LIITE VIII TESTI- JA MÄÄRITYSMENETELMÄT

LIITE VIII

TESTI- JA MÄÄRITYSMENETELMÄT

Jäsenvaltiot voivat valvoa markkinoilla olevia pesuaineita seuraavin testi- ja määritysmenetelmin:

1.   Vertailumenetelmä (varmistustesti)

1.1   Määritelmä

Tämä menetelmä kuvaa aktiivilietelaitoksen ja saostusaltaan laboratoriomallin, jonka tarkoituksena on simuloida kunnallista jätevedenpuhdistusta. Määritykset tehdään olosuhteissa, jotka ovat samat kuin tätä asetusta edeltäneissä direktiiveissä. Määritykset voidaan myös tehdä uusimpien toimintaolosuhteita koskevien ohjeiden mukaisesti standardissa EN ISO 11733 kuvatulla tavalla.

1.2   Mittauksessa tarvittavat laitteet

Mittausmenetelmässä käytetään kuvassa 1 ja yksityiskohtaisemmin kuvassa 2 esitettyä pientä aktiivilietelaitosta. Laitteistossa on jätevesiastia (A) synteettistä jätevettä varten, annostelupumppu (B), ilmastusastia (C), saostusastia (D), ilmapumppu (E) aktiivilietteen kierrättämistä varten ja astia (F) laitteistosta tulevan käsitellyn jäteveden keräämiseksi.

Astioiden A ja F on oltava lasia tai sopivaa muovia ja vetoisuudeltaan vähintään kaksikymmentäneljä litraa. Pumpun B on pumpattava tasaisesti synteettistä jätevettä ilmastusastiaan, jossa tavanomaisen käytön aikana on kolme litraa sekoitettua nestettä. Sintteri-ilmastin G on ripustettu astiaan C kartion kärkeen. Ilmastuslaitteen läpi puhalletun ilman määrää seurataan virtausmittarin H avulla.

1.3   Synteettinen jätevesi

Määrityksessä käytetään synteettistä jätevettä. Litraan vesijohtovettä liuotetaan

Synteettinen jätevesi valmistetaan päivittäin.

1.4   Näytteiden valmistelu

Yhtä ainetta olevat pinta-aktiiviset aineet tutkitaan alkuperäisessä muodossaan. Pinta-aktiivisen aineen näytteiden aktiivisuus on määritettävä synteettisen jäteveden valmistamista varten (1.3).

1.5   Laitteen toiminta

Ilmastusastia C ja saostusastia D täytetään aluksi synteettisellä jätevedellä. Astia D asetetaan sellaiselle korkeudelle, että ilmastusastiassa C on kolme litraa nestettä. Mikrobisiirrosteena lisätään 3 ml hyvälaatuista biologisesti käsiteltyä jätevettä, joka on juuri otettu lähinnä kotitalousjätevesiä käsittelevästä laitoksesta. Näyte on pidettävä aerobisissa olosuhteissa näytteen ottamisen ja sen mittauslaitteistoon annostelun välillä. Sitten käynnistetään ilmastaja G, ilmapumppu E ja annostelupumppu B. Synteettisen jäteveden on mentävä ilmastusastian C läpi nopeudella yksi litra tunnissa, jolloin keskimääräinen viipymisaika on kolme tuntia.

Ilmastusnopeus olisi säädettävä sellaiseksi, että astian C sisältö pysyy kaiken aikaa suspensiossa ja että liuenneen hapen määrä on vähintään 2 mg/l. Vaahtoaminen täytyy estää sopivalla keinolla. Sellaisia vaahdonestoaineita ei saa käyttää, jotka ehkäisevät aktiivilietteen toimintaa tai sisältävät pinta-aktiivista ainetta. Ilmapumppu E täytyy asettaa siten, että aktiiviliete kierrätetään jatkuvasti ja säännöllisesti saostusastiasta ilmastusastiaan C. Ilmastusastian C yläosaan, saostusastian D pohjalle tai kierrätysputkistoon kerääntyvä liete täytyy saattaa takaisin kiertoon vähintään kerran päivässä harjaamalla tai muulla sopivalla keinolla. Jos liete ei laskeudu astian pohjalle, sen laskeutuvuutta voidaan parantaa lisäämällä 5 prosenttia ferrikloridiliuosta 2 ml:n erissä niin monta kertaa kuin on tarpeen.

Saostusastiasta D kerätään kahdenkymmenenneljän tunnin ajan nestettä astiaan F, minkä jälkeen sekoitetaan perusteellisesti ja otetaan näyte. Astia F on tämän jälkeen huolellisesti puhdistettava.

1.6   Mittauslaitteiston tarkastaminen

Pinta-aktiivisen aineen pitoisuus synteettisessä jätevedessä (mg/l) määritetään välittömästi ennen käyttöä.

Pinta-aktiivisen aineen pitoisuus astiaan F kahdessakymmenessäneljässä tunnissa kerätyssä nesteessä (mg/l) on määritettävä analyyttisesti samalla menetelmällä välittömästi keräyksen loputtua; jollei näin voida tehdä, näytteet on säilytettävä hyvin, mieluiten pakastettuina. Pitoisuudet on määritettävä tarkkuudella 0,1 mg pinta-aktiivista ainetta litrassa.

Menetelmän tehokkuuden tarkastamiseksi määritetään kemiallinen hapenkulutus (COD) tai liuennut orgaaninen hiili (DOC) vähintään kaksi kertaa viikossa astiaan F kerätystä nesteestä lasikuitusuodattimella suodattamisen jälkeen sekä astiassa A olevasta synteettisestä jätevedestä suodatuksen jälkeen.

COD:n tai DOC:n pienentymisen olisi tasoituttava, kun saavutetaan suunnilleen säännöllinen pinta-aktiivisen aineen biohajoavuuden päivittäinen taso kuvassa 3 esitetyn sisäänajokauden lopussa.

Ilmastussäiliössä olevan aktiivilietteen kuiva-ainepitoisuus (g/l) on määritettävä kahdesti viikossa. Jos pitoisuus on yli 2,5 g/l, ylimäärä aktiivilietettä poistetaan.

