый согласно 7.4.2.2, с помощью (40 ± 1) см³ ацетона (см. 5.8), встряхивайте ее в течение не менее 10 мин. залейте в делительную воронку или сосуд для сбора жидкости 20 см³ петролейного эфира (см. 5.6). а затем снова встряхивайте смесь в течение не менее 10 мин. Слейте верхнюю органическую фазу в делительную воронку (см. 6.4) объемом 1000 см³ (см. пример на рисунке В.З). Дважды выполняйте процедуру экстракции адсорбента Тепах® с добавлением 10 см³ петролейного эфира (см. 5.6), а затем переливайте все объемы петролейного эфира в делительную воронку емкостью 500 см³ (см. 6.4).

Удалите ацетон из органической фазы, дважды подвергая встряхиванию делительную воронку в течение примерно 30 с (вместе с 200 см³ воды), а затем удалите из нее водную фазу.

Примечание — Для последующего анализа (например, для анализа по определению содержания по-лихлорбифенила (ПХБ) или хлорорганического пестицида (ХОП)] может потребоваться удаление элементарной серы, что можно выполнять, например, путем введения в водную фазу 5 г сульфита натрия и встряхивания полученной смеси в течение 5 мин. Вместо введения сульфита натрия можно использовать и другие методы удаления элементарной серы.

С помощью пипетки извлеките из верхнего слоя петролейного эфира объем необходимый для его дальнейшего анализа по фазам.

Примечание — Экстракт петролейного эфира содержит остаточную воду. Для проведения дальнейшего анализа (см. 7.5.1) может потребоваться этап сушки с помощью Na^Oj (см. 5.10).

При необходимости повышения концентрации фазы петролейного эфира следует использовать концентратор образцов Кудерна — Даниша (см. 6.9). Промойте делительную воронку 10 см³ петролейного эфира (см. 5.6) и перелейте этот объем петролейного эфира в концентратор.

7.5 Измерение

7.5.1 Потенциальная биодоступная фракция

Измеряйте содержание органических загрязнителей в полученном экстракте петролейного эфира (см. 7.3.3 или 7.4.3) с помощью того или иного метода анализа. Замените растворитель и при

необходимости сконцентрируйте экстракт. Результаты анализа следует выражать в единицах массы/ объема петролеймого эфира в экстракте, полученном согласно 7.3.3 или 7.4.3.

Примечание — В зависимости от используемого метода измерений может возникнуть необходимость в переводе эхстракта на другой растворитель.

7.5.2 Небиодоступная фракция

Применяйте в дальнейшем наиболее строгую/полную методику экстракции (предназначенную для измерения общей концентрации загрязнителя) с целью определения содержания небиодоступной фракции загрязнителя. Используйте подходящий метод (если доступен стандартный метод анализа почвы или почвоподобного грунта) для экстракции органического загрязнителя из остаточной (истощенной) почвы (см. 7.3.2 или 7.4.2) с ее последующим анализом для количественного определения содержания этого загрязнителя.

7.6 Контрольное испытание

В каждой серии экстракций следует выполнять контрольное определение холостого образца по аналогичной методике измерений.

Примечание — Вклад холостой пробы не должен превышать 50 % от предела количественного определения содержания загрязнителя. При необходимости принимайте во внимание поправку на вклад этой пробы.

8 Обработка результатов

8.1 Потенциальная биодоступная фракция

Рассчитайте концентрацию потенциально биодоступиой фракции загрязнителя О_ра, получаемую путем деления измеренной абсолютной массы загрязнителя в идеальном абсорбенте на сухую массу проэкстрагированной почвы согласно формуле

где О_ра — концентрация потенциально биодоступиой фракции загрязнителя, выражаемая в мкг на кг сухой массы;

с_ех — концентрация потенциально биодоступиой фракции загрязнителя в полученном экстракте петролеймого эфира (см. 7.3.3 или 7.4.3). выражаемая в мкг на дм³.

