02008R0440 — HU — 26.03.2023 — 009.001
Ez a dokumentum kizárólag tájékoztató jellegű és nem vált ki joghatást. Az EU intézményei semmiféle felelősséget nem vállalnak a tartalmáért. A jogi aktusoknak – ideértve azok bevezető hivatkozásait és preambulumbekezdéseit is – az Európai Unió Hivatalos Lapjában közzétett és az EUR-Lex portálon megtalálható változatai tekintendők hitelesnek. Az említett hivatalos szövegváltozatok közvetlenül elérhetők az ebben a dokumentumban elhelyezett linkeken keresztül
|
A BIZOTTSÁG 440/2008/EK RENDELETE (2008. május 30.) a vegyi anyagok regisztrálásáról, értékeléséről, engedélyezéséről és korlátozásáról (REACH) szóló 1907/2006/EK európai parlamenti és a tanácsi rendelet értelmében alkalmazandó vizsgálati módszerek megállapításáról (HL L 142, 2008.5.31., 1. o) |
Módosította:
|
|
|
Hivatalos Lap |
||
|
Szám |
Oldal |
Dátum |
||
|
L 220 |
1 |
24.8.2009 |
||
|
L 324 |
13 |
9.12.2010 |
||
|
L 193 |
1 |
20.7.2012 |
||
|
L 81 |
1 |
19.3.2014 |
||
|
L 247 |
1 |
21.8.2014 |
||
|
L 54 |
1 |
1.3.2016 |
||
|
L 112 |
1 |
28.4.2017 |
||
|
L 247 |
1 |
26.9.2019 |
||
|
L 68 |
37 |
6.3.2023 |
||
A BIZOTTSÁG 440/2008/EK RENDELETE
(2008. május 30.)
a vegyi anyagok regisztrálásáról, értékeléséről, engedélyezéséről és korlátozásáról (REACH) szóló 1907/2006/EK európai parlamenti és a tanácsi rendelet értelmében alkalmazandó vizsgálati módszerek megállapításáról
(EGT-vonatkozású szöveg)
1. cikk
Az 1907/2006/EK rendelet céljából alkalmazandó vizsgálati módszereket e rendelet melléklete állapítja meg.
2. cikk
A Bizottság szükség esetén felülvizsgálja az e rendeletben foglalt vizsgálati módszereket a gerinces állatokon végzett kísérletek helyettesítése, számának csökkentése és finomítása érdekében.
3. cikk
A 67/548/EGK irányelv V. mellékletére történő hivatkozásokat az e rendeletre való hivatkozásként kell értelmezni.
4. cikk
Ez a rendelet az Európai Unió Hivatalos Lapjában történő kihirdetését követő napon lép hatályba.
Rendelkezéseit 2008. június 1-jétől kell alkalmazni.
MELLÉKLET
Ha egy vizsgálati módszer leírása nem utal egyértelműen a módszernek a több összetevőből álló anyagok, az ismeretlen szerkezetű vagy változó összetételű, összetett reakcióban keletkezett vagy biológiai eredetű anyagok (UVCB), illetőleg a keverékek vizsgálatára való alkalmazhatóságára, akkor azt megelőzően, hogy a vizsgálati módszert egy több összetevőből álló anyag, UVCB vagy keverék vizsgálatára alkalmaznánk, meg kell fontolni, hogy a módszer a tervezett szabályozási cél szempontjából megfelelő-e.
Ha a vizsgálati módszert több összetevőből álló anyag, UVCB vagy keverék vizsgálatára alkalmazzuk, akkor – például az összetevők kémiai azonosító adatainak, mennyiségi előfordulásának és releváns jellemzőinek megadásával – a lehetőségekhez mérten elegendő információt kell szolgáltatni az összetételről.
0. RÉSZ
AZ 1907/2006/EK RENDELET ALKALMAZÁSÁBAN AZ ANYAGOK LÉNYEGI TULAJDONSÁGAIRA VONATKOZÓ INFORMÁCIÓK ELŐÁLLÍTÁSÁRA ALKALMASNAK ELISMERT NEMZETKÖZI VIZSGÁLATI MÓDSZEREK.
1. TÁBLÁZAT: AZ ANYAG FIZIKAI-KÉMIAI TULAJDONSÁGAINAK VIZSGÁLATI MÓDSZEREI
|
Végpont |
Vizsgálati módszer |
E melléklet A. részének megfelelő, a vizsgálati módszer teljes leírását tartalmazó fejezete (a zárójelben szereplő számok azt jelzik, hogy a vizsgálati módszer teljes leírását törölték az A. részből; az üres cella azt jelzi, hogy e melléklet A. részében nincs megfelelő vizsgálati módszer) |
|
Olvadáspont/fagyáspont |
OECD Test Guideline 102: Melting Point/Melting Range (1995) |
A.1. |
|
Forráspont |
OECD Test Guideline 103: Boiling point (1995) |
A.2. |
|
Sűrűség |
OECD Test Guideline 109: Density of Liquids and Solids (2012) |
(A.3.) |
|
Gőznyomás |
OECD Test Guideline 104: Vapour Pressure (2006) |
(A.4.) |
|
Felületi feszültség |
OECD Test Guideline 115: Surface Tension of Aqueous Solutions (1995) |
A.5. |
|
Oldhatóság vízben |
OECD Test Guideline 105: Water Solubility (1995) |
A.6. |
|
Megoszlási hányados n-oktanol/víz: |
OECD Test Guideline 107: Partition Coefficient (n-octanol/water): Shake-Flask Method (1995) |
(A.8.) |
|
OECD Test Guideline 123: Partition Coefficient (1-Octanol/Water): Slow-Stirring Method (2022) |
A.23. |
|
|
OECD Test Guideline 117: Partition Coefficient (n-octanol/water): HPLC Method (2022) |
A.24. |
|
|
disszociációs állandó |
OECD Test Guideline 112: Dissociation Constants in Water. (1981) |
A.25. |
|
Viszkozitás |
OECD Test Guideline 114: Viscosity of Liquids (2012) |
|
|
Lobbanáspont |
Test methods according to table 2.6.3 of Annex I, Part 2 of Regulation (EC) No 1272/2008 |
|
|
Felső és alsó robbanási határértékek |
EN 1839:2017 – Determination of the explosion limits and the limiting oxygen concentration (LOC) for flammable gases and vapours |
|
|
Tűzveszélyesség |
Test methods according to section 2.2.4.1. of Annex I, Part 2 of Regulation (EC) No 1272/2008 |
|
|
Test L.2: sustained combustibility test, Part III, section 32 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
|
Test N.1: test method for readily combustible solids, Part III, sub-section 33.2.4 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
|
Test N.5: test method for substances which in contact with water emit flammable gases, Part III, sub-section 33.5.4 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
|
Öngyulladási hőmérséklet (szilárd anyagok) |
Test N.4: test method for self-heating substances, Part III, sub-section 33.4.6 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
EN 15188:2020 – Determination of the spontanous ignition behaviour of dust accumulations |
|
|
|
Öngyulladási hőmérséklet (folyadékok, gázok) |
ISO/IEC 80079-20-1:2017 – Explosive atmospheres – Part 20-1: Material characteristics for gas and vapour classification – Test methods and data |
|
|
Bomlási hőmérséklet |
Test Series H, part II, section 28, of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
Robbanási tulajdonságok |
Test methods according to Test series 1-3, Part I, sections 11-13 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
EU Test method A.14 Explosive Properties |
A.14. |
|
|
Oxidáló tulajdonságok |
Test method according to section 2.4.4. of Annex I, Part 2 of Regulation (EC) No 1272/2008 |
|
|
Test O.2: test for oxidizing liquids, Part III, sub-section 34.4.2 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
|
Test O.1: Test for oxidizing solids, Part III, sub-section 34.4.1 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
|
Test O.3 Gravimetric test for oxidizing solids, Part III, sub-section 34.4 3 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
|
Öngyulladásra való hajlam |
Test N.3: test method for pyrophoric liquids, Part III, sub-section 33.3.1.5 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
Test N.2: test method for pyrophoric solids, Part III, sub-section 33.3.1.4 of the UN RTDG Manual of Tests and Criteria |
|
|
|
Szemcseméret/részecskejellemzők |
EU test method A.22. Length Weighted Geometric Mean Diameter of Fibres |
A.22. |
|
ISO 13318 – Determination of Particle Size Distribution by Centrifugal Liquid Sedimentation Methods |
|
|
|
ISO 21501 – Determination of Particle Size Distribution – Single Particle Light Interaction Methods |
|
|
|
OECD Test Guideline 124: Determination of the Volume Specific Surface Area of Manufactured Nanomaterials (2022) |
|
|
|
OECD Test Guideline 125: Particle Size and Particle Size Distribution of Nanomaterials (2022) |
|
|
|
pH |
OECD Test Guideline 122: Determination of pH, Acidity and Alkalinity (2013) |
|
|
A polimerek tulajdonságai |
OECD Test Guideline 118: Determination of the Number-Average Molecular Weight and the Molecular Weight Distribution of Polymers using Gel Permeation Chromatography (1996) |
A.18. |
|
OECD Test Guideline 119: Determination of the Low Molecular Weight Content of a Polymer Using Gel Permeation Chromatography (1996) |
A.19. |
|
|
OECD Test Guideline 120: Solution/Extraction Behaviour of Polymers in Water (2000) |
(A.20.) |
2. TÁBLÁZAT: A TOXIKOLÓGIAI TULAJDONSÁGOKRA VONATKOZÓ VIZSGÁLATI MÓDSZEREK
|
Végpont |
Vizsgálati módszer |
E melléklet B. részének megfelelő, a vizsgálati módszer teljes leírását tartalmazó fejezete (a zárójelben szereplő számok azt jelzik, hogy egy, a vizsgálati módszer teljes leírását tartalmazó fejezetet töröltek a B. részből; az üres cella azt jelzi, hogy e melléklet B. részében nincs megfelelő EU vizsgálati módszer) |
|
Bőrkorrózió/bőrirritáció |
In vitro: |
|
|
OECD Test Guideline 430: In vitro Skin Corrosion: Transcutaneous Electrical Resistance Test Method (TER) (2015) |
B.40. |
|
|
OECD Test Guideline 431: In vitro Skin Corrosion: Reconstructed Human Epidermis (RhE) Test Method (2019) |
(B.40a.) |
|
|
OECD Test Guideline 435: In vitro Membrane Barrier Test Method for Skin Corrosion (2015) |
B.65. |
|
|
OECD Test Guideline 439: In vitro Skin Irritation: Reconstructed Human Epidermis Test Method (2021) |
(B.46.) |
|
|
In vivo: |
||
|
OECD Test Guideline 404: Acute Dermal Irritation/Corrosion (2015) |
B.4. |
|
|
Súlyos szemkárosodás/szemirritáció |
In vitro: |
|
|
OECD Test Guideline 437: Bovine Corneal Opacity and Permeability Test Method for Identifying i) Chemicals Inducing Serious Eye Damage and ii) Chemicals Not Requiring Classification for Eye Irritation or Serious Eye Damage (2020) |
(B.47.) |
|
|
OECD Test Guideline 438: Isolated Chicken Eye Test Method for Identifying i) Chemicals Inducing Serious Eye Damage and ii) Chemicals Not Requiring Classification for Eye Irritation or Serious Eye Damage (2018) |
(B.48.) |
|
|
OECD Test Guideline 460: Fluorescein Leakage Test Method for Identifying Ocular Corrosives and Severe Irritants (2017) |
(B.61.) |
|
|
OECD Test Guideline 491: Short Time Exposure In Vitro Test Method for Identifying i) Chemicals Inducing Serious Eye Damage and ii) Chemicals Not Requiring Classification for Eye Irritation or Serious Eye Damage (2020) |
(B.68.) |
|
|
OECD Test Guideline 492: Reconstructed Human Cornea-Like Epithelium (RhCE) Test Method for Identifying Chemicals Not Requiring Classification and Labelling for Eye Irritation or Serious Eye Damage (2019) |
(B.69.) |
|
|
OECD Test Guideline 492B: Reconstructed Human Cornea-like Epithelium (RHCE) Test Method for Eye Hazard Identification (2022) |
|
|
|
OECD Test Guideline 494: Vitrigel-Eye Irritancy Test Method for Identifying Chemicals Not Requiring Classification and Labelling for Eye Irritation or Serious Eye Damage (2021) |
|
|
|
OECD Test Guideline 496: In vitro Macromolecular Test Method for Identifying Chemicals Inducing Serious Eye Damage and Chemicals Not Requiring Classification for Eye Irritation or Serious Eye Damage (2019) |
|
|
|
OECD Test Guideline 467: Defined Approaches for Serious Eye Damage and Eye Irritation (2022) |
|
|
|
In vivo: |
||
|
OECD Test Guideline 405: Acute Eye Irritation/Corrosion (2021) |
(B.5.) |
|
|
Bőrszenzibilizáció |
In vitro: |
|
|
OECD Test Guideline 442C: In Chemico Skin Sensitisation: Direct Peptide Reactivity Assay (DPRA) (2022) |
(B.59.) |
|
|
OECD Test Guideline 442D: In Vitro Skin Sensitisation Assays Addressing the AOP Key Event on Keratinocyte Activation (2022) |
(B.60.) |
|
|
OECD Test Guideline 442E: In Vitro Skin Sensitisation: In Vitro Skin Sensitisation Assays Addressing the Key Event on Activation of Dendritic Cells on the Adverse Outcome Pathway for Skin Sensitisation (2022) |
(B.71.) |
|
|
OECD Test Guideline 497: Defined Approaches on Skin Sensitisation (2021) |
|
|
|
In vivo: |
||
|
OECD Test Guideline 429: Skin Sensitisation – Local Lymph Node Assay (2010) |
B.42. |
|
|
OECD Test Guideline 442A: Skin Sensitisation – Local Lymph Node Assay: DA (2010) |
B.50. |
|
|
OECD Test Guideline 442B: Skin Sensitisation – Local Lymph Node Assay: BrdU-ELISA or –FCM (2018) |
(B.51.) |
|
|
OECD Test Guideline 406: Skin Sensitisation Guinea Pig Maximisation Test and Buehler Test (2022) |
(B.6.) |
|
|
Mutagenitás |
In vitro: |
|
|
OECD Test Guideline 471: Bacterial Reverse Mutation Test (2020) |
(B.13./14.) |
|
|
OECD Test Guideline 476: In Vitro Mammalian Cell Gene Mutation Test Using the Hprt and xprt Genes (2016) |
(B.17.) |
|
|
OECD Test Guideline 490: In Vitro Mammalian Cell Gene Mutation Tests Using the Thymidine Kinase Gene (2016) |
B.67. |
|
|
OECD Test Guideline 473: In vitro Mammalian Chromosome Aberration Test (2016) |
B.10. |
|
|
OECD Test Guideline 487. In vitro Mammalian Cell Micronucleus Test (2016) |
B.49. |
|
|
In vivo: |
||
|
OECD Test Guideline 475: Mammalian Bone Marrow Chromosome Aberration Test (2016) |
B.11. |
|
|
OECD Test Guideline 474: Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test (2016) |
B.12. |
|
|
OECD Test Guideline 483: Mammalian Spermatogonial Chromosome Aberration Test (2016) |
B.23. |
|
|
OECD Test Guideline 488: Transgenic Rodent Somatic and Germ Cell Gene Mutation Assays (2022) |
(B.58.) |
|
|
OECD Test Guideline 489: In Vivo Mammalian Alkaline Comet Assay (2016) |
B.62. |
|
|
OECD Test Guideline 470: Mammalian Erythrocyte Pig-a Gene mutation Assay (2022) |
|
|
|
Akut toxicitás |
Oral: |
|
|
OECD Test Guideline 420: Acute Oral Toxicity: Fixed Dose Procedure (2002) |
B.1a. |
|
|
OECD Test Guideline 423: Acute Oral Toxicity: Acute Toxic Class Method (2002) |
B.1b. |
|
|
OECD Test Guideline 425: Acute Oral Toxicity: Up-and-Down Procedure (2022) |
|
|
|
Dermal: |
||
|
OECD Test Guideline 402: Acute Dermal Toxicity – Fixed Dose Procedure (2017) |
(B.3.) |
|
|
Inhalation: |
||
|
OECD Test Guideline 403: Acute Inhalation Toxicity (2009) |
B.2. |
|
|
OECD Test Guideline 436: Acute Inhalation Toxicity – Acute Toxic Class Method (2009) |
B.52. |
|
|
OECD Test Guideline 433: Acute Inhalation Toxicity: Fixed Concentration Procedure (2018) |
|
|
|
Ismételt adagolású toxicitás |
OECD Test Guideline 407: Repeated Dose 28-Day Oral Toxicity Study in Rodents (2008) |
B.7. |
|
OECD Test Guideline 412: Subacute Inhalation Toxicity: 28-Day Study (2018) |
(B.8.) |
|
|
OECD Test Guideline 410: Repeated Dose Dermal Toxicity: 21/28-Day Study (1981) |
B.9. |
|
|
OECD Test Guideline 422: Combined Repeated Dose Toxicity Study with the Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test (2016) |
B.64. |
|
|
OECD Test Guideline 408: Repeated Dose 90-Day Oral Toxicity Study in Rodents (2018) |
(B.26.) |
|
|
OECD Test Guideline 409: Repeated Dose 90-Day Oral Toxicity Study in Non-Rodents (1998) |
B.27. |
|
|
OECD Test Guideline 413: Subchronic Inhalation Toxicity: 90-Day Study (2018) |
(B.29.) |
|
|
OECD Test Guideline 411: Subchronic Dermal Toxicity: 90-Day Study (1981) |
B.28. |
|
|
OECD Test Guideline 452: Chronic Toxicity Studies (2018) |
(B.30.) |
|
|
OECD Test Guideline 453: Combined Chronic Toxicity/Carcinogenicity Studies (2018) |
(B.33.) |
|
|
Reprodukciós/fejlődési toxicitás |
OECD Test Guideline 443: Extended One-Generation Reproduction Toxicity Study (2018) |
(B.56.) |
|
OECD Test Guideline 421: Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test (2016) |
B.63. |
|
|
OECD Test Guideline 422: Combined Repeated Dose Toxicity Study with the Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test (2016) |
B.64. |
|
|
OECD Test Guideline 414: Prenatal Developmental Toxicity Study (2018) |
(B.31.) |
|
|
Toxikokinetika |
OECD Test Guideline 417: Toxicokinetics (2010) |
B.36. |
|
OECD Test Guideline 428: Skin Absorption: In Vitro Method (2004) |
B.45. |
|
|
OECD Test Guideline 427: Skin Absorption: In Vivo Method (2004) |
B.44. |
|
|
Rákkeltő hatás |
OECD Test Guideline 451: Carcinogenicity Studies (2018) |
(B.32.) |
|
OECD Test Guideline 453: Combined Chronic Toxicity/Carcinogenicity Studies (2018) |
(B.33.) |
|
|
EU test method B.21. In Vitro Mammalian Cell Transformation Test |
B.21. |
|
|
(Fejlődési) Neurotoxicitás |
OECD Test Guideline 424: Neurotoxicity Study in Rodents (1997) |
B.43. |
|
OECD Test Guideline 426: Developmental Neurotoxicity Study (2007) |
B.53. |
|
|
OECD Test Guideline 418: Delayed Neurotoxicity of Organophosphorus Substances Following Acute Exposure (1995) |
B.37. |
|
|
OECD Test Guideline 419: Delayed Neurotoxicity of Organophosphorus Substances: 28-day Repeated Dose Study (1995) |
B.38. |
|
|
Endokrin károsító tulajdonságok |
In vitro |
|
|
OECD Test Guideline 455: Performance-Based Test Guideline for Stably Transfected Transactivation In Vitro Assays to Detect Estrogen Receptor Agonists and Antagonistsals (2021) |
(B.66.) |
|
|
OECD Test Guideline 456: H295R Steroidogenesis Assay (2022) |
B.57. |
|
|
OECD Test Guideline 458: Stably Transfected Human Androgen Receptor Transcriptional Activation Assay for Detection of Androgenic Agonist and Antagonist Activity of Chemicals (2020) |
|
|
|
OECD Test Guideline 493: Performance-Based Test Guideline for Human Recombinant Estrogen Receptor (hrER) In Vitro Assays to Detect Chemicals with ER Binding Affinity (2015) |
B.70. |
|
|
In vivo |
||
|
OECD Test Guideline 440: Uterotrophic Bioassay in Rodents A short-term screening test for oestrogenic properties (2007) |
B.54. |
|
|
OECD Test Guideline 441: Hershberger Bioassay in Rats, A Short-term Screening Assay for (Anti)Androgenic Properties (2009) |
B.55. |
|
|
Fototoxicitás |
OECD Test Guideline 432: In Vitro 3T3 NRU Phototoxicity Test (2019) |
(B.41.) |
|
OECD Test Guideline 495: Ros (Reactive Oxygen Species) Assay for Photoreactivity (2019) |
|
|
|
OECD Test Guideline 498: In Vitro Phototoxicity Test Method Using the Reconstructed Human Epidermis (RhE) (2021) |
|
|
3. TÁBLÁZAT: AZ ÖKOTOXIKOLÓGIAI TULAJDONSÁGOKRA VONATKOZÓ VIZSGÁLATI MÓDSZEREK
|
Végpont |
Vizsgálati módszer |
E melléklet C. részének megfelelő, a vizsgálati módszer teljes leírását tartalmazó fejezete (a zárójelben szereplő számok azt jelzik, hogy egy, a vizsgálati módszer teljes leírását tartalmazó fejezetet töröltek a C. részből; az üres cella azt jelzi, hogy e melléklet C. részében nincs megfelelő EU vizsgálati módszer) |
|
Vízi toxicitás |
OECD Test Guideline 201: Freshwater Alga and Cyanobacteria, Growth Inhibition Test (2011) |
C.3. |
|
OECD Test Guideline 209: Activated Sludge, Respiration Inhibition Test (Carbon and Ammonium Oxidation) (2010) |
C.11. |
|
|
OECD Test Guideline 224: Determination of the Inhibition of the Activity of Anaerobic Bacteria (2007) |
C.34. |
|
|
OECD Test Guideline 244: Protozoan Activated Sludge Inhibition Test (2017) |
|
|
|
OECD Test Guideline 221: Lemna sp. Growth Inhibition Test (2006) |
C.26. |
|
|
OECD Test Guideline 202: Daphnia sp. Acute Immobilisation Test (2004) |
C.2. |
|
|
OECD Test Guideline 211: Daphnia magna Reproduction Test (2012) |
C.20. |
|
|
OECD Test Guideline 203: Fish, Acute Toxicity Test (2019) |
(C.1.) |
|
|
OECD Test Guideline 210: Fish, Early-life Stage Toxicity Test (2013) |
C.47. |
|
|
OECD Test Guideline 215: Fish, Juvenile Growth Test (2000) |
C.14. |
|
|
OECD Test Guideline 236: Fish Embryo Acute Toxicity (FET) Test (2013) |
C.49. |
|
|
OECD Test Guideline 249: Fish Cell Line Acute Toxicity – the RTgill-W1 Cell Line Assay (2021) |
|
|
|
OECD Test Guideline 242: Potamopyrgus antipodarum Reproduction Test (2016) |
|
|
|
OECD Test Guideline 243: Lymnaea stagnalis Reproduction Test (2016) |
|
|
|
Lebomlás |
OECD Test Guideline 111: Hydrolysis as a Function of pH (2004) |
C.7. |
|
OECD Test Guideline 301: Ready Biodegradability (1992) |
C.4. |
|
|
OECD Test Guideline 302A: Inherent Biodegradability: Modified SCAS Test (1981) |
C.12. |
|
|
OECD Test Guideline 302B: Inherent Biodegradability: Zahn-Wellens/EMPA Test (1992) |
(C.9.) |
|
|
OECD Test Guideline 302C: Inherent Biodegradability: Modified MITI Test (II) (2009) |
|
|
|
OECD Test Guideline 303: Simulation Test – Aerobic Sewage Treatment -- A: Activated Sludge Units; B: Biofilms (2001) |
C.10. |
|
|
OECD Test Guideline 304A: Inherent Biodegradability in Soil (1981) |
|
|
|
OECD Test Guideline 306: Biodegradability in Seawater (1992) |
C.42. |
|
|
OECD Test Guideline 307: Aerobic and Anaerobic Transformation in Soil (2002) |
C.23. |
|
|
OECD Test Guideline 308: Aerobic and Anaerobic Transformation in Aquatic Sediment Systems (2002) |
C.24. |
|
|
OECD Test Guideline 309: Aerobic Mineralisation in Surface Water – Simulation Biodegradation Test (2004) |
C.25. |
|
|
OECD Test Guideline 310: Ready Biodegradability – CO2 in sealed vessels (Headspace Test) (2014) |
C.29. |
|
|
OECD Test Guideline 311: Anaerobic Biodegradability of Organic Compounds in Digested Sludge: by Measurement of Gas Production (2006) |
C.43. |
|
|
OECD Test Guideline 314: Simulation Tests to Assess the Biodegradability of Chemicals Discharged in Wastewater (2008) |
|
|
|
OECD Test Guideline 316: Phototransformation of Chemicals in Water – Direct Photolysis (2008) |
|
|
|
EU test method C.5. Degradation – Biochemical Oxygen Demand |
C.5. |
|
|
EU test method C.6. Degradation – Chemical Oxygen Demand |
C.6. |
|
|
A növényvédő szer sorsa és viselkedése a környezetben |
OECD Test Guideline 305: Bioaccumulation in Fish: Aqueous and Dietary Exposure (2012) |
C.13. |
|
OECD Test Guideline 315: Bioaccumulation in Sediment-Dwelling Benthic Oligochaetes (2008) |
C.46. |
|
|
OECD Test Guideline 317: Bioaccumulation in Terrestrial Oligochaetes (2010) |
C.30. |
|
|
OECD Test Guideline 318: Dispersion Stability of Nanomaterials in Simulated Environmental MEDIA (2017) |
|
|
|
OECD Test Guideline 121: Estimation of the Adsorption Coefficient (Koc) on Soil and on Sewage Sludge using High Performance Liquid Chromatography (HPLC) (2001) |
C.19. |
|
|
OECD Test Guideline 106: Adsorption – Desorption Using a Batch Equilibrium Method (2000) |
C.18. |
|
|
OECD Test Guideline 312: Leaching in Soil Columns (2004) |
C.44. |
|
|
OECD Test Guideline 313: Estimation of Emissions from Preservative – Treated Wood to the Environment (2007) |
C.45. |
|
|
OECD Test Guideline 319A: Determination of In Vitro Intrinsic Clearance Using Cryopreserved Rainbow Trout Hepatocytes (RT-HEP) (2018) |
|
|
|
OECD Test Guideline 319B: Determination of In Vitro Intrinsic Clearance Using Rainbow Trout Liver S9 Sub-Cellular Fraction (RT-S9) (2018) |
|
|
|
OECD Test Guideline 320: Anaerobic Transformation of Chemicals in Liquid Manure (2022) |
|
|
|
Szárazföldi élőlényekre gyakorolt hatások |
OECD Test Guideline 216: Soil Microorganisms: Nitrogen Transformation Test (2000) |
C.21. |
|
OECD Test Guideline 217: Soil Microorganisms: Carbon Transformation Test (2000) |
C.22. |
|
|
OECD Test Guideline 207: Earthworm, Acute Toxicity Tests (1984) |
C.8. |
|
|
OECD Test Guideline 222: Earthworm Reproduction Test (Eisenia fetida/Eisenia andrei) (2016) |
(C.33.) |
|
|
OECD Test Guideline 220: Enchytraeid Reproduction Test (2016) |
(C.32.) |
|
|
OECD Test Guideline 226: Predatory Mite (Hypoaspis (Geolaelaps) aculeifer) Reproduction Test in Soil (2016) |
(C.36.) |
|
|
OECD Test Guideline 232: Collembolan Reproduction Test in Soil (2016) |
(C.39.) |
|
|
OECD Test Guideline 208: Terrestrial Plant Test: Seedling Emergence and Seedling Growth Test (2006) |
C.31. |
|
|
OECD Test Guideline 227: Terrestrial Plant Test: Vegetative Vigour Test (2006) |
|
|
|
Az üledéklakó szervezetekre gyakorolt hatások |
OECD Test Guideline 218: Sediment-Water Chironomid Toxicity Using Spiked Sediment (2004) |
C.27. |
|
OECD Test Guideline 219: Sediment-Water Chironomid Toxicity Using Spiked Water (2004) |
C.28. |
|
|
OECD Test Guideline 233: Sediment-Water Chironomid LIFE-Cycle Toxicity Test Using Spiked Water or Spiked Sediment (2010) |
C.40. |
|
|
OECD Test Guideline 235: Chironomus sp., Acute Immobilisation Test (2011) |
|
|
|
OECD Test Guideline 225: Sediment-Water Lumbriculus Toxicity Test Using Spiked Sediment (2007) |
C.35. |
|
|
OECD Test Guideline 238: Sediment-Free Myriophyllum Spicatum Toxicity Test (2014) |
C.50. |
|
|
OECD Test Guideline 239: Water-Sediment Myriophyllum Spicatum Toxicity Test (2014) |
C.51. |
|
|
A madarakra gyakorolt hatás |
OECD Test Guideline 205: Avian Dietary Toxicity Test (1984) |
|
|
OECD Test Guideline 206: Avian Reproduction Test (1984) |
|
|
|
OECD Test Guideline 223: Avian Acute Oral Toxicity Test (2016) |
|
|
|
A rovarokra gyakorolt hatások |
OECD Test Guideline 213: Honeybees, Acute Oral Toxicity Test (1998) |
C.16. |
|
OECD Test Guideline 214: Honeybees, Acute Contact Toxicity Test (1998) |
C.17. |
|
|
OECD Test Guideline 237: Honey Bee (Apis Mellifera) Larval Toxicity Test, Single Exposure (2013) |
|
|
|
OECD Test Guideline 245: Honey Bee (Apis Mellifera L.), Chronic Oral Toxicity Test (10-Day Feeding) (2017) |
|
|
|
OECD Test Guideline 246: Bumblebee, Acute Contact Toxicity Test (2017) |
|
|
|
OECD Test Guideline 247: Bumblebee, Acute Oral Toxicity Test (2017) |
|
|
|
OECD Test Guideline 228: Determination of Developmental Toxicity to Dipteran Dung Flies (Scathophaga stercoraria L. (Scathophagidae), Musca autumnalis De Geer (Muscidae)) (2016) |
|
|
|
Endokrin károsító tulajdonságok |
OECD Test Guideline 230: 21-Day Fish Assay (2009) |
C.37. |
|
OECD Test Guideline 229: Fish Short Term Reproduction Assay (2012) |
C.48. |
|
|
OECD Test Guideline 231: Amphibian Metamorphosis Assay (2009) |
C.38. |
|
|
OECD Test Guideline 234: Fish Sexual Development Test (2011) |
C.41. |
|
|
OECD Test Guideline 240: Medaka Extended OneGeneration Reproduction Test (MEOGRT) (2015) |
C.52. |
|
|
OECD Test Guideline 241: The Larval Amphibian Growth and Development Assay (LAGDA) (2015) |
C.53.” |
|
|
OECD Test Guideline 248: Xenopus Eleutheroembryonic Thyroid Assay (XETA) (2019) |
|
|
|
OECD Test Guideline 250: EASZY assay – Detection of Endocrine Active Substances, Acting Through Estrogen Receptors, Using Transgenic tg(cyp19a1b:GFP) Zebrafish embrYos (2021) |
|
|
|
OECD Test Guideline 251: Rapid Androgen Disruption Activity Reporter (RADAR) Assay (2022) |
|
A. RÉSZ: A FIZIKAI-KÉMIAI TULAJDONSÁGOK MEGHATÁROZÁSÁNAK MÓDSZEREI
|
TARTALOMJEGYZÉK |
|
|
A.1. |
OLVADÁSPONT/FAGYÁSPONT |
|
A.2. |
FORRÁSPONT |
|
A.3. |
RELATÍV SŰRŰSÉG |
|
A.4. |
GŐZNYOMÁS |
|
A.5. |
FELÜLETI FESZÜLTSÉG |
|
A.6. |
OLDHATÓSÁG VÍZBEN |
|
A.8. |
MEGOSZLÁSI HÁNYADOS |
|
A.9. |
LOBBANÁSPONT |
|
A.10. |
TŰZVESZÉLYESSÉG (SZILÁRD ANYAGOK) |
|
A.11. |
TŰZVESZÉLYESSÉG (GÁZOK) |
|
A.12. |
TŰZVESZÉLYESSÉG (ÉRINTKEZÉS VÍZZEL) |
|
A.13. |
SZILÁRD ANYAGOK ÉS FOLYADÉKOK ÖNGYULLADÁSI KÉPESSÉGE |
|
A.14. |
ROBBANÁSI TULAJDONSÁGOK |
|
A.15. |
ÖNGYULLADÁSI HŐMÉRSÉKLET (FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK) |
|
A.16. |
SZILÁRD ANYAGOK RELATÍV ÖNGYULLADÁSI HŐMÉRSÉKLETE |
|
A.17. |
OXIDÁLÓ TULAJDONSÁGOK (SZILÁRD ANYAGOK) |
|
A.18. |
A POLIMEREK SZÁMÁTLAG SZERINTI MOLEKULATÖMEGE ÉS MOLEKULATÖMEG-ELOSZLÁSA |
|
A.19. |
POLIMEREK KIS MOLEKULATÖMEG-TARTALMA |
|
A.20. |
POLIMEREK OLDÓDÁS/EXTRAKCIÓ VISELKEDÉSE VÍZBEN |
|
A.21. |
OXIDÁLÓ TULAJDONSÁGOK (FOLYADÉKOK) |
|
A.22. |
ROSTOK HOSSZAL SÚLYOZOTT ÁTLAGOS GEOMETRIAI ÁTMÉRŐJE |
|
A.23. |
MEGOSZLÁSI HÁNYADOS (1-OKTANOL/VÍZ): LASSÚ KEVERÉSES MÓDSZER |
|
A.24. |
MEGOSZLÁSI HÁNYADOS (N-OKTANOL/VÍZ), NAGY TELJESÍTMÉNYŰ FOLYADÉKKROMATOGRÁFIÁS (HPLC) MÓDSZER |
|
A.25. |
DISSZOCIÁCIÓS ÁLLANDÓK A VÍZBEN (TITRÁLÁSI MÓDSZER – SPEKTROFOTOMETRIÁS MÓDSZER – KONDUKTOMETRIÁS MÓDSZER) |
A.1. OLVADÁSPONT/FAGYÁSPONT
1. MÓDSZER
A leírt módszerek többsége az 1. OECD vizsgálati irányelven alapul. Az alapelveket a (2) és (3) szakirodalom ismerteti.
1.1. BEVEZETÉS
Az anyagok olvadáspontjának meghatározásához a leírt módszereket és eszközöket kell alkalmazni az anyagok tisztasági fokára vonatkozó mindenfajta korlátozás nélkül.
A módszer kiválasztása a vizsgálni kívánt anyag természetétől függ. Ennek következtében a korlátozó tényező attól függ, hogy könnyen, nehezen vagy egyáltalán nem porítható az anyag.