Hajoavuustesti tehdään tasaisessa huoneenlämmössä, joka on välillä 19—24 °C.

1.7   Biohajoavuuden laskeminen

Pinta-aktiivisen aineen hajoamisprosentti lasketaan päivittäin synteettisessä jätevedessä ja vastaavassa astiaan F kertyneessä nesteessä olevien pinta-aktiivisen aineen pitoisuuksien (mg/l) perusteella.

Täten saadut hajoavuusarvot esitetään kuvaajan avulla kuten kuvassa 3.

Pinta-aktiivisen aineen hajoavuus on laskettava sisäänajo- ja akklimatisaatiokautta seuraavien kahdenkymmenenyhden vuorokauden aikana saatujen arvojen aritmeettisena keskiarvona, jos hajoaminen on ollut tänä aikana säännöllistä ja laitteiston toiminta ongelmatonta. Missään tapauksessa sisäänajokausi ei saa olla kuutta viikkoa pidempi.

Päivittäiset hajoamisarvot lasketaan 0,1 prosentin tarkkuudella, mutta lopullinen tulos ilmoitetaan kokonaislukuna.

Joissakin tapauksissa saattaa olla hyväksyttävää vähentää näytteenottotiheyttä, mutta keskiarvoa laskettaessa on käytettävä vähintään neljäätoista tulosta, jotka on saatu sisäänajokautta seuraavien kahdenkymmenenyhden vuorokauden aikana.

2.   Anionisten pinta-aktiivisten aineiden määrittäminen biohajoavuuden testeissä

2.1   Periaate

Menetelmä perustuu siihen, että kationinen väriaine metyleenisini muodostaa anionisten pinta-aktiivisten aineiden (MBAS) kanssa sinisiä suoloja, jotka voidaan uuttaa kloroformilla. Häiritsevien tekijöiden välttämiseksi uutos tehdään ensin emäksisestä liuoksesta ja uutetta ravistellaan sitten happaman metyleenisiniliuoksen kanssa. Orgaaninen faasi erotetaan ja sen absorbanssi mitataan fotometrisesti maksimaalisen absorption antavalla aallonpituudella 650 nm.

2.2   Reagenssit ja laitteet

2.2.1   Puskuriliuos, pH 10

Liuotetaan 24 g natriumbikarbonaattia, NaHCO3 (analyyttistä laatua), ja 27 g vedetöntä natriumkarbonaattia (Na2CO3, analyyttistä laatua) deionisoituun veteen ja laimennetaan 1 000  ml:ksi.

2.2.2   Neutraali metyleenisiniliuos

Liuotetaan 0,35 g metyleenisinistä (analyysilaatua) deionisoituun veteen ja laimennetaan 1 000  ml:ksi. Liuos valmistetaan vähintään kaksikymmentäneljä tuntia ennen käyttöä. Nollakokeena käytetyn kloroformifaasin absorbanssi mitattuna kloroformia vasten ei saa aallonpituudella 650 nm olla enempää kuin 0,015 mitattuna kyvetissä, jonka valotie on 1 cm.

2.2.3   Hapan metyleenisiniliuos

Liuotetaan 0,35 g metyleenisinistä (analyysilaatua) 500 ml:aan deionisoitua vettä ja sekoitetaan 6,5 ml:aan H2SO4 (tiheys 1,84 g/ml). Laimennetaan 1 000  ml:ksi deionisoidulla vedellä. Liuos valmistetaan vähintään kaksikymmentäneljä tuntia ennen käyttöä. Nollakokeena käytetyn kloroformifaasin absorbanssi mitattuna kloroformia vasten ei saa aallonpituudella 650 nm olla enempää kuin 0,015 mitattuna kyvetissä, jonka valotie on 1 cm.

2.3   Menettely

Analysoitavia näytteitä ei saa ottaa vaahtokerroksen läpi.

Analyysiin käytettävät laitteet on puhdistettava perusteellisesti vedellä ja huuhdottava metanolin ja suolahapon seoksella (2.2.10) sekä deionisoidulla vedellä ennen käyttöä.

Aktiivilietelaitokseen menevä ja sieltä tuleva tutkittava jätevesi on suodatettava heti näytteenoton yhteydessä. Ensimmäiset 100 ml suodoksista heitetään pois.

Tunnettu määrä näytettä, joka on tarvittaessa neutraloitu, kaadetaan 250 ml erotussuppiloon (2.2.11). Näytteen pitäisi sisältää 20—150 μg MBAS:ää. Kun MBAS-pitoisuus on pieni, voidaan käyttää jopa 100 ml näytettä. Jos näytettä on vähemmän kuin 100 ml, se laimennetaan 100 ml:aan deionisoidulla vedellä. Näytteeseen lisätään 10 ml puskuriliuosta (2.2.1), 5 ml neutraalia metyleenisiniliuosta (2.2.2) ja 15 ml kloroformia (2.2.4). Sekoitusta ravistellaan minuutin ajan tasaisesti, mutta ei liian voimakkaasti. Kun faasit ovat erottuneet, kloroformikerros lasketaan toiseen erotussuppiloon, jossa on 110 ml deionisoitua vettä ja 5 ml hapanta metyleenisiniliuosta (2.2.3). Seosta ravistellaan minuutin ajan. Kloroformikerros suodatetaan etukäteen puhdistetun ja kloroformilla kostutetun puuvillasuodattimen läpi mittapulloon (2.2.12).

Emäksiset ja happamat liuokset uutetaan kolme kertaa käyttäen toisessa ja kolmannessa uutoksessa 10 ml kloroformia. Kloroformiuutteet yhdistetään ja suodatetaan saman puuvillasuodattimen läpi ja täytetään merkkiin asti 50 ml:n mittapullossa (2.2.12) sillä kloroformilla, jota käytettiin puuvillasuodattimen pesuun. Kloroformiliuoksen absorbanssi mitataan fotometrillä aallonpituudella 650 nm 1—5 cm:n kyveteissä kloroformia vasten. Nollakoetta käsitellään samalla tavalla kuin varsinaisia näytteitä.