Примечание — Эту концентрацию измеряют в рамках последующей процедуры анализа. Приведенная выше формула не учитывает изменений объема в растворителе, а также использование, например, внутренних стандартов в последующей процедуре и возможное испарение петролейного эфира (что может повышать его концентрацию):

V_ex — объем экстракта петролеймого эфира, выражаемый в см³, т. е. 15 см³ петролейного эфира в методе А— с использованием комплексообразующего агента (циклодекстрина) или 40 см³ в методе В — с использованием адсорбента Тепах®:

М₅ — масса экстрагированной почвы, выражаемая в г;

7— поправочный коэффициент, который учитывает долю идеального абсорбента, используемую для последующего анализа: 7=4 — для циклодекстрина (метод А; при этом используется только 10 см³ из 40 см³ экстрактного раствора циклодекстрина) и 7 = 1 — для адсорбента Тепах® (метод В; при этом используется весь экстрактный раствор Тепах⁸).

Примечание — При использовании пропорций реагентов, отличных от указанных в данном стандарте, поправочный коэффициент 7следует соответственным образом изменять:

W_t m — содержание сухого вещества во внелабораторном влажном образце (в %). определенное по ИСО 11465.

Только в тех случаях, когда определенная масса адсорбента Тепах⁸ была утеряна в процессе разделения по фазам (см. примечание 2 в 7.4.2). корректируйте концентрацию потенциально биодо-ступной фракции загрязнителя по формуле

где О_ра._с — скорректированная концентрация потенциально биодоступной фракции загрязнителя, выражаемая в мкг на кг сухой массы;

Q,^ — концентрация потенциально биодоступной фракции загрязнителя, выражаемая в мкг на кг сухой массы;

т₍ — оставшаяся масса адсорбента Тепах⁸, выражаемая в г;

1.5 — первоначально использованная масса адсорбента ТепаХ^&, выражаемая в г.

8.2 Небиодоступная фракция

Рассчитайте концентрацию небиодоступной фракции загрязнителя в соответствии с используемым методом (с заданными объемами используемых растворителей и с определенными манипуляциями с экстрактами перед анализом).

9 Представление результатов

Указывайте в протоколе концентрацию потенциально биодоступной фракции загрязнителя в соответствующих единицах — в мкг на кг сухой массы вещества или в мг на кг сухой массы вещества.

Число десятичных знаков в значениях концентрации в общем случае будет зависеть от точности используемого метода. Как правило, усваиваемую массу (или концентрацию) загрязнителя указывают в отчете с двумя значащими цифрами (например. 5.5 или 0.074).

В тех случаях, когда были определены концентрации и биодоступной. и небиодоступной фракций загрязнителя, их можно просуммировать по формуле (1) для получения общей концентрации загрязняющих веществ в матрице.

10    Проверка

В приложении С представлены результаты расчета повторяемости для метода В (УС_Г, в %). Результаты полного валидационного исследования (анализа достоверности) на момент подготовки настоящего стандарта еще не были доступны.

11    Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать:

-    ссылку на настоящий стандарт;

-    полные идентификационные данные, относящиеся к анализируемому образцу:

-    указание применяемого метода (А или В);

-    результаты расчета концентраций фракций, представленные в соответствии с разделом 9. включая заключение о концентрации сухого вещества;

-    любые другие сведения, не указанные в настоящем стандарте или не являющиеся обязательными для их указания, а также любые факторы, которые могли влиять на результаты испытаний.

Подготовка и регенерация Тепах⁸'

А.1 Порядок подготовки нового адсорбента Тепах® перед его применением

При использовании нового адсорбента Тепах® (см. 5.5) в первую очередь необходимо удалить из него мелкие частицы. Следует промывать (со встряхиванием) адсорбент Тепах® водой в объемном соотношении Тепах®/ вода не менее 20. Необходимо повторять эту процедуру до тех пор. пока не исчезнут мелкие частицы адсорбента; высушить его при температуре 125 "С. а затем последовательно промыть адсорбент Тепах® этанолом (см. 5.7) и петролейным эфиром (см. 5.6). Окончательно последовательно следует просушить Тепах® на воздухе и при температуре 125 'С до его полного высыхания.