Néhány anyag esetében a fagyáspont vagy dermedési pont meghatározása a megfelelőbb, és az ezek meghatározására vonatkozó szabványok is szerepelnek ebben a módszerben.
Ahol az anyag különleges tulajdonságai miatt a fenti paraméterek közül egyik sem mérhető nehézség nélkül, a dermedéspont lehet megfelelő.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
Az olvadáspont az a hőmérséklet, amelynél légköri nyomáson létrejön a fázisátmenet a szilárd halmazállapotból folyékony halmazállapotba, és ez a hőmérséklet ideális esetben megegyezik a fagyásponttal.
Mivel sok anyag fázisátmenete bizonyos hőmérséklet-tartományban jön létre, ezért ezt gyakran olvadási tartományként írják le.
Mértékegységek átszámítása (K-ről oC-ra)
t = T – 273,15
|
t |
: |
Celsius-skála szerinti hőmérséklet, Celsius-fok ( oC) |
|
T |
: |
termodinamikai hőmérséklet, Kelvin (K) |
1.3. REFERENCIAANYAGOK
Nem kell minden új anyag vizsgálatakor referenciaanyagot használni. Ezeknek elsősorban arra kell szolgálniuk, hogy időnként ellenőrizzék a módszer megfelelőségét, és lehetővé tegyék az összehasonlítást más módszerekkel kapott eredményekkel.
Néhány kalibrációs anyagot a (4) szakirodalom sorol fel.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
Meghatározza a szilárd halmazállapotból folyékony halmazállapotba vagy folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba történő fázisátmenet hőmérsékletét (hőmérséklettartományát). A gyakorlatban a vizsgált anyag mintájának légköri nyomáson végrehajtott melegítése/hűtése során az olvadás/fagyás kezdetének és az olvadás/fagyás befejezésének hőmérsékletét határozzák meg. A leírás öt módszert ismertet, nevezetesen a kapilláris módszert, a fűtőasztalos módszereket, a fagyáspont-meghatározásokat, a termikus analízis módszerét és a dermedéspont meghatározását (ahogyan ezt az ásványolajokhoz kifejlesztették).
Bizonyos esetekben megfelelő lehet a fagyáspont mérése az olvadáspont mérése helyett.
1.4.1. Kapilláris módszer
1.4.1.1. Olvadáspontmérő készülékek folyadékfürdővel
Kis mennyiségű, finomra őrölt anyagot helyeznek el egy kapilláris csőben, és szorosan tömörítik. Ezután felmelegítik a csövet egy hőmérővel együtt, és a hőmérséklet-emelkedést 1 K/perc körüli értéknél kisebbre állítják be a tényleges olvasztás során. Meghatározzák az olvadás kezdő és végső hőmérsékletét.
1.4.1.2. Olvadáspontmérő készülékek fémblokkos eszközzel
Megegyezik az 1.4.1.1. pontban ismertetett eljárással, azzal a kivétellel, hogy melegített fémblokkban helyezik el a kapilláris csövet és a hőmérőt, és ezek a blokkban kialakított nyílásokon keresztül figyelhetők.
1.4.1.3. Fotocellás meghatározás
A kapilláris csőben elhelyezett mintát automatikusan melegítik egy fémhengerben. Fénysugarat irányítanak az anyagon keresztül a hengerben kialakított nyílás segítségével egy pontosan kalibrált fotocellához. A legtöbb anyag optikai tulajdonságai opálosról átlátszóra változnak a hevítés során. A fotocellát elérő fény intenzitása megnövekszik, és stop jelet küld a digitális jelzőkészüléknek, amely a fűtőkamrában elhelyezett platina ellenállás-hőmérő hőmérsékletét jelzi. Ez a módszer nem alkalmas néhány, erősen színezett anyaghoz.
1.4.2. Fűtőasztalok
1.4.2.1. Kofler-féle fűtőasztal
A Kofler-féle fűtőasztal két, különböző hővezető képességű, elektromosan melegített fémből áll, ahol a fűtőasztalt úgy tervezték, hogy a hosszúsága mentén a hőmérséklet-gradiens majdnem lineáris legyen. A fűtőasztal hőmérséklete 283-tól 573 K-ig változhat. A fűtőasztalt egy, a fűtőasztalhoz tervezett skálával és mutatót tartalmazó különleges hőmérsékletjelző készülékkel látták el. Az olvadáspont meghatározására az anyagot vékony rétegben közvetlenül a fűtőasztal felületére helyezik. Néhány másodpercen belül éles elválasztó vonal alakul ki a folyékony és szilárd fázis között. Ekkor a mutatót a vonal hátralévő részéhez állítva leolvassák az elválasztó vonalnál kapott hőmérsékletet.
1.4.2.2. Olvadásvizsgáló mikroszkóp
Többféle, mikroszkóppal végrehajtott fűtőasztal-vizsgálat alkalmas a kis mennyiségű anyag olvadáspontjának meghatározására. A fűtőasztalok többségében a hőmérsékletet érzékeny termoelemmel mérik, de esetenként higanyhőmérőt használnak. Egy jellegzetes mikroszkópos, fűtőasztalos olvadáspontvizsgáló-készülék olyan, fémlemezt tartalmazó hevítőkamrával rendelkezik, amelyre a mintát egy tárgylemezen helyezik el. A fémlemez közepén lévő nyílás lehetővé teszi, hogy bejusson a fény a mikroszkóp megvilágító tükréről. Használat közben üveglappal fedik le a kamrát annak érdekében, hogy a vizsgált területről kizárják a levegőt.
A minta hevítését reosztát szabályozza. Optikailag anizotróp anyagokon történő nagyon pontos mérések végrehajtásához polarizált fény használható.
1.4.2.3. Meniszkusz-módszer
Ezt a módszert kifejezetten poliamidokhoz használják.
Vizuálisan meghatározzák azt a hőmérsékletet, amelynél egy fűtőasztal és egy, a poliamid próbadarab által tartott üvegfedél közé zárt szilikonolaj meniszkusza elmozdul.
1.4.3. Fagyáspont meghatározásának módszere
A mintát speciális kémcsőbe helyezik a fagyáspont meghatározására szolgáló készülékbe. A mintát óvatosan és folyamatosan keverik a hűtés során, és megfelelő időközönként megmérik a hőmérsékletét. Amikor a hőmérséklet néhány leolvasás során állandó marad, ezt a hőmérsékletet jegyzik fel (a hőmérő hibájának figyelembevételével) fagyáspontként.
A túlhűtést a szilárd és a folyékony fázisok közötti egyensúly fenntartásával kell elkerülni.
1.4.4. Termikus analízis
1.4.4.1. Differenciál-termoanalízis (DTA)
Ez a módszer az anyag és egy referenciaanyag közötti hőmérséklet-különbséget a hőmérséklet függvényében regisztrálja, miközben az anyagot és a referenciaanyagot ugyanazzal az irányított hőmérsékletprogrammal vizsgálják. Amikor a minta entalpiaváltozással járó fázisátalakuláson megy keresztül, ezt a változást a hőáramlási görbe alapvonalától való endoterm (olvadás) vagy exoterm (fagyás) eltérés jelzi.
1.4.4.2. Differenciál scanning kalorimetria (DSC)
Ez a módszer egy anyagba és a referenciaanyagba történő energiabevitelek közötti különbséget a hőmérséklet függvényében regisztrálja, miközben az anyagot és a referenciaanyagot ugyanolyan irányított hőmérsékletprogrammal vizsgálják. Ez az energia az anyag és a referenciaanyag közötti nulla hőmérséklet-különbség létrehozásához szükséges energia. Amikor a minta entalpiaváltozással járó fázisátalakuláson megy keresztül, ezt a változást a hőáramlási görbe alapvonalától való endoterm (olvadás) vagy exoterm (fagyás) eltérés jelzi.
1.4.5. Dermedéspont
Ezt a módszert ásványolajoknál történő használatra fejlesztették ki, és minden alacsony olvadáspontú, olajtartalmú anyaghoz használható.
Előzetes melegítés után a mintát meghatározott ütemben hűtik, és 3 K hőfokintervallumonként megvizsgálják a folyási jellemzőit. Dermedéspontként azt a legalacsonyabb hőmérsékletet jegyzik fel, amelynél még megfigyelhető az anyag mozgása.
1.5. MINŐSÉGI KÖVETELMÉNYEK
A következő táblázat sorolja fel az olvadáspont/olvadási tartomány meghatározásához használt különböző módszerek alkalmazhatóságát és pontosságát:
TÁBLÁZAT: A MÓDSZEREK ALKALMAZHATÓSÁGA
A. Kapilláris módszerek
|
Mérési módszer |
Azok az anyagok, amelyek poríthatók |
Azok az anyagok, amelyek nem poríthatók könnyen |
Hőmérséklet-tartomány |
Becsült pontosság (1) |
Meglévő szabvány |
|
Olvadáspontmérő készülékek folyadékfürdővel |
Igen |
Csak néhányhoz |
273-tól 573 K-ig |
± 0,3 K |
J1S K 0064 |
|
Olvadáspontmérő készülékek fémblokkal |
Igen |
Csak néhányhoz |
293-tól > 573 K-ig |
± 0,5 K |
ISO 1218 (E) |
|
Fotocellás meghatározás |
Igen |
Többféle Készülékkel, eszközzel |
253-tól 573 K-ig |
± 0,5 K |
|
|
(1)
A készülék típusától és az anyag tisztaságának fokától függ. |
|||||
B. Fűtőasztalok és fagyasztási módszerek
|
Mérési módszer |
Azok az anyagok, amelyek poríthatók |
Azok az anyagok, amelyek nem poríthatók könnyen |
Hőmérséklet-tartomány |
Becsült pontosság (1) |
Meglévő szabvány |
|
Kofler-féle fűtőasztal rúd |
Igen |
Nem |
283-tól > 573 K-ig |
± 1,0 K |
ANSI/ASTMD 3451-76 |
|
Olvadást vizsgáló mikroszkóp |
Igen |
Csak néhányhoz |
273-tól > 573 K-ig |
± 0,5 K |
DIN 53736 |
|
Meniszkusz-módszer |
Nem |
Különösen poliamidokhoz |
293-tól > 573 K-ig |
± 0,5 K |
ISO 1218(E) |
|
Fagyáspont meghatározási módszer |
Igen |
Igen |
223-tól 573 K-ig |
± 0,5 K |
pl. BS 4695 |
|
(1)
A készülék típusától és az anyag tisztaságának fokától függ. |
|||||
C. Termoanalízis
|
Mérési módszer |
Azok az anyagok, amelyek poríthatók |
Azok az anyagok, amelyek nem poríthatók könnyen |
Hőmérséklet-tartomány |
Becsült pontosság (1) |
Meglévő szabvány |
|
Differenciál-termoanalízis |
Igen |
Igen |
173-tól 1 273 K-ig |
600 K-ig ± 0,5 K, 1 273 K-ig ± 2,0 K |
ASTM E 537- 76 |
|
Differenciál scanning kalorimetria |
Igen |
Igen |
173-tól 1 273 K-ig |
600 K-ig ± 0,5 K, 1 273 K-ig ± 2,0 K |
ASTM E 537-76 |
|
(1)
A készülék típusától és az anyag tisztaságának fokától függ. |
|||||
D. Dermedéspont
|
Mérési módszer |
Azok az anyagok, amelyek poríthatok |
Azok az anyagok, amelyek nem poríthatók könnyen |
Hőmérséklet-tartomány |
Becsült pontosság (1) |
Meglévő szabvány |
|
Dermedéspont |
Ásványolajokhoz és olajtartalmú anyagokhoz |
Ásványolajokhoz és olajtartalmú anyagokhoz |
223-tól 323K-ig |
± 3,0 K |
ASTM D 97-66 |
|
(1)
A készülék típusától és az anyag tisztaságának fokától függ. |
|||||
1.6. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA
A nemzetközi és nemzeti szabványok csaknem minden vizsgálati módszert leírnak (lásd az 1. függeléket).
1.6.1. Módszerek kapilláris csővel
Lassú hőmérséklet-növelés esetén a finom porrá őrölt anyagok rendszerint az 1. ábrán látható olvadási szakaszokat mutatják.
1. ábra
Az olvadáspont meghatározása során az olvadás kezdeti és véghőmérsékletét jegyzik fel.
1.6.1.1. Olvadáspontmérő folyadékfürdő készülék
A 2. ábra egy szabványosított, üvegből készített olvadáspontmérő készüléktípust (JIS K 0064) mutat; minden méret milliméterben van megadva.
2. ábra
Fürdőfolyadék:
Megfelelő folyadékot kell választani. A folyadék kiválasztása a meghatározni kívánt olvadásponttól függ, például 473 K-nél nem magasabb olvadáspontokhoz folyékony paraffin, 573 K-nél nem magasabb olvadáspontokhoz szilikonolaj alkalmas.
523 K feletti olvadáspontokhoz három tömegrész kénsavból és két tömegrész káliumszulfátból álló keverék használható. Ennek használata esetén megfelelő óvintézkedéseket kell tenni.
Hőmérő:
Csak azok a hőmérők használhatók, amelyek megfelelnek az alábbi, vagy ezzel egyenértékű szabványok követelményeinek:
ASTM E 1-71, DIN 12770, JIS K 8001.
Eljárás:
A száraz anyagot dörzscsészében finom porrá őrlik, és behelyezik az egyik végén leforrasztott kapilláris csőbe úgy, hogy a töltési szint körülbelül 3 mm legyen szoros összetömörítés után. Az egységes tömörített minta eléréséhez a kapilláris csövet függőlegesen, üvegcsövön keresztül óraüvegre kell ejteni körülbelül 700 mm magasságból.
A megtöltött kapilláris csövet úgy kell a fürdőbe helyezni, hogy a hőmérő higanygömbjének középső része azon a helyen érintkezzen a kapilláris csővel, ahol az anyag található. A kapilláris csövet általában az olvadási hőmérsékletnél 10 K-nel alacsonyabb hőmérséklet mellett helyezik a készülékbe.
A folyadékfürdőt úgy melegítik, hogy a hőmérséklet-növekedés mértéke körülbelül 3 K/perc legyen. A folyadékot keverni kell. Körülbelül 10 K-nel a várt olvadáspont előtt a hőmérsékletnövekedési ütemet maximum 1 K/perc értékre kell módosítani.
Számítás:
Az olvadáspont számítása a következőképpen történik:
T = TD + 0,00016 (TD – TE) n
Ahol:
|
T |
= |
korrigált olvadáspont K-ben |
|
TD |
= |
a D hőmérő által mutatott hőmérsékletérték K-ben |
|
TE |
= |
az E hőmérő által mutatott hőmérsékletérték K-ben |
|
N |
= |
a D hőmérőn a folyadékfürdőből kiemelkedő részen a higanyoszlop fokbeosztásainak száma |
1.6.1.2. Olvadáspontmérő készülékek fémblokkal
Készülék:
A következőkből áll:
Lásd az 1.6.1.1. pontban említett szabványokat. Hasonló pontosságú termoelektromos mérőkészülékek is alkalmazhatók.
3. ábra
1.6.1.3. Fotocellás meghatározás
Készülék és eljárás:
A készülék egy automatikus hűtőrendszerrel ellátott fémkamrából áll. Három kapilláris csövet töltenek meg az 1.6.1.1. pontnak megfelelően, és helyeznek a kemencébe.
Különböző lineáris hőmérséklet-növelési lehetőségek állnak rendelkezésre a készülék kalibrálásához, az alkalmas hőmérséklet-növekedés beállítása elektromosan történik egy előre kiválasztott konstans és lineáris értékre. Regisztráló készülékek mutatják a kemence tényleges hőmérsékletét és a kapilláris csövekben lévő anyag hőmérsékletét.
1.6.2. Fűtőasztalok
1.6.2.1. Kofler-féle fűtőasztal
Lásd a függeléket.
1.6.2.2. Olvadásvizsgáló mikroszkóp
Lásd a függeléket.
1.6.2.3. Meniszkusz-módszer (poliamidok)
Lásd a függeléket.
Az olvadásponton a hevítés sebességének 1 K/perc értéknél kisebbnek kell lennie.
1.6.3. A fagyáspont meghatározásának módszerei
Lásd a függeléket.
1.6.4. Termikus analízis
1.6.4.1. Differenciál-termoanalízis
Lásd a függeléket.
1.6.4.2. Differenciál scanning kalorimetria
Lásd a függeléket.
1.6.5. Dermedéspont meghatározása
Lásd a függeléket.
2. ADATOK
Néhány esetben a hőmérő helyesbítése szükséges.
3. VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek, amennyiben lehetséges, a következő információkat kell tartalmaznia:
Legalább két, a becsült pontossági tartományban lévő mért érték (lásd a táblázatokat) középértékét adják meg olvadáspontként.
Amennyiben az olvadás kezdetén és végső szakaszában mért hőmérséklet közötti különbség a módszer pontossági határai között van, az olvadás végső szakaszában mért hőmérsékletet kell olvadáspontnak tekinteni; egyébként meg kell adni mind a két hőmérsékletet.
Amennyiben az anyag elbomlik vagy szublimál az olvadáspont elérése előtt, meg kell adni azt a hőmérsékletet, amelynél ez a hatás megfigyelhető.
A vizsgálati jelentésben közölni kell minden, az eredmények értelmezése szempontjából lényeges információt és megjegyzést, különösen azokat, amelyek az anyag szennyeződéseivel és fizikai állapotával kapcsolatosak.
4. SZAKIRODALOM
(1) OECD, Párizs, 1981, 102. vizsgálati irányelv, a Tanács határozata, C(81) 30 végleges.
(2) IUPAC, B. Le Neindre, B. Vodar, eds. Experimental thermodynamics, Butterworths, London, 1975, vol. II., 803–834.
(3) R. Weissberger ed.: Technique of Organic Chemistry, Physical Methods of Organic Chemistry, 3rd ed., Interscience Publ., New York, 1959, vol. I, part I, chapter VII.
(4) IUPAC, Physicochemical measurements: Catalogue of reference materials from national laboratories, Pure and applied chemistry, 1976, vol. 48, 505–515.
Függelék
További technikai információt például a következő szabványok nyújthatnak.
1. Kapilláris módszerek
1.1. Olvadáspontmérő készülékek folyadékfürdővel
|
ASTM E 324-69 |
Standard test method for relatíve initial and final melting points and the melting range of organic chemicals |
|
BS 4634 |
Method for the determination of melting point and/or melting range |
|
DIN 53181 |
Bestimmung des Schmelzintervalles von Harzen nach Kapilarverfarehn |
|
JIS K 00-64 |
Testing methods for melting point of chemical products |
1.2. Olvadáspontmérő készülékek fémblokkal
|
DIN 53736 |
Visuelle Bestimmung der Schmelztemperatur von teilkristallinen Kunststoffen |
|
ISO 1218 (E) |
Plastics – polyamides – determination of „melting point” |
2. Fűtőasztal
2.1. Kofler-féle fűtőasztal
|
ANSI/ASTM D 3451-76 |
Standard recommended practices for testing polymeric powder coatings |
2.2. Olvadáspont-vizsgáló mikroszkóp
|
DIN 53736 |
Visuelle Bestimmung der Schmelztemperatur von teilkristallinen Kunststoffen |
2.3. Meniszkusz-módszer (poliamidok)
|
ISO 1218 (E) |
Plastics – polyamides – determination of „melting point” |
|
ANSI/ASTM D 2133-66 |
Standard specification for acetal resin injection moulding and extrusion materials |
|
NF T 51-050 |
Résines de polyamides. Détermination du „point de fusion”. Méthode du ménisque |
3. Módszerek a fagyáspont meghatározására
|
BS 4633 |
Method for the determination of crystallizing point |
|
BS 4695 |
Method for Determination of Melting Point of petroleum wax (Cooling Curve) |
|
DIN 51421 |
Bestimmung des Gefrierpunktes von Flugkraftstoffen, Ottokraftstoffen und Motorenbenzolen |
|
ISO 2207 |
Cires de pétrole: détermination de la température de figeage |
|
DIN 53175 |
Bestimmung des Erstarrungspunktes von Fettsäuren |
|
NF T 60-114 |
Point de fusion des paraffines |
|
NF T 20-051 |
Méthode de détermination du point de cristallisation (point de congélation) |
|
ISO 1392 |
Method for the determination of the freezing point |
4. Termikus analízis
4.1. Differenciál termoanalízis
|
ASTM E 537-76 |
Standard method for assessing the thermal stability of chemicals by methods of differential thermal analysis |
|
ASTM E 473-85 |
Standard definitions of terms relating to thermal analysis |
|
ASTM E 472-86 |
Standard practice for reporting thermoanalytical data |
|
DIN 51005 |
Thermische Analyse, Begriffe |
4.2. Differenciál scanning kalorimetria
|
ASTM E 537-76 |
Standard method for assessing the thermal stability of chemicals by methods of differential thermal analysis |
|
ASTM E 473-85 |
Standard definitions of terms relating to thermal analysis |
|
ASTM E 472-86 |
Standard practice for reporting thermoanalytical data |
|
DIN 51005 |
Thermische Analyse, Begriffe |
5. Dermedéspont meghatározása
|
NBN 52014 |
Echantillonnage et analyse des produits du pétrole: Point de trouble et point d'écoulement limite – Monsterneming en ontleding van aardolieproducten: Troebelingspunt en vloeipunt |
|
ASTM D 97-66 |
Standard test method for pour point of petroleum oils |
|
ISO 3016 |
Petroleum oils – Determination of pour point |
A.2. FORRÁSPONT
1. MÓDSZER
A leírt módszerek többsége az OECD vizsgálati irányelveken (1) alapul. Az alapelveket a (2) és (3) szakirodalom ismerteti.
1.1. BEVEZETÉS
Az itt leírt módszerek és eszközök folyadékokhoz és alacsony olvadáspontú anyagokhoz alkalmazhatók, feltéve hogy azok a forráspont alatt nem mennek keresztül kémiai reakción (például autooxidáció, átrendeződés, bomlás stb.). A módszerek tiszta és szennyezett folyékony anyagokhoz alkalmazhatók.
A hangsúly a fotocellás meghatározást és a termikus analízist használó módszereken van, mivel ezek a módszerek lehetővé teszik az olvadás-, valamint a forráspontok meghatározását. Ezenkívül a mérések automatikusan hajthatók végre.
A „dinamikus módszernek” megvan az az előnye, hogy a gőznyomás meghatározásához is alkalmazható, és nincs szükség a forráspontnak a normál nyomásra (105,325 kPa) történő átszámítására, mivel a normál nyomás a mérés során manosztát segítségével beállítható.
Megjegyzések:
A szennyeződéseknek a forráspont meghatározására gyakorolt hatása nagymértékben függ a szennyezés természetétől. Amennyiben olyan illékony szennyezések vannak a mintában, amelyek befolyásolhatják az eredményt, az anyag még tisztítható lehet.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
A normál forráspont az a hőmérséklet, amelynél valamely folyadék gőznyomása 101,325 kPa.
Amennyiben a forráspontot nem normál légköri nyomáson mérik, a gőznyomásnak a hőmérséklettől való függése a Clausius–Clapeyron egyenlet segítségével írható le:
ahol:
|
p |
= |
az anyag gőznyomása Pascalban |
|
Hv |
= |
az anyag párolgási hője mol–1 mértékegységben |
|
R |
= |
általános moláris gázállandó = 8,314 J mol–1 K–1 |
|
T |
= |
termodinamikus hőmérséklet K-ben |
A forráspontot a mérés során észlelhető környezeti nyomás figyelembevételével adják meg.
Átszámítások
Nyomás (mértékegysége: kPa)
|
100 kPa |
= |
1 bar = 0,1 MPa (a „bar” még mindig megengedhető, de nem ajánlott) |
|
133 Pa |
= |
1 Hgmm = 1 Torr (a „Hgmm” és „Torr” mértékegységek nem megengedettek) |
|
1 atm |
= |
normál atmoszféra = 101 325 Pa (az „atm” mértékegység nem megengedett) |
Hőmérséklet (mértékegység: K)
t = T – 273,15
|
t |
: |
Celsius hőmérséklet, Celsius-fok ( oC) |
|
T |
: |
termodinamikus hőmérséklet, Kelvin (K) |
1.3. REFERENCIAANYAGOK
Nem kell minden új anyag vizsgálatakor referenciaanyagot használni. Ezeknek elsősorban arra kell szolgálniuk, hogy időnként ellenőrizzék a módszer megfelelőségét, és lehetővé tegyék az összehasonlítást más módszerekkel kapott eredményekkel.
Néhány kalibrációs anyag a függelékben felsorolt módszerek leírásában található.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
A forráspont (forrásponttartomány) meghatározására szolgáló öt módszer a forráspont mérésén, míg két további módszer termikus analízisen alapul.
1.4.1. Meghatározás ebulliométer segítségével
Az ebulliométereket eredetileg a forráspont-növekedés alapján történő molekulasúlymeghatározáshoz fejlesztették ki, de pontos forráspontmérésekhez is alkalmasak. Az ASTM D 1120-72-es szabvány egy nagyon egyszerű készüléket ismertet (lásd a függeléket). A folyadékot ebben a készülékben egyensúlyi körülmények között, légköri nyomáson forrásig hevítik.
1.4.2. Dinamikus módszer
E módszerrel a gőz újrakondenzálódási hőmérsékletét mérik forráskor, megfelelő hőmérővel a refluxban. A módszerben a nyomás változtatható.
1.4.3. Desztillációs módszer forráspont meghatározására
Ez a módszer a folyadék desztillálását, a gőz kondenzációs hőmérsékletének mérését és a desztillátum mennyiségének meghatározását foglalja magában.
1.4.4. Siwoloboff-módszer
A mintát folyadékfürdőbe merített mintacsőben melegítik. A mintacsőbe bemerítenek egy, az alsó részében levegőbuborékot tartalmazó, az alján összeolvasztott hajszálcsövet.
1.4.5. Fotocellás meghatározás
A Siwoloboff-alapelvet követve automatikus fotoelektromos mérést hajtanak végre felszálló buborékok segítségével.
1.4.6. Differenciál-termoanalízis
Ez a módszer az anyag és egy referenciaanyag közötti hőmérséklet-különbséget a hőmérséklet függvényében regisztrálja, miközben az anyagot és a referenciaanyagot ugyanazzal az irányított hőmérsékletprogrammal vizsgálják. Amikor a minta entalpiaváltozással járó fázisátalakuláson megy át, ezt a változást a regisztrált hőmérsékleti görbe alapvonalától való endoterm eltérés (forrás) jelzi.
1.4.7. Differenciál scanning kalorimetria
Ez a módszer az anyagba és a referenciaanyagba történő energiabevitelek közötti különbséget regisztrálja a hőmérséklet függvényében, miközben az anyagot és a referenciaanyagot ugyanazzal az irányított hőmérsékletprogrammal vizsgálják. Ez az energia az anyag és a referenciaanyag közötti nulla hőmérséklet-különbség létrehozásához szükséges energia. Amikor a minta entalpiaváltozással járó fázisátalakuláson megy át, ezt a változást a hőáramlási görbe alapvonalától való endoterm eltérés (forrás) jelzi.
1.5. MINŐSÉGI KÖVETELMÉNYEK
Az 1. táblázat sorolja fel a forráspont/forrástartomány meghatározásához használt különböző módszerek alkalmazhatóságát és pontosságát.
1. táblázat
A módszerek összehasonlítása
|
Mérési módszer |
Becsült pontosság |
Meglévő szabvány |
|
Ebulliométer |
ASTMD 1120-72 (1) |
|
|
Dinamikus módszer |
± 0,5 K (600 K-ig) (2) |
|
|
Desztillációs folyamat (forrási tartomány) |
± 0,5 K (600 K-ig) |
ISO/R 918, DIN 53171, BS 4591/71 |
|
Siwoloboff szerint |
± 2 K (600 K-ig) (2) |
|
|
Fotocellás meghatározás |
± 0,3 K (373 K-ig) (2) |
|
|
Differenciál-termokalorimetria |
± 0,5 K (600 K-ig) ± 2,0 K (1 273 K-ig) |
ASTM E 537-76 |
|
Differenciál scanning kalorimetria |
± 0,5 K (600 K-ig) ± 2,0 K (1 273 K-ig) |
ASTM E 537-76 |
|
(1)
Ez a pontosság csak az olyan egyszerű készülékhez érvényes, mint amelyet például az ASTM D1120-70 ír le; a pontosság növelhető korszerű ebulliométerrel.
(2)
Csak tiszta anyagokra érvényes. Más körülmények közötti használatát indokolni kell. |
||
1.6. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA
A nemzetközi és nemzeti szabványok (lásd a függeléket) csaknem minden vizsgálati módszert tartalmaznak.
1.6.1. Ebulliométer
Lásd a függeléket.
1.6.2. Dinamikus módszer
Lásd a gőznyomás meghatározására szolgáló A.4-es vizsgálati módszert.
Az észlelt forráspontot 101,325 kPa alkalmazott nyomás mellett adják meg.
1.6.3. Desztillációs folyamat (forrási tartomány)
Lásd a függeléket.
1.6.4. Siwoloboff-módszer
A mintát egy olvadáspontmérő készülékben, egy körülbelül 5 mm átmérőjű mintacsőben melegítik (1. ábra).
Az 1. ábra a szabványosított olvadás- és forráspontmérő készülékek egyik típusát (JIS K 0064) mutatja be (üvegből készült, minden méret milliméterben van megadva).
1. ábra
A mintacsőbe egy, az alsó vége fölött körülbelül 1 cm-rel leforrasztott kapilláris csövet helyeznek be (forrási kapilláris). A vizsgált anyagot addig töltik be, hogy a kapilláris leforrasztott szakasza a folyadék felszíne alatt legyen. A forrási kapillárist tartalmazó mintacsövet a hőmérőhöz rögzítik egy gumiszalaggal, vagy oldalról egy tartóval rögzítik (lásd a 2. ábrát):
|
2. ábra Müködési alapelv Siwoloboff szerint |
3. ábra Módosított alapelv |
|
|
|
A folyadékfürdőt a forráspontnak megfelelően választják ki. 573 K hőmérsékletig szilikonolaj használható. Paraffinolaj csak legfeljebb 473 K-ig használható. A fürdőben lévő folyadék melegítését először 3 K/perc hőmérséklet-növekedésre kell beállítani. A folyadékfürdőt keverni kell. A várt forráspont alatt körülbelül 10 K-nel csökkenteni kell a melegítést úgy, hogy a hőmérséklet-növekedés üteme 1 K/perc értéknél kisebb legyen. A forráspont megközelítésekor gyors ütemben buborékok kezdenek megjelenni a forraló kapillárisból.
A forráspont az a hőmérséklet, amelynél, további hűtéskor, megáll a buboréklánc, és hirtelen növekedni kezd a folyadékszint a kapillárisban. Az ennek megfelelő, a hőmérőn látható érték az anyag forráspontja.
A módosított alapelv esetében (3. ábra) a forráspontot egy olvadáspont mérésére szolgáló kapillárisban határozzák meg. Ezt a kapillárist megnyújtották hegyes csúcsúra körülbelül 2 cm hosszúságban (a), és ezzel kis mennyiségű mintát szívnak fel. A hegyes kapilláris cső nyitott végét összeolvasztással lezárják úgy, hogy a végén legyen egy kis légbuborék. Az olvadáspont meghatározására szolgáló készülék melegítésekor (b) kitágul a légbuborék. A forráspont annak a hőmérsékletnek felel meg, amelynél az anyagból álló dugó eléri a folyadékfürdő felületének szintjét (c).
1.6.5. Fotocellás meghatározás
A mintát egy fűtött fémblokkba helyezett kapilláris csőben melegítik.
A blokkban lévő alkalmas nyílásokon keresztül egy fénysugarat irányítanak az anyagon át egy pontosan kalibrált fotocellára.
A minta hőmérséklet-növekedése során egyenként légbuborékok jelennek meg a forrásban lévő anyagot tartalmazó kapillárisból. A forráspont elérésekor nagymértékben megnövekszik a buborékok száma. Ez változást hoz létre a fényerőben, amelyet egy fotocella regisztrál, és stopjelet ad a blokkban elhelyezett platina ellenállás-hőmérő hőmérsékletét jelző készüléknek.
A módszer különösen hasznos, mivel lehetővé teszi a szobahőmérséklet alatti meghatározásokat egészen 253,15 K-ig (–20 oC) anélkül, hogy bármilyen változtatást kellene végrehajtani a készülékben. A készüléket egyszerűen el kell helyezni egy hűtőfürdőben.
1.6.6. Termikus analízis
1.6.6.1. Differenciál-termoanalízis
Lásd a függeléket.
1.6.6.2. Differenciál scanning kalorimetria
Lásd a függeléket.
2. ADATOK
A normál nyomástól való kis eltéréseknél (max. ± 5 kPa) a forráspontokat Tn-re normalizálják az alábbi, Sidney Young-féle számértékegyenlet segítségével:
Tn = T + (fT x Δ p)
ahol:
|
Δ p |
= |
(101,325 – p) [figyeljen az előjelre] |
|
P |
= |
mért nyomás kPa mértékegységben |
|
fT |
= |
forráspontváltozás üteme a nyomás függvényében, K/kPa mértékegységben |
|
T |
= |
mért forráspont K-ben |
|
Tn |
= |
normál nyomásra korrigált forráspont K-ben |
Számos anyagra a hőmérséklet-korrekciós tényezőket, az fT-t, és a közelítő meghatározásokra szolgáló egyenleteket a fent említett nemzetközi és nemzeti szabványok tartalmazzák.
Például a DIN 53171-es módszer a festékekben lévő oldószerekhez a következő közelítő korrekciókat említi meg:
2. táblázat
Hőmerseklet-korrekcios tényezők, FT
|
Hőmérséklet, T (K) |
Korrekciós tényező, fT (K/kPa) |
|
323,15 |
0,26 |
|
348,15 |
0,28 |
|
373,15 |
0,31 |
|
398,15 |
0,33 |
|
423,15 |
0,35 |
|
448,15 |
0,37 |
|
473,15 |
0,39 |
|
498,15 |
0,41 |
|
523,15 |
0,44 |
|
548,15 |
0,45 |
|
573,15 |
0,47 |
3. VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek, amennyiben lehetséges, a következő információkat kell tartalmaznia:
Legalább két, a becsült pontossági tartományban lévő mért érték (lásd az 1. táblázatot) középértékét adják meg olvadáspontként.
Meg kell adni a mért forráspontokat és azok középértékét, továbbá kPa-ban azt (azokat) a nyomást (nyomásokat), amelyeknél a méréseket végrehajtották. A nyomásnak lehetőleg a normál légköri nyomáshoz kell közel lennie.
Meg kell adni az eredmények értelmezéséhez lényeges valamennyi információt és megjegyzést, különösen azokat, amelyek az anyag szennyeződéseivel és fizikai állapotával kapcsolatosak.
4. SZAKIRODALOM
(1) OECD, Párizs, 1981, a 103. vizsgálati irányelv, a Tanács határozata, C(81) 30 végleges.
(2) IUPAC, B. Le Neindre, B. Vodar, eds. Experimental thermodynamics, Butterworths, London, 1975, vol. II.
(3) R. Weissberger ed.: Technique of organic chemistry, Physical methods of organic chemistry, Third Edition, Interscience Publications, New York, 1959, volume I, part I, Chapter VIII.