2.4   Kalibrointikuvaaja

Kalibrointiliuos valmistetaan standardiaineesta eli dodekyylibentseenisulfonihapon metyyliesteristä (tetrapropyleenityyppi, molekyylipaino 340), kun se on saippuoitu kaliumsuolaksi. MBAS lasketaan natriumdodekyylibentseenisulfonaattina (molekyylipaino 348).

Punnituspipetistä punnitaan 400—500 mg dodekyylibentseenisulfonihapon metyyliesteriä (2.2.5) 0,1 mg tarkkuudella keittopulloon ja lisätään 50 ml etanolista kaliumhydroksidiliuosta (2.2.6) sekä muutama kiehumakivi. Palautusjäähdytin liitetään pulloon ja keitetään tunnin ajan. Annetaan jäähtyä, pestään jäähdytin ja hiottu lasiliitos n. 30 ml:lla etanolia ja lisätään pesuliuos pulloon. Liuos titrataan rikkihapolla fenoliftaleiinia vasten, kunnes se muuttuu värittömäksi. Liuos siirretään 1 000  ml:n mittapulloon (2.2.14), laimennetaan merkkiin asti deionisoidulla vedellä ja sekoitetaan.

Osa tästä pinta-aktiivisten aineiden kantaliuoksesta laimennetaan edelleen. Otetaan 25 ml liuosta ja siirretään se 500 ml:n mittapulloon (2.2.13), laimennetaan merkkiin saakka deionisoidulla vedellä ja sekoitetaan.

Tämä standardiliuos sisältää

jossa E on näytteen paino milligrammoina.

Kalibrointikuvaaja tehdään ottamalla standardiliuoksesta 1, 2, 4, 6 ja 8 ml:n annokset ja laimentamalla kukin 100 ml:ksi deionisoidulla vedellä. Jatketaan kohdassa 2.3 esitetyn mukaisesti, mukaan luettuna nollakoe.

2.5   Tulosten laskeminen

Näytteessä olevien anionisten pinta-aktiivisten aineiden (MBAS) määrä luetaan kalibrointikuvaajalta (2.4). Näytteen MBAS-pitoisuus voidaan laskea yhtälöstä

jossa V = käytetyn näytteen tilavuus (ml).

Tulokset ilmoitetaan natriumdodekyylibentseenisulfonaattina (molekyylipaino 348).

2.6   Tulosten ilmoittaminen

Tulokset ilmoitetaan muodossa MBAS mg/l 0,1:n tarkkuudella.

3.   Ionittomien pinta-aktiivisten aineiden määrittäminen biohajoavuuden testiliuoksissa

3.1   Periaate

Pinta-aktiiviset aineet konsentroidaan ja uutetaan kaasuvirtauksen avulla. Näytteessä olevan ionittoman pinta-aktiivisen aineen määrän pitäisi olla välillä 250—800 μg.

Kaasun avulla uutettu pinta-aktiivinen aine liuotetaan etyyliasetaattiin.

Kun faasit ovat erottuneet ja liuotin haihdutettu, ioniton pinta-aktiivinen aine saostetaan vesiliuoksesta modifioidulla Dragendorffin reagenssilla (KBiI4 + BaCl2 + jääetikka).

Sakka suodatetaan, pestään jääetikalla ja liuotetaan ammoniumtartraattiliuokseen. Liuoksessa oleva vismutti titrataan potentiometrisesti pyrrolidiiniditiokarbamaattiliuoksella pH:ssa 4—5 käyttämällä indikaattorina kirkasta platinaelektrodia ja referenssinä kalomeli- tai hopea/hopeakloridielektrodia. Menetelmä soveltuu 6—30 alkyleenioksidiryhmää sisältäville ionittomille pinta-aktiivisille aineille.

Titraustulos kerrotaan kokeellisesti määritetyllä tekijällä 54, jolla se muunnetaan referenssiaineeksi. Referenssiaine on nonyylifenoli, joka on kondensoitu 10 moolin kanssa etyleenioksidia (NP 10).

3.2   Reagenssit ja laitteet

Reagenssit tehdään deionisoituun veteen.

3.3   Menetelmä

3.3.1   Pinta-aktiivisen aineen konsentrointi ja erotus

Vesiliuoksena oleva näyte suodatetaan kvalitatiivisen suodatinpaperin läpi. Ensimmäiset 100 ml suodosta heitetään pois.

Mitattu määrä näytettä, joka sisältää 250—800 μg ionitonta pinta-aktiivista ainetta, pannaan kaasu-uutoslaitteeseen, joka on ensin huuhdeltu etyyliasetaatilla.

Erotuksen tehostamiseksi lisätään 100 g natriumkloridia ja 5 g natriumbikarbonaattia.

Jos näytettä on enemmän kuin 500 ml, nämä suolat lisätään uuttolaitteeseen kiinteässä muodossa ja liuotetaan kuplittamalla liuoksen läpi typpeä tai ilmaa.

Jos näyte on pienempi, suolat liuotetaan 400 ml:aan vettä ja lisätään sitten uuttolaitteeseen.

Lisätään vettä ylempään tulppaan asti.

Lisätään varovasti 100 ml etyyliasetaattia veden päälle.

Täytetään kaksi kolmasosaa kaasulinjassa (typpi tai ilma) olevasta pesupullosta etyyliasetaatilla.

Laitteen läpi kuplitetaan kaasua nopeudella 30—60 l/h mieluiten virtausmittaria käyttäen. Ilmastusnopeutta täytyy lisätä alussa asteittain. Kaasun virtausnopeus täytyy säätää siten, että faasit pysyvät selvästi erillään, jolloin minimoidaan faasien sekoittuminen ja etyyliasetaatin liukeneminen veteen. Kaasun virtaus katkaistaan viiden minuutin kuluttua.

Jos orgaanisen faasin tilavuus on pienentynyt yli 20 prosenttia veteen liukenemisen takia, uutto täytyy uusia ja kiinnittää erityistä huomiota kaasun virtausnopeuteen.