Очищенный подобным образом новый адсорбент ТепаХ® следует с помощью подходящего метода проверить на предмет наличия в нем исследуемых соединений.

А.2 Порядок регенерации адсорбента Тепах®

Адсорбент Тепах® можно регенерировать и использовать многократно, проверяя перед его промывкой качество гранул. Гранулы, заполненные матрицей, уже не плавают в воде, их нельзя использовать повторно, и они подлежат утилизации. Остальные гранулы после их промывки и просушки пригодны для их многократного использования (регенерации).

Для регенерации использованного адсорбента Тепах® его следует последовательно трижды промыть этанолом (см. 5.7), затем — трижды ацетоном (см. 5.8) и, наконец, трижды петролейным эфиром (см. 5.6). При этих промывках необходимо использовать по 10 см* указанных реагентов на каждый 1 г адсорбента Тепах® после чего последовательно просушить его на воздухе и при температуре 125 "С до полного высыхания.

Примечание — Для очистки адсорбента ТвпаХ® также подходит метод экстракции под давлением. При этом этанол (см. 5.7), ацетон (см. 5.8), петролейный эфир (см. 5.6) и смесь «ацетон/петролейный эфир» в объемном соотношении 1:1 необходимо последовательно пропустить через экстракционные ячейки, заполненные этим адсорбентом.

Рисунок В.З — Порядок экстракции адсорбента Тепах® и сбора фазы петролейното эфира (см. 7.4.3) В.2 Метод В с использованием адсорбента Тепах^8, и центрифужной пробирки

Рисунок В .4 — Гранулы адсорбента Тепа*®, плавающие над слоем воды

Рисунок В.5 — Сбор гранул адсорбента Тепах® с помощью пипетки Пастера и аспирационной трубки

Проверка точности

Таблица С.1 — Результаты расчета повторяемости для метода В (VC_r %)

Соединение	CAS-номер	VCp%	Л
ПХБ 52 (2.2’.5.5'-тетрахлорбифенил)	35693-99-3	15.7	7
ПХБ 101 (2.2'.4.5,5'-пвнтахлорбифенил)	37680-73-2	10,4	7
ПХБ 118{2.2'.4,4'.5,5'-пентахлорбифвнил)	31508-00-6	20,7	7
ПХБ 153(2.2'.4.4'.5,5'-гексахлорбифвнил)	35065-27-1	17,5	8
ПХБ 138(2.2',3.4.4',5,5'-гексахлорбифвнил)	35065-28-2	17.3	8
ПХБ 180(2^,3.4,4',5,5'-гептахлорбифенил)	35065-29-3	13.1	8
QCB (Пентахлорбвнэол)	608-93-5	25,1	6
нсв (Гексахлорбензол)	118-74-1	8.1	5
Гептахлор экэоэл оксид	1024-57-3	29,1	6
Эндрин	72-20-8	30.2	4
p.p'-DDD (Дихлордифенилэтилен)	72-54-8	72	6
Аценфлюорен	208-96-8	17.8	3
Флуорен	86-73-7	27.4	3
Фенантрен	85-01-8	20.0	8
Антрацен	120-12-7	12.9	8
Флюорантен	206-44-0	23.8	8
Пирен	12900-00-0	21.7	8
Бензо(а)антрацен	56-55-3	28.7	8
Хризен	218-01-9	17.2	8
Бензо(Ь)флуорантен	20599-99-2	14.2	8
Бензо(к)флуорантвн	207-08-9	30.5	8
Индено(1,2.3сс1)пирен	193-39-5	24.3	8

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1

Обозначение ссылочною международною стандарта Степень соответствия Обозначение и наименование соответствующею национальною стандарта ISO 11074 — • ISO 11465 ЮТ ГОСТ Р ИСО 11465-2011 «Качество почвы. Определение массовой доли сухого вещества и массового отношения влаги гравиметрическим методом» ISO 14507 ют ГОСТ Р ИСО 14507-2011 «Качество почвы. Предварительная подготовка проб для определения органических загрязняющих веществ» ISO 17402 — • ISO 18512 — • * Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать пе- ревод на русский язык данного международного стандарта. Примечание — В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - ЮТ — идентичные стандарты.