Függelék
További technikai információt például a következő szabványok nyújthatnak:
1. Ebulliométer
1.1. Olvadáspontmérő készülékek folyadékfürdővel
|
ASTM D 1120-72 |
Standard test method for boiling point of engine anti-freezes |
2. Desztillációs folyamat (forrási tartomány)
|
ISO/R 918 |
Test Method for Distillation (Distillation Yield and Distillation Range) |
|
BS 4349/68 |
Method for determination of distillation of petroleum products |
|
BS 4591/71 |
Method for the determination of distillation characteristics |
|
DIN 53171 |
Lösungsmittel für Anstrichstoffe, Bestimmung des Siedeverlaufes |
|
NF T 20-608 |
Distillation: détermination du rendement et de l'intervalle de distillation |
3. Differenciál-termoanalízis és differenciál scanning kalorimetria
|
ASTM E 537-76 |
Standard method for assessing the thermal stability of chemicals by methods of differential thermal analysis |
|
ASTM E 473-85 |
Standard definitions of terms relating to thermal analysis |
|
ASTM E 472-86 |
Standard practice for reporting thermoanalytical data |
|
DIN 51005 |
Thermische Analyse: Begriffe |
A.3. RELATÍV SŰRŰSÉG
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.4. GŐZNYOMÁS
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.5. FELÜLETI FESZÜLTSÉG
1. MÓDSZER
Az itt leírt módszerek az OECD vizsgálati irányelvén alapulnak. Az alapelveket a (2) szakirodalom ismerteti.
1.1. BEVEZETÉS
A leírt módszerek vizes oldatok felületi feszültségének méréséhez alkalmazhatók.
E vizsgálat végrehajtásához hasznos előzetes információkat szerezni az anyag vízben való oldhatóságáról, szerkezetéről, hidralizáló tulajdonságairól és a micellák képződése szempontjából kritikus koncentrációjáról.
A következő módszerek a legtöbb vegyi anyaghoz alkalmazhatók, tisztasági fokuktól függetlenül mindenfajta korlátozás nélkül.
A gyűrűs felületifeszültség-mérő módszerrel végrehajtott felületifeszültség-mérés körülbelül 200 mPa s-nél kisebb, dinamikus viszkozitású vizes oldatokra korlátozódik.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
Az egységnyi területre vonatkoztatott szabad felületi entalpiát felületi feszültségnek nevezzük.
A felületi feszültséget a következőképpen adják meg:
N/m (SI-mértékegység); vagy
mN/m (SI-almértékegység);
1 N/m = 103 dyn/cm
1 mN/m = 1 dyn/cm az elavult CGS-rendszerben.
1.3. REFERENCIAANYAGOK
Nem kell minden új anyag vizsgálatakor referenciaanyagot használni. Ezeknek elsősorban arra kell szolgálniuk, hogy időnként ellenőrizzék a módszer megfelelőségét, és lehetővé tegyék az összehasonlítást más módszerekkel nyert eredményekkel.
Az 1. és 3. szakirodalom a felületi feszültségek széles tartományát felölelő referenciaanyagokat ismertet.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
A módszerek annak a maximális erőnek a mérésén alapulnak, amelyet függőlegesen kell kifejteni egy mérőcsészébe elhelyezett vizsgálandó folyadék felületével érintkező mérőkengyelre vagy gyűrűre, annak e felülettől történő elválasztása érdekében, vagy egy lemezre, amelynek egyik széle érintkezik a felülettel, a kialakult film kiemelése érdekében.
Azokat az anyagokat, amelyek legalább 1 mg/l koncentrációban oldhatók vízben, vizes oldatban vizsgálják egyetlen koncentráció mellett.
1.5. MINŐSÉGI KÖVETELMÉNYEK
E módszerek nagyobb pontosságra képesek, mint amelyre a környezeti értékeléshez valószínűleg szükség van.
1.6. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA
Elkészítik az anyag oldatát desztillált vízben. Az oldat koncentrációjának az anyag telített vizes oldatához tartozó koncentrációérték 90 %-ának kell lennie; ha ez a koncentráció meghaladja az 1 g/l értéket, 1 g/l koncentrációt használnak a vizsgálathoz. Nem kell megvizsgálni azokat az anyagokat, amelyek oldhatósága a vízben 1 mg/l-nél kisebb.
1.6.1. Lemezes módszer
Lásd az ISO 304 és NF T 73-060 szabványokat (Surface active agents – determination of surface tension by drawing up liquid films).
1.6.2. Kengyeles módszer
Lásd az ISO 304 és NF T 73-060 szabványokat (Surface active agents – determination of surface tension by drawing up liquid films).
1.6.3. Gyűrűs módszer
Lásd az ISO 304 és NF T 73-060 szabványokat (Surface active agents – determination of surface tension by drawing up liquid films).
1.6.4. Az OECD által harmonizált gyűrűs módszer
1.6.4.1. Készülék
E méréshez megfelelőek a kereskedelemben kapható felületifeszültség-mérők. Ezek a következő részekből állnak:
1.6.4.1.1.
A mobil mintaasztalt a vizsgálandó folyadékot tartalmazó, szabályozott hőmérsékletű mérőtartály tartójaként használják. Az erőmérő rendszerrel együtt egy talpazatra kell felszerelni.
1.6.4.1.2.
Az erőmérő rendszer (lásd az ábrát) a mintaasztal fölött helyezkedik el. Az erőmérés hibájának nem szabad ± 10–6 N-nál nagyobbnak lennie, a tömegmérés ± 0,1 mg hibahatárának megfelelően. A kereskedelemben kapható felületifeszültség-mérő mérőskálája legtöbbször mN/m-ben lett kalibrálva azért, hogy a felületi feszültség közvetlenül mN/m-ben legyen leolvasható, 0,1 mN/m pontossággal.
1.6.4.1.3.
A gyűrű rendszerint körülbelül 0,4 mm vastagságú és 60 mm átlagos átmérőjű, platinairídium huzalból készül. A huzalgyűrűt vízszintesen függesztik le egy fémtűről és egy huzalszerelő kengyelről az erőmérő rendszerhez történő csatlakozás létrehozása érdekében (lásd az ábrát).
Ábra
Mérőtest
(Minden méret mm-ben van megadva)
1.6.4.1.4.
A vizsgált oldatot tartalmazó mérőtartálynak szabályozott hőmérsékletű üvegtartálynak kell lennie. Úgy kell tervezni, hogy a mérés során a vizsgálandó oldat folyadékfázisának és a felszín feletti gázfázisnak a hőmérséklete állandó maradjon, és a minta ne párologhasson el. 45 mm-nél nem kisebb belső átmérőjű hengeres üvegtartályok elfogadhatók.
1.6.4.2. A készülék előkészítése
1.6.4.2.1.
Az üvegtartályokat gondosan meg kell tisztítani. Amennyiben szükséges, azokat forró króm-kénsavval és ezt követően tömény (83–98 tömegszázalékos H3PO4) foszforsavval kell mosni, alaposan le kell öblíteni csapvízben, és végül kétszer desztillált vízben kell mosni mindaddig, amíg semleges nem lesz, majd meg kell szárítani, és ki kell öblíteni a vizsgált folyadék egy részével.
A gyűrűt először minden vízben oldható anyag eltávolítása érdekében alaposan le kell öblíteni vízben, rövid időre be kell meríteni króm-kénsavba, le kell mosni kétszer desztillált vízzel, amíg semleges nem lesz, és végül rövid ideig melegíteni kell metanol láng fölött.
Megjegyzés:
Az olyan anyagokkal történő szennyezést, amelyek a króm-kénsavban vagy a foszforsavban nem oldódnak fel vagy nem bomlanak el – ilyenek például a szilikonok – alkalmas szerves oldószer segítségével kell eltávolítani.
1.6.4.2.2.
A készülék hitelesítése a nullapont ellenőrzéséből és ennek beállításából áll úgy, hogy a műszer jelzése mindig megbízható legyen mN/m-ben.
Összeszerelés:
A készüléket vízszintbe kell állítani, például a felületifeszültség-mérő alaptestére elhelyezett vízszintező segítségével, az alaplapon elhelyezett vízszintező csavarok állításával.
A nullapont beállítása:
A gyűrűnek a készülékre történő felszerelése után és a folyadékba bemerítés előtt a felületifeszültség-mérő által jelzett értéket nullára kell állítani, és ellenőrizni kell, hogy a gyűrű párhuzamos-e a folyadékfelülettel. Ehhez a folyadékfelszín tükörként használható.
Kalibráció:
A tényleges vizsgálati kalibrálás a következő két eljárás valamelyikének a segítségével hajtható végre:
Egy tömeg segítségével: ehhez az eljáráshoz 0,1 és 1,0 gramm közötti, ismert tömegű súlyokat helyeznek a gyűrűre. Ezt a Φa kalibrálási tényezőt, amellyel minden, a műszer által megadott értéket meg kell szorozni, a következő egyenletnek (1) megfelelően kell meghatározni:
|
|
|
ahol:
|
m |
= |
a súly tömege (g) |
|
g |
= |
gravitációs gyorsulás (981 cm s–2 tengerszinten) |
|
b |
= |
a gyűrű átlagos kerülete (cm) |
|
σa |
= |
a felületifeszültség-mérő által mutatott érték a gyűrűn a súly elhelyezése után (mN/m). |
Víz segítségével: az eljárásnál tiszta vizet használnak, amelynek a felületi feszültsége, például 23 oC hőmérsékleten 72,3 mN/m. Az eljárás gyorsabb a súllyal történő kalibrációnál, de mindig fennáll az a veszély, hogy a víz felületi feszültségét meghamisítják a felületaktív anyagokkal történő szennyeződési nyomok.
A Φb kalibrálási tényezőt, amellyel a műszer által mutatott minden értéket meg kell szorozni, a következő egyenletnek (2) megfelelően kell meghatározni:
|
|
|
ahol:
|
σo |
= |
a szakirodalomban a víz felületi feszültségére megadott érték (mN/m) |
|
σg |
= |
a víz felületi feszültségének mért értéke (mN/m), mindkettő ugyanazon a hőmérsékleten. |
1.6.4.3. Minták előkészítése
A vizsgált anyagokból vizes oldatot kell készíteni a szükséges koncentrációk használatával, és ezeknek nem szabad tartalmazniuk nem oldott anyagot.
Az oldatot állandó hőmérsékleten (± 0,5 oC) kell tartani. Mivel a mérőtartályban lévő oldat felületi feszültsége változik idővel, több mérést kell végrehajtani különböző időpontokban, és fel kell rajzolni egy görbét, amely a felületi feszültséget mutatja az idő függvényében. Amennyiben további változás nem jön létre, beáll az egyensúlyi állapot.
A mérést zavarják más anyagok por és gáznemű szennyeződései. Ezért a munkát védőburkolat alatt kell végrehajtani.
1.6.5. Vizsgálati körülmények
A mérést körülbelül 20 oC hőmérsékleten kell végrehajtani, és a hőmérsékletet ± 0,5 oC-on belül kell szabályozni.
1.6.6. A vizsgálat végrehajtása
A mérendő oldatokat be kell vinni a gondosan megtisztított mérőtartályba, ügyelve a habosodás elkerülésére, és ezután a mérőtartályt rá kell helyezni a vizsgálókészülék asztalára. Az asztallapot a mérőtartállyal együtt meg kell emelni, amíg a gyűrű bele nem merül az oldatba. Ezután az asztallapot fokozatosan és egyenletesen süllyeszteni kell (körülbelül 0,5 cm/perc sebességgel) a gyűrűnek a felülettől történő elválasztása érdekében, egészen a maximális erő eléréséig. A gyűrűhöz tapadt folyadékrétegnek nem szabad leválnia a gyűrűről. A mérések elvégzése után a gyűrűt újra az oldatba kell meríteni, és a mérést meg kell ismételni, amíg a kapott felületi feszültség értéke állandó nem lesz. Az oldatnak a mérőtartályba helyezéséig eltelt időt fel kell jegyezni minden egyes meghatározáshoz. Az értékek leolvasását annál a maximális erőnél kell végrehajtani, amely ahhoz szükséges, hogy elválassza a gyűrűt a folyadékfelülettől.
2. ADATOK
A felületi feszültség kiszámításához a készüléken mN/m-ben leolvasott értéket először meg kell szorozni (az alkalmazott kalibrálási eljárástól függően) Φa vagy Φb kalibrálási tényezővel. Az így kapott érték csak közelítőleg érvényes, és ezért helyesbíteni kell.
Harkins és Jordan (4) kísérletileg helyesbítési tényezőket határoztak meg a gyűrű méreteitől, a folyadék sűrűségétől és ennek felületi feszültségétől függő gyűrűs módszer által mért felületifeszültség-értékekhez.
Mivel munkaigényes feladat a Harkins- és Jordan-táblázatokból minden egyes méréshez a helyesbítési tényező meghatározása, vizes oldatok felületi feszültségének kiszámításához használható az egyszerűsített eljárás, nevezetesen a helyesbített felületifeszültség-értékek közvetlen kiolvasása a táblázatból (interpolálni kell a táblázatban közölt értékek közé eső értékekhez).
Táblázat:
A mért felületi feszültség helyesbítése
Csak vizes oldatokhoz, ρ = 1 g/cm3
|
r |
= 9,55 mm (gyűrű átlagos sugara) |
|
r |
= 0,185 mm (gyűrű huzalának sugara) |
|
Kisérleti érték (mN/m) |
Helyesbített érték (mN/m) |
|
|
Kalibráció vízre (lásd az 1.6.4.2.2. pont a) alpontja alatt) |
Kalibráció vízre (lásd az 1.6.4.2.2. pont b) alpontja alatt) |
|
|
20 |
16,9 |
18,1 |
|
22 |
18,7 |
20,1 |
|
24 |
20,6 |
22,1 |
|
26 |
22,4 |
24,1 |
|
28 |
24,3 |
26,1 |
|
30 |
26,2 |
28,1 |
|
32 |
28,1 |
30,1 |
|
34 |
29,9 |
32,1 |
|
36 |
31,8 |
34,1 |
|
38 |
33,7 |
36,1 |
|
40 |
35,6 |
38,2 |
|
42 |
37,6 |
40,3 |
|
44 |
39,5 |
42,3 |
|
46 |
41,4 |
44,4 |
|
48 |
43,4 |
46,5 |
|
50 |
45,3 |
48,6 |
|
52 |
47,3 |
50,7 |
|
54 |
49,3 |
52,8 |
|
56 |
51,2 |
54,9 |
|
58 |
53,2 |
57,0 |
|
60 |
55,2 |
59,1 |
|
62 |
57,2 |
61,3 |
|
64 |
59,2 |
63,4 |
|
66 |
61,2 |
65,5 |
|
68 |
63,2 |
67,7 |
|
70 |
65,2 |
69,9 |
|
72 |
67,2 |
72,0 |
|
74 |
69,2 |
— |
|
76 |
71,2 |
— |
|
78 |
73,2 |
— |
Ezt a táblázatot a Harkins–Jordan-helyesbítés alapján állították össze. Hasonlít a DIN-szabványban (DIN 53914) lévő, vízre és vizes oldatokra (sűrűség, ρ = 1 g/cm3) vonatkozó táblázathoz, és az R = 9,55 mm (gyűrű átlagos sugara) és r = 0,185 mm (gyűrű huzalának sugara) méretekkel rendelkező, kereskedelmi forgalomban kapható gyűrűre érvényes. A táblázat tömeggel vagy vízzel végrehajtott kalibrálás után mért felületi feszültség értékek helyesbített értékeit adja meg.
Más lehetőségként, az előző kalibrálás nélkül, a felületi feszültség a következő képletnek megfelelően számítható ki:
ahol:
|
F |
= |
a film elszakadásakor a dinamométeren mért erő |
|
R |
= |
a gyűrű sugara |
|
f |
= |
a helyesbítési tényező (1) |
3. VIZSGÁLATI JELENTÉS
3.1. VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek, amennyiben lehetséges, a következő információkat kell tartalmaznia:
3.2. AZ EREDMÉNYEK ÉRTELMEZÉSE
Figyelembe véve, hogy a desztillált víz felületi feszültsége 72,75 mN/m 20 oC hőmérsékleten, azokat az anyagokat, amelyek 60 mN/m-nél kisebb felületi feszültséget mutatnak e módszer feltételei mellett, felületaktív anyagoknak kell tekinteni.
4. SZAKIRODALOM
(1) OECD, Párizs, 1981, 115. vizsgálati irányelv, a Tanács határozata, C(81) 30 végleges.
(2) R. Weissberger ed.: Technique of Organic Chemistry, Physical Methods of Organic Chemistry, 3rd ed., Interscience Publ., New York, 1959, vol. I, part I, chapter XIV.
(3) Pure Appl. Chem., 1976, vol. 48, 511.
(4) Harkins, W.D., Jordan, H.F., J. Amer. Chem. Soc, 1930, vol. 52, 1751.
A.6. OLDHATÓSÁG VÍZBEN
BEVEZETÉS
1. A jelen vizsgálati módszer egyenértékű az OECD 105. vizsgálati iránymutatásában (1995) leírt módszerrel. A vizsgálati módszer az eredeti, 1981-ben elfogadott 105. vizsgálati iránymutatás átdolgozott változata. A jelenlegi és az 1981. évi változat között tartalmi különbség nincs. A módosítások elsősorban formai jellegűek. Az átdolgozás alapjául az „Oldhatóság vízben” elnevezésű európai uniós vizsgálati módszer szolgált (1).
KIINDULÁSI MEGFONTOLÁSOK
2. Egy anyag vízoldékonyságát jelentősen befolyásolhatja a szennyeződések jelenléte. Ez a vizsgálati módszer a lényegében tiszta, vízben stabil, nem illékony anyagok vízoldékonyságának megállapítására szolgál. A vízoldékonyság megállapítása előtt érdemes előzetes információkat szerezni a vizsgált anyagról, például annak szerkezeti képletéről, gőznyomásáról, disszociációs állandójáról és a pH függvényében kifejezett hidrolíziséről.
3. Ez a vizsgálati módszer két, a 10–2 g/l alatti, illetve feletti oldhatóságra kiterjedő módszer – az oszlopelúciós és a lombikmódszer – leírását foglalja magában. Tartalmazza emellett egy egyszerű előzetes vizsgálat leírását is. Ez utóbbi lehetővé teszi a végleges vizsgálathoz használandó minta megfelelő mennyiségének hozzávetőleges meghatározását, valamint a telítettség eléréséhez szükséges idő megállapítását.
FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
4. Valamely anyag vízoldékonysága az anyag adott hőmérsékleten vízben fennálló telítettségi tömegkoncentrációját jelenti.
5. A vízoldékonyságot oldott anyag tömege/oldattérfogat egységekben fejezik ki. Az SI-mértékegység a kg/m3, azonban a g/l is használható.
REFERENCIAANYAGOK
6. Az anyagok vizsgálata során nem szükséges referenciaanyagokat alkalmazni.
A MÓDSZEREK LEÍRÁSA
Vizsgálati körülmények
7. A vizsgálatot lehetőleg 20 ± 0,5 °C hőmérsékleten kell végrehajtani. A kiválasztott hőmérsékletet állandó értéken kell tartani a berendezés minden lényeges részében.
Előzetes vizsgálat
8. Körülbelül 0,1 g, csiszolt üvegdugójú, 10 ml-es mérőhengerben lévő mintához (ha a vizsgált anyag szilárd, porítani kell) adjunk hozzá fokozatosan egyre nagyobb térfogatú, szobahőmérsékletű vizet. Minden egyes vízmennyiség hozzáadása után a keveréket 10 percig rázzuk, és szemrevételezéssel ellenőrizzük, hogy vannak-e a mintának fel nem oldott részei. Amennyiben 10 ml víz hozzáadása után a minta vagy annak egyes részei nem oldódtak fel, a kísérletet 100 ml-es mérőhengerben kell folytatni. A lenti 1. táblázatban látható az oldhatóság közelítőleges értéke azon vízmennyiség alatt, amelyben a minta teljesen feloldódik. Alacsony oldhatóság esetében a vizsgált anyag feloldása hosszú időt vehet igénybe, és ez esetben legalább 24 órát kell várni. Ha a vizsgált anyag 24 óra elteltével sem oldódott fel, hosszabb ideig (akár 96 óráig) kell várni, vagy további hígítással próbálkozva meg kell állapítani, hogy az oszlopelúciós vagy a lombikmódszer alkalmazandó-e.
1. táblázat
|
ml víz 0,1 g oldott anyaghoz |
0,1 |
0,5 |
1 |
2 |
10 |
100 |
> 100 |
|
közelítőleges oldhatóság (g/l) |
> 1 000 |
1 000 –200 |
200–100 |
100–50 |
50–10 |
10–1 |
< 1 |
Oszlopelúciós módszer
Elv
9. Ez a módszer a vizsgált anyag vízzel, mikrooszlopból végrehajtott elúcióján alapul; az oszlop a vizsgált anyag feleslegével előzetesen bevont inert hordozóanyaggal van megtöltve (2). A vízoldékonyságot az eluátum tömegkoncentrációja határozza meg, amikor az koncentrációplatót ér el az idő függvényében.
Készülék
10. A készülék egy állandó hőmérsékleten tartott mikrooszlopból áll (1. ábra). A mikrooszlop vagy egy újrakeringtető szivattyúhoz (2. ábra), vagy egy kiegyenlítő tartályhoz (3. ábra) csatlakozik. A mikrooszlop inert hordozóanyagot tartalmaz, amelyet egy, a részecskék kiszűrésére is szolgáló, kisméretű üveggyapotdugó rögzít. Hordozóanyagként üveggyöngy, kovaföld vagy egyéb inert anyagok alkalmazhatók.
11. Az 1. ábrán egy, az újrakeringtető szivattyúhoz való csatlakoztatásra alkalmas mikrooszlop látható. A mikrooszlop öt (a kísérlet elején kiöntött) tartálytérfogat és öt (a kísérlet során elemzési célból eltávolított) minta tárolására alkalmas töltőtérrel rendelkezik. Más megoldásként kisebb méret is alkalmazható, ha a kísérlet során víz tölthető a rendszerbe a szennyeződésekkel eltávolított öt kezdeti tartálytérfogat pótlására. Az oszlop inert anyagból készült csövön keresztül csatlakozik a körülbelül 25 ml/h áramlási sebesség elérésére képes újrakeringtető szivattyúhoz. Az újrakeringtető szivattyú például perisztaltikus szivattyú vagy membránszivattyú lehet. Gondoskodni kell arról, hogy a cső anyaga ne okozzon semmilyen szennyeződést és/vagy adszorpciót.
12. A 3. ábrán egy kiegyenlítő tartályt alkalmazó megoldás vázlatos elrendezése látható. Ebben az elrendezésben a mikrooszlop egyirányú üvegcsappal van ellátva. A kiegyenlítő tartállyal való összeköttetést egy csiszolt üvegből készült csatlakozó és inert anyagból készült csővezeték biztosítja. A kiegyenlítő tartályból való áramlás sebessége körülbelül 25 ml/óra kell, hogy legyen.
1. ábra
A méretek mm-ben értendők.
A. Csiszolt üveg csatlakozó csatlakoztatási helye
B. Felső tér
C. Belső rész (5)
D. Külső rész (19)
E. Üveggyapot dugó
F. Üvegcsap
2. ábra
A. Atmoszférikus egyensúlyba hozatal
B. Áramlásmérő
C. Mikrooszlop
D. Szabályozott hőmérsékletű keringtető szivattyú
E. Újrakeringtető szivattyú
F. Kétállású szelep mintavételhez
3. ábra
A. Kiegyenlítő tartály (például 2,5 literes lombik)
B. Oszlop
C. Frakciógyűjtő
D. Termosztát
E. Tefloncső
F. Csiszolt üveg csatlakozó
G. Vízvezeték (a termosztát és az oszlop között, belső átmérője körülbelül 8 mm)
13. Töltsünk körülbelül 600 mg hordozóanyagot egy 50 ml-es gömblombikba. Oldjunk fel kellő mennyiségű vizsgált anyagot analitikai tisztaságú illékony oldószerben, és ebből az oldatból megfelelő mennyiséget adjunk hozzá a hordozóanyaghoz. Az oldószert teljesen párologtassuk el, például forgó párologtatóval, mivel egyébként az elúciós lépés során a felületen jelentkező megoszlás miatt nem érhető el a hordozóanyag vízzel történő telítése. A megtöltött hordozóanyagot két órán át áztassuk körülbelül 5 ml vízben, és ezután a szuszpenziót töltsük a mikrooszlopba. Más megoldásként száraz megtöltött hordozóanyag önthető a vízzel teli mikrooszlopba, és körülbelül két óra alatt hozható egyensúlyba.
14. A hordozóanyag megtöltése problémákat, és következésképpen hibás eredményeket okozhat, például ha a vizsgált anyag olajos fázisként leülepszik. Ezeket a problémákat ki kell vizsgálni, és a részleteket jegyzőkönyvbe kell venni.
Eljárás újrakeringtető szivattyú használata esetén
15. Indítsuk el az áramlást az oszlopon keresztül. Az ajánlott áramlási sebesség körülbelül 25 ml/óra, ami az itt leírt oszlop esetében 10 tartálytérfogat/óra sebességnek felel meg. Legalább az első öt tartálytérfogatot öntsük ki, hogy eltávolítsuk a vízben oldható szennyeződéseket. Ezt követően a szivattyút az egyensúlyi állapot létrejöttéig hagyjuk működni öt olyan, egymást követő, véletlenszerűen választott minta felhasználásával, amelyek koncentrációja nem tér el egymástól ± 30 %-nál nagyobb mértékben. E minták levétele között legalább tíz tartálytérfogat áthaladásának megfelelő időnek kell eltelnie. Az alkalmazott analitikai módszertől függően ajánlatos lehet az egyensúlyi állapot létrejöttét koncentráció/idő görbével ábrázolni.
Eljárás kiegyenlítő tartály használata esetén
16. Az egymást követő eluátumfrakciókat össze kell gyűjteni, és elemezni kell a kiválasztott módszerrel. Az oldhatóság meghatározására abból a középső eluátumtartományból származó frakciókat használjuk, ahol a koncentrációk legalább öt egymást követő frakcióban ± 30 %-on belül állandóak.
17. Az ajánlott eluáló anyag a kétszer desztillált víz. 10 megohm/cm feletti ellenállású és 0,01 % alatti összes szerves széntartalmú deionizált víz is használható.
18. Mindkét eljárás esetében egy második méréssorozatot is végre kell hajtani az első méréssorozat áramlási sebességének felét alkalmazva. Amennyiben a két méréssorozat eredményei megegyeznek egymással, a vizsgálat kielégítő. Ha a kisebb áramlási sebesség mellett nagyobb a mért oldhatóság, az áramlási sebesség felezését folytatni kell, amíg két egymást követő méréssorozat azonos oldhatóságot nem ad.
19. Mindkét eljárás során a Tyndall-jelenség előfordulásának vizsgálatával ellenőrizni kell, hogy a frakciókban nincs-e jelen kolloidanyag. Részecskék jelenléte esetén a vizsgálat érvénytelennek tekintendő, és az oszlop szűrési hatásának javítását követően megismétlendő.
20. Meg kell mérni minden egyes minta pH-ját, lehetőleg különleges indikátorpapírral.
Lombikmódszer
Elv
21. A vizsgált anyagot (a szilárd anyagokat porítani kell) oldjuk fel a vizsgálati hőmérsékletnél némileg magasabb hőmérsékletű vízben. A telítés elérésekor hűtsük le a keveréket, és tartsuk a vizsgálati hőmérsékleten. Más megoldásként – ha megfelelő mintavételezéssel meggyőződtünk a telítettségi egyensúly létrejöttéről – a mérés közvetlenül a vizsgálati hőmérsékleten is végrehajtható. Ezt követően alkalmas analitikai módszerrel határozzuk meg a vizsgált anyag tömegkoncentrációját a vizes oldatban, amely nem tartalmazhat fel nem oldott részecskét (3).
Készülék
22. A következő felszerelések szükségesek:
Eljárás
23. Az előzetes vizsgálat alapján becsléssel határozzuk meg a vizsgált anyag kívánt vízmennyiség telítéséhez szükséges mennyiségét. E mennyiségnek körülbelül ötszörösét mérjük be a három, becsiszolt üvegdugóval felszerelt üvegedénybe (például centrifuga-kémcsőbe, lombikba). Az analitikai módszer és az oldhatósági tartomány függvényében kiválasztott vízmennyiséget töltsük be az egyes edényekbe. Az edényeket szorosan dugózzuk le, majd 30 °C hőmérsékleten rázzuk össze. Állandó hőmérsékleten való működésre képes rázó- vagy keverőkészüléket, például szabályozott hőmérsékletű vízfürdőben elhelyezett mágneses keverőberendezést kell használni. Egy nap eltelte után az egyik edényt vizsgálati hőmérsékleten 24 óráig hagyjuk egyensúlyi állapotba állni, és időnkénti rázzuk fel. Az edény tartalmát ezután vizsgálati hőmérsékleten centrifugáljuk, és alkalmas analitikai módszerrel határozzuk meg a vizsgált anyag koncentrációját a tiszta, átlátszó vizes fázisban. A másik két lombikot hasonlóan kezeljük a kezdeti, 30 °C hőmérsékleten két, illetve három napon át végrehajtott egyensúlyba hozatal után. Amennyiben legalább az utolsó két edény vizsgálata során mért koncentrációk legfeljebb 15 %-kal térnek el egymástól, a vizsgálat kielégítő. Ha az 1., 2. és 3. edényből kapott eredmények növekvő tendenciájúak, a teljes vizsgálatot meg kell ismételni hosszabb egyensúlyba hozatali idő alkalmazásával.
24. A vizsgálat 30 °C-on végrehajtott előzetes inkubáció nélkül is végrehajtható. A telítési egyensúly beállítása sebességének becsléséhez vegyünk mintákat mindaddig, amíg a keverési idő már nincs hatással a mért koncentrációra.
25. Meg kell mérni minden egyes minta pH-ját, lehetőleg különleges indikátorpapírral.
Analitikai meghatározások
26. Előnyben részesítendő az anyagspecifikus módszer, mivel a kis mennyiségekben jelen lévő oldható szennyeződések jelentős hibákat okozhatnak a mért oldhatóságban. Ilyen módszer például a gáz- vagy folyadékkromatográfia, a titrálás, a fotometria, a voltametria.
ADATOK ÉS JEGYZŐKÖNYVEZÉS
Adatok
Oszlopelúciós módszer
27. Minden egyes méréssorozatból ki kell számítani a telítési plató legalább öt egymást követő mintájának középértékét, valamint a szórást. A különböző áramlási sebességgel végrehajtott két vizsgálatban kapott középértékek legfeljebb 30 %-kal térhetnek el egymástól.
Lombikmódszer
28. A három lombiknál kapott egyes eredményeket, amelyek legfeljebb 15 %-kal térhetnek el egymástól, átlagoljuk.
Vizsgálati jegyzőkönyv
Oszlopelúciós módszer
29. A vizsgálati jegyzőkönyvnek a következő információkat kell tartalmaznia:
Lombikmódszer
30. A vizsgálati jegyzőkönyvnek a következő információkat kell tartalmaznia:
SZAKIRODALOM
A Bizottság 1992. július 31-i 92/69/EGK irányelve a veszélyes anyagok osztályozására, csomagolására és címkézésére vonatkozó törvényi, rendeleti és közigazgatási rendelkezések közelítéséről szóló 67/548/EGK tanácsi irányelvnek a műszaki fejlődéshez történő tizenhetedik hozzáigazításáról, HL L 383., 1992.12.29., 113. o.
NF T 20-045 (AFNOR) (September 1985). Chemical products for industrial use – Determination of water solubility of solids and liquids with low solubility – Column elution method
NF T 20-046 (AFNOR) (September 1985). Chemical products for industrial use – Determination of water solubility of solids and liquids with high solubility – Flask method
A.8. MEGOSZLÁSI HÁNYADOS
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.9. LOBBANÁSPONT
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.10. TŰZVESZÉLYESSÉG (SZILÁRD ANYAGOK)
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.11. TŰZVESZÉLYESSÉG (GÁZOK)
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.12. TŰZVESZÉLYESSÉG (ÉRINTKEZÉS VÍZZEL)
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.13. SZILÁRD ANYAGOK ÉS FOLYADÉKOK ÖNGYULLADÁSI KÉPESSÉGE
1. MÓDSZER
1.1. BEVEZETÉS
A vizsgálati eljárás olyan szilárd vagy folyékony anyagoknál alkalmazható, amelyek kis mennyiségekben öngyulladással meggyulladnak rövid idővel azután, hogy érintkezésbe lépnek a szobahőmérsékletű (körülbelül 20 oC-os) levegővel.
Azokra az anyagokra, amelyeket a gyulladás bekövetkezése előtt órákon vagy napokon át szobahőmérséklet vagy magas hőmérséklet hatásának kell kitenni, e vizsgálati módszer nem vonatkozik.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
Azok az anyagok tekinthetők pirofórosnak, amelyek meggyulladnak, vagy az 1.6. pontban leírt feltételek mellett szenesedést okoznak.
Folyadékoknál lehet, hogy az öngyulladást is meg kell vizsgálni az öngyulladási hőmérséklet (folyadékok és gázok) című A.15. módszer segítségével.
1.3. REFERENCIAANYAGOK
Nincs megadva.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
A szilárd vagy folyékony anyagot hozzáadják egy inert hordozóanyaghoz, és környezeti hőmérsékleten érintkezésbe hozzák a levegővel 5 perces időtartamig. Amennyiben a folyékony anyagok nem gyulladnak meg ilyen körülmények között, azokat szűrőpapírral felitatják, és környezeti hőmérsékleten (körülbelül 20 oC-on) levegő hatásának teszik ki 5 percre. Amennyiben a szilárd vagy folyékony anyag meggyullad, vagy a folyékony anyag meggyújtja vagy elszenesíti a szűrőpapírt, akkor az anyagot pirofórosnak tekintik.
1.5. MINŐSÉGI KÖVETELMÉNYEK
Ismételhetőség: a biztonsággal kapcsolatos jelentősége miatt egyetlen pozitív eredmény elegendő ahhoz, hogy az anyagot pirofórosnak tekintsék.
1.6. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA
1.6.1. Készülék
Egy körülbelül 10 cm átmérőjű porceláncsészét szobahőmérsékleten (körülbelül 20 oC-on) megtöltenek kovafölddel körülbelül 5 mm magasságig.
Megjegyzés:
A kovaföldet vagy bármilyen más, ehhez hasonló inert anyagot, amely könnyen beszerezhető, úgy kell kiválasztani, hogy olyan talajra legyen reprezentatív, amelyre a vizsgált anyag baleset esetén kifolyhat.
Száraz szűrőpapír szükséges olyan folyadékok vizsgálatához, amelyek levegővel érintkezve nem gyulladnak meg inert hordozóanyaggal történő érintkezéskor.
1.6.2. A vizsgálat végrehajtása
a) Porszerű szilárd anyagok
A vizsgálandó porszerű anyagból 1–2 cm3-t kiöntenek körülbelül 1 méter magasságról egy nem éghető felületre, és figyelik, hogy meggyullad-e az anyag a leejtés során vagy az öntéstől számított 5 percen belül.