Orgaaninen faasi siirretään erotussuppiloon. Jos erotussuppiloon tulee vesifaasia, sitä pitäisi tulla vain pari millilitraa ja se pannaan takaisin uuttolaitteeseen. Etyyliasetaattifaasi suodatetaan kuivan kvalitatiivisen suodatinpaperin läpi 250 ml dekantterilasiin.

Uuttolaitteeseen pannaan vielä 100 ml etyyliasetaattia ja kuplitetaan läpi typpeä tai ilmaa viisi minuuttia. Orgaaninen faasi siirretään samaan erotussuppiloon kuin ensimmäisessä erotuksessa, vesifaasi pannaan pois ja orgaaninen faasi suodatetaan saman suodatinpaperin läpi kuin ensimmäinen etyyliasetaattiuutos. Sekä erotussuppilo että suodatin huuhdotaan noin 20 ml:lla etyyliasetaattia.

Etyyliasetaattiuute haihdutetaan kuiviin vesihauteessa (vetokaapissa). Liuoksen pinnan yli johdetaan heikko ilmavirta haihtumisen nopeuttamiseksi.

3.3.2   Saostus ja suodatus

Kuiva jäännös kohdasta 3.3.1 liuotetaan 5 ml:aan metanolia, lisätään 40 ml vettä ja 0,5 ml laimeaa suolahappoa (3.2.3) ja sekoitetaan magneettisekoittajalla.

Tähän liuokseen lisätään 30 ml saostusreagenssia (3.2.6) mittalasista. Sakka laskeutuu, kun on sekoitettu jonkin aikaa. Seosta sekoitetaan kymmenen minuuttia ja annetaan sen jälkeen seistä vähintään viisi minuuttia.

Seos suodatetaan Goochin upokkaan läpi, jonka pohjalla on lasikuitusuodatinpaperi. Suodatin pestään ensin noin 2 ml:lla jääetikkaa ja käytetään imua. Sitten pestään dekantterilasi, magneettisekoitussauva ja upokas jääetikalla, jota tarvitaan noin 40—50 ml. Dekantterin laitoihin tarttunutta sakkaa ei tarvitse siirtää kvantitatiivisesti suodattimeen, koska titrausta varten sakka liuotetaan ja pannaan takaisin saostusastiaan, jolloin myös jäljellä oleva sakka liukenee.

3.3.3   Sakan liuotus

Suodatinupokkaassa oleva sakka liuotetaan lisäämällä kuumaa ammoniumtartraattiliuosta (noin 80 °C) (3.2.8) kolme kertaa 10 ml:n erissä. Kunkin erän annetaan olla upokkaassa muutama minuutti ennen kuin se imetään suodattimen läpi pulloon.

Suodatinpullon sisältö kaadetaan saostuksessa käytettyyn dekantterilasiin. Lasin laidat huuhdotaan vielä 20 ml:lla tartraattiliuosta lopun sakan liuottamiseksi.

Upokas, adapteri ja suodatinpullo pestään huolellisesti 150—200 ml:lla vettä ja huuhteluvesi kaadetaan saostusastiaan.

3.3.4   Titraus

Liuosta sekoitetaan magneettisekoittajalla (3.2.16), lisätään pari tippaa bromokresolipurppuraa (3.2.5) ja lisätään laimeaa ammoniakkiliuosta (3.2.9), kunnes väri muuttuu violetiksi (liuos on heikosti hapan huuhtomiseen käytetyn etikkahapon jäänteistä).

Sitten lisätään 10 ml standardiasetaattipuskuria (3.2.10), elektrodit upotetaan liuokseen ja titrataan potentiometrisesti standardikarbaattiliuoksella (3.2.11). Byretin kärjen täytyy olla upotettuna liuokseen.

Titrausnopeus ei saa olla suurempi kuin 2 ml/min.

Loppupiste on potentiaalikuvaajan kahden osan tangenttien leikkauspiste.

Joskus voidaan havaita potentiaalikuvaajan taitekohdan loivenevan; tämä voidaan korjata puhdistamalla platinaelektrodi huolellisesti (kiillottamalla hiomapaperilla).

3.3.5   Nollakokeet

Nollakokeet suoritetaan samalla tavalla käyttäen 5 ml metanolia ja 40 ml vettä kohdassa 3.3.2 annettujen ohjeiden mukaisesti. Nollanäytteen titraustuloksen olisi oltava alle 1 ml, muuten reagenssien (3.2.3, 3.2.7, 3.2.8, 3.2.9, 3.2.10) puhtaus on epävarma (erityisesti raskasmetallien osalta) ja ne täytyy vaihtaa. Nollamääritys täytyy ottaa huomioon tuloksia laskettaessa.

3.3.6   ”Karbaattiliuoksen” kertoimen tarkastaminen

Karbaattiliuoksen kerroin määritetään sen käyttöpäivänä. Tätä varten titrataan 10 ml kuparisulfaattiliuosta (3.2.12) karbaattiliuoksella sen jälkeen kun on lisätty 100 ml vettä ja 10 ml standardiasetaattipuskuria (3.2.10). Jos käytetty määrä on a ml, kerroin f on

ja kaikki titraustulokset kerrotaan tällä tekijällä.

3.4   Tulosten laskeminen

Kullakin ionittomalla pinta-aktiivisella aineella on oma kertoimensa, joka riippuu sen koostumuksesta, erityisesti alkeenioksidiketjun pituudesta. Ionittoman pinta-aktiivisen aineen konsentraatio ilmaistaan suhteessa standardiaineeseen (nonyylifenoli, jossa on kymmenen etyleenioksidiyksikköä, NP 10), jonka muunnoskerroin on 0,054.

Käyttäen tätä kerrointa näytteessä olevan pinta-aktiivisen aineen määrä ilmoitetaan mg:na NP 10-ekvivalenttia seuraavasti:

(b – c) × f × 0,054 = mg ionitonta pinta-aktiivista ainetta ilmaistuna NP 10:nä,

jossa

3.5   Tulosten ilmoittaminen

Tulokset ilmoitetaan milligrammoina litrassa NP 10:tä tarkkuudella 0,1.