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................2

4    Сущность метода........................................ 2

5    Реактивы............................................... 3

6    Аппаратура..........................................................................3

7    Проведение испытания................................................................4

7.1    Подготовка пробы.................................................................4

7.2    Определение содержания воды.....................................................4

7.3    Метод А: циклодекстрин............................................................4

7.4    Метод В: Тепах⁶'......................................................................⁵

7.5    Измерение........... 6

7.6    Контрольное испытание............................................................(

8    Обработка результатов................................................................7

8.1    Потенциальная биодоступная фракция...............................................I

8.2    Небиодостулная фракция..........................................................8

9    Представление результатов............................................................8

10    Проверка..........................................................................8

11    Протокол испытаний.................................................................8

Приложение А (справочное) Подготовка и регенерация Тепах®......................................⁹

Приложение В (справочное) Рисунки..........„..........................................10

Приложение С (справочное) Проверка точности............................................13

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам...............................................14

Библиография........................................................................15

Введение

Растворимость большинства неполярных органических загрязняющих веществ ограничена, поэтому они могут сорбироваться в почвенной основе, десорбироваться и становиться доступными для биоорганизмов, что может приводить к токсическому воздействию на них, накоплению в них токсических веществ или к их деградации. Не все сорбированные (адсорбированные и абсорбированные) загрязнители будут десорбироваться и становиться доступными для биоорганизмов.

Экстракты, используемые при химическом анализе для измерения общей концентрации загрязняющих веществ, позволяют выделять из почвы большее число загрязнителей, чем те загрязнители, которые могут усваиваться биоорганизмами. Также возможны и такие ситуации, когда загрязняющие вещества могут быть настолько сильно связаны с почвой, что их невозможно выделять методом химической экстракции. Сильная сорбция также может обуславливаться проникновением загрязнителей (или продуктов их разложения или реакции) в органическую структуру почвы. Распределение загрязняющих веществ по сорбционным центрам, обладающим различной силой сорбции, не является постоянным во времени, так что загрязнители с увеличением времени контакта могут перемещаться в направлении к более сильным центрам сорбции.

На рисунке 1 схематически показано различие между.

-    экстрагируемыми остатками, которые также являются биодоступными загрязнениями (т. е. являются потенциально биодоступной фракцией загрязнения);

-    остатками, которые можно экстрагировать с использованием более сильных методов экстракции, но которые от этого не становятся биодоступными загрязнениями;

-    остатками, которые вообще не экстрагируются и не являются биодоступными загрязнениями.

Если способная к биохимическому разложению субстанция попадает в почву, то ее часть со временем будет разлагаться (см. кривую а на рисунке 1). Область между кривыми а и с на этом рисунке относится к субстанциям, которые можно экстрагировать с помощью всевозможных химических процедур. Для оценки риска эту область следует связывать с «общей концентрацией» загрязнителей, значения которой указаны во многих нормативных актах, хотя лишь только часть этой концентрации биодоступ-на. Площадь между кривыми а и b связана с биодоступной фракцией загрязнения, а площадь между кривыми Ь и с — с небиодоступной фракцией загрязнения. Метод, описанный в данном стандарте, позволяет измерять концентрации потенциально биодоступмой/небиодоступной фракций загрязняющих почву веществ.

X—ось времени; У — ось концентрации загрязнителя; 1 - область, относящаяся к субстанциям, способным к биохимическому разложению; 2 — область, относящаяся к загрязнителям, находящимся в биодоступной форме. 3 — область, относящаяся к экстрагируемым загрязнителям, находящимся в иебиодоступкой Форме; Л — область, относящаяся к нсэкстрагирусмым загрязнителям и химически стойким остаткам; S — область, относящаяся к небиодоступиой фракции загрязнителя

Примечание — Описание кривых э. b и с см. выше.