A vizsgálatot hat alkalommal hajtják végre, kivéve ha meggyullad az anyag.
b) Folyadékok
Körülbelül 5 cm3 vizsgált folyadékot öntenek az előkészített porceláncsészébe, és figyelik, hogy 5 percen belül meggyullad-e az anyag.
Amennyiben nem gyullad meg a hatszor elvégzett vizsgálat során, a következő vizsgálatokat hajtják végre:
Fecskendőből 0,5 ml vizsgált anyagot helyeznek egy bevagdosott szűrőpapírra, és figyelik, hogy megyullad-e, illetve elszenesedik-e a szűrőpapír a folyadék hozzáadásától számított 5 percen belül. A vizsgálatot háromszor hajtják végre, kivéve ha meggyullad vagy elszenesedik a szűrőpapír.
2. ADATOK
2.1. AZ EREDMÉNYEK KEZELÉSE
A vizsgálat abbahagyható, amennyiben valamelyik vizsgálat eredménye pozitív.
2.2. ÉRTÉKELÉS
Amennyiben valamely inert hordozóanyaghoz való hozzáadás és levegő hatásának való expozíció után az anyag 5 percen belül meggyullad, vagy valamely folyékony anyag a levegő hatásának való expozíció után 5 percen belül elszenesít vagy meggyújt egy szűrőpapírt, az anyagot pirofórosnak tekintik.
3. VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek, amennyiben lehetséges, a következő információkat kell tartalmaznia:
4. SZAKIRODALOM
(1) NF T 20-039 (SEPT 85). Chemical products for industrial use. Determination of the spontaneous flammability of solids and liquids.
(2) Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Test and criteria, 1990, United Nations, New York.
A.14. ROBBANÁSI TULAJDONSÁGOK
1. MÓDSZER
1.1. BEVEZETÉS
A módszer egy vizsgálatvázlatot ismertet annak meghatározására, hogy robbanásveszélyes-e valamely szilárd vagy pépes anyag, amikor láng (hőérzékenység), illetve ütés vagy súrlódás (mechanikai hatással szembeni érzékenység) hatásának van kitéve, és hogy robbanásveszélyes-e valamely folyékony anyag, amikor láng vagy ütés hatásának van kitéve.
A módszer három részből áll:
hőérzékenység vizsgálata (1);
ütéssel kapcsolatos mechanikai hatással szembeni érzékenység vizsgálata (1);
súrlódással kapcsolatos mechanikai hatással szembeni érzékenység vizsgálata (1).
A módszer bizonyos általános határ segítségével adatokat ad meg a robbanás bekövetkezése valószínűségének meghatározására. A módszert nem annak megállapítására tervezték, hogy bizonyos körülmények között képes-e az anyag robbanásra.
A módszer alkalmas annak meghatározására, hogy az anyag robbanásveszélyes-e (hő- és mechanikai hatással szembeni érzékenység) az irányelvben előírt különleges körülmények között. A módszer alapja számos, nemzetközileg széles körben használt készüléktípus (1), amelyek rendszerint kielégítő eredményeket adnak. Ismert, hogy a módszer nem ad végleges eredményt. A megadott készülék helyett használható más készülék, feltéve hogy az nemzetközileg elismert, és hogy az eredmények összeegyeztethetők a megadott készülékkel kapott eredményekkel.
A vizsgálatokat nem kell végrehajtani, amikor a rendelkezésre álló termodinamikai információk (például képződéshő, bomláshő) és/vagy a szerkezeti képletben egyes reakcióképes csoportok hiánya (2) vitathatatlanul bizonyossá teszi, hogy az anyag nem képes gázképződéssel vagy hőfelszabadulással járó gyors bomlásra (vagyis az anyag nem jelent semmilyen robbanásveszélyt). Folyadékoknál nincs szükség súrlódással kapcsolatos mechanikai hatással szembeni érzékenységvizsgálatra.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
Robbanásveszélyes:
Azok az anyagok, amelyek láng hatására robbanhatnak, vagy amelyek a megadott készülékben az ütésre vagy rázásra érzékenyek (vagy mechanikai hatással szemben érzékenyebbek, mint az 1,3-dinitro-benzol az alternatív készülékben).
1.3. REFERENCIAANYAGOK
1,3-dinitro-benzol, 0,5 mm-es szitán átszitált, rostált, kristályos technikai termék, a súrlódást és ütést vizsgáló módszerekhez.
Vizes ciklohexánonból átkristályosított, nedvesen szitált, 250 μm nyíláson átmenő és 150 μm nyílásméretű szitán visszamaradó, 103 ± 2 oC hőmérsékleten (4 órán át) szárított Perhidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazin (RDX, hexogén, ciklonit – CAS 121-82-4) a második súrlódás- és ütésvizsgálat-sorozathoz.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
Előzetes vizsgálatok szükségesek a három érzékenységvizsgálat végrehajtása érdekében a biztonságos körülmények létrehozásához.
1.4.1. Biztonság a kezelés során – vizsgálatok (3)
Biztonsági okok miatt a fő vizsgálatok végrehajtása előtt kismennyiségű (körülbelül 10 mg) anyagmintát – anélkül, hogy gázlángba beleérne – hevítenek, alkalmas formájú készülékben ütéssel, és egy üllőn fakalapács használatával vagy súrlódást létrehozó géppel súrlódás hatásának teszik ki. E vizsgálat célja meggyőződni arról, hogy érzékeny-e és robbanásveszélyes-e annyira az anyag, hogy az előírt érzékenységi vizsgálatokat, különösen a hőhatással szembeni érzékenységvizsgálatot, különleges óvintézkedések mellett kell-e végrehajtani a vizsgálatot végző személy sérülésének elkerülésére.
1.4.2. Hőérzékenység
A módszer magában foglalja az anyagnak a különböző nyílásátmérőjű mérőperemek által lezárt acélcsőben történő melegítését annak meghatározására, hogy hajlamos-e robbanásra az anyag erős hevítés és meghatározott mértékű fojtás mellett.
1.4.3. Mechanikai hatással szembeni érzékenység (ütés)
A módszer magában foglalja az anyag expozícióját olyan ütés hatásának, amelyet egy megadott magasságról leejtett, megadott tömeg hoz létre.
1.4.4. Mechanikai hatással szembeni érzékenység (súrlódás)
A módszer magában foglalja a szilárd vagy pépes anyagok expozícióját súrlódás hatásának, szabványosított felületek között, előírt terheléssel és relatív elmozdulással.
1.5. MINŐSÉGI KÖVETELMÉNYEK
Nincs megadva.
1.6. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA
1.6.1. Hőérzékenység (láng hatása)
1.6.1.1. Készülék
A készülék egy fűtő- és védőkészülékbe szerelt, újra fel nem használható acélcsőből, valamint annak újrahasználható zárószerkezetéből áll (1. ábra). Valamennyi cső acéllemezből, mélyhúzással készült (lásd a függeléket), 24 mm belső átmérőjű, 75 mm hosszúságú és 0,5 mm falvastagságú. A csövek a nyitott végükön peremmel vannak ellátva azért, hogy lezárhatók legyenek a zárólemez-szerkezettel. Ez egy központi furattal rendelkező, a csőhöz kétrészes csatlakozással (anya és menetes gyűrű) szorosan rögzített, nyomásálló zárólemezből áll. Az anya és a menetes gyűrű króm-mangán acélból készült (lásd a függeléket), amely egészen 800 oC hőmérsékletig szikramentes. A zárólemezek 6 mm vastagságú, hőálló acélból készültek (lásd a függeléket), és különböző nyílásátmérővel rendelkeznek.
1.6.1.2. Vizsgálati körülmények
Az anyagot az átvételkor rendszerint megvizsgálják, bizonyos esetekben, például préselt, öntött, vagy más módon tömörített anyagok esetében, szükség lehet az anyag aprítás utáni vizsgálatára.
Szilárd anyagok esetében az egyes vizsgálatok során használandó anyag mennyiségét kétszakaszos száraz futtatási eljárás segítségével határozzák meg. Egy kitáralt csövet, amelynek előzőleg megmérték az önsúlyát, megtöltenek 9 cm3 anyaggal, és az anyagot tömörítik a cső teljes keresztmetszetére ható 80 N erővel. Biztonsági okokból vagy olyan esetekben, ahol összenyomással változtatható a minta fizikai alakja, más töltési eljárások is használhatók; például ha az anyag nagyon érzékeny a súrlódásra, a tömörítés nem megfelelő. Amennyiben az anyag összenyomható, addig folytatják a további anyagbevitelt és tömörítést, amíg a cső felső vége alatt 55 mm-re van feltöltve. Meghatározzák a cső 55 mm-es szintjéig a feltöltéshez használt össztömeget, és hozzáadnak két további adagot, mindkettőt 80 N erővel tömörítve. Ezután szükség szerint, tömörítéssel hozzáadnak vagy kivesznek anyagot úgy, hogy a töltési szint a cső felső végétől 15 mm-re legyen. A második száraz futtatást, az első száraz futtatásban megállapított teljes tömeg egyharmadának tömörített mennyiségével kezdik el. Hozzáadnak két további ilyen adagot 80 N tömörítéssel, és a csőben az anyagszintet a cső felső végétől 15 mm-re állítják be, szükség szerint anyag hozzáadásával vagy elvételével. A második száraz futtatásban meghatározott anyagmennyiséget használják minden egyes vizsgálathoz; a megtöltést három egyenlő mennyiségben hajtják végre, mindegyiket 9 cm3-re sűrítik össze olyan erővel, amely ehhez szükséges. (Ez megkönnyíthető menetes gyűrűk segítségével.)
Folyadékokat és géleket 60 mm-es magasságig töltenek be a csőbe, a gélek esetében különös gondossággal kell eljárni annak megakadályozása érdekében, hogy üregek alakuljanak ki. A menetes gyűrűt alulról a csőre csúsztatják, behelyezik a megfelelő zárólemezt, és meghúzzák az anyát valamennyi molibdén-diszulfid bázisú kenőanyag felvitele után. Lényeges annak ellenőrzése, hogy nem került anyag a karima és a lemez közé vagy a menetekbe.
A hevítést nyomásszabályozóval (60–70 mbar) felszerelt ipari palackból egy áramlásmérőn átvezetett és a négy égőhöz elosztócsövön keresztül egyenletesen elosztott (amelyet az égőkből a lángok vizuális megfigyelése jelez) propán biztosítja. Az égőket az 1. ábrának megfelelően a vizsgálati kamra köré helyezték el. A négy gázégő együttes fogyasztása körülbelül 3,2 liter propán/perc. Használhatók más éghető gázok és égők, de a hevítési sebességnek a 3. ábrán megadottnak kell lennie. Minden készülék esetében a hevítési sebességet rendszeres időközönként ellenőrizni kell dibutil-ftaláttal megtöltött csövek segítségével a 3. ábrának megfelelően.
1.6.1.3. A vizsgálatok végrehajtása
Minden egyes vizsgálatot addig kell végezni, amíg a cső szét nem esik, vagy már 5 percig nem hevítették. Amennyiben a cső három vagy több darabra törik szét, amelyek néhány esetben a 2. ábrának megfelelően keskeny fémcsíkokkal összekapcsolhatók, ezt úgy értékelik, hogy robbanás történt. Az olyan vizsgálatokat, amelyeknél kevesebb töredék jön létre, vagy egyáltalán nem törik szét a cső, úgy tekintik, hogy nem eredményeznek robbanást.
Először egy három vizsgálatból álló vizsgálatsorozatot hajtanak végre 6,0 mm átmérőjű zárólemezzel, és ha nem történik robbanás, egy második, három vizsgálatból álló vizsgálatsorozat hajtanak végre 2,0 mm átmérőjű mérőperemmel. Amennyiben a két vizsgálatsorozat végrehajtása során valamelyiknél robbanás történik, nincs szükség további vizsgálatokra.
1.6.1.4. Kiértékelés
A vizsgálat eredményét pozitívnak tekintik, ha a fenti vizsgálatsorozatok valamelyikében robbanás történt.
1.6.2. Mechanikai hatással szembeni érzékenység (ütés)
1.6.2.1. Készülék (4. ábra)
Egy jellegzetes ejtőkalapácsos készülék lényeges részei egy alaplappal ellátott öntöttacél tömb, üllő, oszlop, vezetők, ejtősúlyok, kioldó készülék és egy mintatartó. A 100 mm (átmérőjű) × 70 mm (magasságú) acélüllőt a 450 mm (hosszúságú) × 450 mm (szélességű) × 60 mm (magasságú) öntött alaplappal ellátott, 230 mm (hosszúságú) × 250 mm (szélességű) × 200 mm (magasságú) acéltömb tetejéhez csavarozzák. Egy varratmentes húzott acélcsőből készült oszlopot rögzítettek az acéltömb hátsó részéhez csavarozott tartóba. Négy csavar rögzíti a készüléket egy tömör, 60 × 60 × 60 cm-es betontömbhöz úgy, hogy a vezető sínek tökéletesen függőlegesek, és az ejtősúly szabadon esik. A vizsgálathoz 5 és 10 kg-os, tömör acélból készült súlyokat alkalmaznak. Minden egyes súly ütőfeje HRC 60–63 keménységű és 25 mm-es minimális átmérőjű edzett acél.
A vizsgált mintát két koaxiális, egymás fölött elhelyezett, tömör acélhengerből álló ütőkészülékbe zárják egy hengeres acél vezetőgyűrű bemélyedésében. A tömör acélhengerek 10 (- 0,003 , - 0,005 ) mm átmérőjűek és 10 mm magasságúak, és felületük csiszolt, szélük lekerekített (0,5 mm-es görbületi sugár), és HRC 58–65 keménységűek. A hengermélyedés külső átmérője 16 mm, magassága 13 mm, és egy 10 (+ 0,005 , + 0,010 ) mm-es csiszolt furattal kell rendelkeznie. Az ütőkészüléket acélból készült (26 mm átmérőjű és 26 mm magasságú), közbeeső üllőre szerelték, és egy, a füstgázok távozását lehetővé tevő, perforált gyűrűvel állítják középpontba.
1.6.2.2. Vizsgálati körülmények
A minta térfogata 40 mm3 vagy valamilyen alternatív készülékhez megfelelő térfogatú legyen. A szilárd anyagokat száraz állapotban kell vizsgálni, és a következőképpen kell előkészíteni:
a por alakú anyagokat szitálják (0,5 mm-es szitaméret); a szitán átjutó anyagot használják a vizsgálathoz;
a préselt, öntött vagy más módon tömörített anyagokat kis darabokra törik és szitálják; a 0,5 és 1 mm közötti átmérőjű szitált frakciót használják a vizsgálathoz, a szitált frakciónak az eredeti anyagra reprezentatívnak kell lennie.
Az általában pép formájában szállított anyagokat, amennyiben lehetséges, száraz állapotban, vagy minden esetben a lehető legnagyobb mennyiségű oldószer eltávolítását követően kell vizsgálni. A folyékony anyagokat a felső és alsó acélhengerek között 1 mm-es réssel vizsgálják.
1.6.2.3. A vizsgálatok végrehajtása
Hat vizsgálatból álló vizsgálatsorozatot hajtanak végre, a 10 kg-os tömeget 0,40 méterről (40 J) ejtik le. Amennyiben robbanás következik be a 40 J-lal végrehajtott hat vizsgálat valamelyike során, további hat vizsgálatból álló vizsgálatsorozatot kell végrehajtani, ahol 5 kg-os tömeget kell leejteni 0,15 méterről (7,5 J). Más készülékekben a mintát összehasonlítják a kiválasztott referenciaanyaggal egy meghatározott eljárás (például fel-le módszer stb.) segítségével.
1.6.2.4. Értékelés
A vizsgálat eredményét pozitívnak tekintik, ha az előírt ütőkészülékkel végrehajtott vizsgálatok bármelyikében legalább egyszer robbanás következik be (ezzel egyenértékű a lángba borulás és/vagy durranás), vagy a minta érzékenyebbnek bizonyul, mint az 1,3-dinitro-benzol vagy az RDX valamelyik alternatív ütésvizsgálatban.
1.6.3. Mechanikai hatással szembeni érzékenység (súrlódás)
1.6.3.1. Készülék (5. ábra)
A súrlódásérzékenységet vizsgáló berendezés egy öntöttacél alaplemezből áll, amelyre a súrlódási érzékenységet vizsgáló készüléket felszerelték. Ez a készülék egy rögzített porcelánhengerből és egy mozgó porcelánlapból áll. A porcelánlapot egy kocsin tartják, amely két csúszópályán fut. A kocsit hajtórúd, hüvelyvonó karom és alkalmas hajtómű csatlakoztatja a villamos motorhoz úgy, hogy a porcelánlap csak egyszer mozdul előre és hátra 10 mm-t a porcelánhenger alatt. A porcelánhenger terhelhető, például 120 vagy 360 newtonnal.
A porcelánlapok fehér ipari porcelánból (9–32 μm érdesség) készültek, és 25 mm (hosszúság) × 25 mm (szélesség) × 5 mm (magasság) méretűek. A porcelánhenger ugyancsak fehér ipari porcelánból készült, és ez 15 mm hosszú, 10 mm átmérőjű és 10 mm görbületi sugarú, érdesített gömbszeletekkel rendelkezik.
1.6.3.2. Vizsgálati körülmények
A minta térfogata 10 mm3 vagy az adott alternatív berendezésnek megfelelő térfogatú legyen.
A szilárd anyagokat száraz állapotban vizsgálják, és a következőképpen készítik elő:
a por alakú anyagokat szitálják (0,5 mm-es szitaméret); a szitán átjutó anyagot használják a vizsgálathoz;
a préselt, öntött vagy más módon tömörített anyagokat darabokra törik és szitálják; a < 0,5 mm átmérőjű szitált frakciót használják vizsgálathoz.
Az általában pép formában szállított anyagokat, amennyiben lehetséges, száraz állapotban kell megvizsgálni. Amennyiben az anyag száraz állapotban nem készíthető el, a pépet (a lehető legnagyobb oldószermennyiség eltávolítása után) egy formával készített, 0,5 mm vastag, 2 mm széles, 10 mm hosszú filmként vizsgálják.
1.6.3.3. A vizsgálatok végrehajtása
A porcelánhengert a vizsgált mintára helyezik, és ráadják a terhelést. A vizsgálat végrehajtásakor a porcelánlap porozitási jelzésének harántirányban kell állnia a mozgás irányával. Ügyelni kell arra, hogy amikor a hengert a mintára helyezik, elegendő vizsgált anyag legyen a henger alatt, és a lap megfelelően mozogjon a henger alatt. Pépes anyagokhoz egy 2 × 10 mm-es nyílású, 0,5 mm vastag mérőeszközt használnak az anyag lapra történő felvitelére. A porcelánlapnak 10 mm-t kell előre és visszafelé mozognia a porcelánhenger alatt 0,44 másodpercen belül. A lap és henger felületének minden részét csak egyszer szabad használni; a henger két vége két vizsgálathoz, a lap két felülete felületenként három vizsgálathoz használható.
Hat vizsgálatból álló vizsgálatsorozatot hajtanak végre 360 N terheléssel. Amennyiben pozitív eredményt kapnak ez alatt a hat vizsgálat alatt, további hat vizsgálatból álló vizsgálatsorozatot kell végrehajtani 120 N terheléssel. Egy másik készülékben a mintát összehasonlítják a kiválasztott referenciaanyaggal egy erre meghatározott eljárás (például fel-le módszer) segítségével.
1.6.3.4. Értékelés
A vizsgálati eredmény akkor tekinthető pozitívnak, ha az előírt súrlódási érzékenységet vizsgáló berendezéssel végrehajtott vizsgálatok valamelyikében legalább egyszer robbanás jön létre (a robbanással egyenértékű a sercegés és/vagy a csattanás vagy lángba borulás), vagy egy alternatív súrlódásvizsgálat során teljesül az ezzel egyenértékű követelmény.
2. ADATOK
Elvben az anyagot az irányelv értelmében robbanásveszélyesnek kell tekinteni, ha a hő, ütés vagy súrlódási érzékenység vizsgálata során pozitív eredményt kapnak.
3. JELENTÉS
3.1. VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek, amennyiben lehetséges, a következő információkat kell tartalmaznia:
3.2. AZ EREDMÉNYEK ÉRTELMEZÉSE ÉS ÉRTÉKELÉSE
A vizsgálati jelentésnek tartalmaznia kell minden hamis, rendellenes, illetve nem jellemző eredményt. Amennyiben a vizsgálatok közül bármelyiket figyelmen kívül kell hagyni, meg kell adni annak magyarázatát és minden alternatív vagy kiegészítő vizsgálat eredményeit. A rendellenes eredményt el kell fogadni névértéken, és az anyagot ennek megfelelően osztályozni kell, kivéve ha az eredmény megmagyarázható.
4. SZAKIRODALOM
(1) Recommendations on the Transport of Dangerous Goods: Tests and criteria, 1990, United Nations, New York.
(2) Bretherick, L., Handbook of Reactive Chemical Hazards, 4th edition, Butterworths, London, ISBN 0-750- 60103-5, 1990.
(3) Koenen, H., Ide, K.H. and Swart, K.H. Explosivstoffe, 1961, vol. 3, 6–13 and 30–42.
(4) NF T 20-038 (Sept. 85). Chemical products for industrial use – Determination of explosion risk.
Függelék
Példa az anyag meghatározására a hőérzékenységvizsgálathoz (lásd a DIN 1623 szabványt)
(1) Cső: 1.0336.505 g számú anyagmeghatározás.
(2) Zárólemez: 1.4873 számú anyagmeghatározás.
(3) Menetes gyűrű és anya: 1.3817 számú anyagmeghatározás.
1. ábra
Hőérzékenységet vizsgáló készülék
(minden méret mm-ben van megadva)
2. ábra
Hőérzékenység-vizsgálat
Példák a széttörésre
3. ábra
Hevítési sebesség kalibrációja a hőérzékenység-vizsgálathoz
Egy zárt (1,5 mm-es zárólemez) csőben 3,2 liter/perces áramlási sebességű propán segítségével dibutil-ftalát (27 cm3) melegítésekor kapott hőmérséklet/idő görbe. A hőmérsékletet egy 1 mm átmérőjű, középre, 43 mm-rel a cső pereme alá helyezett rozsdamentes acéllal bevont kromel/alumel termoelemmel mérik. 135 oC és 285 oC között a hevítési sebességnek 185 és 215 K/perc között kell lennie.
4. ábra
Ütési érzékenységet vizsgáló készülék
(minden méret mm-ben van megadva)
4. ábra
Folytatás
5. ábra
Súrlódási érzékenységet vizsgáló készülék
A.15. ÖNGYULLADÁSI HŐMÉRSÉKLET (FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK)
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.16. SZILÁRD ANYAGOK RELATÍV ÖNGYULLADÁSI HŐMÉRSÉKLETE
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.17. OXIDÁLÓ TULAJDONSÁGOK (SZILÁRD ANYAGOK)
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.18. A POLIMEREK SZÁMÁTLAG SZERINTI MOLEKULATÖMEGE ÉS MOLEKULATÖMEG-ELOSZLÁSA
1. MÓDSZER
E gél permeációs kromatográfiás módszer megfelel az OECD TG 118-nak (1996). Az alapelvek és további technikai információk az 1. hivatkozásban találhatók.
1.1. BEVEZETÉS
Mivel a polimerek tulajdonságai olyan változatosak, lehetetlen egyetlen módszert leírni, pontosan felsorolva az elválasztás és kiértékelés feltételeit, amelyek lefednek minden, a polimerek elválasztásánál előforduló eshetőséget és különlegességet. Különösen a komplexpolimer rendszereknél gyakran nem használható a gél permeációs kromatográfia (GPC). Amennyiben a GPC nem használható, a molekulatömeg más módszerekkel határozható meg (lásd a függeléket). Ilyen esetekben meg kell adni a használt módszer valamennyi részletét és igazolását.
A leírt módszer az 55672 DIN szabványon alapul (1). Ebben a DIN szabványban található részletes információ a kísérletek kivitelezéséről és az adatkiértékelésről. Amennyiben a kísérleti körülmények módosítása szükséges, a változtatásokat igazolni kell. Más szabvány is használható, amennyiben teljes körű hivatkozással rendelkezik. A leírt módszer kalibrációra ismert polidiszperzitású polisztirol mintákat használ, és esetleg módosítani kell, hogy megfelelő legyen bizonyos polimereknél, pl.: vízben oldható és hosszú láncú elágazó polimerek.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
Az Mn számátlag molekulatömeget és az Mw tömegátlag molekulatömeget az alábbi egyenletekkel lehet meghatározni:
|
|
|
ahol
Hi a detektorjel szintje az alapvonaltól Vi retenciós térfogatra,
Mi a polimerfrakció molekulatömege Vi retenciós térfogatnál, és
n az adatpontok száma.
A molekulatömeg eloszlásának szélességét, ami a rendszer diszperzitásának mértéke, az Mw/Mn arány adja meg.
1.3. REFERENCIAANYAGOK
Kalibrációt kell készíteni, mert a GPC relatív módszer. Keskeny eloszlású, lineárisan felépített, ismert Mn és Mw átlagos molekulatömegű, és ismert molekulatömeg eloszlású polisztirol standardokat használnak e célra. Az ismeretlen minta molekulatömegének meghatározására a kalibrációs görbe csak akkor használható, amennyiben a minta és a standardok elválasztásának körülményei azonos módon lettek kiválasztva.
A molekulatömeg és az elúciós térfogat között meghatározott kapcsolat csak az adott kísérlet sajátos körülményei között érvényes. A körülmények magukban foglalják mindenek felett a hőmérsékletet, az oldószert (vagy oldószerkeveréket), a kromatográfiás feltételeket és az elválasztó oszlopot vagy oszlopokat.
A minta így meghatározott molekulatömegei relatív értékek és „polisztirol ekvivalens molekulatömeg”-ként írták le őket. Ez azt jelenti, hogy a minta és a standard szerkezeti és kémiai különbségeitől függően a molekulatömegek kisebb-nagyobb mértékben eltérhetnek az abszolút értéktől. Amennyiben más standardokat használtak, pl. polietilén-glikol, polietilén-oxid, polimetil-metakrilát, poliakrilsav, azt meg kell indokolni.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
A minta molekulatömeg-eloszlása és az átlagos molekulatömegek (Mn, Mw) GPC-vel meghatározhatók. A GPC a folyékony kromatográfia speciális típusa, aminél a minta az egyes alkotók hidrodinamikai térfogata szerint választódik el (2).
Az elválasztás a minta porózus anyaggal, tipikusan szerves géllel töltött oszlopon való áthaladásakor valósul meg. Kis molekulák be tudnak hatolni a pórusokba, a nagy molekulák nem. A nagy molekulák útja ezért rövidebb, és elsőként eluálódnak. A közepes méretű molekulák a pórusok egy részébe behatolnak, és később eluálódnak. A legkisebb, a gél pórusainál kisebb átlagos hidrodinamikai sugarú molekulák minden pórusba be tudnak hatolni. Ezek eluálódnak utoljára.
Ideális helyzetben az elválasztást teljesen a molekulafajták mérete szabja meg, de a gyakorlatban nehéz elkerülni valamely abszorpciós hatás közrehatását. A nem egyenletes oszlopfeltöltés és a holttérfogat ronthatja a helyzetet (2).
A detektálás megvalósul pl. a törésmutatóval vagy az UV-elnyeléssel, és egyszerű eloszlási görbét eredményez. Azonban ahhoz, hogy a tényleges molekulatömeg-értékeket a görbéhez lehessen rendelni, az oszlopot kalibrálni kell ismert molekulatömegű és ideális esetben nagyjából hasonló szerkezetű polimerek, pl. különböző polisztirol standardok futtatásával. Tipikusan Gauss-görbe kapható, néha a kis molekulatömeg oldalán kis farokkal eltorzítva, a függőleges tengely a különböző eluált molekulafajták tömeg szerinti mennyiségét, a vízszintes tengely a molekulatömeg logaritmusát mutatja.
1.5. MINŐSÉGI KÖVETELMÉNYEK
Az elúciós térfogat reprodukálhatósága (relatív standard deviáció, RSD) 0,3 %-nál jobb kell, hogy legyen. Az analízis megkövetelt reprodukálhatóságát belső standarddal való korrekcióval kell biztosítani, amennyiben a kromatogramot az idő függvényében értékelik ki, és nem felel meg a fent említett követelménynek (1). A polidiszperzitás függ a standardok molekulatömegétől. Polisztirol standardoknál a tipikus értékek:
|
Mp < 2 000 |
Mw/Mn < 1,20 |
|
2 000 ≤ Mp ≤ 106 |
Mw/Mn < 1,05 |
|
Mp > 106 |
Mw/Mn < 1,20 |
(Mp a standard molekulatömege a csúcsmaximumnál)
1.6. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA
1.6.1. A standard polisztirol oldatok készítése
A polisztirol standardokat óvatosan keverve oldják fel a választott eluensben. A gyártó ajánlásait számításba kell venni az oldatok készítésénél.
A választott standardok koncentrációja különböző faktoroktól függ, pl. injektált térfogat, az oldat viszkozitása és az elemző detektor érzékenysége. A túltöltés elkerülése érdekében a maximális injektált térfogatot az oszlop hosszához kell igazítani. 30 cm × 7,8 mm-es oszlopú GPC-vel történő analitikai elválasztásoknál a jellemző injektált térfogat rendesen 40 és 100 μl között van. Nagyobb térfogat is elképzelhető, de nem lépheti túl a 250 μl-t. Az oszlop aktuális kalibrációja előtt meg kell határozni az injektált térfogat és a koncentráció optimális arányát.
1.6.2. A mintaoldat elkészítése
Elvben a mintaoldatok elkészítésére is ugyanezek a követelmények érvényesek. A mintát megfelelő oldószerben pl. tetrahidro-furán (THF) óvatos rázással oldják fel. Semmilyen körülmények között sem szabad ultrahangos fürdőben feloldani. Amennyiben szükséges, az oldat tisztítható 0,2 –2 μm-es pórusméretű membránszűrővel.
A feloldatlan részecskék jelenlétét, amik nagy molekulatömegű fajták miatt fordulhatnak elő, fel kell jegyezni a végleges jelentésben. A feloldott részecskék tömegszázalékának meghatározására megfelelő módszert kell alkalmazni. Az oldatot 24 órán belül fel kell használni.
1.6.3. Készülék
Biztosítani kell, hogy a GPC rendszer inert legyen a használt oldószerekkel szemben (pl. THF oldószernél acélkapillárisok használata).
1.6.4. Injektáló és oldószerszállító rendszer
A minta oldatának meghatározott térfogatát automataadagolóval vagy kézzel töltik az oszlopra egy pontosan meghatározott zónába. Amennyiben kézzel végzik, a fecskendő dugattyújának túl gyors benyomása vagy kihúzása a megfigyelt molekulatömeg-eloszlásban változásokat okozhat. Az oldószert szállító rendszernek, amennyire csak lehet, lüktetésmentesnek kell lenni, ideálisan rezgéscsillapítót magában foglalva. Az áramlási sebesség 1 ml/perc nagyságrendű.
1.6.5. Oszlop
A mintától függően a polimert egy egyszerű, vagy több, sorba kötött oszlopot használva jellemeznek. Számos meghatározott tulajdonságokkal (pl. pórusméret, szelektivitási határérték) rendelkező porózus oszlopanyag elérhető a kereskedelemben. Az elválasztó gél vagy az oszlophossz megválasztása a minta tulajdonságaitól (pl. hidrodinamikai térfogatok, molekulatömeg-eloszlás) és az elválasztás sajátos körülményeitől, pl. oldószer, hőmérséklet és áramlási sebesség is függ (1) (2) (3).
1.6.6. Elméleti tányérszám
Az elválasztásra használt oszlopot vagy oszlopkombinációt az elméleti tányérszámmal kell jellemezni. A THF eluáló oldószer esetében ez magában foglalja etil-benzol vagy más, megfelelő nem poláris oldat töltését ismert hosszúságú oszlopra. Az elméleti tányérszámot a következő egyenlet adja meg:
|
|
vagy |
|
ahol:
|
N |
= |
az elméleti tányérszám |
|
Ve |
= |
az elúciós térfogat a csúcsmaximumnál |
|
W |
= |
az alapvonal csúcsszélesség |
|
W1/2 |
= |
a csúcsszélesség félmagasságnál. |
1.6.7. Az elválasztás hatékonysága
Az elméleti tányérszámon kívül, ami a sávszélességet meghatározó mennyiség, az elválasztás hatékonyságának is van szerepe, amit a kalibrációs görbe meredeksége határoz meg. Egy oszlop elválasztási hatékonyságát a következő kapcsolat adja meg:
ahol:
|
Ve, Mx |
= |
az Mx molekulatömegű polisztirol elúciós térfogata |
|
Ve,(10.Mx) |
= |
a 10-szer nagyobb molekulatömegű polisztirol elúciós térfogata. |
A rendszer felbontása általában így definiált:
Ahol
|
Ve1, Ve2 |
= |
két polisztirol standard elúciós térfogata a csúcsmaximumnál |
|
W1, W2 |
= |
az alapvonal csúcsszélességei |
|
M1, M2 |
= |
a molekulatömegek a csúcsmaximumnál (10-es faktorral térjenek el). |
Az oszloprendszerre az R-értéknek nagyobbnak kell lennie mint 1,7 (4).
1.6.8. Oldószerek
Minden oldószernek nagy tisztaságúnak kell lennie (THF-ből 99,5 %-os tisztaságút használnak). Az oldószertartálynak (inertgáz-atmoszférában, amennyiben szükséges) elég nagynak kell lenni az oszlop kalibrálásához és néhány mintaanalízishez. Az oldószert gáztalanítani kell, mielőtt a pumpával az oszlopra juttatják.
1.6.9. Hőmérséklet-szabályozás
A kritikus belső komponensek (injektáló hurok, oszlopok, detektor, csövezés) hőmérsékletét állandó és az oldószerválasztásnak megfelelő értéken kell tartani.
1.6.10. Detektor
A detektor célja az oszlopról eluált minta koncentrációjának mennyiségi rögzítése. A csúcsok szükségtelen szélesedésének elkerülésére a detektorcella küvetta térfogatának a lehető legkisebbnek kell lenni. Nem lehet nagyobb 10 μl-nél, kivéve a fényszórási és viszkozitásdetektoroknál. A detektálásra differenciális törésmutató-mérést szokás használni. Azonban, ha a minta vagy az elúciós oldószer sajátos tulajdonságai megkövetelik, más detektortípusok is használhatók, pl. UV/látható fény, IR, viszkozitásdetektor stb.
2. ADATOK ÉS JELENTÉS
2.1. ADATOK
A DIN szabványra (1) kell hivatkozni a részletes értékelési követelménynél éppúgy, mint az adatgyűjtéssel és -feldolgozással kapcsolatos követelményeknél.
Minden mintánál két független kísérletet kell végezni. Külön-külön kell azokat elemezni.
Mn-t, Mw-t, Mw/Mn-t és Mp-t meg kell adni minden mérésnél. Fontos egyértelműen jelezni, hogy a mért értékek a használt standard molekulatömegével ekvivalens relatív értékek.