4.   Tutkittavien anionisten pinta-aktiivisten aineiden esikäsittely

4.1   Alustavia huomautuksia

4.1.1   Näytteiden esikäsittely

Anioniset pinta-aktiiviset aineet ja useita kemikaaleja sisältävät pesuainevalmisteet käsitellään seuraavasti ennen kuin primäärinen biohajoavuus määritetään varmistustestillä:

Alkoholiuuton tarkoitus on poistaa kaupan olevasta tuotteesta liukenemattomat ja epäorgaaniset ainesosat, jotka saattaisivat joissakin olosuhteissa häiritä biohajoavuuden mittausta.

4.1.2   Ioninvaihto

Anioniset pinta-aktiiviset aineet on eristettävä ja erotettava saippuoista, ionittomista ja kationisista pinta-aktiivisista aineista, jotta biohajoavuuden mittaukset olisivat luotettavia.

Tämä tehdään ioninvaihdolla käyttäen makrohuokoista ioninvaihtohartsia ja sopivia eluentteja vaiheittaista eluointia varten. Siten saippuat, anioniset ja ionittomat pinta-aktiiviset aineet voidaan eristää yhdellä menetelmällä.

4.1.3   Analyyttinen kontrolli

Homogenisoinnin jälkeen anionisten pinta-aktiivisten aineiden pitoisuus synteettisessä pesuaineessa määritetään MBAS-analyysimenetelmän mukaisesti. Saippuapitoisuus määritetään sopivalla analyysimenetelmällä.

Tämä tuotteiden analysointi on välttämätöntä, jotta voidaan laskea tarvittavat ainemäärät biohajoavuuden mittausta varten.

Kvantitatiivinen uutto ei ole välttämätöntä, mutta vähintään 80 prosenttia anionisista pinta-aktiivisista aineista pitäisi saada uutetuksi. Tavallisesti saadaan talteen vähintään 90 prosenttia.

4.2   Periaate

Homogeenisesta näytteestä (jauheista, kuivatuista tahnoista tai kuiviin haihdutetuista nesteistä) tehdään etanoliuutos, joka sisältää synteettisen pesuainenäytteen pinta-aktiiviset aineet, saippuat ja muut alkoholiliukoiset aineosat.

Etanoliuute haihdutetaan kuiviin, haihdutusjäännös liuotetaan isopropanoli-vesiseokseen ja liuos ajetaan voimakkaasti happaman kationinvaihtajan ja makrohuokoisen anioninvaihtajan yhdistelmän läpi lämpötilassa 50 °C. Tämä lämpötila on välttämätön, jotta happamassa liuoksessa mahdollisesti olevat rasvahapot eivät saostu.

Ionittomat pinta-aktiiviset aineet jäävät ulostulevaan nesteeseen.

Saippuoiden rasvahapot erotetaan uuttamalla hiilidioksidia sisältävällä etanolilla. Anioniset pinta-aktiiviset aineet saadaan sen jälkeen ammoniumsuoloina eluoimalla ammoniumbikarbonaattia sisältävällä isopropanoli-vesiseoksella. Näitä ammoniumsuoloja käytetään hajoamistestissä.

Kationiset pinta-aktiiviset aineet, jotka saattaisivat häiritä biohajoavuuden mittaamista ja analyysimenetelmää, poistetaan anioninvaihtajan yläpuolelle sijoitetulla kationinvaihtajalla.

4.3   Kemikaalit ja laitteet

4.4   Uutteen valmistaminen ja anionisten aktiivisten aineiden erottaminen

4.4.1   Uutteen valmistaminen

Biohajoavuuden mittaamiseen tarvitaan noin 50:tä g MBAS:ää vastaava määrä pinta-aktiivisia aineita.

Yleensä uutettavan valmisteen määrä on vähemmän kuin 1 000  g, mutta voi olla tarpeen uuttaa suurempikin määrä näytettä. Käytännön syistä valmisteen määrä pitäisi useimmissa tapauksissa rajoittaa 5 000  g:aan valmistettaessa uutteita biohajoavuuden mittaamista varten.

Kokemus on osoittanut, että on parempi tehdä useita pieniä uuttoja kuin yksi iso. Ohjeessa ilmoitetut ioninvaihtohartsien määrät riittävät käsittelemään 600—700 mmol pinta-aktiivisia aineita ja saippuoita.

4.4.2   Alkoholiliukoisten ainesosien erottaminen

Lisätään 250 g analysoitavaa synteettistä pesuainetta 1 250  ml:aan etanolia, seos kuumennetaan kiehumispisteeseen ja refluksoidaan tunnin ajan sekoittaen. Kuuma alkoholiliuos suodatetaan nopeasti lämpötilaan 50 °C kuumennetun suurihuokoisen imusuodattimen läpi. Pullo ja suppilo huuhdotaan noin 200 ml:lla kuumaa etanolia. Suodos ja huuhteluliuos kerätään suodatinpulloon.

Jos analysoidaan tahnoja tai nestemäisiä valmisteita, on varmistettava, ettei näytteessä ole enempää kuin 55 g anionisia pinta-aktiivisia aineita eikä enempää kuin 35 g saippuoita. Näyte punnitaan ja haihdutetaan kuiviin. Jäännös liuotetaan 2 000  ml:aan etanolia ja jatketaan kuten edellä esitetään.

Jos kyseessä on hyvin kevyt jauhe (tiheys < 300 g/l), suositellaan etanolin suhteellista osuutta nostettavaksi arvoon 20:1. Etanolisuodos haihdutetaan täysin kuiviin, mieluiten pyöröhaihduttajalla. Käsittely toistetaan, jos uutetta tarvitaan enemmän. Jäännös liuotetaan 5 000  ml:aan isopropanolin ja veden seosta.

4.4.3   Ioninvaihtokolonnien valmistelu

KATIONINVAIHTOKOLONNI

Pannaan 3 000  ml:n dekantterilasiin 600 ml kationinvaihtohartsia (4.3.6) ja lisätään päälle 2 000  ml suolahappoa (4.3.8). Annetaan seistä vähintään kaksi tuntia ja sekoitetaan muutamia kertoja.