Рисунок 1 — Временные изменения экстрагируемых/биодоступных, эксграгируемых'^,небиодос1упных и неэксгтрагируемых/нвбиодоступных фракций неполярного органического загрязнителя (адаптировано из (1J)

В научных исследованиях биодоступности загрязнителей используется большое число определений и концепций, что отражает существующие в научном мире разногласия, однако для нормативно-правового регулирования необходимо использовать более четкий и простой подход. При этом регулировании органические загрязнители необходимо все же определять как биодоступные либо как небиодоступные, для чего каждый из них следует измерять. В настоящем стандарте используется подход. предложенный в работе Ортега-Калво с соавторами (Ortega-Calvo et al., 2015) и иллюстрируемый рисунком 2. При этом подходе все определенные выше фракции загрязнителей считаются измеримыми (подробнее об этом см. в разделе 4).

Общая концентрация загрязиитоля (Не измеряемая) Общая концентрация экстрагируемых загрязнителей (Органический растворитель) Концентрация биодс загрязнителей (Абсорбционная экстракции. Tenax/HPCD) зступных Концентрация растворенных загрязнителей (Пассивный отбор "PoeKW; Экстракция (aq)J Неэкстрагируемые загрязнители Очень медленно' медленно десорбирующий Быстро десорбирующий Растворенные, свободные и связанные с растворенным органическим веществом (ООМ)

Мембрана клетки Эффекты биохимического разложения бионаколпенне (Биологические тесты)

Живое вещество

Рисунок 2 — Измерение биодоступносги органических химических веществ: упрощенная схема, используемая для нормативного регулирования [Адаптировано из работы Ортега-Калво с соавторами (Ortega-Calvo et at.. 2015)1

Цветные поля слева от надписи «Мембрана клетки» характеризуют распределение молекул загрязнителей в почвах и отложениях по четырем классам («Неэкстрагируемые загрязнители», «Очень медленно/медленно биохимически разлагающиеся загрязнители», «Быстро биохимически разлагающиеся загрязнители» и «Растворимые в воде вещества...»). На схеме рисунка 2 биодоступное химическое вещество характеризуется концентрациями быстрой десорбции и растворения.

Химические методы, позволяющие измерять концентрации существующих в каждой конкретной фракции загрязняющих веществ, указаны в серых полях. Зеленый прямоугольник справа от надписи «Мембрана клетки» характеризует процессы, происходящие о подвергающихся воздействию загрязнителя биоорганизмах, которые также могут служить основой для стандартных методов измерения их биодоступности.

Как показано на рисунке 2. концентрацию биодоступной фракции загрязнения можно измерять с использованием метода, описанного в данном стандарте.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Качество почвы

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ДОСТУПНОСТЬ НЕПОЛЯРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Определение потенциальной биодоступной и небиодоступной фракции с использованием

сильного адсорбента или комплексона

Soil quality. Environmental availability of non-polar organic compounds. Determination of the potential bioavailable fraction and the non-bioavailable fraction using a strong adsorbent or complexing agent

Дата введения — 2022—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод экстракции, предназначенный для определения концентрации биодоступной (потенциальной и реально существующей в окружающей среде) фракции загрязнителей. а также концентрации небиодоступной фракции загрязнителей почвы с использованием адсорбента для органического загрязнителя, обладающей сильными сорбирующими или комплексообразующими свойствами, например с помощью адсорбента Тепах®¹* или циклодекстрина соответственно.

Примечание — Биодоступная фракция загрязнителей определена в ИСО 17402 как фракция, усваиваемая биоорганизмами в окружающей среде.

Метод применим для неполярных органических загрязнителей с растворимостью в воде < 100 мг/дм³, а также к почве и почвоподобному грунту, включая извлеченные отложения.

Примечание — Метод теоретически применим и к неполярным органическим загрязнителям с растворимостью в воде 1000 мг/дм³. Метод часто используют применительно к соединениям с гораздо более низкой растворимостью > 3) и реже к соединениям с белее высокой растворимостью. Применимость метода по этой причине определяется для соединений с растворимостью в воде <100 мг/дм³.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок Применяют только указанное издание ссылочного стандарта; для недатированных — последнее издание (включая все изменения).