A retenciós térfogatok, vagy a retenciós idők (lehetőleg belső standardot használva korrigáltak) meghatározása után a log Mp értékek (Mp a kalibráló standard csúcsmaximuma) lesznek ábrázolva egyikük függvényében. Molekulatömeg-dekádonként legalább két kalibrációs pont szükséges, és legalább öt mérési pont kell a teljes görbéhez, aminek le kell fedni a minta becsült molekulatömegét. A kalibrációs görbe kis molekulatömegű végpontját n-hexil-benzol, vagy más megfelelő nem poláris oldott anyag definiálja. A számátlag és a tömegátlag molekulatömeget általában elektronikus adatfeldolgozással, az 1.2. pont képletei alapján határozzák meg. A kézi digitalizálás esetében az ASTM D 3536-91 használható (3).
Az eloszlási görbét táblázat vagy ábra (differenciális frekvencia, vagy összegszázalék a log M függvényében) formájában kell megadni. Grafikus ábrázolásnál egy molekulatömeg-dekádnak általában kb. 4 cm szélesnek kell lennie, a csúcsmaximumnak pedig kb. 8 cm magasnak kell lennie. Integrál eloszlási görbék esetében az ordinátában a különbségnek 0 és 100 % között kb. 10 cm-esnek kell lenni.
2.2. VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek az alábbi információkat kell tartalmaznia:
2.2.1. Vizsgált anyag
2.2.2. Műszerezettség
2.2.3. A rendszer kalibrálása
2.2.4. Kiértékelés:
3. IRODALOMJEGYZÉK
(1) DIN 55672 (1995). Gelpermeationschromatographie (GPC) mit Tetrahydrofuran (THF) als Elutionsmittel, 1. rész.
(2) Yau, W. W., Kirkland, J. J., and Bly, D. D. eds, (1979). Modern Size Exclusion Liquid Chromatography, J. Wiley and Sons.
(3) ASTM D 3536-91, (1991). Standard Test Method for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution by Liquid Exclusion Chromatography (Gel Permeation Chromatography-GPC). American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
(4) ASTM D 5296-92, (1992). Standard Test Method for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution of Polistyrene by High Performance Size-Exclusion Chromatography. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
Függelék
Példák polimerek számátlag molekulatömege (Mn) meghatározásának más módszereire
Mn meghatározására a gél permeációs kromatográfia (GPC) az előnyben részesített módszer, különösen, ha elérhető a polimeréhez hasonló szerkezetű standardkészlet. Azonban, ha gyakorlati nehézségekbe ütközik a GPC használata, vagy amennyiben számítani lehet arra, hogy nincs megfelelő érték az Mn számára (és ami igazolást igényel), alternatív módszerek alkalmazhatók, úgymint:
1. A kolligatív tulajdonságok felhasználása
1.1. Ebullioszkópia/krioszkópia:
az oldószer polimer hozzáadásával kiváltott forráspont-emelkedésének (ebullioszkópia), vagy fagypont-csökkenésének (krioszkópia) mérése. A módszer azon a tényen alapul, hogy az oldott polimer hatása a folyadék forrás/fagypontjára a polimer molekulatömegétől függ (1) (2).
Alkalmazhatóság: Mn < 20 000 .
1.2. Gőznyomás csökkentése:
a kiválasztott referenciafolyadék gőznyomásának mérése ismert mennyiségű polimer hozzáadása előtt és után (1) (2).
Alkalmazhatóság: Mn < 20 000 (elméletben; gyakorlatban azonban korlátozott értékű).
1.3. Membrán ozmometria:
az ozmózis elvén alapul, azaz, hogy az oldószer-molekulák hajlamosak híg oldatból a tömény oldatba átmenni egy félig áteresztő membránon keresztül, hogy egyensúly jöjjön létre. A vizsgálatnál a híg oldat nulla koncentrációjú, a tömény oldat pedig a polimert tartalmazza. Az oldószer átvándorlása a membránon keresztül nyomáskülönbséget okoz, amely az oldat koncentrációjától és a polimer molekulatömegétől függ (1) (3) (4).
Alkalmazhatóság: Mn20 000 –200 000 között.
1.4. Gőzfázis ozmometria:
tiszta oldószer aeroszol párolgási sebességének összehasonlítása legalább három eltérő koncentrációban polimert tartalmazó aeroszolhoz képest (1) (5) (6).
Alkalmazhatóság: Mn < 20 000 .
2. Végcsoport analízis
A módszer alkalmazásához a polimer általános szerkezetének és a láncot lezáró végcsoportok szerkezetének (aminek a fő váztól pl. NMR-rel vagy titrálással/származékképzéssel megkülönböztethetőnek kell lenni) ismerete szükséges. A polimerben jelen lévő végcsoportok molekulakoncentrációjának meghatározása a molekulatömeg értékéhez vezethet (7) (8) (9).
Alkalmazhatóság: Mn50 000 -ig (csökkenő megbízhatósággal).
3. Irodalomjegyzék
(1) Billmeyer, F. W. Jr., (1984). Textbook of Polymer Science, 3rd. Edn., John Wiley, New York.
(2) Glover, C. A., (1975). Absolute Colligative Property Methods. Chapter 4. In: Polymer Molecular Weights, Part I, P. E. Slade, Jr. ed., Marcel Dekker, New York.
(3) ASTM D 3750-79, (1979). Standard Practice for Determination of Number-Average Molecular Weight of Polymers by Membrane Osmometry. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
(4) Coll, H. (1989). Membrane Osmometry. In: Determination of Molecular Weight, A. R. Copper ed., J. Wiley and Sons, pp. 25–52.
(5) ASTM 3592-77, (1977). Standard Recommended Practice for Determination of Molecular Weight by Vapour Pressure, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
(6) Morris, C. E. M., (1989). Vapour Pressure Osmometry. In: Determination of Molecular Weight, A. R. Cooper ed., John Wiley and Sons.
(7) Schröder, E., Müller, G., and Arndt, K-F., (1989). Polymer Characterisation, Carl Hanser Verlag, Munich.
(8) Garmon, R. G., (1975). End-Group Determinations, Chapter 3. In: Polymer Molecular Weighs, Part I, P. E. Slade, Jr. ed. Marcel Dekker, New York.
(9) Amiya S., et al. (1990). Pure and Applied Chemistry, 62, pp. 2139–2146.
A.19. POLIMEREK KIS MOLEKULATÖMEG-TARTALMA
1. MÓDSZER
Ez a gél permeációs kromatográfiás módszer az OECD TG 119-nek megfelelője (1996). Az alapelvek és további technikai információk az 1. hivatkozásban találhatók.
1.1. BEVEZETÉS
Mivel a polimerek tulajdonságai olyan változatosak, lehetetlen egyetlen módszert leírni, pontosan felsorolva az elválasztás és kiértékelés feltételeit, amelyek lefednek minden, a polimerek elválasztásánál előforduló eshetőséget és különlegességet. Különösen a komplexpolimer rendszereknél gyakran nem használható a gél permeációs kromatográfia (GPC). Amennyiben a GPC nem használható, a molekulatömeg más módszerekkel határozható meg (lásd a függeléket). Ilyen esetekben meg kell adni a használt módszer valamennyi részletét és igazolását.
A leírt módszer az 55672 DIN szabványon alapul (1). Ebben a DIN szabványban található részletes információ a kísérletek kivitelezéséről és az adatkiértékelésről. Amennyiben a kísérleti körülmények módosítása szükséges, a változtatásokat igazolni kell. Más szabvány is használható, ha teljes körű hivatkozással rendelkezik. A leírt módszer ismert polidiszperzitású polisztirol kalibrációs mintákat használ, és esetleg módosítani kell, hogy megfelelő legyen bizonyos polimereknél, pl. vízben oldható és hosszú láncú elágazó polimerek.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
A kis molekulatömeget önkényesen 1 000 dalton alattiként definiálták.
Az Mn számátlag molekulatömeget és az Mw tömegátlag molekulatömeget a következő egyenletekkel lehet meghatározni:
|
|
|
ahol:
|
HI |
= |
a detektorjel szintje az alapvonaltól Vi retenciós térfogatra |
|
Mi |
= |
a polimerfrakció molekulatömege Vi retenciós térfogatnál, és n az adatpontok száma. |
A molekulatömeg eloszlásának szélességét, ami a rendszer diszperzitásának mértéke, az Mw/Mn arány adja meg.
1.3. REFERENCIAANYAGOK
Kalibrációt kell készíteni, mert a GPC relatív módszer. Keskeny eloszlású, lineárisan felépített, ismert Mn és Mw átlagos molekulatömegű, és ismert molekulatömeg eloszlású polisztirol standardokat használnak e célra. Az ismeretlen minta molekulatömegének meghatározására a kalibrációs görbe csak akkor használható, amennyiben a minta és a standardok elválasztásának körülményei azonos módon lettek kiválasztva.
A molekulatömeg és az elúciós térfogat között meghatározott kapcsolat csak az adott kísérlet sajátos körülményei között érvényes. A körülmények magukban foglalják mindenek felett a hőmérsékletet, az oldószert (vagy oldószerkeveréket), a kromatográfiás feltételeket és az elválasztó oszlopot vagy oszlopokat.
A minta így meghatározott molekulatömegei relatív értékek és „polisztirol ekvivalens molekulatömeg”-ként írták le őket. Ez azt jelenti, hogy a minta és a standard szerkezeti és kémiai különbségeitől függően a molekulatömegek kisebb-nagyobb mértékben eltérhetnek az abszolút értéktől. Amennyiben más standardokat használtak, pl. polietilén-glikol, polietilén-oxid, polimetil-metakrilát, poliakrilsav, azt meg kell indokolni.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
A minta molekulatömeg-eloszlása és az átlagos molekulatömegek (Mn, Mw) GPC-vel meghatározhatók. A GPC a folyékony kromatográfia speciális típusa, aminél a minta az egyes alkotók hidrodinamikai térfogata szerint választódik el (2).
Az elválasztás a minta porózus anyaggal, tipikusan szerves géllel töltött oszlopon való áthaladásakor valósul meg. Kis molekulák be tudnak hatolni a pórusokba, a nagy molekulák nem. A nagy molekulák útja ezért rövidebb, és elsőként eluálódnak. A közepes méretű molekulák a pórusok egy részébe behatolnak, és később eluálódnak. A legkisebb, a gél pórusainál kisebb átlagos hidrodinamikai sugarú molekulák minden pórusba be tudnak hatolni. Ezek eluálódnak utoljára.
Ideális helyzetben az elválasztást teljesen a molekulafajták mérete szabja meg, de a gyakorlatban nehéz elkerülni valamely abszorpciós hatás közrehatását. A nem egyenletes oszlopfeltöltés és a holt térfogat ronthatja a helyzetet (2).
A detektálás megvalósul pl. a törésmutatóval vagy az UV-elnyeléssel, és egyszerű eloszlási görbét eredményez. Azonban ahhoz, hogy a tényleges molekulatömeg-értékeket a görbéhez lehessen rendelni, az oszlopot kalibrálni kell ismert molekulatömegű és ideális esetben nagyjából hasonló szerkezetű polimerek, pl. különböző polisztirol standardok futtatásával. Tipikusan Gauss-görbe kapható, néha a kis molekulatömeg oldalán kis farokkal eltorzítva, a függőleges tengely a különböző eluált molekulafajták tömeg szerinti mennyiségét mutatja, a vízszintes tengely a molekulatömeg logaritmusát.
A kis molekulatömeg-tartalmat ebből a görbéből származtatjuk. A számítás csak akkor lehet pontos, amennyiben az alacsony molekulatömegű fajták a polimerre, mint egészre ekvivalensen, tömeg szerinti alapon hatnak vissza.
1.5. MINŐSÉGI KÖVETELMÉNYEK
Az elúciós térfogat reprodukálhatósága (relatív standard deviáció, RSD) 0,3 %-nál jobb kell, hogy legyen. Az analízis megkövetelt reprodukálhatóságát belső standarddal való korrekcióval kell biztosítani, amennyiben a kromatogramot az idő függvényében értékelik ki, és nem felel meg a fent említett követelménynek (1). A polidiszperzitás függ a standardok molekulatömegétől. Polisztirol standardoknál a tipikus értékek:
|
Mp < 2 000 |
Mw/Mn < 1,20 |
|
2 000 ≤ Mp ≤ 106 |
Mw/Mn < 1,05 |
|
Mp > 106 |
Mw/Mn < 1,20 |
(Mp a standard molekulatömege a csúcsmaximumnál)
1.6. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA
1.6.1. A standard polisztirol oldatok készítése
A polisztirol standardokat óvatosan keverve oldják fel a választott eluensben. A gyártó ajánlásait számításba kell venni az oldatok készítésénél.
A választott standardok koncentrációja különböző faktoroktól függ, pl. injektált térfogat, az oldat viszkozitása, és az elemző detektor érzékenysége. A túltöltés elkerülése érdekében a maximális injektált térfogatot az oszlop hosszához kell igazítani. 30 cm × 7,8 mm-es oszlopú GPC-vel történő analitikai elválasztásoknál a jellemző injektált térfogat rendesen 40 és 100 μl között van. Nagyobb térfogat is elképzelhető, de nem lépheti túl a 250 μl-t. Az oszlop aktuális kalibrációja előtt meg kell határozni az injektált térfogat és a koncentráció optimális arányát.
1.6.2. A mintaoldat készítése
Elvben a mintaoldatok elkészítésére is ugyanezek a követelmények érvényesek. A mintát megfelelő oldószerben, pl. tetrahidro-furán (THF), óvatos rázással oldják fel. Semmilyen körülmények között sem szabad ultrahangos fürdőben feloldani. Amennyiben szükséges, az oldat tisztítható 0,2 –2 μm-es pórusméretű membránszűrővel.
A feloldatlan részecskék jelenlétét, amik nagy molekulatömegű fajták miatt fordulhatnak elő, fel kell jegyezni a végleges jegyzőkönyvben. A feloldott részecskék tömegszázalékának meghatározására megfelelő módszert kell alkalmazni. Az oldatot 24 órán belül fel kell használni.
1.6.3. A szennyezőanyag- és adalékanyag-tartalom korrekciója
Rendszerint szükséges az M < 1 000 fajta tartalmának korrekciója a nem polimer fajtájú jelen lévő komponensek (pl. szennyező anyagok, és/vagy adalékanyagok) járulékára, kivéve ha a mért tartalom már < 1 %. Ezt a polimer oldat, vagy a GPC eluátum közvetlen analízisével érik el.
Amennyiben az oszlopon való áthaladás után az eluátum túl híg a további analízishez, töményíteni kell. Szükséges lehet az eluátum beszáradásig való párologtatása és újraoldása. Az eluátum töményítésének olyan körülmények között kell történnie, amelyek biztosítják, hogy az eluátumban nem történik változás. A GPC lépés utáni eluátumkezelés függ a mennyiségi meghatározás használt analitikus módszerétől.
1.6.4. Készülék
A GPC készülék a következő komponensekből áll:
Biztosítani kell, hogy a GPC rendszer inert legyen a használt oldószerekkel szemben (pl. THF oldószernél acélkapillárisok használata).
1.6.5. Injektáló és oldószerszállító rendszer
A minta oldatának meghatározott térfogatát automataadagolóval vagy kézzel töltik az oszlopra egy pontosan meghatározott zónába. Amennyiben kézzel végzik, a fecskendő dugattyújának túl gyors benyomása vagy kihúzása a megfigyelt molekulatömeg-eloszlásban változásokat okozhat. Az oldószert szállító rendszernek, amennyire csak lehet, lüktetésmentesnek kell lenni, ideálisan rezgéscsillapítót magában foglalva. Az áramlási sebesség 1 ml/perc nagyságrendű.
1.6.6. Oszlop
A mintától függően a polimert egy egyszerű, vagy több, sorba kötött oszlopot használva jellemeznek. Számos meghatározott tulajdonságokkal (pl. pórusméret, kizárási határérték) rendelkező porózus oszlopanyag elérhető a kereskedelemben. Az elválasztó gél vagy az oszlophossz megválasztása a minta tulajdonságaitól (pl. hidrodinamikai térfogatok, molekulatömeg-eloszlás) és az elválasztás sajátos körülményeitől, pl. oldószer, hőmérséklet és áramlási sebesség is függ (1) (2) (3).
1.6.7. Elméleti tányérszám
Az elválasztásra használt oszlopot vagy oszlopkombinációt az elméleti tányérszámmal kell jellemezni. A THF eluáló oldószer esetében ez magában foglalja etil-benzol, vagy más megfelelő nem poláris oldat töltését ismert hosszúságú oszlopra. Az elméleti tányérszámot a következő egyenlet adja meg:
|
|
vagy |
|
Ahol:
|
N |
= |
az elméleti tányérszám |
|
Ve |
= |
az elúciós térfogat a csúcsmaximumnál |
|
W |
= |
az alapvonal csúcsszélessége |
|
W1/2 |
= |
a csúcsszélesség félmagasságnál |
1.6.8. Az elválasztás hatékonysága
Az elméleti tányérszámon kívül, ami a sávszélességet meghatározó mennyiség, az elválasztás hatékonyságának is van szerepe, amit a kalibrációs görbe meredeksége határoz meg. Egy oszlop elválasztási hatékonyságát a következő kapcsolat adja meg:
ahol:
|
Ve, Mx |
= |
az Mx molekulatömegű polisztirol elúciós térfogata |
|
Ve,(10.Mx) |
= |
a 10-szer nagyobb molekulatömegű polisztirol elúciós térfogata |
A rendszer felbontása általában így definiált:
ahol:
|
Ve1, Ve2 |
= |
két polisztirol standard elúciós térfogata a csúcsmaximumnál |
|
W1, W2 |
= |
az alapvonal csúcsszélességei |
|
M1, M2 |
= |
a molekulatömegek a csúcsmaximumnál (10-es faktorral térjenek el). |
Az oszloprendszerre az R-értéknek nagyobbnak kell lennie mint 1,7 (4).
1.6.9. Oldószerek
Minden oldószernek nagy tisztaságúnak kell lennie (THF-ből 99,5 %-os tisztaságút használnak). Az oldószertartálynak (inertgáz-atmoszférában, amennyiben szükséges) elég nagynak kell lennie az oszlop kalibrálásához és néhány mintaanalízishez. Az oldószert gáztalanítani kell, mielőtt a pumpával az oszlopra juttatják.
1.6.10. Hőmérséklet-szabályozás
A kritikus belső komponensek (injektáló hurok, oszlopok, detektor, csövezés) hőmérsékletét állandó és az oldószerválasztásnak megfelelő értéken kell tartani.
1.6.11. Detektor
A detektor célja az oszlopról eluált minta koncentrációjának mennyiségi rögzítése. A csúcsok szükségtelen szélesedésének elkerülésére a detektorcella küvettatérfogatának a lehető legkisebbnek kell lenni. Nem lehet nagyobb 10 μl-nél, kivéve a fényszórási és viszkozitásdetektoroknál. A detektálásra differenciális törésmutató mérést szokás használni. Azonban, ha a minta vagy az elúciós oldószer sajátos tulajdonságai megkövetelik, más detektortípusok is használhatók, pl. UV/látható fény, IR, viszkozitásdetektor stb.
2. ADATOK ÉS JELENTÉS
2.1. ADATOK
A DIN szabványra (1) kell hivatkozni a részletes értékelési követelménynél éppúgy, mint az adatgyűjtéssel és -feldolgozással kapcsolatos követelményeknél.
Minden mintánál két független kísérletet kell végezni. Külön-külön kell azokat elemezni. Minden esetben elengedhetetlen a mintával azonos körülmények között kezelt vakpróbákból származó adatokat is meghatározni.
Fontos egyértelműen jelezni, hogy a mért értékek a használt standard molekulatömegével ekvivalens relatív értékek.
A retenciós térfogatok vagy a retenciós idők (lehetőleg belső standardot használva korrigáltak) meghatározása után a log Mp értékek (Mp a kalibráló standard csúcsmaximuma) lesznek ábrázolva egyikük függvényében. Molekulatömeg-dekádonként legalább két kalibrációs pont szükséges, és legalább öt mérési pont kell a teljes görbéhez, aminek le kell fedni a minta becsült molekulatömegét. A kalibrációs görbe kis molekulatömegű végpontját n-hexil-benzol, vagy más megfelelő nem poláris oldott anyag definiálja. A görbének az 1 000 -nél kisebb molekulatömegeknek megfelelő részét a szennyező és adalékanyagoknak megfelelően határozták meg és korrigálták. Az elúciós görbéket általában elektronikus adatfeldolgozás útján értékelik ki. A kézi digitalizálás esetében az ASTM D 3536-91 használható (3).
Amennyiben az oszlopon visszamaradt bármilyen nem oldható polimer, molekulatömege valószínűleg nagyobb az oldható frakcióénál, és amennyiben ezt figyelmen kívül hagyják, az az alacsony molekulatömeg-tartalom túlbecsülését eredményezi. A kis molekulatömeg-tartalmú nem oldható polimer korrekciójára vonatkozó útmutatás a függelékben található.
Az eloszlási görbét táblázat vagy ábra (differenciális frekvencia vagy összegszázalék a log M függvényében) formájában kell megadni. Grafikus ábrázolásnál egy molekulatömeg-dekádnak általában kb. 4 cm szélesnek kell lennie, a csúcsmaximumnak pedig kb. 8 cm magasnak kell lenni. Integrális eloszlási görbék esetében az ordinátában a különbségnek 0 és 100 % között kb. 10 cm-esnek kell lenni.
2.2. VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek az alábbi információkat kell tartalmaznia:
2.2.1. Vizsgált anyag
2.2.2. Műszerezettség
2.2.3. A rendszer kalibrálása
2.2.4. Információ a kis molekulatömegű polimertartalomról
2.2.5. Kiértékelés:
3. IRODALOMJEGYZÉK
(1) DIN 55672 (1995). Gelpermeationschromatographie (GPC) mit Tetrahydrofuran (THF) als Elutionsmittel, 1. rész.
(2) Yau, W. W., Kirkland, J. J., and Bly, D. D. eds, (1979). Modern Size Exclusion Liquid Chromatography, J. Wiley and Sons.
(3) ASTM D 3536-91, (1991). Standard Test Method for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution by Liquid Exclusion Chromatography (Gel Permeation Chromatography-GPC). American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
(4) ASTM D 5296-92, (1992). Standard Test Method for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution of Polystyrene by High Performance Size-Exclusion Chromatography. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.
Függelék
Útmutató a kis molekulatömeg-tartalom korrekciójához a nem oldható polimerfrakciók vonatkozásában
Amennyiben nem oldható polimer van jelen a mintában, tömegveszteséget okoz a GPC analízis során. A nem oldható polimer irreverzibilisen visszamarad az oszlopon vagy a mintaszűrőn, míg a minta oldható része áthalad az oszlopon. Amennyiben a polimer törésmutató növekedése (dn/dc) megbecsülhető vagy mérhető, meg lehet becsülni a minta tömegvesztését az oszlopon. Ekkor az ismert koncentrációjú standard anyagokkal való külső kalibrálás és a dn/dc használatával korrekciót alkalmaznak a refraktométer válaszának kalibrálására. Az alábbi példában poli(metil-metakrilát) (pMMA) standardot használtak.
Az akril polimerek analízisénél a külső kalibráció során ismert koncentrációjú tetrahidro-furánban oldott pMMA standardot analizálnak GPC-vel, és a kapott adatok használhatók a refraktométer-állandó megállapításához, a következő egyenlet szerint:
K = R/(C x V x dn/dc)
ahol
|
K |
= |
a refraktométer-állandó (mikrovoltszekundum/ml-ben), |
|
R |
= |
a pMMA standard válasza (mikrovoltszekundumban), |
|
C |
= |
a pMMA standard koncentrációja (mg/ml-ben), |
|
V |
= |
az injektált térfogat (ml-ben) és |
|
dn/dc |
= |
a törésmutató növekedése pMMA-ra tetrahidro-furánban (ml/mg-ban). |
A következő adatok tipikusak a pMMA standardra:
|
R |
= |
2 937 891 |
|
C |
= |
1,07 mg/ml |
|
V |
= |
0,1 ml |
|
dn/dc |
= |
9 x 10-5 ml/mg |
Az eredményül kapott K értéket (3,05 × 1011 ezután az elméleti detektorválasz kiszámítására lehet használni, amennyiben az injektált polimer 100 %-a eluálódott a detektoron.
A.20. POLIMEREK OLDÓDÁS/EXTRAKCIÓ VISELKEDÉSE VÍZBEN
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.21. OXIDÁLÓ TULAJDONSÁGOK (FOLYADÉKOK)
E vizsgálati módszer teljes leírása törlésre került. Az egyenértékű nemzetközi vizsgálati módszert vagy a szóban forgó végpontra alkalmazandó vizsgálati módszereket a 0. rész 1. táblázata tartalmazza.
A.22. ROSTOK HOSSZAL SÚLYOZOTT ÁTLAGOS GEOMETRIAI ÁTMÉRŐJE
1. MÓDSZER
1.1. BEVEZETÉS
Ez a módszer a mesterséges ásványi rostok (MMMF) hosszal súlyozott átlagos geometriai átmérőjének (LWGMD) mérési módszerét írja le. Mivel a minta sokaság hosszal súlyozott átlagos geometriai átmérője 95 %-os valószínűséggel a 95 %-os konfidenciaszinteken belül lesz (LWGMD ± két standard hiba), a jelentett érték (a vizsgálati érték) a minta alsó 95 %-os konfidenciahatára lesz (azaz LWGMD – 2 két standard hiba). A módszer egy HSE ipari eljárástervezet frissítésén alapul (1994. június), melyet az ECFIA és a HSE Chester tartott megbeszélésén fogadott el, 1993. szeptember 26-án, és egy második laboratóriumközi vizsgálat részére készült, illetve abból dolgozták ki (1, 2). Ez a mérési módszer az ömlesztett anyagok vagy a mesterséges ásványi szálakat, beleértve a refraktor kerámia rostokat (RCF), mesterséges üvegszálakat (MMVF), kristályos és polikristályos szálakat tartalmazó termékek rostátmérőjének jellemzésére használható.
A hosszal történő súlyozás az anyagok mintavételezésekor vagy mozgatásakor a hosszú rostok törése által okozott átmérő eloszlásra gyakorolt hatást egyenlíti ki. Az MMMF átmérők méreteloszlásának méréséhez geometriai statisztikát (geometriai átlag) alkalmaznak, mert ezeknek az átmérőknek a méreteloszlása rendszerint a logaritmiko-normális eloszláshoz közelít.
A hossz és az átmérő mérése egyaránt unalmas és időigényes, de csak ha azokat a rostokat mérik, melyek érintik a SEM látómező egy végtelenül vékony vonalát, egy adott rost kiválasztásának lehetősége arányos annak hosszával. Mivel a hosszal súlyozott számításokban ez figyelemmel van a hosszra, az egyetlen megkívánt mérés az átmérő mérése, és a LWGMD-2SE a leírtak szerint számítható.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK
Részecske: Olyan tárgy, melynél a hossznak a szélességhez viszonyított aránya kisebb mint 3:1.
Rost: Olyan tárgy, melynél a hossznak a szélességhez viszonyított aránya (méretarány) legalább 3:1.
1.3. ALKALMAZÁSI TERÜLET ÉS KORLÁTOK
A módszer a 0,5 μm és 6 μm közti átlagátmérőjű átmérő eloszlás vizsgálatára született. A nagyobb átmérők kisebb SEM nagyítással vizsgálhatóak, de a módszer növekvő mértékben korlátozóvá válik a finomabb rosteloszlás esetében és 0,5 μm alatti átlagátmérő esetében TEM (transzmissziós elektronmikroszkóp) mérés javasolt.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
A rostpaplanból vagy a szabad ömlesztett rostból több reprezentatív magmintát vesznek. Az ömlesztett rostok hosszát aprítási eljárással csökkentik és a reprezentatív almintát vízben oszlatják el. Az aliquotokat kivonatolják és 0,2 μm pórusméretű, polikarbonát szűrőn átszűrik, majd előkészítik a pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) technikájú vizsgálatra. A rostátmérőket 10 000 -szeres vagy nagyobb képernyőnagyítással mérik ( 1 ), egyenes metszés módszer alkalmazásával, az átlagátmérő torzítatlan becslése végett. A kisebb 95 % konfidenciaintervallumot (egyoldalas vizsgálaton alapulva) számítják, és az eredmény az anyag átlag geometriai rostátmérőjének legkisebb becsült értéke.
1.5. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA
1.5.1. Biztonság/óvintézkedések
A lebegő rostoknak történő személyi kitettséget minimalizálni kell, és a száraz rostok mozgatásakor füstszekrényt vagy kesztyűs manipulátort kell használni. A módszerek hatékonyságának meghatározására időszakos személyi kitettség monitoringot kell végezni. Mesterséges ásványi rostok mozgatásakor a bőrirritációk csökkentésére és a kereszt-szennyeződés megelőzése érdekében eldobható kesztyűt kell viselni.
1.5.2. Készülék / berendezés
1.5.3. A vizsgálat kivitelezése
1.5.3.1. Mintavétel
Paplanok és lapok esetében egy 25 mm-es magfúróval vagy dugófúróval vesznek mintákat a keresztmetszetből. Ezek a paplanok egy rövid hosszoldalán, annak szélességében egyenlő távolságra kell, hogy elhelyezkedjenek, vagy pedig véletlenszerűen kell venni őket, amennyiben elegendő hosszú hosszdarabok áll rendelkezésre. Ugyanezt a berendezést szabad rostokból történő véletlenszerű minták vételére is lehet használni. Lehetőség szerint hat mintát kell venni, az ömlesztett anyag térbeli eltéréseinek tükrözése céljából.
A hat magmintát 50 mm átmérőjű sajtolóban, 10 MPa-on kell összetörtni. Az anyagot egy spatulával kell összekeverni, majd 10 MPa-on újra összenyomni. Ezután az anyag kikerül a sajtolóból és lezárt üvegben kerül tárolásra.
1.5.3.2. A minta előkészítése
Ha szükséges, a szerves kötőanyag eltávolítható a rostnak körülbelül egy órára 450 °C-os kemencébe történő helyezésével.
A mintát kúp alakúra kell formálni, majd negyedelve szétosztani (ezt porkamrában kell végezni).
Spatula segítségével adjuk a minta egy kis mennyiségét (< 0,5 g) 100 ml frissen desztillált, 0,2 μm-es membránszűrőn átszűrt vízhez (ha kielégítőnek bizonyulnak, más, alternatív ultratiszta víz forrásokat is lehet használni). 100 W teljesítményen működtetett, kavitációra beállított ultrahangos szondával alaposan oszlassuk el. (Ha nem áll rendelkezésre szonda, a következő módszert alkalmazzuk: ismételten rázzuk és invertáljuk 30 másodpercig; asztali ultrahangos fürdőben ultrahangozzuk öt percig; majd ismételten rázzuk és invertáljuk további 30 másodpercig).
Rögtön a rost szétoszlatását követően vegyünk ki több aliquotot (pl. három darab, 3, 6 és 10 ml aliquot) egy széles szájú pipetta segítségével (2–5 ml kapacitás).
Mindegyik aliquotot vákuumszűrőzzük át egy 0,2 μm polikarbonát szűrőn, melyet egy 5 μm pórusú MEC alátét szűrővel egészít ki, egy 25 mm-es hengeres tartályos, üvegszűrős tölcsérrel. Körülbelül 5 ml szűrt desztillált vizet kell a tölcsérbe helyezni, és az aliquotot lassan át kell pipettázni át a vízbe, a pipetta csúcsát a meniszkusz alatt tartva. A pipettázást követően a pipettát és a tartályt alaposan át kell öblíteni, mivel a vékony rostok hajlamosak inkább a felületen maradni.
Óvatosan távolítsuk el a szűrőt és válasszuk el az alátét szűrőtől, mielőtt egy tartályba helyeznénk szárítani.
24-es típusú szikével a szűrt üledékből vágjunk egy negyed vagy fél szűrőrészt, ide-oda mozgó mozdulatokkal. A kivágott részt óvatosan helyezzük a SEM tárgylemezre, szén ragasztószalaggal vagy szénragasztóval rögzítve. A szűrő széleinek és a tárgylemez villamos érintkezésének javítása érdekében legalább három helyen ezüst vezetőt kell alkalmazni. Amikor a ragasztó/ezüst vezető száraz, szórással vonja be az üledék felületét körülbelül 50 nm arany/palládium bevonattal.
1.5.3.3. SEM kalibrálása és működtetése
1.5.3.3.1. Kalibrálás
A SEM kalibrálását legalább hetente egyszer ellenőrizni kell (ideálisan naponta egyszer), hitelesített kalibrációs ráccsal. A kalibrációt össze kell hasonlítani egy hitelesített standarddal és ha a mért érték (SEM) nincs a hitelesített érték ± 2 %-án belül, a SEM kalibrációt be kell állítani és újra kell ellenőrizni.
A SEM-nek legalább látható 0,2 μm átmérő felbontással kell rendelkeznie, valós minta mátrixot alkalmazva, 2 000 -szeres nagyításon.
1.5.3.3.2. Működtetés
A SEM-et 10 000 -szeres nagyításon kell működtetni ( 2 ), olyan körülményeket alkalmazva, melyek jó felbontást és elfogadható képet adnak lassú, például 5 másodperc per kép letapogatási sebességnél. Bár a különböző SEM-ek üzemeltetési követelményei eltérhetnek, általánosságban a legjobban látható és legjobb felbontás érdekében, viszonylag alacsony atomsúlyú anyagokkal 5–10 keV gyorsítófeszültséget kell alkalmazni kis fénypont mérettel és rövid működési távolsággal. Mivel lineáris metszést végzünk, 0o-os dőlést kell alkalmazni a minimális újrafókuszáláshoz, vagy, ha az SEM-nek van eucentrikus állapota, az eucentrikus működési távolságot kell használni. Kisebb nagyítás alkalmazható, ha az anyag nem tartalmaz kis (átmérőjű) rostokat, és a rostok átmérője nagy (> 5 μm).
1.5.3.4. Méretezés
1.5.3.4.1. Kisebb nagyítású vizsgálat a minta értékelésére
A mintát először kis nagyítással kell vizsgálni összetapadt nagy rostok jeleit keresve, és a rostok sűrűségét vizsgálva. Túlzott tapadás esetén javasolt új minta készítése.
A statisztikai pontosság érdekében fontos egy minimum számú rost mérése, és kívánatos a magas rostsűrűség, mivel az üres mezők vizsgálata időigényes és nem segíti az elemzést. Ugyanakkor, ha a szűrő túltöltött, nehézkes az összes mérhető rost mérése, mert a kis rostokat eltakarhatják a nagyobbak, ezért ezek esetleg figyelmen kívül maradnak.
Az LWGMD túlbecslése annak eredménye lehet, ha a lineáris átlón a rostsűrűség meghaladja millimétereként a 150 rostot. Másrészről az alacsony rostkoncentrációk növelik az elemzés idejét, és gyakran költséghatékonyabb az optimálishoz közeli rostsűrűségű minta készítése, mint az alacsony koncentrációjú szűrők számolgatásához ragaszkodás. Az optimális rostsűrűség esetén 5 000 0-szeres nagyításnál egy látómezőben átlag egy vagy két megszámlálható rost található. Ugyanakkor az optimum sűrűség függ a rostok méretétől (átmérő), ezért fontos, hogy a műveletet végző személy szakszerűen döntsön arról, hogy a rostsűrűség optimálishoz közeli-e vagy sem.