Happo dekantoidaan ja hartsi kaadetaan kolonniin (4.3.12) deionisoidun veden kanssa. Kolonnissa pitää olla lasivillatuppo.

Kolonnia pestään deionisoidulla vedellä 10—30 ml/min, kunnes eluaatissa ei ole kloridia.

Kolonnin läpi ajetaan 2 000  ml isopropanolin ja veden seosta (4.3.3) 10—30 ml/min. Ioninvaihtokolonni on sen jälkeen valmis käytettäväksi.

ANIONINVAIHTOKOLONNI

Pannaan 3 000  ml:n dekantterilasiin 600 ml anioninvaihtohartsia (4.3.7) ja lisätään päälle 2 000  ml deionisoitua vettä.

Hartsin annetaan turvota vähintään kaksi tuntia.

Hartsi kaadetaan kolonniin deionisoidun veden kanssa. Kolonnissa pitää olla lasivillatuppo.

Kolonnia pestään 0,3 M ammoniumbikarbonaattiliuoksella (4.3.5), kunnes siinä ei ole kloridia. Tähän tarvitaan noin 5 000  ml liuosta. Pestään jälleen 2 000  ml:lla deionisoitua vettä. Kolonnin läpi ajetaan 2 000  ml isopropanolin ja veden seosta (4.3.3) 10—30 ml/min. Ioninvaihtokolonni on tämän jälkeen OH-muodossa ja valmis käytettäväksi.

4.4.4   Ioninvaihto

Ioninvaihtokolonnit liitetään toisiinsa siten, että kationinvaihtokolonni on anioninvaihtokolonnin yläpuolella.

Kolonnit kuumennetaan lämpötilaan 50 °C termostaattia käyttäen.

Kuumennetaan 5 000  ml kohdassa 4.4.2 saatua liuosta lämpötilaan 60 °C ja ajetaan liuos ioninvaihtajayhdistelmän läpi nopeudella 20 ml/min. Kolonnit pestään 1 000  ml:lla kuumaa isopropanolin ja veden seosta (4.3.3).

Anionisten pinta-aktiivisten aineiden (MBAS) talteen ottamiseksi irrotetaan KAT-kolonni. Saippuoiden rasvahapot eluoidaan KAT-kolonnista 5 000  ml:lla etanoli-CO2-liuosta, jonka lämpötila on 50 °C (4.3.4). Eluaatti heitetään pois.

Tämän jälkeen MBAS eluoidaan AAT-kolonnista 5 000  ml:lla ammoniumbikarbonaattiliuosta (4.3.5). Eluaatti haihdutetaan kuiviin kiehuvassa vesihauteessa tai pyöröhaihduttajassa.

Jäännöksessä on MBAS-aineet (ammoniumsuolana) sekä mahdollisesti muita anioneja kuin pinta-aktiivisia aineita, jotka eivät haittaa biohajoavuuden mittaamista. Jäännökseen lisätään deionisoitua vettä tunnettuun tilavuuteen asti, ja siitä otetusta näytteestä määritetään MBAS-pitoisuus. Liuosta käytetään synteettisten anionisten pesuaineiden standardiliuoksena biohajoavuuden mittauksessa. Liuos on säilytettävä alle 5 °C:n lämpötilassa.

4.4.5   Ioninvaihtohartsien regenerointi

Kationinvaihtaja heitetään käytön jälkeen pois.

Anioninvaihtohartsi regeneroidaan ajamalla kolonnista läpi lisää ammoniumbikarbonaattiliuosta (4.3.5) noin 10 ml/min, kunnes eluaatissa ei ole enää anionisia pinta-aktiivisia aineita (metyleenisinikoe).

Tämän jälkeen anioninvaihtaja pestään ajamalla kolonnista läpi 2 000  ml isopropanolin ja veden seosta (4.3.3). Anioninvaihtaja on jälleen käyttövalmis.

5.   Testattavien ionittomien pinta-aktiivisten aineiden esikäsittely

5.1   Alustavia huomautuksia

5.1.1   Näytteiden esikäsittely

Ionittomat pinta-aktiiviset aineet ja useista kemikaaleista koostuvat pesuaineet käsitellään seuraavasti ennen kuin primäärinen biohajoavuus määritetään varmistustestillä:

Alkoholiuuton tarkoitus on poistaa kaupan olevasta tuotteesta liukenemattomat ja epäorgaaniset ainesosat, jotka saattaisivat joissakin olosuhteissa häiritä biohajoavuuden mittausta.

5.1.2   Ioninvaihto

Ionittomat pinta-aktiiviset aineet on eristettävä ja erotettava saippuoista, anionisista ja kationisista pinta-aktiivisista aineista, jotta biohajoavuuden mittaukset olisivat luotettavia.

Tämä tehdään ioninvaihdolla käyttäen makrohuokoista ioninvaihtohartsia ja sopivia eluentteja vaiheittaista eluointia varten. Siten saippuat, anioniset ja ionittomat pinta-aktiiviset aineet voidaan erottaa yhdellä menetelmällä.

5.1.3   Analyyttinen kontrolli

Homogenisoinnin jälkeen anionisten ja ionittomien pinta-aktiivisten aineiden pitoisuus pesuaineessa määritetään MBAS- ja BiAS-analyysimenetelmän mukaisesti. Saippuapitoisuus määritetään sopivalla analyysimenetelmällä.

Tämä tuotteiden analysointi on välttämätöntä, jotta voidaan laskea tarvittavat ainemäärät biohajoavuuden mittausta varten.

Kvantitatiivinen uutto ei ole välttämätöntä; kuitenkin vähintään 80 prosenttia ionittomista pinta-aktiivisista aineista pitäisi saada uutetuksi. Tavallisesti saadaan talteen vähintään 90 prosenttia.

5.2   Periaate

Homogeenisesta näytteestä (jauheista, kuivatuista tahnoista tai kuiviin haihdutetuista nesteistä) tehdään etanoliuutos, joka sisältää pesuainenäytteen pinta-aktiiviset aineet, saippuat ja muut alkoholiliukoiset ainesosat.