ISO 11074. Soil quality — Vocabulary (Качество почвы. Словарь)

ISO 11465. Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis — Gravimetric method (Качество почвы. Определение содержания сухих веществ и воды по массе. Гравиметрический метод)

ISO 14507. Soil quality — Pretreatment of samples for determination of organic contaminants (Качество почвы. Подготовка образцов к определению содержания органических загрязняющих веществ)

ISO 17402, Soil quality — Requirements and guidance for the selection and application of methods for the assessment of bioavailability of contaminants in soil and soil materials (Качество почвы. Требования и руководство по выбору и применению методов оценки бионакопления загрязняющих веществ в почве и почвенных материалах)

Тепах®¹ является примером подходящего продукта, имеющегося в продаже. Эта информация предоставлена для удобства пользователей данного стандарта и не является одобрением ИСО этого продукта.

Издание официальное

ISO 18512. Soil quality — Guidance on long and short term storage of soil samples (Качество почвы. Руководство no долгосрочному и краткосрочному хранению образцов почв)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 11074 и ИСО 17402. а также следующий термин с соответствующим определением:

3.1 потенциальная биодоступная фракция (загрязнителя) (potential bioavailable fraction): Количество загрязняющего вещества, существующего в фоновом содержании почвы, которое может высвобождаться из твердой фазы в водную фазу в хорошо перемешанной водно-почвенной смеси и в присутствии адсорбента в точение 20 ч.

Примечание — В ИСО 17924 используется термин «биодоступность», который характеризует фракцию вещества в почве (или в почвенном грунте), выделяемого желудочно-кишечным трактом человека и. таким образом. становящегося доступным для абсорбции. В данном стандарте не делается различий между терминами «биодостулность» и «биологическая усваиваемость», и преимущественно применяют термин «биодоступность». Концепция биодоступности описана во введении к настоящему стандарту.

4 Сущность метода

Метод позволяет давать оценку потенциальной биодоступности/небиодостулности фракций органических загрязнителей, т. е. количества загрязняющего вещества в фоновом содержании почвы, которое способно обмениваться с водной фазой: в частности того вещества, которое адсорбируется/ образует комплекс с адсорбентом Тепах^й/циклодекстрином соответственно.

Экстрагируемая и небиодоступная фракция загрязнителя, остающегося в образце после действия адсорбента ТелаХ^й/комплексообразующего агента (циклодекстрина), может быть впоследствии измерена методом экстракции (предназначенным для измерения общей концентрации загрязнителей) и. таким образом, оценена концентрация биодоступной фракции загрязняющего вещества.

Таким образом, в числовом выражении общая концентрация загрязняющих веществ в образце будет представлять собой сумму концентрации биодоступной фракции загрязнителя (определяемой с помощью сильного адсорбента или комплексообразующего агента) и концентрации биодоступной фракции загрязнителя (определяемой с помощью самого эффективного метода экстракции, выполненной затем над остатками после извлечения матрицы, с помощью сильного сорбента или комплексо-образующего агента)

^tot.cont “ ^СЫо ^{+ С}поп-Ыо ’

где с,_{о1 соп|} — общая концентрация загрязнителей;

с_0ю — концентрация биодоступной фракции загрязнителя: ^споп-ью ^— концентрация небиодоступной фракции загрязнителя.

Почву, почволодобный грунт или образец отложений с размером частиц < 2 мм экстрагируют с помощью воды, содержащей комплексообразующий агент (циклодекстрин), или адсорбента (Тепах®) (приемная фаза). Растворимость неполярных соединений ограничена, и в данном методе приемная фаза будет действовать как «идеальный абсорбент». Измеренная масса, десорбируемая из почвы в течение 20 ч, будет характеризовать фракцию загрязнителя, которая может оказывать влияние на биотические системы и становиться подвижной.