1.5.3.4.2. A rostátmérők hosszal történő súlyozása
Csak azokat a rostokat kell számolni, melyek a SEM képernyőjén lévő (végtelenül) vékony vonalat érintik (vagy keresztezik). Ebből az okból kifolyólag a képernyő közepén egy vízszintes (vagy függőleges) vonal húzódik.
Alternatívaként a képernyő közepén egyetlen pont található, és a szűrőn keresztül egy irányban zajlik a folyamatos pásztázás. Minden olyan rost átmérője, melynek méretaránya nagyobb mint 3:1, és érinti, vagy keresztezi ezt a pontot, mérésre és rögzítésre kerül.
1.5.3.4.3. Rostok méretezése
Minimum 300 rost mérése javasolt. Minden rostot csak egyszer, a képen lévő vonallal vagy ponttal kapott metszéspontban mérünk (vagy ha a rost végei takarva vannak, a metszésponthoz közel). Ha nem szokványos keresztmetszetű rostok fordulnak elő, a rost átlag átmérőjét képviselő mérést kell alkalmazni. Gondosan kell eljárni a végek meghatározásakor, illetve a rost végei közötti legrövidebb távolság mérésekor. A méretezés végezhető on-line vagy pedig a tárolt képekkel vagy fotókkal off-line. Félautomatikus képi mérési rendszerek – melyek az adatokat közvetlenül egy táblázatba töltik le – használata ajánlott, mivel ezek időt takarítanak meg, kiküszöbölik az elírási hibákat és a számítások automatikusak.
A hosszú rostok végeit kis nagyítással kell ellenőrizni, meggyőződve arról, hogy azok nem göndörödnek vissza a mérési látómezőbe és csak egyszer kerülnek mérésre.
2. ADATOK
2.1. EREDMÉNYEK KEZELÉSE
A rostátmérők rendszerint nem mutatnak normális eloszlást. Ugyanakkor a logtranszformáció elvégzésével a normálishoz közelítő eloszlást nyerhetünk.
Kiszámítjuk az n rostátmérők (D) természetes e alapú logaritmusa (lnD) számtani átlagát (mean lnD) és standard eltérését (SDlnD):
|
|
(1) |
|
|
(2) |
A standard hiba (SElnD) meghatározásához a standard eltérést elosztjuk a mérések számának (n) négyzetgyökével.
|
|
(3) |
Az átlagból kivonjuk a standard hiba kétszeresét, és kiszámítjuk az érték (mínusz két standardhiba) exponenciálisát, így megkapjuk a geometriai átlag mínusz két standard hiba értéket.
|
|
(4) |
3. JELENTÉS
VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek legalább a következő információt kell tartalmaznia:
4. HIVATKOZÁSOK
B. Tylee SOP MF 240. Health and Safety Executive. February 1999.
G. Burdett and G. Revell. Development of a standard method to measure the length-weigthed geometric mean fibre diameter: Results of the Second inter-laboratory exchange. IR/L/MF/94/07. Project R42.75 HPD. Health and Safety Executive. Research and Laboratory Services Division. 1994.
A.23. MEGOSZLÁSI HÁNYADOS (1-OKTANOL/VÍZ): LASSÚ KEVERÉSES MÓDSZER
BEVEZETÉS
1. A jelen vizsgálati módszer egyenértékű az OECD 123. vizsgálati iránymutatásában (2006) leírt módszerrel. A lassú keveréses módszert sikerrel alkalmazták az 1-oktanol/víz megoszlási hányados (POW) pontos meghatározására log POW = 8,2 értékig (1). Ez a kísérleti megközelítés éppen ezért alkalmas az erősen hidrofób anyagok POW értékének közvetlen meghatározására.
2. Az 1-oktanol/víz megoszlási hányados (POW) meghatározásának egyéb módszerei a lombikrázásos módszer (2), valamint a POW fordított fázisú nagynyomású folyadékkromatográfiával (HPLC) kapott retencióból történő meghatározása (3). A lombikrázásos módszernél az oktanol-mikrocseppek vizes fázisba való átkerülése miatt fennáll a torzított mérési eredmények veszélye. Minél nagyobb a POW értéke, annál inkább előfordulhat e cseppek vizes fázisban való jelenléte miatt a vizsgált anyag vízben oldott koncentrációjának túlbecslése. Éppen ezért e módszer alkalmazása a 4-nél kisebb log POW értékű anyagokra korlátozódik. A második módszer közvetlen módon meghatározott, konkrét POW-adatokat használ a HPLC technikával megállapított retenciós viselkedés és a mért POW értékek közötti összefüggés kalibrálással való meghatározásához. Az ionizálható anyagok 1-oktanol/víz megoszlási hányadosának meghatározásához állt ugyan rendelkezésre OECD-iránymutatástervezet (4), ez azonban már nem alkalmazható.
3. A jelen vizsgálati módszert Hollandiában dolgozták ki. Az itt leírt vizsgálatok precizitását egy 15 laboratórium részvételével végzett validációs körvizsgálati tanulmány keretében validálták és optimalizálták (5).
KIINDULÁSI MEGFONTOLÁSOK
Szignifikancia és alkalmazási terület
4. Inert szerves anyagoknál erősen szignifikáns összefüggést mutattak ki az 1-oktanol/víz megoszlási hányados (POW) és az anyag halakban történő bioakkumulációja között. Ezen túlmenően összefüggést találtak a POW és a halakra gyakorolt toxikus hatás, valamint a vegyi anyagok szilárd anyagok, például talaj és üledékek általi felvétele között. A hivatkozott irodalom (6) széles körű áttekintést nyújt ezen összefüggésekről.
5. Számos különböző összefüggést állapítottak meg az 1-oktanol/víz megoszlási hányados és az anyagok környezeti toxikológia és kémia szempontjából lényeges egyéb tulajdonságai között. Ennek következtében az 1-oktanol/víz megoszlási hányados meghatározó paraméterré vált a vegyi anyagok környezeti kockázatának értékelése, valamint a vegyi anyagok környezeti sorsának előrejelzése szempontjából.
Alkalmazási kör
6. A lassú keveréses kísérlet során feltételezhetően kisebb mértékű a mikrocseppek 1-oktanol-cseppekből való képződése a vizes fázisban. Ennek következtében nem fordul elő a vízben oldott koncentrációnak a vizsgált anyag e cseppekhez kötődő molekulái miatti túlbecslése. A lassú keveréses módszer éppen ezért különösen alkalmas az 5 vagy annál nagyobb várt log POW értékű anyagok POW értékének meghatározására, amelyeknél a lombikrázásos módszer (2) gyakran ad hibás eredményeket.
FOGALOMMEGHATÁROZÁS ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
7. Egy adott anyag víz és lipofil oldószer (1-oktanol) közötti megoszlási hányadosa a vegyi anyag két fázis közötti egyensúlyi megoszlását írja le. A víz és 1-oktanol közötti megoszlási hányados (POW) a vizsgált anyag vízzel telített 1-oktanolban (CO) és 1-oktanollal (CW) telített vízben fennálló egyensúlyi koncentrációinak hányadosát jelenti.
Koncentrációhányados lévén dimenzió nélküli szám. A legtöbb esetben 10-es alapú logaritmusként (log POW) adják meg. A POW hőmérsékletfüggő, ezért a jegyzőkönyvezett adatok között szerepelnie kell a mérési hőmérsékletnek.
A MÓDSZER ELVE
8. A megoszlási hányados meghatározásához a vizet, az 1-oktanolt és a vizsgált anyagot állandó hőmérsékleten egyensúlyba hozzuk egymással. Ezt követően meghatározzuk a vizsgált anyag koncentrációját a két fázisban.
9. Az itt javasolt lassú keveréses módszerrel csökkenthetők a lombikrázásos kísérlet során jelentkező mikrocseppképződéssel összefüggő kísérleti nehézségek. A lassú keveréses kísérlet során vizet, 1-oktanolt és vizsgált anyagot hozunk egyensúlyba egy termosztátos keverőreaktorban. A fázisok közötti anyagmozgást keveréssel gyorsítjuk. A keverés korlátozott turbulenciával jár, ami mikrocseppek képződése nélkül fokozza az 1-oktanol és a víz közötti anyagmozgást (1).
A VIZSGÁLAT ALKALMAZHATÓSÁGA
10. Mivel a vizsgált anyagtól eltérő anyagok jelenléte befolyásolhatja a vizsgált anyag aktivitási együtthatóját, a vizsgált anyagot tiszta formában kell vizsgálni. Az 1-oktanol/víz kísérlethez a kereskedelmi forgalomban kapható legnagyobb tisztaságú anyagot kell felhasználni.
11. A jelen módszer tiszta anyagokra vonatkozik, amelyeknél nem figyelhető meg disszociáció vagy asszociáció, illetve jelentős mértékű határfelületi aktivitás. A módszerrel az ilyen anyagok, valamint a keverékek 1-oktanol/víz megoszlási hányadosa határozható meg. Amennyiben a módszert keverékeknél alkalmazzuk, a megállapított 1-oktanol/víz megoszlási hányados feltételesnek tekintendő, és függ a vizsgált keverék kémiai összetételétől, valamint a vizes fázisként alkalmazott elektrolit-összetételtől. A módszer disszociáló vagy asszociáló vegyületekre is alkalmazható, ugyanakkor ez esetben további műveleteket kell elvégezni (12. bekezdés).
12. Mivel a disszociáló anyagok – például szerves savak és fenolok, szerves lúgok, valamint szerves fémvegyületek – 1-oktanol/víz megoszlása során vízben és 1-oktanolban több egyensúlyi állapot jön létre, az 1-oktanol/víz megoszlási hányados feltételes állandó, amely nagymértékben függ az elektrolit összetételétől (7) (8). Az 1-oktanol/víz megoszlási hányados meghatározásához éppen ezért a kísérlet során szabályozni és jegyzőkönyvezni kell a pH-t és az elektrolit összetételét. E megoszlási hányadosok értékelésekor szakértői megítélésre kell támaszkodni. A disszociációs állandó(k) értéke alapján alkalmas pH-értékeket kell kiválasztani úgy, hogy minden egyes ionizációs állapothoz meghatározható legyen a megoszlási hányados. A szerves fémvegyületek vizsgálatához olyan puffereket kell használni amelyekben nem képződnek komplex vegyületek (8). A kísérleti feltételeket a vizes fázisról rendelkezésre álló kémiai ismeretek (komplexképzési állandók, disszociációs állandók) figyelembevételével oly módon kell kiválasztani, hogy megbecsülhető legyen a vizsgált anyagból a vizes fázisban keletkező változatok megjelenése. Háttérelektrolit használatával minden kísérlet során azonos ionerősséget kell biztosítani.
13. Alacsony vízoldékonysággal vagy magas POW értékkel rendelkező anyagok vizsgálata során nehézségek merülhetnek fel, mivel a vízben oldott koncentráció ez esetben olyan alacsony, hogy nehéz pontosan meghatározni. Ez a vizsgálati módszer útmutatást ad az említett probléma kezeléséhez.
INFORMÁCIÓK A VIZSGÁLT ANYAGRÓL
14. Analitikai vagy annál nagyobb tisztasági fokú kémiai reagenseket kell alkalmazni. Javasolt jelöletlen, ismert kémiai összetételű, lehetőség szerint legalább 99 %-os tisztaságú vizsgált anyagokat, vagy radioaktívan jelölt, ismert kémiai összetételű, radiokémiai tisztaságú vizsgált anyagokat használni. Rövid felezési idejű nyomjelző elem használata esetén korrekciókat kell végezni a bomlás figyelembevétele érdekében. Radioaktívan jelölt vizsgált anyag esetén az adott vegyi anyagra specifikus analitikai módszert kell alkalmazni annak érdekében, hogy a mért radioaktivitás közvetlenül a vizsgált anyaghoz kötődjön.
15. A log POW becslése kereskedelmi forgalomban kapható, a log POW becslésére szolgáló szoftverrel, vagy a két oldószerben mérhető oldékonyság hányadosa alapján végezhető el.
16. A POW meghatározására szolgáló, lassú keveréses kísérlet elvégzése előtt a vizsgált anyagról az alábbi információknak kell rendelkezésre állniuk:
szerkezeti képlet;
az anyag vízben és 1-oktanolban oldott koncentrációjának meghatározására alkalmas analitikai módszerek;
ionizálható anyagok esetén a disszociációs állandó(k) (112. OECD-iránymutatás (9));
vízoldékonyság (10);
abiotikus hidrolízis (11);
gyors biológiai lebonthatóság (12);
gőznyomás (13).
A MÓDSZER LEÍRÁSA
Felszerelések és készülékek
17. Általános laboratóriumi felszerelések, így különösen a következők szükségesek:
18. Inert anyagból készült edényeket kell használni, hogy az edény felületén elhanyagolható mértékű adszorpció jelentkezzen.
A vizsgált oldatok előkészítése
19. A POW meghatározásához a kereskedelmi forgalomban kapható legnagyobb (legalább 99 %-os) tisztaságú 1-oktanolt kell használni. Ajánlott az 1-oktanolt savval, lúggal és vízzel végzett extrakció, majd pedig szárítás útján tisztítani. Az 1-oktanol ezenkívül desztillálással is tisztítható. A tisztított 1-oktanolt a vizsgált anyagok standard oldatainak elkészítésére kell felhasználni. A POW meghatározásához üveg- vagy kvarcedényben desztillált, vagy tisztítórendszerrel nyert vizet kell használni, illetve használható HPLC-tisztaságú víz is. Desztillált víz esetén 0,22 μm-es szűrővel végzett szűrés szükséges, továbbá vakmintákat is kell készíteni annak ellenőrzése érdekében, hogy a koncentrált kivonatokban nincs-e jelen a vizsgált anyagot esetlegesen befolyásoló szennyeződés. Üvegszálas szűrő használata esetén a szűrőt három órán keresztül 400 °C hőmérsékleten végzett hőkezeléssel kell tisztítani.
20. A kísérlet előtt mindkét oldószert kölcsönösen telítsük egymással úgy, hogy megfelelő méretű edényben egyensúlyi állapotba hozzuk azokat. Ez a kétfázisú rendszer két napon át tartó lassú keverésével történik.
21. Válasszuk ki a vizsgált anyag megfelelő koncentrációját, és ennek megfelelő anyagmennyiséget oldjunk fel (vízzel telített) 1-oktanolban. Az 1-oktanol/víz megoszlási hányadost híg 1-oktanolos és vizes oldatban kell meghatározni. A vizsgált anyag koncentrációja ezért az egyes fázisokban nem haladhatja meg az oldhatóság 70 %-át, és legfeljebb 0,1 mól lehet (1). A kísérlet során használt 1-oktanol-oldatok nem tartalmazhatnak lebegő, szilárd vizsgált anyagot.
22. Megfelelő mennyiségű vizsgált anyagot oldjunk fel (vízzel telített) 1-oktanolban. Ha a log POW becsült értéke 5-nél nagyobb, ügyelni kell arra, hogy a kísérlet során használt 1-oktanolos oldatok ne tartalmazzanak lebegő, szilárd vizsgált anyagot. Ennek érdekében az 5-nél nagyobb becsült log POW értékű vegyi anyagok esetében az alábbi eljárást kell alkalmazni:
A minták extrahálása és elemzése
23. Az anyag vizsgálatához validált analitikai módszert kell alkalmazni. A vizsgálatot végző személyeknek bizonyítaniuk kell, hogy a vízzel telített 1-oktanol, valamint az 1-oktanollal telített víz fázisban a kísérlet során mért koncentrációk az alkalmazott analitikai eljárások mennyiségi kimutatásának módszertani határértéke fölött vannak. Amennyiben extrahálási módszerek szükségesek, a vizsgált anyag vizes és 1-oktanolos fázisból történő analitikai visszanyerését a kísérlet előtt meg kell állapítani. Az analitikai jelet vakmintákkal korrigálni kell, és ügyelni kell arra, hogy az analit ne kerüljön át az egyik mintából a másikba.
24. A hidrofób vizsgált anyagok vizes fázisban fennálló meglehetősen alacsony koncentrációja miatt az elemzés előtt valószínűleg el kell végezni a vizes fázis szerves oldószerrel történő extrahálását, és az extraktumot be kell töményíteni. Ugyanezen okból csökkenteni kell az esetleges vakminták koncentrációját. Ennek érdekében magas tisztasági fokú, lehetőség szerint szermaradék-elemzésre szolgáló oldószereket kell alkalmazni. A keresztszennyeződés ezenkívül előzőleg alaposan megtisztított(például oldószerrel kimosott vagy magas hőmérsékleten hőkezelt) üvegeszközök használatával is elkerülhető.
25. A log POW becsült értéke becslési programmal vagy szakértői megítélés alapján kapható meg. Ha az érték 6-nál nagyobb, a vakmintákkal való korrekciókat és az analit áthordását szorosan figyelemmel kell kísérni. Hasonlóképpen, ha a log POW 6-nál nagyobb, a magas betöményítési tényezők elérése érdekében kötelező helyettesítő standardot alkalmazni a visszanyeréssel való korrekciókhoz. A kereskedelmi forgalomban több szoftverprogram is kapható a log POW becsléséhez, ( 3 ) például Clog P (16), KOWWIN (17), ProLogP (18) és ACD log P (19). A becslési módszerek leírása a hivatkozott irodalomban olvasható (20–22).
26. A vizsgált anyag 1-oktanolban és vízben oldott mennyiségének megállapításához használt mennyiségi meghatározási határértékeket (LOQ) elfogadott módszerek alapján kell meghatározni. Általános szabályként a mennyiségi meghatározás módszerspecifikus határértéke akként a vízben vagy 1-oktanolban oldott koncentrációként határozható meg, amely 10-es jel/zaj arányt eredményez. Megfelelő extrahálási és betöményítési módszert kell kiválasztani, továbbá meg kell határozni az analitikai visszanyeréseket is. Megfelelő betöményítési tényezőt válasszunk ki annak érdekében, hogy az analitikai meghatározás eredményeként szükséges nagyságú jelet kapjunk.
27. Az analitikai módszer paraméterei és a várt koncentrációk alapján határozzuk meg a vegyület pontos koncentrációjának megállapításához szükséges hozzávetőleges mintaméretet. Kerülendő az olyan vizes minták használata, amelyek túl kis mennyiségűek ahhoz, hogy megfelelő analitikai jelet adjanak. Kerülendő továbbá a túl nagy méretű vízminták használata, mivel ellenkező esetben túl kevés víz maradhat a minimális számú (n = 5) elemzés elvégzéséhez. Az 1. függelék az edény térfogatának, valamint a vizsgált anyag LOD értékének és oldhatóságának függvényében adja meg a minimális mintamennyiséget.
28. A vizsgált anyagok mennyiségi meghatározása az adott vegyület kalibrálási görbéivel való összehasonlítás alapján történik. Az elemzett mintákban oldott koncentrációknak a standardok koncentrációi közé kell esniük.
29. Hatnál nagyobb becsült log POW értékű vizsgált anyagok esetén az extrahálás előtt helyettesítő standardot kell a vízmintához adni, hogy a vízminták extrahálása és betöményítése során történő veszteségek észlelhetők legyenek. A visszanyeréssel való pontos korrekció érdekében a helyettesítő standardoknak a vizsgált anyagéihoz nagyon hasonló vagy azokkal azonos tulajdonságokkal kell rendelkezniük. Erre a célra lehetőség szerint a vizsgált anyagok izotóppal jelölt (stabil) (például deutériumos vagy C13 izotóppal jelölt) analógjait kell használni. Amennyiben jelölt stabil izotópok – azaz C13 vagy H2 – használatára nincs lehetőség, a szakirodalomban közzétett megbízható adatok alapján igazolni kell, hogy a helyettesítő standard fizikai és kémiai tulajdonságai nagyon hasonlóak a vizsgált anyagéihoz. A vizes fázis folyadék-folyadék extrakciója során emulziók képződhetnek. Ez csökkenthető, ha sót adunk a mintához, és hagyjuk az emulziót egy éjszakán át ülepedni. A minták extrahálására és betöményítésére alkalmazott módszereket jegyzőkönyvezni kell.
30. Az 1-oktanolos fázisból nyert minták elemzés előtt megfelelő oldószerrel szükség szerint hígíthatók. Ezen túlmenően javasolt a helyettesítő standardok visszanyeréssel való korrekció érdekében történő alkalmazása az olyan anyagok esetén, amelyeknél a visszanyerési kísérletek tekintetében nagymértékű variáció (10 %-nál nagyobb relatív szórás) volt tapasztalható.
31. Az analitikai módszer részleteit jegyzőkönyvezni kell. Ebbe beleértendő az extrakciós módszer, a betöményítési és hígítási tényező, a műszerek paraméterei, a kalibrálási eljárás, a kalibrálási tartomány, a vizsgált anyag vízből való analitikai visszanyerése, helyettesítő standardok visszanyeréssel való korrekció céljából történő alkalmazása, a vakminták értékei, kimutatási határok és mennyiségi meghatározási határértékek.
A vizsgálat végrehajtása
Optimális 1-oktanol/víz térfogatarányok
32. A víz és az 1-oktanol térfogatának kiválasztásakor figyelembe kell venni az 1-oktanolra és vízre vonatkozó LOQ-t, a vizes mintákra alkalmazott betöményítési tényezőket, az 1-oktanolból és vízből vett minták térfogatát, valamint a várt koncentrációkat. A lassú keveréses rendszerben alkalmazott 1-oktanol térfogatát a kísérlettel összefüggő okokból úgy kell kiválasztani, hogy az 1-oktanol-réteg kellően vastag (> 0,5 cm) legyen ahhoz, hogy az 1-oktanolos fázisból annak felkavarása nélkül lehessen mintát venni.
33. A 4,5 vagy annál nagyobb log POW értékű vegyületek meghatározásához jellemzően használt fázisarány 20–50 ml 1-oktanol és 950–980 ml víz 1 literes edényben.
Vizsgálati körülmények
34. A vizsgálat során a reakcióedényt termosztáttal szabályozzuk, hogy a hőmérséklet-ingadozás 1 °C alá csökkenjen. A vizsgálatot 25 °C-on kell elvégezni.
35. A kísérleti rendszert vagy a kísérlet sötétkamrában való elvégzésével, vagy a reakcióedény alufóliával való bevonásával védeni kell a napfénytől.
36. A kísérletet (a lehetőségekhez mérten) pormentes környezetben kell elvégezni.
37. Az 1-oktanol–víz rendszert az egyensúlyi állapot létrejöttéig keverjük. Egy lassú keveréses kísérletet, valamint a vízből és az 1-oktanolból történő, rendszeres időközönkénti mintavételt magában foglaló előkísérlettel mérjük fel az egyensúlyba hozatalhoz szükséges időt. A mintavételi időpontok között legalább öt órának kell eltelnie.
38. Minden egyes POW-meghatározást legalább három, egymástól független lassú keveréses kísérlettel kell elvégezni.
Az egyensúlyba hozatali idő meghatározása
39. Abból kell kiindulni, hogy az egyensúlyi állapot akkor jön létre, amikor az 1-oktanol/víz koncentrációs arány idő függvényében meghatározott regressziójának négy megfigyelési időpontot magában foglaló időtartam alatti meredeksége 0,05 értékű p-szint mellett nem tér el szignifikáns mértékben a nullától. A mintavétel megkezdése előtti minimális egyensúlyba hozatali idő egy nap. Általános szabályként az 5-nél kisebb becsült log POW értékű anyagok mintavételezése a második és a harmadik napon végezhető. Víztaszítóbb vegyületek esetén az egyensúlyba hozatalhoz hosszabb időre lehet szükség. Egy 8,23-nál nagyobb log POW értékű vegyület (dekaklór-bifenil) esetén 144 óra elegendőnek bizonyult az egyensúlyi állapot kialakulásához. Az egyensúly értékelése egyetlen edényből végzett ismételt mintavétellel történik.
A kísérlet megkezdése
40. A kísérlet kezdetekor a reakcióedényt töltsük meg 1-oktanollal telített vízzel. Kellő időt kell hagyni a termosztált hőmérséklet eléréséhez.
41. A kívánt mennyiségű (szükséges térfogatnyi, vízzel telített 1-oktanolban feloldott) vizsgált anyagot óvatosan töltsük a reakcióedénybe. Ez a kísérlet kritikus lépése, ugyanis kerülendő a két fázis turbulens keveredése. Éppen ezért az 1-oktanolos fázist lassan, a kísérleti edény fala mentén, a vízfelülethez közelről kell pipettával csepegtetni. Az anyag ezt követően lefolyik az üvegfal mentén, és a vizes fázis felett vékony réteget képez. Feltétlenül kerülendő az 1-oktanol közvetlenül a lombikba történő átöntése; az 1-oktanol-cseppek nem hullhatnak közvetlenül a vízbe.
42. A keverés megkezdését követően a keverési sebességet lassan növelni kell. Ha a keverőmotorok nem állíthatók be megfelelően, transzformátor alkalmazását kell megfontolni. A keverési sebességet úgy kell beállítani, hogy a víz és az 1-oktanol határfelületénél 0,5 és legfeljebb 2,5 cm közötti mélységű örvény alakuljon ki. Ha az örvény mélysége meghaladja a 2,5 cm-t, a keverési sebességet csökkenteni kell, máskülönben az 1-oktanol-cseppekből mikrocseppek képződhetnek a vizes fázisban, ami a vizsgált anyag vízben oldott koncentrációjának túlbecsléséhez vezet. A 2,5 cm mélységű örvényt eredményező keverési sebesség a validációs körvizsgálati tanulmány (5) eredményei alapján ajánlott. Ez a sebesség kompromisszumot jelent az egyensúlyi állapot gyors elérése és az 1-oktanol-mikrocseppek keletkezésének korlátozása között.
Mintavétel és a minták kezelése
43. A keverőt a mintavétel előtt ki kell kapcsolni, és meg kell várni, amíg a folyadékok mozgása megáll. A mintavétel befejeztével a keverőt alacsony sebességen, a fent leírtaknak megfelelően indítsuk újra, majd a keverési sebességet fokozatosan növeljük.
44. A vizes fázisból való mintavétel a reakcióedény alján található üvegcsapon keresztül történik. A csapok holttérfogatából származó vizet (a 2. függelékben ábrázolt edény esetén ez körülbelül 5 ml) nem szabad felhasználni. A csapokban lévő víz nem keveredik, így nincs egyensúlyban az elegy főtömegével. A vizes minták térfogatát fel kell jegyezni, és ügyelni kell arra, hogy a fel nem használt vízben lévő vizsgált anyagot figyelembe vegyük az anyagmérleg meghatározásakor. Az elpárolgással járó veszteségeket minimalizálni kell azáltal, hogy a vizet óvatosan, a víz–1-oktanol réteg felkavarása nélkül engedjük a választótölcsérbe áramolni.
45. Az 1-oktanol mintavételezése kis mennyiségű (kb. 100 μl) aliquotnak az 1-oktanol-rétegből 100 mikroliteres színüveg-fém fecskendővel való felszívásával történik. Ügyelni kell arra, hogy ne kavarjuk fel a határfelületet. A folyadékminta térfogatát jegyezzük fel. Kis mennyiségű aliquot elegendő, mivel az 1-oktanol-mintát hígítani fogjuk.
46. Kerülendő a minta szükségtelen átöntése. A minta térfogatát éppen ezért gravimetriai módszerrel kell meghatározni. Vízminták esetén ez a vízmintának a szükséges mennyiségű oldószert már tartalmazó választótölcsérbe való gyűjtésével érhető el.
ADATOK ÉS JEGYZŐKÖNYVEZÉS
47. A jelen vizsgálati módszer szerint a POW meghatározása érdekében három lassú keveréses kísérletet (három kísérleti egységet) végzünk azonos körülmények között a vizsgált vegyületen. Az egyensúlyi állapot létrejöttének igazolására használt regressziónak legalább négy, egymást követő időpontokban végzett CO-/CW-meghatározás eredményein kell alapulnia. Ez lehetővé teszi az egyes kísérleti egységek révén kapott átlagérték bizonytalanságának mércéjeként szolgáló szórásnégyzet kiszámítását.
48. A POW az egyes kísérleti egységek révén nyert adatok szórásnégyzetével jellemezhető. Ezen információk alapján számítjuk ki a POW-t az egyes kísérleti egységek eredményeinek súlyozott átlagaként. Ehhez a kísérleti egységek eredményei szórásnégyzetének reciprokát használjuk súlyozási tényezőként. Ennek eredményeként a nagy (szórásnégyzetként kifejezett) változékonyságú, tehát kisebb megbízhatóságú adatok kevésbé befolyásolják az eredményt, mint az alacsony szórásnégyzetű adatok.
49. Ezzel analóg módon kell kiszámítani a súlyozott szórást. Ez a POW-mérés ismételhetőségét jellemzi. A kis súlyozott szórás azt jelenti, hogy a POW-meghatározás egy adott laboratóriumon belüli ismételhetősége igen magas. Az adatok formális statisztikai feldolgozásának menete az alábbiakban olvasható.
Az eredmények feldolgozása
Az egyensúlyi állapot létrejöttének igazolása
50. Minden egyes mintavételi időponthoz számítsuk ki a vizsgált anyag 1-oktanolban és vízben oldott koncentrációja hányadosának logaritmusát (log (Co/Cw)). A kémiai egyensúly létrejöttét e logaritmus idő függvényében való ábrázolásával igazoljuk. Ha az így kapott görbén legalább négy egymást követő időpontot magában foglaló plató figyelhető meg, az egyensúlyi állapot létrejött, és a vegyület ténylegesen feloldódott az 1-oktanolban. Ellenkező esetben a vizsgálatot addig kell folytatni, amíg a görbe négy egymást követő időpont között olyan meredekséget nem ad, amely 0,05-ös p-szint mellett nem tér el szignifikánsan a 0-tól, ami arra utal, hogy a log Co/Cw független az időtől.
A log POW kiszámítása
51. Az adott kísérleti egység log POW értékét a log Co/Cw idő függvényében ábrázolt görbéje azon része log Co/Cw értékeinek súlyozott átlagaként kell kiszámítani, amelynél az egyensúlyi állapot fennállását igazoltuk. A súlyozott átlagot az adatoknak a szórásnégyzet reciprokával történő súlyozásával kell kiszámítani annak érdekében, hogy az adatok végeredményre gyakorolt hatása fordítottan arányos legyen azok bizonytalanságával.
A log POW átlagértéke
52. A különböző kísérleti egységek log POW értékének átlagát az egyes kísérleti egységek eredményei átlagának az azokhoz tartozó szórásnégyzettel való súlyozásával kell kiszámítani.
A számítás a következőképpen történik:
ahol
|
log POW,i |
= |
az i-edik önálló kísérleti egység log POW értéke, |
|
log POW,Av |
= |
az egyes log POW-meghatározások súlyozott átlagértéke, |
|
wi |
= |
az i-edik kísérleti egység log POW értékéhez rendelt statisztikai súlyozási faktor. |
A log POW,i szórásnégyzetének reciprokát használjuk wi-ként (
)
53. A log POW átlagának hibáját az egyes kísérleti egységekben az egyensúlyi fázis során meghatározott log Co/Cw ismételhetőségeként becsüljük meg. Ezt az értéket a log POW,Av (σlog Pow,Av) súlyozott szórásaként fejezik ki, amely pedig a log POW,Av értékhez kapcsolódó hiba mértéke. A súlyozott szórás a súlyozott szórásnégyzetből (varlog Pow,Av) a következőképpen számítható ki:
Az n a kísérleti egységek számát jelöli.
Vizsgálati jegyzőkönyv
54. A vizsgálati jegyzőkönyvnek a következő információkat kell tartalmaznia:
SZAKIRODALOM
De Bruijn JHM, Busser F, Seinen W, Hermens J. (1989). Determination of octanol/water partition coefficients with the ‘slow-stirring’ method. Environ. Toxicol. Chem. 8: 499-512.
E melléklet A.8., Megoszlási hányados című fejezete.
E melléklet A.8., Megoszlási hányados című fejezete.
OECD (2000). OECD Draft Guideline for the Testing of Chemicals: 122 Partition Coefficient (n-Octanol/Water): pH-Metric Method for Ionisable Substances. Paris.
Tolls J (2002). Partition Coefficient 1-Octanol/Water (Pow) Slow-Stirring Method for Highly Hydrophobic Chemicals, Validation Report. RIVM contract-Nrs 602730 M/602700/01.
Boethling RS, Mackay D (eds.) (2000). Handbook of property estimation methods for chemicals. Lewis Publishers Boca Raton, FL, USA.
Schwarzenbach RP, Gschwend PM, Imboden DM (1993). Environmental Organic Chemistry. Wiley, New York, NY.
Arnold CG, Widenhaupt A, David MM, Müller SR, Haderlein SB, Schwarzenbach RP (1997). Aqueous speciation and 1-octanol-water partitioning of tributyl- and triphenyltin: effect of pH and ion composition. Environ. Sci. Technol. 31: 2596-2602.
OECD (1981) OECD Guidelines for the Testing of Chemicals: 112 Dissociation Constants in Water. Paris.
E melléklet A.6., Oldhatóság vízben című fejezete.
E melléklet C.7., Lebomlás – abiotikus lebomlás: hidrolízis a pH függvényében című fejezete.
E melléklet C.4., A „gyors” biológiai lebonthatóság meghatározása című fejezetének II–VII. része (A–F. módszer).
E melléklet A.4., Gőznyomás című fejezete.
Pinsuwan S, Li A and Yalkowsky S.H. (1995). Correlation of octanol/water solubility ratios and partition coefficients, J. Chem. Eng. Data. 40: 623-626.
Lyman WJ (1990). Solubility in water. In: Handbook of Chemical Property Estimation Methods: Environmental Behavior of Organic Compounds, Lyman WJ, Reehl WF, Rosenblatt DH, Eds. American Chemical Society, Washington, DC, 2-1 to 2-52.
Leo A, Weininger D (1989). Medchem Software Manual. Daylight Chemical Information Systems, Irvine, CA.
Meylan W (1993). SRC-LOGKOW for Windows. SRC, Syracuse, N.Y.
Compudrug L (1992). ProLogP. Compudrug, Ltd, Budapest.
ACD. ACD logP; Advanced Chemistry Development: Toronto, Ontario M5H 3V9, Canada, 2001.
Lyman WJ (1990). Octanol/water partition coefficient. In Lyman WJ, Reehl WF, Rosenblatt DH, eds, Handbook of chemical property estimation, American Chemical Society, Washington, D.C.
Rekker RF, de Kort HM (1979). The hydrophobic fragmental constant: An extension to a 1 000 data point set. Eur. J. Med. Chem. Chim. Ther. 14: 479-488.
Jübermann O (1958). Houben-Weyl, ed, Methoden der Organischen Chemie: 386-390.