Etanoliuute haihdutetaan kuiviin, liuotetaan isopropanoli-vesiseokseen ja liuos ajetaan voimakkaasti happaman kationinvaihtajan ja makrohuokoisen anioninvaihtajan yhdistelmän läpi lämpötilassa 50 °C. Tämä lämpötila on välttämätön, jotta happamassa liuoksessa mahdollisesti olevat rasvahapot eivät saostuisi. Ionittomat pinta-aktiiviset aineet saadaan kolonnista tulevasta nesteestä talteen haihduttamalla.

Kationiset pinta-aktiiviset aineet, jotka saattaisivat häiritä biohajoavuuden mittaamista ja analyysimenetelmää, poistetaan anioninvaihtajan yläpuolelle sijoitetulla kationinvaihtajalla.

5.3   Kemikaalit ja laitteet

5.4   Uutteen valmistus ja ionittomien aktiivisten aineiden erotus

5.4.1   Uutteen valmistaminen

Biohajoavuuden mittaamiseen tarvitaan noin 25 g BiAS:ää vastaava määrä pinta-aktiivista ainetta.

Käytettävän tuotteen määrä pitäisi rajoittaa korkeintaan 2 000  g:aan valmistettaessa uutteita hajoamiskokeita varten. Siksi voi olla tarpeen tehdä uutto kahdesti tai useammin, jotta saadaan tarpeeksi ainetta hajoamiskokeisiin.

Kokemus on osoittanut, että on parempi tehdä useita pieniä uuttoja kuin yksi iso.

5.4.2   Alkoholiliukoisten ainesosien erottaminen

Lisätään 250 g analysoitavaa synteettistä pesuainetta 1 250  ml:aan etanolia, seos kuumennetaan kiehumispisteeseen ja refluksoidaan tunti sekoittaen. Kuuma alkoholiliuos suodatetaan nopeasti lämpötilaan 50 °C kuumennetun suurihuokoisen imusuodattimen läpi. Pullo ja suppilo huuhdotaan noin 200 ml:lla kuumaa etanolia. Suodos ja huuhteluliuos kerätään suodatinpulloon.

Jos analysoidaan tahnoja tai nestemäisiä valmisteita, on varmistettava, ettei näytteessä ole enempää kuin 25 g anionisia pinta-aktiivisia aineita eikä enempää kuin 35 g saippuoita. Näyte punnitaan ja haihdutetaan kuiviin. Jäännös liuotetaan 500 ml:aan etanolia ja jatketaan kuten edellä esitetään. Jos kyseessä on hyvin kevyt jauhe (tiheys < 300 g/l), suositellaan etanolin suhteellista osuutta nostettavaksi arvoon 20:1.

Etanolisuodos haihdutetaan täysin kuiviin, mieluiten pyöröhaihduttajalla. Käsittely toistetaan, jos uutetta tarvitaan enemmän. Jäännös liuotetaan 5 000  ml:aan isopropanolin ja veden seosta.

5.4.3   Ioninvaihtokolonnien valmistelu

KATIONINVAIHTOKOLONNI

Pannaan 3 000  ml:n dekantterilasiin 600 ml kationinvaihtohartsia (5.3.5) ja lisätään päälle 2 000  ml suolahappoa (5.3.7). Annetaan seistä vähintään kaksi tuntia ja sekoitetaan muutamia kertoja.

Happo dekantoidaan ja hartsi kaadetaan kolonniin (5.3.11) deionisoidun veden kanssa. Kolonnissa pitää olla lasivillatuppo. Kolonnia pestään deionisoidulla vedellä 10—30 ml/min, kunnes eluaatissa ei ole kloridia.

Kolonnin läpi ajetaan 2 000  ml isopropanolin ja veden seosta (5.3.3) 10—30 ml/min. Ioninvaihtokolonni on sen jälkeen valmis käytettäväksi.

ANIONINVAIHTOKOLONNI

Dekantterilasiin pannaan 600 ml anioninvaihtohartsia (5.3.6) ja lisätään päälle 2 000  ml deionisoitua vettä. Hartsin annetaan turvota vähintään kaksi tuntia. Hartsi kaadetaan kolonniin deionisoidun veden kanssa. Kolonnissa pitää olla lasivillatuppo.

Kolonnia pestään 0,3 M ammoniumbikarbonaattiliuoksella (5.3.4), kunnes siinä ei ole kloridia. Tähän tarvitaan noin 5 000  ml liuosta. Pestään jälleen 2 000  ml:lla deionisoitua vettä.

Kolonnin läpi ajetaan 2 000  ml isopropanolin ja veden seosta (5.3.3) nopeudella 10—30 ml/min. Ioninvaihtokolonni on tämän jälkeen OH-muodossa ja valmis käytettäväksi.

5.4.4   Ioninvaihto

Ioninvaihtokolonnit liitetään toisiinsa siten, että kationinvaihtokolonni on anioninvaihtokolonnin yläpuolella. Kolonnit kuumennetaan lämpötilaan 50 °C termostaattia käyttäen. Kuumennetaan 5 000  ml kohdassa 5.4.2 saatua liuosta lämpötilaan 60 °C ja ajetaan liuos ioninvaihtajayhdistelmän läpi nopeudella 20 ml/min. Kolonnit pestään 1 000  ml:lla kuumaa isopropanolin ja veden seosta (5.3.3).

Ionittomien pinta-aktiivisten aineiden talteen saamiseksi suodos ja huuhtelunesteet kerätään talteen ja haihdutetaan kuiviin mieluiten pyöröhaihduttajalla. BiAS on jäännöksessä. Jäännökseen lisätään deionisoitua vettä tunnettuun tilavuuteen asti ja siitä otetusta näytteestä määritetään BiAS-pitoisuus. Liuosta käytetään synteettisten ionittomien pinta-aktiivisten aineiden standardiliuoksena hajoamiskokeessa. Liuos on säilytettävä alle 5 °C:n lämpötilassa.

5.4.5   Ioninvaihtohartsien regenerointi

Kationinvaihtaja heitetään käytön jälkeen pois.