На следующем этапе адсорбированные загрязнители извлекают из приемной фазы и измеряют с помощью соответствующих аналитических методов. Концентрацию загрязняющих веществ, остающихся в почвенном остатке (небиодоступной фракции загрязнений), можно измерять с помощью последующей сильной/полной экстракции, предназначенной для измерения общей концентрации загрязнителей. Формулу (1) затем можно при необходимости использовать для определения общей концентрации загрязняющих веществ в образце.

Примечания

1    ИСО 13859 и ИСО 13876 содержат примеры измерения общей концентрации полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и полихпорбифенила (ПХБ) соответственно в почве и почвоподобных грунтах.

2    Формула (1) устанавливает взаимосвязь между общей концентрацией загрязнителя, концентрацией его биодоступной фракции и концентрацией его небиодоступной фракции. Если любые две из этих концентраций известны, то третью концентрацию можно рассчитать по формуле (1). Например, путем измерения общей

концентрации загрязнителя и концентрации его кебиодоступной фракции можно рассчитать концентрацию его био-доступной фракции. Все это применимо лишь для гомогенных субстанций. Если неизвестно, является ли данная субстанция гомогенной, а интересует лишь концентрация ее биодоступной фракции, то необходимо измерить эту концентрацию.

5    Реактивы

Используемые реактивы должны обладать (если не указано иное) степенью чистоты не ниже аналитической. Чистота холостой пробы реактивов (включая воду) должна быть несопоставимой с минимальной концентрацией органических загрязнителей, подлежащих определению.

5.1    Вода, подвергнутая ультратонкой фильтрации или пропущенная через ультрафильтр

NANOpuro

Если ожидается, что будет происходить биохимическое разложение исследуемых соединений, то следует довести концентрацию раствора азида натрия (см. 5.2) в воде до 0.2 г/дм³, что сведет к минимуму биологический распад этих соединений. При отсутствии ожидаемого биологического разложения добавлять азид натрия не потребуется. Последнее относится к некоторым стойким соединениям, например к полихпорбифенилу (ПХБ).

Примечание — Для некоторых образцов почвы может оказаться затруднительным получение требуемого разделения между почвой, водной фазой и адсорбентом Тепах®. Улучшить это разделение может использование вместо воды раствора СаС1₂ с концентрацией 0.001 или 0,01моль/дм³ (см. 5.9).

5.2    Азид натрия (NaN₃) (N° по каталогу 26628-22-8).

Примечание — Обратите внимание на опасность, связанную с использованием крайне токсичного азида натрия.

5.3    Циклодекстрин (гидроксипропил-р-циклодекстрин) с пищевой, медицинской или фармацевтической чистотой > 97 %.

Примечание — Циклодекстрин аналитической чистоты весьма дорог, хотя для данного метода пригодным для использования признан класс пищевой чистоты.

5.4    Экстрактный раствор циклодекстрина, получаемый путем растворения 100 ммоль (= 146 г) циклодекстрина (см. 5.3) в 1 дм³ воды (см. 5.1).

Примечание — Если ожидается, что будет происходить биохимическое разложение исследуемых соединений, то следует довести концентрацию раствора азида натрия (см. 5.2) в воде до 0,2 г/дм³, что сведет к минимуму биологический распад этих соединений. При отсутствии ожидаемого биологического разложения добавлять азид натрия не потребуется. Последнее относится к некоторым стойким соединениям, например к оолихлорбифе-нипу (ПХБ).

5.5    2.6-дифениленоксидный полимер (Тепах⁵ ТА) с крупностью от 60 до 80 пор (порядок подготовки и регенерации полимера Тепах⁶' см. в приложении А).

5.6    Петролейный эфир (Np по каталогу 8032-32-4) с интервалом кипения от 40 X до 60 X.

5.7    Этанол (С₂Н₆0) (№ по каталогу 64-17-5).

5.8    Ацетон (С₃Н₆0) (Np по каталогу 67-64-1).

5.9    Хлорид кальция (CaCI₂) (Np по каталогу 1035-04-8).

5.10    Сульфат натрия (Na₂S0₄) (Np по каталогу 231-820-9).