1. függelék
Táblázat a különböző LOG POW értékű vizsgált anyagok vizes fázisban való kimutatásához szükséges legkisebb víztérfogatok kiszámításához
Feltételezések:
Az Sw becslése
|
log Pow |
Egyenlet |
log Sw |
Sw (mg/l) |
|
4 |
|
0,496 |
3,133E+00 |
|
4,5 |
|
0,035 |
1,084E+00 |
|
5 |
|
– 0,426 |
3,750E-01 |
|
5,5 |
|
– 0,887 |
1,297E-01 |
|
6 |
|
– 1,348 |
4,487E-02 |
|
6,5 |
|
– 1,809 |
1,552E-02 |
|
7 |
|
– 2,270 |
5,370E-03 |
|
7,5 |
|
– 2,731 |
1,858E-03 |
|
8 |
|
– 3,192 |
6,427E-04 |
Az Soct becslése
|
log Pow |
Egyenlet |
Soct (mg/l) |
|
4 |
|
3,763E+04 |
|
4,5 |
|
4,816E+04 |
|
5 |
|
6,165E+04 |
|
5,5 |
|
7,890E+04 |
|
6 |
|
1,010E+05 |
|
6,5 |
|
1,293E+05 |
|
7 |
|
1,654E+05 |
|
7,5 |
|
2,117E+05 |
|
8 |
|
2,710E+05 |
|
Vizsgált anyag összes tömege (mg) |
Tömegokt/tömegvíz |
TömegH2O (mg) |
Konc.H2O (mg/l) |
Tömegokt (mg) |
Konc.okt (mg/l) |
|
1 319 |
526 |
2,5017 |
2,6333 |
1 317 |
26 333 |
|
1 686 |
1 664 |
1,0127 |
1,0660 |
1 685 |
33 709 |
|
2 158 |
5 263 |
0,4099 |
0,4315 |
2 157 |
43 149 |
|
2 762 |
16 644 |
0,1659 |
0,1747 |
2 762 |
55 230 |
|
3 535 |
52 632 |
0,0672 |
0,0707 |
3 535 |
70 691 |
|
4 524 |
1664 36 |
0,0272 |
0,0286 |
4 524 |
90 480 |
|
5 790 |
5263 16 |
0,0110 |
0,0116 |
5 790 |
115 807 |
|
7 411 |
1 664 357 |
0,0045 |
0,0047 |
7 411 |
148 223 |
|
9 486 |
5 263 158 |
0,0018 |
0,0019 |
9 486 |
189 713 |
A térfogatok kiszámítása
A H2O fázis egyes LOD-koncentrációk mellett szükséges minimális térfogata
|
log Kow |
LOD (mikrogramm/l)→ |
0,001 |
0,01 |
0,10 |
1,00 |
10 |
|
4 |
|
0,04 |
0,38 |
3,80 |
38 |
380 |
|
4,5 |
|
0,09 |
0,94 |
9,38 |
94 |
938 |
|
5 |
|
0,23 |
2,32 |
23,18 |
232 |
2 318 |
|
5,5 |
|
0,57 |
5,73 |
57,26 |
573 |
5 726 |
|
6 |
|
1,41 |
14,15 |
141 |
1 415 |
14 146 |
|
6,5 |
|
3,50 |
34,95 |
350 |
3 495 |
34 950 |
|
7 |
|
8,64 |
86,35 |
864 |
8 635 |
86 351 |
|
7,5 |
|
21,33 |
213 |
2 133 |
21 335 |
213 346 |
|
8 |
|
52,71 |
527 |
5 271 |
52 711 |
527 111 |
|
LOD-hez használt térfogat (l) |
0,1 |
|
|
|
|
|
Jelmagyarázat a számításokhoz
A vizes fázis teljes térfogatának < 10 %-a 1 literes reakcióedényben.
A vizes fázis teljes térfogatának < 10 %-a 2 literes reakcióedényben.
A vizes fázis teljes térfogatának < 10 %-a 5 literes reakcióedényben.
A vizes fázis teljes térfogatának < 10 %-a 10 literes reakcióedényben.
A 10 literes reakcióedény 10 %-ánál is nagyobb.
A vízoldékonyság és a log Pow függvényében meghatározott szükséges térfogatok áttekintése
A H2O fázis egyes LOD-koncentrációk mellett szükséges minimális térfogata (ml)
|
log Pow |
Sw (mg/l) |
LOD (mikrogramm/l)→ |
0,001 |
0,01 |
0,10 |
1,00 |
10 |
|
4 |
10 |
|
0,01 |
0,12 |
1,19 |
11,90 |
118,99 |
|
|
5 |
|
0,02 |
0,24 |
2,38 |
23,80 |
237,97 |
|
|
3 |
|
0,04 |
0,40 |
3,97 |
39,66 |
396,62 |
|
|
1 |
|
0,12 |
1,19 |
11,90 |
118,99 |
1 189,86 |
|
4,5 |
5 |
|
0,02 |
0,20 |
2,03 |
20,34 |
203,37 |
|
|
2 |
|
0,05 |
0,51 |
5,08 |
50,84 |
508,42 |
|
|
1 |
|
0,10 |
1,02 |
10,17 |
101,68 |
1 016,83 |
|
|
0,5 |
|
0,20 |
2,03 |
20,34 |
203,37 |
2 033,67 |
|
5 |
1 |
|
0,09 |
0,87 |
8,69 |
86,90 |
869,01 |
|
|
0,5 |
|
0,17 |
1,74 |
17,38 |
173,80 |
1 738,02 |
|
|
0,375 |
|
0,23 |
2,32 |
23,18 |
231,75 |
2 317,53 |
|
|
0,2 |
|
0,43 |
4,35 |
43,45 |
434,51 |
4 345,05 |
|
5,5 |
0,4 |
|
0,19 |
1,86 |
18,57 |
185,68 |
1 856,79 |
|
|
0,2 |
|
0,37 |
3,71 |
37,14 |
371,36 |
3 713,59 |
|
|
0,1 |
|
0,74 |
7,43 |
74,27 |
742,72 |
7 427,17 |
|
|
0,05 |
|
1,49 |
14,85 |
148,54 |
1 485,43 |
14 854,35 |
|
6 |
0,1 |
|
0,63 |
6,35 |
63,48 |
634,80 |
6 347,95 |
|
|
0,05 |
|
1,27 |
12,70 |
126,96 |
1 269,59 |
12 695,91 |
|
|
0,025 |
|
2,54 |
25,39 |
253,92 |
2 539,18 |
25 391,82 |
|
|
0,0125 |
|
5,08 |
50,78 |
507,84 |
5 078,36 |
50 783,64 |
|
6,5 |
0,025 |
|
2,17 |
21,70 |
217,02 |
2 170,25 |
21 702,46 |
|
|
0,0125 |
|
4,34 |
43,40 |
434,05 |
4 340,49 |
43 404,93 |
|
|
0,006 |
|
9,04 |
90,43 |
904,27 |
9 042,69 |
90 426,93 |
|
|
0,003 |
|
18,09 |
180,85 |
1 808,54 |
18 085,39 |
180 853,86 |
|
7 |
0,006 |
|
7,73 |
77,29 |
772,89 |
7 728,85 |
77 288,50 |
|
|
0,003 |
|
15,46 |
154,58 |
1 545,77 |
15 457,70 |
154 577,01 |
|
|
0,0015 |
|
23,19 |
231,87 |
2 318,66 |
23 186,55 |
231 865,51 |
|
|
0,001 |
|
46,37 |
463,73 |
4 637,31 |
46 373,10 |
463 731,03 |
|
7,5 |
0,002 |
|
19,82 |
198,18 |
1 981,77 |
19 817,73 |
198 177,33 |
|
|
0,001 |
|
39,64 |
396,35 |
3 963,55 |
39 635,47 |
396 354,66 |
|
|
0,0005 |
|
79,27 |
792,71 |
7 927,09 |
79 270,93 |
792 709,32 |
|
|
0,00025 |
|
158,54 |
1 585,42 |
15 854,19 |
158 541,86 |
1 585 418,63 |
|
8 |
0,001 |
|
33,88 |
338,77 |
3 387,68 |
33 876,77 |
338 767,72 |
|
|
0,0005 |
|
67,75 |
677,54 |
6 775,35 |
67 753,54 |
677 535,44 |
|
|
0,00025 |
|
135,51 |
1 355,07 |
13 550,71 |
135 507,09 |
1 355 070,89 |
|
|
0,000125 |
|
271,01 |
2 710,14 |
27 101,42 |
271 014,18 |
2 710 141,77 |
|
LOD-hez használt térfogat (l) |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
2. függelék
Példa egy kettősfalú üveg reakcióedényre a POW meghatározására szolgáló lassú keveréses kísérlethez
A.24. MEGOSZLÁSI HÁNYADOS (N-OKTANOL/VÍZ), NAGY TELJESÍTMÉNYŰ FOLYADÉKKROMATOGRÁFIÁS (HPLC) MÓDSZER
BEVEZETÉS
Ez a vizsgálati módszer egyenértékű az OECD 117. vizsgálati iránymutatásában (2004) leírt módszerrel.
A megoszlási hányados (P) egy két, egymással nem elegyedő oldószerből álló, kétfázisú rendszerben feloldott anyag egyensúlyi koncentrációinak aránya. N-oktanol és víz esetében:
Mivel a megoszlási hányados két koncentráció hányadosa, dimenziótlan, és rendszerint 10-es alapú logaritmusával adják meg.
A Pow az egyik legfontosabb paraméter a vegyi anyagok környezetben bekövetkező sorsának tanulmányozása során. Erősen szignifikáns kapcsolatot mutattak ki az anyagok nem ionizált formájának Pow értéke és a halakban való biológiai felhalmozódása között. Azt is kimutatták, hogy a Pow hasznos paraméter a talajon és az üledékeken végbemenő adszorpció előrejelzésére, valamint kvantitatív szerkezet–hatás összefüggések megállapítására a biológiai hatások széles köre esetében.
Az erre a vizsgálati módszerre vonatkozó eredeti javaslat C.V. Eadsforth és P. Moser cikkén (1) alapult. A vizsgálati módszer kidolgozását és az OECD laboratóriumok közötti összehasonlító vizsgálatát a Németországi Szövetségi Köztársaság Umweltbundesamt nevű intézménye koordinálta 1986 folyamán (2).
KIINDULÁSI MEGFONTOLÁSOK
4. A – 2 és + 4 közötti (esetenként akár 5 és afeletti) tartományban található log Pow értékeket ( 4 ) a lombikrázásos módszerrel (e melléklet A.8. fejezete, OECD 107. vizsgálati iránymutatás) lehet kísérleti úton meghatározni. A HPLC-módszer a 0–6 közötti tartományban található log Pow értékeket fedi le (1)(2)(3)(4)(5). E módszer esetében a Pow becslésére lehet szükség a megfelelő referenciaanyagok hozzárendelése, illetve a vizsgálat által generált adatokból levont következtetések alátámasztása érdekében. A számítási módszereket a vizsgálati módszer függelékében röviden bemutatjuk. A HPLC-üzemmód izokratikus.
5. A Pow értékek a környezeti feltételektől függenek, például a hőmérséklettől, a pH-értéktől, az ionerősségtől stb. Ezeket a Pow adatok helyes értelmezése érdekében a kísérlet során meg kell határozni. Ionizálható anyagok esetében más módszerek (pl. az ionizált anyagoknál alkalmazható pH metrikus módszerről szóló OECD-iránymutatás-tervezet (6)) is elérhetővé válhatnak, amelyeket alternatív módszerként lehet használni. Bár az említett OECD-iránymutatás-tervezet alkalmas lehet a Pow meghatározására ionizálható anyagok esetében, egyes esetekben célszerűbb egy bizonyos, környezetvédelmi szempontból releváns pH-értéken (lásd a 9. pontot) a HPLC-módszert használni.
A MÓDSZER ELVE
6. A fordított fázisú HPLC-t olyan, kereskedelmi forgalomban kapható szilárd fázissal megtöltött analitikai oszlopokon végezzük, amely kémiailag kovasavhoz kötött hosszú szénhidrogénláncokat (például C8, C18) tartalmaz.
7. Az ilyen oszlopra injektált vegyi anyag elválasztja a mozgó oldószer fázist a szénhidrogén álló fázistól, miközben azt a mozgó fázis végigszállítja az oszlopon keresztül. Az anyagok a szénhidrogén–víz megoszlási hányadosuk arányában maradnak vissza: a hidrofil anyagok eluálódnak először, a lipofil anyagok pedig utoljára. A retenciós időt a k kapacitástényező fejezi ki, amely a következő egyenletből adódik:
ahol tR a vizsgált anyag retenciós ideje, t0 pedig a holtidő, azaz az egy oldószer-molekulának az oszlopon történő áthaladásához átlagosan szükséges idő. Kvantitatív analitikai módszerek nem szükségesek, csak a retenciós időket kell meghatározni.
8. Egy vizsgált anyag oktanol/víz megoszlási hányadosát úgy lehet kiszámítani, hogy kísérleti úton meghatározzuk a k kapacitástényezőjét, majd a kapacitástényezőt beillesztjük a következő egyenletbe:
ahol
|
a, b |
= |
lineáris regressziós együtthatók. |
A fenti egyenletet úgy kapjuk, hogy lineáris regressziót alkalmazunk a referenciaanyagok oktanol/víz megoszlási hányadosainak logaritmusára a referenciaanyagok kapacitástényezői logaritmusának függvényében
9. A fordított fázisú HPLC-módszer lehetővé teszi a 0 és 6 közötti log Pow tartományban található megoszlási hányadosok becslését, de kivételes esetekben ki lehet terjeszteni, hogy lefedje a 6 és 10 közötti log Pow tartományt is. Ehhez a mozgó fázis módosítására lehet szükség (3). A módszer nem alkalmazható erős savak és lúgok, komplex fémvegyületek, az eluenssel reakcióba lépő anyagok és felületaktív anyagok esetében. Ionizálható anyagokon nemionos formájukban (szabad sav vagy szabad bázis) csak megfelelő puffer használata mellett lehet méréseket végezni, amelynek pH-értéke szabad sav esetében a pKa alatt, szabad bázis esetében a pKa felett van. Emellett az ionizálható anyagok tesztelésére szolgáló pH-metrikus módszer (6) is elérhetővé válhat, és alternatív módszerként lehet majd használható (6). Ha a log Pow érték környezeti veszélyességi besorolás vagy környezeti kockázatértékelés céljából kerül meghatározására, a vizsgálatot a természeti környezet szempontjából releváns, azaz az 5,0 és 9 közötti pH-tartományban kell elvégezni.
10. Egyes esetekben a szennyeződések megnehezíthetik az eredmények értelmezését a csúcsok hozzárendelésének bizonytalansága miatt. Az olyan keverékek esetében, amelyek egy feloldatlan sávot adnak, a log Pow felső és alsó határát, valamint az egyes log Pow csúcsok terület %-át kell meghatározni. A homológokból álló keverékek esetében a súlyozott átlagos log Pow értéket is meg kell állapítani (7), amelyet az egyes Pow értékek és a megfelelő terület %-értékek alapján kell kiszámítani (8). A számításban minden olyan csúcsot figyelembe kell venni, amelynek területe 5 % vagy annál nagyobb mértékben járul hozzá az összes csúcs alatti területhez (9):
A log Pow súlyozott átlaga csak homológokból (pl. alkánsorozat) álló anyagok vagy keverékek (pl. tallolajok) esetében érvényes. A keverékek esetében érdemi mérési eredményeket lehet kapni, feltéve, hogy a használt analitikai detektor a keverékben található összes anyaggal szemben azonos érzékenységet mutat, és megfelelően fel lehet őket oldani.
A VIZSGÁLT ANYAGRA VONATKOZÓ INFORMÁCIÓK
11. Az anyag disszociációs állandóját, szerkezeti képletét és a mozgó fázisban való oldhatóságát a módszer alkalmazása előtt meg kell ismerni. Ezenkívül a hidrolízisre vonatkozó információk is hasznosak lehetnek.
MINŐSÉGI KRITÉRIUMOK
12. A mérés megbízhatóságának növelésére két meghatározást kell végezni.
13. A laboratóriumok közötti összehasonlító vizsgálat kimutatta, hogy a HPLC-módszerrel a lombikrázásos értékekhez képest ± 0,5 egységen belüli log Pow értékek nyerhetők (2). A szakirodalomban további összehasonlítások találhatók (4)(5)(10)(11)(12). A szerkezetileg rokon referenciaanyagokon alapuló korrelációs diagramok adják a legpontosabb eredményeket (13).
REFERENCIAANYAGOK
14. Annak érdekében, hogy egy anyag mért k kapacitástényezőjét a saját Pow értékével korrelációba lehessen hozni, egy legalább 6 pontot felhasználó kalibrációs görbét kell kialakítani (lásd a 24. pontot). A felhasználó feladata a megfelelő referenciaanyagok kiválasztása. A referenciaanyagoknak általában olyan log Pow értékekkel kell rendelkezniük, amelyek magukban foglalják a vizsgálati anyag log Pow értékét, azaz legalább egy referenciaanyagnak a vizsgált anyagénál magasabb, egy másiknak pedig a vizsgált anyagénál alacsonyabb Pow értékkel kell rendelkeznie. Extrapoláció csak kivételes esetekben alkalmazható. Célszerű, hogy ezek a referenciaanyagok a vizsgált anyaggal szerkezetileg rokon anyagok legyenek. A kalibráció során használt referenciaanyagok log Pow értékeinek megbízható kísérleti adatokon kell alapulniuk. A magas (általában több mint 4) log Pow értékű anyagoknál azonban számított értékek is használhatók, kivéve, ha megbízható kísérleti adatok állnak rendelkezésre. Extrapolált értékek használata esetén határértéket kell megadni.
15. Számos vegyianyag-csoport esetében a log Pow értékekről terjedelmes jegyzékek állnak rendelkezésre (14)(15). Amennyiben a szerkezetileg rokon anyagok megoszlási hányadosairól nem állnak rendelkezésre adatok, más referenciaanyagokkal végzett, általánosabb kalibrálás is használható. Az ajánlott referenciaanyagok és azok Pow értékei az 1. táblázatban találhatók. Ionizálható anyagok esetében a megadott értékek a nem ionizált formára vonatkoznak. Az értékek elfogadhatóságát és minőségét a laboratóriumok közötti összehasonlító vizsgálat során ellenőrizték.
1. táblázat
Ajánlott referenciaanyagok
|
|
CAS-szám |
Referenciaanyag megnevezése |
log Pow |
pKa |
|
1 |
78-93-3 |
2-butanon (metil-etil-keton) |
0,3 |
|
|
2 |
1122-54-9 |
4-acetil-piridin |
0,5 |
|
|
3 |
62-53-3 |
Anilin |
0,9 |
|
|
4 |
103-84-4 |
Acetanilid |
1,0 |
|
|
5 |
100-51-6 |
Benzil-alkohol |
1,1 |
|
|
6 |
150-76-5 |
4-metoxi-fenol |
1,3 |
pKa = 10,26 |
|
7 |
122-59-8 |
Fenoxi-ecetsav |
1,4 |
pKa = 3,12 |
|
8 |
108-95-2 |
Fenol |
1,5 |
pKa = 9,92 |
|
9 |
51-28-5 |
2,4-dinitrofenol |
1,5 |
pKa = 3,96 |
|
10 |
100-47-0 |
Benzonitril |
1,6 |
|
|
11 |
140-29-4 |
Fenil-acetonitril |
1,6 |
|
|
12 |
589-18-4 |
4-metilbenzil-alkohol |
1,6 |
|
|
13 |
98-86-2 |
Acetofenon |
1,7 |
|
|
14 |
88-75-5 |
2-nitrofenol |
1,8 |
pKa = 7,17 |
|
15 |
121-92-6 |
3-nitrobenzoesav |
1,8 |
pKa = 3,47 |
|
16 |
106-47-8 |
4-klóranilin |
1,8 |
pKa = 4,15 |
|
17 |
98-95-3 |
Nitro-benzol |
1,9 |
|
|
18 |
104-54-1 |
Fahéjalkohol (Fahéjsav-alkohol) |
1,9 |
|
|
19 |
65-85-0 |
Benzoesav |
1,9 |
pKa = 4,19 |
|
20 |
106-44-5 |
p-krezol |
1,9 |
pKa = 10,17 |
|
21 |
140-10-3 (transz) |
Fahéjsav |
2,1 |
pKa = 3,89 (cis) 4.44 (transz) |
|
22 |
100-66-3 |
Anizol |
2,1 |
|
|
23 |
93-58-3 |
Metil-benzoát |
2,1 |
|
|
24 |
71-43-2 |
Benzol |
2,1 |
|
|
25 |
99-04-7 |
3-metilbenzoesav |
2,4 |
pKa = 4,27 |
|
26 |
106-48-9 |
4-klórfenol |
2,4 |
pKa = 9,1 |
|
27 |
79-01-6 |
Triklór-etilén |
2,4 |
|
|
28 |
1912-24-9 |
Atrazin |
2,6 |
|
|
29 |
93-89-0 |
Etil-benzoát |
2,6 |
|
|
30 |
1194-65-6 |
2,6-diklórbenzonitril |
2,6 |
|
|
31 |
535-80-8 |
3-klórbenzoesav |
2,7 |
pKa = 3,82 |
|
32 |
108-88-3 |
Toluol |
2,7 |
|
|
33 |
90-15-3 |
1-naftol |
2,7 |
pKa = 9,34 |
|
34 |
608-27-5 |
2,3-diklóranilin |
2,8 |
|
|
35 |
108-90-7 |
Klórbenzol |
2,8 |
|
|
36 |
1746-13-0 |
Allil-fenil-éter |
2,9 |
|
|
37 |
108-86-1 |
Brómbenzol |
3,0 |
|
|
38 |
100-41-4 |
Etil-benzol |
3,2 |
|
|
39 |
119-61-9 |
Benzofenon |
3,2 |
|
|
40 |
92-69-3 |
4-fenilfenol |
3,2 |
pKa = 9,54 |
|
41 |
89-83-8 |
Timol |
3,3 |
|
|
42 |
106-46-7 |
1,4-diklór-benzol |
3,4 |
|
|
43 |
122-39-4 |
Difenil-amin |
3,4 |
pKa = 0,79 |
|
44 |
91-20-3 |
Naftalin |
3,6 |
|
|
45 |
93-99-2 |
Fenil-benzoát |
3,6 |
|
|
46 |
98-82-8 |
Izopropilbenzol |
3,7 |
|
|
47 |
88-06-2 |
2,4,6-triklórfenol |
3,7 |
pKa = 6 |
|
48 |
92-52-4 |
Bifenil |
4,0 |
|
|
49 |
120-51-4 |
Benzil-benzoát |
4,0 |
|
|
50 |
88-85-7 |
2,4-dinitro-6-szek-butilfenol |
4,1 |
|
|
51 |
120-82-1 |
1,2,4-triklór-benzol |
4,2 |
|
|
52 |
143-07-7 |
Dodekánsav |
4,2 |
pKa = 5,3 |
|
53 |
101-84-8 |
Difenil-éter |
4,2 |
|
|
54 |
85-01-8 |
Fenantrén |
4,5 |
|
|
55 |
104-51-8 |
n-butilbenzol |
4,6 |
|
|
56 |
103-29-7 |
Dibenzil |
4,8 |
|
|
57 |
3558-69-8 |
2,6-difenilpiridin |
4,9 |
|
|
58 |
206-44-0 |
Fluorantén |
5,1 |
|
|
59 |
603-34-9 |
Trifenil-amin |
5,7 |
|
|
60 |
50-29-3 |
DDT |
6,5 |
|
A MÓDSZER LEÍRÁSA
A megoszlási hányados előzetes becslése
16. Ha szükséges, a vizsgált anyag megoszlási hányadosát meg is lehet becsülni, lehetőleg egy számítási módszer használatával (lásd a függeléket), vagy adott esetben a vizsgált anyag tiszta oldószerekben való oldhatósági aránya segítségével.
Készülékek
17. Egy alacsony pulzálású szivattyúval és alkalmas detektáló rendszerrel felszerelt folyékony fázisú kromatográfra van szükség. A 210 nm hullámhosszot használó UV-detektor vagy az RI detektor a legkülönbözőbb kémiai csoportok esetében alkalmazható. A poláros csoportok jelenléte az álló fázisban nagymértékben ronthatja a HPLC-oszlop teljesítményét. Ezért az álló fázisnak minimális százalékban szabad csak poláros csoportokat tartalmaznia (16). Kereskedelmi forgalomban kapható mikroszemcsés, fordított fázisú töltetek vagy előre töltött oszlopok is használhatók. Az injektáló rendszer és az analitikai oszlop közé védőoszlop helyezhető el.
Mozgó fázis
18. Használjunk HPLC-minőségű metanolt és desztillált vagy ionmentesített vizet az eluáló oldószer készítésére, amelyet használat előtt gáztalanítsunk. Izokratikus elúciót célszerű alkalmazni. A metanol/víz arányt úgy állítsuk be, hogy az eluáló oldószer legalább 25 % vizet tartalmazzon. Általában a 3:1 (térfogat/térfogat) arányú metanol-víz keverék alkalmas log P = 6 anyagok 1 órán belüli eluálásához 1 ml/perc átfolyási sebesség mellett. Ha az anyag log P-je 6-nál magasabb, szükségessé válhat az elúciós idő lerövidítése (a referenciaanyagoknál is) a mobil fázis polaritásának vagy az oszlop hosszúságának csökkentésével.
19. A vizsgálati anyagnak és a referenciaanyagoknak a kimutathatósághoz elegendő koncentrációban oldhatónak kell lenniük a mozgó fázisban. Adalékok csak kivételes esetekben adhatók a metanol-víz elegyhez, mivel megváltoztatják az oszlop tulajdonságait. Ezekben az esetekben igazolni kell, hogy az adalékok nem befolyásolják a vizsgált anyag és a referenciaanyagok retenciós idejét. Ha a metanol-víz keverék nem megfelelő, más szerves oldószer-víz keverékek is használhatók, pl. etanol-víz, acetonitril-víz vagy izopropil-alkohol (2-propanol)-víz.
20. Az eluáló folyadék pH-ja döntő fontosságú ionizálható anyagok esetében. Ennek az oszlop üzemi pH-tartományán belül kell elhelyezkednie, amely rendszerint 2 és 8 között van. Ajánlatos a pufferolás. El kell kerülni a só kicsapódását és az oszlop minőségromlását, amely bizonyos szerves fázis/puffer keverékek esetében következhet be. Általában nem ajánlatos kovasav alapú álló fázisú HPLC-berendezéssel 8-as pH-érték felett méréseket végezni, mivel a lúgos mobil fázis használata gyors romlást okozhat az oszlop teljesítményében.
Oldott anyagok
21. A vizsgált anyagnak és referenciaanyagoknak kellően tisztának kell lenniük ahhoz, hogy a kromatogramon megjelenő csúcsokat hozzá lehessen rendelni a megfelelő anyagokhoz. A vizsgálatra vagy kalibrálásra szánt anyagokat, amennyiben lehetséges, a mozgó fázisban kell feloldani. A vizsgált anyag és a referenciaanyagok feloldásához a mozgó fázistól eltérő oldószer alkalmazása esetén az injektálás előtti végső hígításhoz a mozgó fázist kell használni.
Vizsgálati körülmények
22. A mérések során a hőmérsékletnek nem szabad ±1 °C-nál nagyobb értékkel változnia.
A to holtidő meghatározása
23. A t0 holtidőt kromatográffal nem késleltetett szerves anyagok (például tiokarbamid vagy formamid) alkalmazásával mérhetjük. Pontosabb holtidőt származtathatunk a mért retenciós időkből vagy egy körülbelül héttagú homológ sorból (például n-alkil-metil-ketonok) (17). A tR (nC + 1) retenciós időket a tR (nC) függvényében ábrázoljuk, ahol nC a szénatomok száma. Egy egyenes vonalat kapunk, tR (nC + 1) = A tR (nC) + (1 – A)t0, ahol A, amely a k(nC + 1)/k(nC) függvényt képviseli, állandó. A t0 holtidőt az (1 – A)t0 és az A meredekségének metszéspontjából kapjuk meg.
Regressziós egyenlet
24. A következő lépés a log k és a log P korrelációjának ábrázolása olyan megfelelő referenciaanyagok esetében, amelyek log P értékei a vizsgált anyag esetében várható log P érték közelében helyezkednek el. A gyakorlatban 6–10 referenciaanyagot injektálunk be egyidejűleg. A retenciós időket lehetőleg a detektáló rendszerhez kapcsolt regisztráló integrátoron határozzuk meg. A kapacitástényezők megfelelő logaritmusait (log k) a log P függvényében ábrázoljuk. A regressziós egyenletet rendszeres időközönként, naponta legalább egyszer határozzuk meg, azért, hogy felismerjük az esetleges változásokat az oszlop viselkedésében.
A VIZSGÁLT ANYAG POW ÉRTÉKÉNEK MEGHATÁROZÁSA
25. A vizsgálandó anyagot a legkisebb kimutatható mennyiségben fecskendezzük be. A retenciós időt kétszer határozzuk meg. A vizsgálandó anyag megoszlási hányadosa a számított kapacitástényezőnek a kalibrációs görbén történő interpolációjával kapható meg. Nagyon kicsi és nagyon nagy megoszlási hányadosok esetében extrapoláció szükséges. Ilyen esetekben különös figyelmet kell fordítani a regressziós egyenes konfidenciahatáraira. Ha a minta retenciós ideje a standardok esetében kapott retenciós idők tartományán kívül található, határértéket kell megadni.
ADATOK ÉS JEGYZŐKÖNYVEZÉS
Vizsgálati jegyzőkönyv
26. A vizsgálati jegyzőkönyvnek a következő információkat kell tartalmaznia:
IRODALOM
(1) C.V. Eadsforth and P. Moser. (1983). Assessment of Reverse Phase Chromatographic Methods for Determining Partition Coefficients. Chemosphere. 12, 1459.
(2) W. Klein, W. Kördel, M. Weiss and H.J. Poremski. (1988). Updating of the OECD Test Guideline 107 Partition Coefficient n-Octanol-Water, OECD Laboratory Intercomparison Test on the HPLC Method. Chemosphere. 17, 361.
(3) C.V. Eadsforth. (1986). Application of Reverse H.P.L.C. for the Determination of Partition Coefficient. Pesticide Science. 17, 311.
(4) H. Ellgehausen, C. D'Hondt and R. Fuerer (1981). Reversed-phase chromatography as a general method for determining octan-1-ol/water partition coefficients. Pesticide. Science. 12, 219.
(5) B. McDuffie (1981). Estimation of Octanol Water Partition Coefficients for Organic Pollutants Using Reverse Phase High Pressure Liquid Chromatography. Chemosphere. 10, 73.
(6) OECD (2000). Guideline for Testing of Chemicals – Partition Coefficient (n-octanol/water): pH-metric Method for Ionisable Substances. Draft Guideline, November 2000.
(7) OSPAR (1995). „Harmonised Offshore Chemicals Notification Format (HOCFN) 1995”, Oslo and Paris Conventions for the Prevention of Marine Pollution Programmes and Measures Committee (PRAM), Annex 10, Oviedo, 20–24 February 1995.
(8) M. Thatcher, M. Robinson, L. R. Henriquez and C. C. Karman. (1999). An User Guide for the Evaluation of Chemicals Used and Discharged Offshore, A CIN Revised CHARM III Report 1999. Version 1.0, 3. August.
(9) E. A. Vik, S. Bakke and K. Bansal. (1998). Partitioning of Chemicals. Important Factors in Exposure Assessment of Offshore Discharges. Environmental Modelling & Software Vol. 13, pp. 529-537.
(10) L.O. Renberg, S.G. Sundstroem and K. Sundh-Nygård. (1980). Partition coefficients of organic chemicals derived from reversed-phase thin-layer chromatography. Evaluation of methods and application on phosphate esters, polychlorinated paraffins and some PCB-substitutes. Chemosphere. 9, 683.
(11) W.E. Hammers, G.J.Meurs and C.L. De-Ligny. (1982). Correlations between liquid chromatographic capacity ratio data on Lichrosorb RP-18 and partition coefficients in the octanol-water system. J. Chromatography 247, 1.
(12) J.E. Haky and A.M. Young. (1984). Evaluation of a simple HPLC correlation method for the estimation of the octanol-water partition coefficients of organic compounds. J. Liq. Chromatography. 7, 675.
(13) S. Fujisawa and E. Masuhara. (1981). Determination of Partition Coefficients of Acrylates Methacrylates and Vinyl Monomers Using High Performance Liquid Chromatography. Journal of Biomedical Materials Research. 15, 787.
(14) C. Hansch and A. J. Leo. (1979). Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology. John Willey, New York.
(15) C. Hansch, chairman; A.J. Leo, dir. (1982). Log P and Parameter Database: A tool for the quantitative prediction of bioactivity – Available from Pomona College Medical Chemistry Project, Pomona College, Claremont, California 91711.
(16) R. F. Rekker, H. M. de Kort. (1979). The hydrophobic fragmental constant: An extension to a 1 000 data point set. Eur. J. Med. Chem. – Chim. Ther. 14, 479.
(17) G.E. Berendsen, P.J. Schoenmakers, L. de Galan, G. Vigh, Z. Varga-Puchony, and J. Inczédy. (1980). On determination of hold-up time in reversed-phase liquid chromatography. J. Liq. Chromato. 3, 1669.
Függelék
A POW számítási módszerei
BEVEZETÉS
1. Ez a függelék rövid bevezetést nyújt a Pow számításába. További információk a tankönyvekben találhatók (1) (2).
2. A Pow számított értékei használhatók:
A számítási módszerek alapelve
3. Az itt javasolt számítási módszerek a molekulának olyan elemekre való elméleti lebomlásán alapulnak, amelyekről megbízható log Pow értékek állnak rendelkezésre. A log Pow a fragmentumértékek és az intramolekuláris kölcsönhatásokra vonatkozó korrekciós kifejezések összegzésével számítható ki. A fragmentumkonstansok és korrekciós kifejezések jegyzékei rendelkezésre állnak (1) (2) (3) (4) (5) (6). Néhányat közülük rendszeresen frissítenek (3).
A számított értékek megbízhatósága
4. Általánosságban elmondható, hogy a számítási módszerek megbízhatósága a vizsgált anyag összetettségének növekedésével csökken. Kis molekulasúlyú és egy vagy két funkciós csoportú, egyszerű molekulák esetében a különböző fragmentálási módszerek eredményei és a mért érték között 0,1–0,3 log Pow eltérés várható. A hibahatár a használt fragmentumkonstansok megbízhatóságától, az intramolekuláris kölcsönhatások (például hidrogénkötések) felismerhetőségétől és a korrekciós kifejezések helyes használatától függ. Ionizálható vegyületek esetében figyelembe kell venni a töltést és az ionizáció mértékét (10).
A Fujita–Hansch-féle π-módszer
5. Az eredetileg Fujita és munkatársai (7) által bevezetett π hidrofób helyettesítő konstanst a következőképpen definiálták:
πX = log Pow (PhX) – log Pow (PhH)
ahol PhX egy aromás származék, PhH pedig a kiindulási anyag.
|
pl. |
πCl |
= log Pow (C6H5Cl) – log Pow (C6H6) = 2,84 – 2,13 = 0,71 |
A π-módszer elsősorban aromás anyagokra alkalmazható. Nagy számú szubstituens π értéke áll rendelkezésre (4) (5).