Anioninvaihtohartsi regeneroidaan ajamalla kolonnista läpi noin 5 000 —6 000  ml ammoniumbikarbonaattiliuosta (5.3.4) virtausnopeudella noin 10 ml/min, kunnes eluaatissa ei ole enää anionisia pinta-aktiivisia aineita (metyleenisinikoe). Tämän jälkeen anioninvaihtaja pestään ajamalla kolonnista läpi 2 000  ml isopropanolin ja veden seosta (5.3.3). Anioninvaihtaja on jälleen käyttövalmis.

Kuva 1 Aktiivilietelaitos: yleiskuva

Kuva 2 Aktiivilietelaitos: yksityiskohta (mitat millimetreinä)

Kuva 3 Biohajoavuuden laskeminen — varmistustesti

Kuva 4 Kuumennettava ioninvaihtokolonni (mitat millimetreinä)

Kuva 5 Kaasuvirtauslaite (mitat millimetreinä)

( 1 ) EUVL C 95, 23.4.2003, s. 24.

( 2 ) Euroopan parlamentin lausunto, annettu 10. huhtikuuta 2003 (ei vielä julkaistu virallisessa lehdessä), neuvoston yhteinen kanta, vahvistettu 4. marraskuuta 2003 (EUVL C 305 E, 16.12.2003, s. 11), Euroopan parlamentin kanta, vahvistettu 14. tammikuuta 2004 (ei vielä julkaistu virallisessa lehdessä) ja neuvoston päätös, tehty 11. maaliskuuta 2004.

( 3 ) EYVL L 347, 17.12.1973, s. 51, direktiivi sellaisena kuin se on viimeksi muutettuna asetuksella 807/2003/EY (EUVL L 122, 16.5.2003, s. 36).

( 4 ) EYVL L 347, 17.12.1973, s. 53, direktiivi sellaisena kuin se on muutettuna direktiivillä 82/243/ETY (EYVL L 109, 22.4.1982, s. 18).

( 5 ) EYVL L 109, 22.4.1982, s. 1.

( 6 ) EYVL L 109, 22.4.1982, s. 18.

( 7 ) EYVL L 80, 25.3.1986, s. 51.

( 8 ) EYVL L 291, 10.10.1989, s. 55.

( 9 ) EYVL L 215, 1.8.1998, s. 73.

( 10 ) EYVL L 200, 30.7.1999, s. 1, direktiivi sellaisena kuin se on viimeksi muutettuna Euroopan parlamentin ja neuvoston asetuksella (EY) N:o 1882/2003 (EUVL L 284, 31.10.2003, s. 1).

( 11 ) EYVL L 84, 5.4.1993, s. 1, asetus sellaisena kuin se on muutettuna asetuksella (EY) N:o 1882/2003.

( 12 ) Direktiivit 73/404/ETY ja 86/94/ETY.

( 13 ) Direktiivit 73/405/ETY ja 82/243/ETY.

( 14 ) Direktiivi 82/242/ETY.

( 15 ) EYVL L 184, 17.7.1999, s. 23.

( 16 ) EYVL L 262, 27.9.1976, s. 201, direktiivi sellaisena kuin se on viimeksi muutettuna komission direktiivillä 2004/21/EY (EUVL L 57, 25.2.2004, s. 4).

( 17 ) EYVL L 196, 16.8.1967, s. 1, direktiivi sellaisena kuin se on viimeksi muutettuna asetuksella (EY) N:o 807/2003.

( 18 ) EYVL L 227, 8.9.1993, s. 9.

( 19 ) EYVL L 161, 29.6.1994, s. 3.

( 20 ) EYVL L 123, 24.4.1998, s. 1, direktiivi sellaisena kuin se on muutettuna asetuksella (EY) N:o 1882/2003.

( 21 ) EUVL L 50, 20.2.2004, s. 44.

( 22 ) EUVL L 50, 20.2.2004, s. 28.

( 23 ) EYVL L 358, 18.12.1986, s. 1, direktiivi sellaisena kuin se on muutettuna Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivillä 2003/65/EY (EUVL L 230, 16.9.2003, s. 32).

( 24 ) EUV L 353, 31.12.2008, s. 1.

( 25 ) EYVL L 204, 21.7.1998, s. 37.

( 26 ) Näitä testejä pidetään sopivimpina pinta-aktiivisille aineille.

( 27 ) DOC-menetelmillä saatavat tulokset saattavat mitata aineen poistumista järjestelmästä eikä lopullista biologista hajoamista. Manometrirespirometria ja MITI-menetelmä ja kahden faasin BHK-menetelmä eivät ehkä sovellu joihinkin tapauksiin, koska korkea alkukonsentraatio saattaa olla inhiboiva tekijä.

( 28 ) Euroopassa kaupallisessa käytössä olevien aineiden luettelo.

( 29 ) Euroopassa ilmoitettujen kemiallisten aineiden luettelo.

( 30 ) EYVL C 146 A, 15.6.1990, s. 1.

( 31 ) Euroopan yhteisöjen virallisten julkaisujen toimisto, 2006, ISSN 1018-5593 EUR 22543 EN.

( 32 ) EUVL L 396, 30.12.2006, s. 1, oikaisu EUVL L 136, 29.5.2007, s. 3.

( 33 ) Euroopan yhteisöjen virallisten julkaisujen toimisto, 2007, ISSN 1018-5593 EUR 20853 EN/3.

( 34 ) EYVL L 262, 27.9.1976, s. 169. Direktiivi sellaisena kuin se on viimeksi muutettuna komission direktiivillä 2005/80/EY (EUVL L 303, 22.11.2005, s. 32).

( 35 ) EUVL L 66, 11.3.2003, s. 26.

( 36 ) EYVL L 187, 20.7.1999, s. 52. Päätös sellaisena kuin se on muutettuna päätöksellä 2011/264/EU (EUVL L 111, 30.4.2011, s. 34).

( 37 ) International Union of Pure and Applied Chemistry.

( 38 ) International Nomenclature Cosmetic Ingredient.