6    Аппаратура

Для измерений используйте нижеперечисленную аппаратуру и лабораторное оборудование. Все материалы, которые могут контактировать с образцами или реагентами, не должны адсорбировать исследуемое загрязнение или загрязнять образец. Для большинства загрязняющих веществ подходящими материалами для лабораторного оборудования являются стекло и политетрафторэтилен (ПТФЭ).

6.1    Установка для просеивания с номинальным размером ячейки сита 2 мм.

6.2    Весы с точностью взвешивания 0.01 г.

6.3    Конические центрифужные пробирки с завинчивающимися колпачками.

6.4    Делительная воронка подходящего размера.

Примечание — Отверстие в кране делительной воронки, используемой для экстракции адсорбента Тепах®, должно быть достаточно большим для того, чтобы частицы почвы могли выходить из этой воронки; в противном случае разделение адсорбента Тепах® и образца станет невозможным.

6.5    Встряхиватель, не допускающий разрушения частиц образца (например, встряхиватель со скоростью вращения (20 ± 2) мин ¹ и с перемешиванием вращением с донышка на крышку или с другим способом плавного перемешивания), или встряхиватель с горизонтальным встряхиванием и скоростью вращен ия от 150 до 180 мин ¹.

6.6    Центрифуга для центрифужных пробирок (см. 6.3).

6.7    Дробильная установка, щекоеая дробилка или обрезное устройство.

6.8    Подходящая стеклянная и пластиковая лабораторная посуда.

6.9    Концентратор образцов (испаритель) Кудерна — Даниша.

6.10    Сосуд для сбора жидкости.

6.11    Складчатый фильтр.

7 Проведение испытания

7.1    Подготовка пробы

Образец необходимо предварительно обработать в лаборатории в соответствии с ИСО 14507, но ии следующими ограничениями.

• не допускается шлифование образца, поскольку его интенсивная предварительная механическая обработка может приводить к появлению в окружающей среде загрязняющих веществ;

-    как правило, испытуемая часть образца должна иметь размер частиц не более 2 мм. но ни в коем случае массу образца не следует измельчать до этого размера;

-    следует удалять из образца камни, раковины и любые другие инородные включения, нерепрезентативные для данного образца;

-    следует просеивать образец через сито (см. 6.1). При необходимости вручную продавливайте его через сито.

Примечание — В качестве предварительной обработки образца, проводимой согласно ИСО 14507. также можно использовать и сублимационную сушку (в соответствии с ИСО 16720).

Ряд почв (например, торф и некоторые осадочные отложения) просеивать достаточно трудно. В этих случаях следует вручную удалять из почвы камни, раковины и любые другие инородные включения. нерепрезентативные для данного образца (например, останки растительности), и обрабатывать образец без его просеивания.

Если образец не может быть просеян из-за большого содержания воды, то уменьшайте его до тех пор. пока лабораторный образец не начнет просеиваться. В случае сушки образца температура сушки не должна превышать 25 °С.

Если ожидается, что будет происходить быстрое разложение какой-либо фракции, то при воздушной сушке не следует снижать содержание воды в образце. В этом случае первоначально отобранный образец необходимо вручную пропустить через сетчатый фильтр с ячейками 2 мм либо просушить его методом сублимационной сушки.

Если образцы необходимо сохранять, то для предотвращения процессов, влияющих на биодоступность загрязнителей (например, процессов биохимического разложения или изменения состава органических веществ в образцах), сохраняйте их в соответствии с ИСО 18512.

7.2    Определение содержания воды

Определяйте содержание воды в анализируемом образце почвы после его подготовки (см. 7.1) согласно ИСО 11465.

7.3    Метод А: циклодокстрин

7.3.1 Подготовка пробы

На весах (см. 6.2) взвешивают анализируемый образец почвы с массой, эквивалентной (4 ± 1) г сухого вещества, и помещают его в подходящую центрифужную пробирку (см. 6.3) (например, вместимостью ьи см³), заливают в нее 40 см³ экстрактного раствора циклодекстрина (см. 5.4) и помещают пробирку во встряхиватель с горизонтальным перемешиванием (или во встряхиватель с перемешиванием