A Rekker-féle módszer
6. Rekker-féle módszer szerint (8) a log Pow érték kiszámítása a következőképpen történik:
ahol ai egy adott fragmentum molekulában való előfordulásának száma és fi a fragmentum log Pow értékének növekménye. Az interakciós tényezők egyetlen Cm konstans (egy úgynevezett „mágikus konstans”) egész számú többszöröseként fejezhetők ki. Az fi és a Cm fragmentumkonstansokat egy 825 anyag 1 054 kísérleti Pow értékét tartalmazó jegyzékből határozták meg többszörös regresszióanalízis segítségével (6) (8). A interakciós tényezők meghatározását a megadott szabályoknak megfelelően kell végezni (6) (8) (9).
A Hansch–Leo-féle módszer
7. A Hansch–Leo-féle módszer (4) szerint a log Pow érték a következő összefüggésből számítható ki:
ahol fi egy fragmentumkonstans, Fj egy korrekciós kifejezés (faktor), ai és bj pedig az ezeknek megfelelő előfordulási gyakoriság. Az atomos és csoportfragmentálási értékek jegyzékét és az Fj korrekciós kifejezések jegyzékét kísérleti Pow értékekből határozták meg a fokozatos megközelítés módszerével. A korrekciós kifejezéseket több különböző osztályba sorolták be (1) (4). Olyan speciális szoftvercsomagokat fejlesztettek ki, amelyek az összes szabályt és korrekciós kifejezést figyelembe veszik (3).
ÖSSZETETT MÓDSZER
8. Az összetett molekulák log Pow értékének számítása lényegesen javítható, ha a molekula olyan nagyobb szerkezeti elemekre bontható, amelyek tekintetében rendelkezésre állnak megbízható log Pow értékek táblázatokból (3) (4) vagy korábban elvégzett mérésekből. Ezek a fragmentumok (például heterociklusok, antrakinon, azobenzol) ezután kombinálhatók a Hansch-féle π értékekkel, vagy a Rekker- vagy Leo-féle fragmentumkonstansokkal.
Megjegyzések
A számítási módszerek csak a szükséges korrekciós tényezők figyelembevételével alkalmazhatók részben vagy teljesen ionizált anyagok esetében.
Amennyiben intramolekuláris hidrogénkötések létezése feltételezhető, az eredményhez hozzá kell adni a megfelelő korrekciós kifejezéseket (körülbelül +0,6 és +1,0 közötti log Pow egység) (1). Az ilyen kötések jelenlétét a molekula sztereomodelljei vagy spektroszkópikus adatai jelezhetik.
Amennyiben több tautomeralak lehetséges, a legvalószínűbb alakot kell használni számítási alapként.
A fragmentumkonstansok jegyzékeinek módosításait gondosan figyelemmel kell kísérni.
A SZÁMÍTÁSI ÓDSZEREKKEL KAPCSOLATOS IRODALOM
(1) W.J. Lyman, W.F. Reehl and D.H. Rosenblatt (ed.). Handbook of Chemical Property Estimation Methods, McGraw-Hill, New York (1982).
(2) W.J. Dunn, J.H. Block and R.S. Pearlman (ed.). Partition Coefficient, Determination and Estimation, Pergamon Press, Elmsford (New York) and Oxford (1986).
(3) Pomona College, Medicinal Chemistry Project, Claremont, Kalifornia 91711, USA, Log P Database and Med. Chem. Software (Program CLOGP-3)
(4) C. Hansch and A.J. Leo. Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology, John Wiley, New York (1979).
(5) Leo, C. Hansch and D. Elkins. (1971) Partition coefficients and their uses. Chemical. Reviews. 71, 525.
(6) R. F. Rekker, H. M. de Kort. (1979). The hydrophobic fragmental constant: An extension to a 1 000 data point set. Eur. J. Med. Chem. – Chim. Ther. 14, 479.
(7) Toshio Fujita, Junkichi Iwasa & Corwin Hansch (1964). A New Substituent Constant, π, Derived from Partition Coefficients. J. Amer. Chem. Soc. 86, 5175.
(8) R.F. Rekker. The Hydrophobic Fragmental Constant, Pharmacochemistry Library, Vol. 1, Elsevier, New York (1977).
(9) C.V. Eadsforth and P. Moser. (1983). Assessment of Reverse Phase Chromatographic Methods for Determining Partition Coefficients. Chemosphere. 12, 1459.
(10) R.A. Scherrer. ACS – Symposium Series 255, p. 225, American Chemical Society, Washington, D.C. (1984).
A.25. DISSZOCIÁCIÓS ÁLLANDÓK A VÍZBEN (TITRÁLÁSI MÓDSZER – SPEKTROFOTOMETRIÁS MÓDSZER – KONDUKTOMETRIÁS MÓDSZER)
BEVEZETÉS
Ez a vizsgálati módszer egyenértékű az OECD 112. vizsgálati iránymutatásában (1981) leírt módszerrel.
Előfeltételek
Tájékoztató jellegű információk
Minősítő állítások
Standard dokumentumok
Ez a vizsgálati módszer a „Szakirodalom” című szakaszban felsorolt hivatkozásokban megadott módszereken és a „Preliminary Draft Guidance for Premanufacture Notification EPA” című, 1978. augusztus 18-i kiadványon alapul.
MÓDSZER – BEVEZETÉS A VIZSGÁLATBA, A VIZSGÁLAT CÉLJA, ALKALMAZÁSI KÖRE, RELEVANCIÁJA, ALKALMAZÁSA ÉS KORLÁTAI
Valamely anyag vízben történő disszociációja jelentőséggel bír a környezetre kifejtett hatásának értékelése során. A vízben történő disszociáció határozza meg az anyag formáját, amely viszont meghatározza a viselkedését és a szállítását. Befolyásolhatja a vegyi anyag talajon vagy üledéken történő adszorpcióját és a biológiai sejtekbe irányuló abszorpcióját.
Fogalommeghatározások és mértékegységek
A disszociáció a két vagy több, esetenként ionos kémiai anyaggá történő reverzibilis bomlás. A folyamatot általában a következő képlet jelöli:
RX ⇌ R ++ X –
a reakcióra irányadó koncentrációs egyensúlyi állandó pedig a következő:
Például abban a sajátos esetben, ha az R hidrogén (az anyag sav), az állandó:
vagy
Referenciaanyagok
Az alábbi referenciaanyagokat az új anyagok vizsgálata során nem kell minden esetben alkalmazni. Elsősorban azért vannak megadva, hogy időnként el lehessen végezni a módszer kalibrálását, valamint azért, hogy másik módszer alkalmazása esetén lehetőséget nyújtsanak az eredmények összehasonlítására.
|
|
pKa (1) |
Hőmérséklet °C-ban |
|
p-nitrofenol |
7,15 |
25 (1) |
|
Benzoesav |
4,12 |
20 |
|
p-klóranilin |
3,93 |
20 |
|
(1)
20 °C hőmérséklethez nem áll rendelkezésre érték, de feltételezhető, hogy a mérési eredmények variabilitása nagyobb mértékű, mint a várható hőmérséklet-függőség. |
||
Célszerű lenne több pK-értékkel rendelkező anyag alkalmazása, ahogyan az alább „A módszer elve” című részben szerepel. Ilyen anyag lehetne a következő:
|
Citromsav |
pKa (8) |
Hőmérséklet °C-ban |
|
|
1) 3,14 |
20 |
|
|
2) 4,77 |
20 |
|
|
3) 6,39 |
20 |
A vizsgálati módszer elve
Az ismertetett kémiai folyamat általában csak kismértékben hőmérsékletfüggő a környezeti szempontból releváns hőmérséklet-tartományban. A disszociációs állandó meghatározása szükségessé teszi a vegyi anyag disszociált és nem disszociált formája koncentrációjának mérését. A fenti „Fogalommeghatározások és mértékegységek” című részben szereplő disszociációs reakció sztöchiometriájának ismerete alapján a megfelelő állandó meghatározható. Az e vizsgálati módszerben ismertetett konkrét esetben az anyag savként vagy bázisként viselkedik, és a disszociációs állandó meghatározása a legmegfelelőbben az anyag ionizált és nem ionizált formája relatív koncentrációjának és az oldat pH-értékének meghatározásával történik. A szóban forgó kifejezések közötti kapcsolatot a fenti „Fogalommeghatározások és mértékegységek” című részben szereplő pKa értékhez tartozó egyenlet adja meg. Egyes anyagok esetében egynél több disszociációs állandó van és hasonló egyenletek állíthatók fel. Az itt ismertetett módszerek közül néhány a nem sav–bázis disszociációra is alkalmazható.
Minőségi kritériumok
Megismételhetőség
A disszociációs állandó mérését legalább három alkalommal meg kell ismételni, és az értékeknek ± 0,1 log egységen belül kell elhelyezkedniük.
A VIZSGÁLATI ELJÁRÁSOK LEÍRÁSA
A pKa érték meghatározásának két alapvető megközelítése van. Az egyik az anyag ismert mennyiségének – szükség szerint – standard savval vagy bázissal történő titrálását, a másik az ionizált és a nem ionizált forma relatív koncentrációjának és pH-függőségének meghatározását foglalja magában.
Előkészületek
Az említett elveken alapuló módszerek titrálási, spektrofotometriás és konduktometriás eljárásként sorolhatók be.
Vizsgálati oldatok
A titrálási módszer és a konduktometriás módszer esetében a vegyi anyagot desztillált vízben kell feloldani. A spektrofotometriás módszer és más módszerek esetében pufferoldatok használatosak. A vizsgálati anyag koncentrációja nem haladhatja meg a 0,01 M, illetve a telítettségi koncentráció fele közül az alacsonyabb értéket, és az oldatok elkészítésekor az anyag legtisztább rendelkezésre álló formáját kell alkalmazni. Ha az anyag csak alig oldható, a fent feltüntetett koncentrációkhoz történő hozzáadását megelőzően feloldható kis mennyiségű, vízzel elegyedő oldószerben.
Az oldatokat Tyndall-sugár segítségével meg kell vizsgálni abból a szempontból, hogy előfordulnak-e bennük emulziók, különösen akkor, ha társoldószert használtak az oldékonyság javítására. Pufferoldatok használata esetén a puffer koncentrációja nem haladhatja meg a 0,05 M-t.
Vizsgálati körülmények
Hőmérséklet
A hőmérsékletet legalább ± 1 °C-ra kell szabályozni. A meghatározást lehetőleg 20 °C-on kell elvégezni.
Ha jelentős hőmérséklet-függőség gyanúja merül fel, a meghatározást legalább két másik hőmérsékleten is el kell végezni. A hőmérsékletközöknek ebben az esetben 10 °C-nak, a hőmérséklet-szabályozásnak pedig ± 0,1 °C-nak kell lennie.
Elemzések
A módszert a vizsgált anyag jellege határozza meg. A módszernek kellően érzékenynek kell lennie ahhoz, hogy lehetővé tegye a különböző kémiai anyagok meghatározását a vizsgálati oldat egyes koncentrációinál.
A vizsgálat végrehajtása
Titrálási módszer
A vizsgálati oldat meghatározása – szükség szerint – a standard bázikus vagy savas oldattal történő titrálással történik, melynek során a pH-értéket a titrálószer minden egyes hozzáadása után megmérik. Az egyenértékpont elérése előtt legalább 10 további hozzáadást kell végezni. Az egyensúly megfelelően gyors elérése esetén regisztráló potenciométer használható. Ehhez a módszerhez az anyag teljes mennyiségét és koncentrációját is pontosan ismerni kell. A szén-dioxid kizárása érdekében óvintézkedéseket kell tenni. Az eljárás, az óvintézkedések és a számítás részletei standard vizsgálatokban, például az (1), (2), (3), (4) hivatkozásban szerepelnek.
Spektrofotometriás módszer
Megállapítanak egy olyan hullámhosszot, ahol az anyag ionizált és nem ionizált formájának észrevehetően eltérő az extinkciós együtthatója. Az UV/VIS abszorpciós spektrumot állandó koncentrációjú oldatokból határozzák meg olyan pH-feltételek mellett, amelyeknél az anyag lényegében nem ionizált és amelyeknél teljesen ionizált, továbbá több köztes pH-érték mellett. Ez elvégezhető úgy, hogy további koncentrált savat (bázist) adnak hozzá egy, az anyagot egy többkomponensű pufferben tartalmazó, viszonylag nagy mennyiségű, kezdetben magas (alacsony) pH-értékű ((5) hivatkozás) oldathoz, vagy oly módon, hogy az anyagot például vízben, metanolban tartalmazó, ugyanolyan mennyiségű törzsoldatot adnak állandó mennyiségű, a kívánt pH-tartományt lefedő különféle pufferoldatokhoz. A kiválasztott hullámhosszon mért pH- és abszorbancia-érték alapján elegendő számú értéket kell kiszámítani a pKa értékhez legalább öt olyan pH-értéken alapuló adatok segítségével, amelyeknél az anyag legalább 10 százalékban, de 90 százaléknál kisebb mértékben ionizált. A kísérletek további részletezése és a számítási módszer az (1) hivatkozásban szerepel.
Konduktometriás módszer
Az anyagot tartalmazó, megközelítőleg 0,1 M koncentrációjú oldat vezetőképességét vezetőképes vízben, egy alacsony, ismert cellaállandójú cella segítségével megmérik. Ezen oldat több, pontosan elkészített hígításának vezetőképességét is megmérik. A koncentrációt minden egyes alkalommal megfelezik, és a sorozatnak a koncentráció tekintetében legalább egy nagyságrend-terjedelmet le kell fednie. Végtelen hígításnál a vezetőképesség határát nátriumsóval és extrapolálással végzett hasonló kísérlettel kell megállapítani. A disszociációfok ezt követően az egyes oldatok vezetőképessége alapján az Onsager-egyenlet segítségével számítható ki, és így az Ostwald-féle hígítási törvény segítségével a disszociációs állandó a következőképpen kapható meg: K = α2C/(1 – α), ahol C a mol/literben kifejezett koncentráció, α pedig a disszociált frakció. A CO2 kizárása érdekében óvintézkedéseket kell tenni. A kísérletek további részletezése és a számítási módszer a standard szövegekben, valamint az (1), (6) és (7) hivatkozásban szerepel.
ADATOK ÉS JEGYZŐKÖNYVEZÉS
Az eredmények feldolgozása
Titrálási módszer
A pKa értéket a titrálási görbe 10 mért pontjához ki kell számítani. Az ilyen pKa értékek átlagát és szórását ki kell számítani. A módszernek tartalmaznia kell a standard bázis vagy sav mennyiségéhez viszonyított pH görbéjét, valamint táblázatos bemutatását.
Spektrofotometriás módszerek
Az egyes spektrumok esetén kapott abszorbancia- és pH-értékeket táblázatba kell foglalni. A pKa-ra legalább öt értéket kell kiszámítani a közbenső spektrumok adatpontjaiból, és ezen eredmények átlagát és szórását is meg kell határozni.
Konduktometriás módszer
Az ekvivalens vezetőképességet (Λ) minden egyes savkoncentrációhoz, továbbá egy savegyenérték és 0,98 egyenérték karbonátmentes nátrium-hidroxid keverékének minden egyes koncentrációjához ki kell számítani. A sav túlsúlyban van, hogy megelőzhető legyen a hidrolízis miatti OH– túlsúly. Az 1/Λ-t Ö_C függvényében kell ábrázolni, és a só Λo értéke a nulla koncentrációra történő extrapolációval megtalálható.
A sav Λo értéke a H+ és a Na+ szakirodalmi értékei segítségével számítható ki. A pKa minden egyes koncentráció esetén az α = Λi /Λo és a Ka = α2C/(1 – α) képletből számítható ki. A Ka-ra jobb értékek kaphatók a mobilitásra és az aktivitásra tekintettel történő korrekcióval. A pKa értékek átlagát és szórását ki kell számítani.
Vizsgálati jegyzőkönyv
Valamennyi nyers adatot és pKa értéket, valamint a számítási módszert (az (1) hivatkozásban javasoltak szerint lehetőleg táblázatos formában) be kell mutatni, csakúgy, mint a fent ismertetett statisztikai paramétereket. A titrálási módszerek esetében részletezni kell a titrálószerek standardizálását.
A spektrofotometriás módszer esetében minden spektrumot be kell mutatni. A konduktometriás módszer esetében a cellaállandó meghatározásának részleteit dokumentálni kell. Az alkalmazott eljárásra, az analitikai módszerekre és bármely felhasznált puffer jellegére vonatkozó információkat meg kell adni.
A vizsgálati hőmérséklet(ek)et dokumentálni kell.
SZAKIRODALOM
Albert, A. & Sergeant, E.P.: Ionization Constants of Acids and Bases, Wiley, Inc., New York, 1962.
Nelson, N.H. & Faust, S.D.: Acidic dissociation constants of selected aquatic herbicides, Env. Sci. Tech. 3, II, pp. 1186-1188 (1969).
ASTM D 1293 – Annual ASTM Standards, Philadelphia, 1974.
Standard Method 242. APHA/AWWA/WPCF, Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water, 14th Edition, American Public Health Association, Washington, D.C., 1976.
Clark, J. & Cunliffe, A.E.: Rapid spectrophotometric measurement of ionisation constants in aqueous solution. Chem. Ind. (London) 281, (March 1973).
ASTM D 1125 – Annual ASTM Standards, Philadelphia, 1974.
Standard Method 205 – APHA/AWWA/NPCF (lásd fent (4)).
Handbook of Chemistry and Physics, 60th ed. CRC-Press, Boca Raton, Florida, 33431 (1980).
B. RÉSZ: MÓDSZEREK A TOXICITÁS ÉS EGYÉB EGÉSZSÉGÜGYI HATÁSOK MEGHATÁROZÁSÁRA
|
TARTALOMJEGYZÉK |
|
|
ÁLTALÁNOS BEVEZETÉS |
|
|
B.1a. |
AKUT ORÁLIS TOXICITÁS – RÖGZÍTETT DÓZISÚ ELJÁRÁS |
|
B.1b. |
AKUT ORÁLIS TOXICITÁS – AKUT TOXIKUS OSZTÁLY MÓDSZER |
|
B.2. |
AKUT INHALÁCIÓS TOXICITÁS |
|
B.3. |
AKUT TOXICITÁS (DERMÁLIS) |
|
B.4. |
AKUT BŐRIRRITÁCIÓ/BŐRKORRÓZIÓ |
|
B.5. |
AKUT SZEMIRRITÁCIÓ/SZEMKORRÓZIÓ |
|
B.6. |
A BŐR ÉRZÉKENNYÉ TÉTELE |
|
B.7. |
ISMÉTELT ADAGOLÁSÚ, 28 NAPOS ORÁLIS TOXICITÁSI VIZSGÁLAT RÁGCSÁLÓKON |
|
B.8. |
SZUBAKUT INHALÁCIÓS TOXICITÁS: 28 NAPOS VIZSGÁLAT |
|
B.9. |
ISMÉTELT ADAGOLÁSÚ (28 NAPOS) TOXICITÁS (DERMÁLIS) |
|
B.10. |
KROMOSZÓMA-RENDELLENESSÉGEK IN VITRO VIZSGÁLATA EMLŐSÖKÖN |
|
B.11. |
KROMOSZÓMA-RENDELLENESSÉGEK VIZSGÁLATA EMLŐSÖK CSONTVELŐJÉBEN |
|
B.12. |
EMLŐS ERITROCITA MIKRONUKLEUSZ-VIZSGÁLAT |
|
B.13/14. |
MUTAGENITÁS: REVERZ MUTAGENITÁSI VIZSGÁLAT BAKTÉRIUMOKKAL |
|
B.17. |
EMLŐSSEJTEKEN HPRT ÉS XPRT GÉNNEL VÉGZETT IN VITRO GÉNMUTÁCIÓS VIZSGÁLATOK |
|
B.21. |
IN VITRO EMLŐSSEJT-TRANSZFORMÁCIÓS VIZSGÁLATOK |
|
B.22. |
DOMINÁNS LETÁLIS VIZSGÁLAT RÁGCSÁLÓKON |
|
B.23. |
SPERMATOGONIÁLIS KROMOSZÓMARENDELLENESSÉG VIZSGÁLATA EMLŐSÖKÖN |
|
B.25. |
EGÉREN VÉGZETT ÖRÖKLETES TRANSZLOKÁCIÓS VIZSGÁLAT |
|
B.26. |
SZUBKRÓNIKUS ORÁLIS TOXICITÁSI VIZSGÁLAT, RÁGCSÁLÓKON VÉGZETT 90 NAPOS, ISMÉTELT ADAGOLÁSÚ ORÁLISTOXICITÁS-VIZSGÁLAT |
|
B.27. |
SZUBKRÓNIKUSORÁLIS-TOXICITÁSI VIZSGÁLAT, 90 NAPOS, ISMÉTELT ADAGOLÁSÚ ORÁLISTOXICITÁSI VIZSGÁLAT NEM RÁGCSÁLÓKON |
|
B.28. |
SZUBKRÓNIKUS DERMÁLIS TOXICITÁSVIZSGÁLAT 90 NAPOS, ISMÉTELT DERMÁLIS ADAGOLÁSÚ VIZSGÁLAT RÁGCSÁLÓFAJOKON |
|
B.29. |
SZUBKRÓNIKUS INHALÁCIÓS TOXICITÁS: 90 NAPOS VIZSGÁLAT |
|
B.30. |
KRÓNIKUS TOXICITÁSI VIZSGÁLATOK |
|
B.31. |
PRENATÁLIS FEJLŐDÉSI TOXICITÁSVIZSGÁLAT |
|
B.32. |
A RÁKKELTŐ HATÁS VIZSGÁLATA |
|
B.33. |
A KRÓNIKUS TOXICITÁS ÉS A RÁKKELTŐ HATÁS EGYÜTTES VIZSGÁLATA |
|
B.34. |
EGYGENERÁCIÓS REPRODUKCIÓS TOXICITÁSVIZSGÁLAT |
|
B.35. |
KÉTGENERÁCIÓS REPRODUKCIÓS TOXICITÁSVIZSGÁLAT |
|
B.36. |
TOXIKOKINETIKAI VIZSGÁLAT |
|
B.37. |
SZERVES FOSZFORVEGYÜLETEKKEL KIVÁLTOTT AKUT KÉSLELTETETT NEUROTOXICITÁS |
|
B.38. |
SZERVES FOSZFORVEGYÜLETEKKEL KIVÁLTOTT KÉSLELTETETT NEUROTOXOCITÁS-VIZSGÁLAT, 28 NAPOS ISMÉTELT ADAGOLÁS ESETÉN |
|
B.39. |
NEM ÜTEMEZETT DNS-SZINTÉZIS (UDS) IN VIVO VIZSGÁLAT EMLŐS MÁJSEJTEKKEL |
|
B.40. |
IN VITRO BŐRKORRÓZIÓ: TRANSZKUTÁN ELEKTROMOS REZISZTENCIA (TER) VIZSGÁLATI MÓDSZER |
|
B.40 bis. |
IN VITRO BŐRKORRÓZIÓ: REKONSTRUÁLT EMBERI FELHÁMMODELLEN VÉGZETT VIZSGÁLATI MÓDSZER |
|
B.41. |
IN VITRO 3T3 NRU FOTOTOXICITÁS-VIZSGÁLAT |
|
B.42. |
BŐRSZENZIBILIZÁCIÓ: LOKÁLIS NYIROKCSOMÓ-VIZSGÁLATI MÓDSZER |
|
B.43. |
NEUROTOXICITÁSI VIZSGÁLAT RÁGCSÁLÓKBAN |
|
B.44. |
BŐRÖN ÁT TÖRTÉNŐ FELSZÍVÓDÁS: IN VIVO MÓDSZER |
|
B.45. |
BŐRÖN ÁT TÖRTÉNŐ FELSZÍVÓDÁS: IN VITRO MÓDSZER |
|
B.46. |
IN VITRO BŐRIRRITÁCIÓ: REKONSTRUÁLT EMBERI FELHÁMMODELLEN VÉGZETT VIZSGÁLATI MÓDSZER |
|
B.47. |
A SZARVASMARHA-SZARUHÁRTYA OPACITÁSÁNAK ÉS PERMEABILITÁSÁNAK MÉRÉSÉN ALAPULÓ VIZSGÁLATI MÓDSZER I. A SÚLYOS SZEMKÁROSODÁST OKOZÓ VEGYI ANYAGOK ÉS II. A SZEMIRRITÁCIÓ VAGY A SÚLYOS SZEMKÁROSODÁS TEKINTETÉBEN BESOROLÁST NEM IGÉNYLŐ VEGYI ANYAGOK AZONOSÍTÁSÁRA |
|
B.48. |
IZOLÁLT CSIRKESZEM VIZSGÁLATÁN ALAPULÓ VIZSGÁLATI MÓDSZER I. A SÚLYOS SZEMKÁROSODÁST OKOZÓ VEGYI ANYAGOK ÉS II. A SZEMIRRITÁCIÓ VAGY A SÚLYOS SZEMKÁROSODÁS TEKINTETÉBEN BESOROLÁST NEM IGÉNYLŐ VEGYI ANYAGOK AZONOSÍTÁSÁRA |
|
B.49. |
IN VITRO CELLULÁRIS MIKRONUKLEUSZ-VIZSGÁLAT EMLŐSÖKÖN |
|
B.50. |
BŐRSZENZIBILIZÁCIÓ: LOKÁLIS NYIROKCSOMÓ-VIZSGÁLATI MÓDSZER (LLNA): DA |
|
B.51. |
BŐRSZENZIBILIZÁCIÓ: LOKÁLIS NYIROKCSOMÓ-VIZSGÁLATI MÓDSZER (LLNA): BRDU-ELISA |
|
B.52. |
AKUT INHALÁCIÓS TOXICITÁS – AKUT TOXIKUS OSZTÁLY MÓDSZER |
|
B.53. |
FEJLŐDÉSI NEUROTOXICITÁSI VIZSGÁLAT |
|
B.54. |
UTEROTROFIKUS BIOLÓGIAI VIZSGÁLAT RÁGCSÁLÓKBAN: GYORS SZŰRŐVIZSGÁLAT AZ ÖSZTROGÉNSZERŰ TULAJDONSÁGOK KIMUTATÁSÁRA |
|
B.55. |
HERSHBERGER BIOASSAY PATKÁNYOKBAN: GYORS SZŰRŐVIZSGÁLAT AZ (ANTI)ANDROGÉN TULAJDONSÁGOK KIMUTATÁSÁRA |
|
B.56. |
KIBŐVÍTETT EGYGENERÁCIÓS REPRODUKCIÓS TOXICITÁSI VIZSGÁLAT |
|
B.57. |
H295R SZTEROIDOGENEZIS-VIZSGÁLAT |
|
B.58. |
TRANSZGENIKUS RÁGCSÁLÓ SZOMATIKUS ÉS CSÍRASEJT GÉNMUTÁCIÓS VIZSGÁLATOK |
|
B.59. |
IN CHEMICO BŐRSZENZIBILIZÁCIÓ: KÖZVETLEN PEPTIDREAKTIVITÁSI VIZSGÁLAT |
|
B.60. |
IN VITRO BŐRSZENZIBILIZÁCIÓ: ARE-NRF2 LUCIFERÁZ ALAPÚ VIZSGÁLATI MÓDSZER |
|
B.61. |
FLUORESZCEIN-SZIVÁRGÁSON ALAPULÓ VIZSGÁLAT A SZEMKORRÓZIÓT ÉS A SÚLYOS SZEMIRRITÁCIÓT OKOZÓ ANYAGOK AZONOSÍTÁSÁRA |
|
B.62. |
LÚGOS KÖZEGBEN VÉGZETT IN VIVO ÜSTÖKÖSVIZSGÁLAT EMLŐSÖKÖN |
|
B.63. |
REPRODUKCIÓS/FEJLŐDÉSI TOXICITÁSI SZŰRŐVIZSGÁLAT |
|
B.64. |
KOMBINÁLT ISMÉTELT DÓZISÚ TOXICITÁSI VIZSGÁLAT ÉS REPRODUKCIÓS/FEJLŐDÉSI TOXICITÁSI SZŰRŐVIZSGÁLAT |
|
B.65. |
IN VITRO BŐRKORRÓZIÓS MEMBRÁNBARRIER-VIZSGÁLATI MÓDSZER |
|
B.66. |
STABILAN TRANSZFEKTÁLT TRANSZAKTIVÁCIÓS IN VITRO VIZSGÁLATOK ÖSZTROGÉNRECEPTOROK AGONISTÁINAK ÉS ANTAGONISTÁINAK ÉSZLELÉSÉRE |
|
B.67. |
EMLŐSSEJTEKEN TIMIDIN-KINÁZ GÉNNEL VÉGZETT IN VITRO GÉNMUTÁCIÓS VIZSGÁLATOK |
|
B.68. |
RÖVID EXPOZÍCIÓS IDEJŰ IN VITRO VIZSGÁLATI MÓDSZER i. A SÚLYOS SZEMKÁROSODÁST OKOZÓ VEGYI ANYAGOK ÉS ii. A SZEMIRRITÁCIÓ VAGY A SÚLYOS SZEMKÁROSODÁS TEKINTETÉBEN BESOROLÁST NEM IGÉNYLŐ VEGYI ANYAGOK AZONOSÍTÁSÁRA |
|
B.69. |
AZ EMBERI SZARUHÁRTYÁHOZ HASONLÓ REKONSTRUÁLT FELHÁMON (RhCE) ALAPULÓ VIZSGÁLATI MÓDSZER A SZEMIRRITÁCIÓ VAGY A SÚLYOS SZEMKÁROSODÁS TEKINTETÉBEN BESOROLÁST NEM IGÉNYLŐ VEGYI ANYAGOK AZONOSÍTÁSÁRA |
|
B.70. |
A VEGYI ANYAGOK ÖSZTROGÉNRECEPTOROKHOZ KÖTÉSI AFFINITÁSÁNAK HUMÁN REKOMBINÁNS ÖSZTROGÉNRECEPTORRAL (hrER) TÖRTÉNŐ ÉSZLELÉSÉRE SZOLGÁLÓ IN VITRO VIZSGÁLATOK |
|
B.71. |
A BŐRSZENZIBILIZÁCIÓS KÁROS KIMENETI ÚT (AOP) EGYIK KULCSFONTOSSÁGÚ ESEMÉNYÉVEL, A DENDRITIKUS SEJTEK AKTIVÁCIÓJÁVAL FOGLALKOZÓ IN VITRO BŐRSZENZIBILIZÁCIÓS VIZSGÁLATOK |
ÁLTALÁNOS BEVEZETÉS
A. A VIZSGÁLT ANYAG JELLEMZÉSE
A vizsgált anyag összetételét – beleértve a főbb szennyező anyagokat és a lényeges fizikaikémiai tulajdonságait, ill. az anyag stabilitását – a toxicitás-vizsgálat megkezdése előtt ismerni kell.
A vizsgált anyag fizikai-kémiai tulajdonságai döntő fontosságúak az adagolási mód kiválasztásánál, az egyes vizsgálatok megtervezésénél, a vizsgált anyag kezelésénél és tárolásánál.
A vizsgált anyagnak (amennyiben lehetséges, a legfontosabb szennyezésekkel együtt) az adagolási közegben és a biológiai anyagban történő mennyiségi és minőségi vizsgálatára vonatkozó analitikai módszer kifejlesztése megelőzi a vizsgálatok megkezdését.
Az azonosításra, a fizikai-kémiai tulajdonságok meghatározására, a tisztaságra és a vizsgált anyag viselkedésére vonatkozó összes információnak szerepelnie kell a vizsgálati jelentésben.
B. AZ ÁLLATOK GONDOZÁSA
A környezeti feltételek szigorú szabályozása és az állatoknak a fajnak megfelelő gondozása nagyon lényeges a toxicitásvizsgálatoknál.
i. Tartási körülmények
A kísérleti állatok elhelyezésének környezeti körülményit az adott faj igényeihez kell igazítani. Patkányok, egerek és tengerimalacok számára a megfelelő körülmények: 22 ± 3 oC szobahőmérséklet, 30–70 százalékos relatív páratartalom mellett; míg nyulak számára a megfelelő körülmények: 20 ± 3 oC hőmérséklet, 30–70 százalékos relatív páratartalom.
Néhány kísérleti eljárás különösen érzékeny a hőmérsékleti hatásokra, ezekben az esetekben a megfelelő környezeti körülményekre vonatkazó részleteket a vizsgálati módszer leírása tartalmazza. A toxikus hatások kutatása során, a hőmérsékletet és a páratartalmat minden esetben figyelni és rögzíteni kell és meg kell adni a vizsgálati jelentésben.
A világítás mesterséges, a világos és sötét szakaszok 12 óránként váltják egymást. A világításra vonatkozó adatokat feljegyzik és megadják a vizsgálati jelentésben.
Hacsak a módszer leírásában más nem szerepel, az állatok egyenként tartandók, vagy kis, azonos nemű egyedekből álló csoportokban összezárhatók; csoportos tartás esetén egy ketrecben legfeljebb öt állat tartható.
Az állatkísérletekről szóló jelentésében fontos megadni az állatok ketrecének típusát és az egyes ketrecekben tartott állatok számát, a vegyszer hatásának kitett időszak és az azt követő megfigyelés alatt egyaránt.
ii. Etetési körülmények
Az alkalmazott tápláléknak meg kell felelnie a vizsgált fajnak megfelelő, a táplálkozástudomány által meghatározott követelményeknek. Amikor a vizsgált anyagokat az állatok táplálékában adják be, akkor a tápértéket az anyag és a táplálék összetevőinek kölcsönhatása csökkentheti. Egy ilyen kölcsönhatás lehetőségét figyelembe kell venni a vizsgálat eredményeinek értelmezése során. Hagyományos laboratóriumi táplálás alkalmazható korlátozás nélküli ivóvízellátással. A táplálék típusának kiválasztását befolyásolhatja, hogy a tápláléknak és a vizsgált anyagnak a megfelelő keverékét kell biztosítani, ha ilyen módon adagolják a vizsgált anyagot.
A táplálék olyan szennyezései, amelyekről ismert, hogy befolyásolják a toxicitást, nem lehetnek jelen zavaró nagyságú koncentrációban.
C. ALTERNATÍV VIZSGÁLATI MÓDSZEREK
Az Európai Unió elkötelezett olyan alternatív módszerek kifejlesztése és jóváhagyása támogatására, amelyek az ismereteket ugyanolyan szinten biztosítják, mint a jelenlegi állatkísérletek, azonban kevesebb állatot használnak fel, kevesebb szenvedést okoznak az állatoknak vagy teljesen kiküszöbölik az állatok alkalmazását.
Ilyen módszerek alkalmazását (amint elérhetővé válnak), ahol csak lehet, meg kell fontolni, a veszély jellemzésével, az azt követő osztályozással, címkézéssel és az anyag belső tulajdonságaiból adódó veszély jelölésével kapcsolatos eljárásokban.
D. KIÉRTÉKELÉS ÉS ÉRTELMEZÉS
A vizsgálatok kiértékelésekor és értelmezésekor figyelembe kell venni azt, hogy az állati és az in vitro vizsgálatok eredményét milyen mértékben lehet közvetlenül kiterjeszteni az emberre, és ezért az emberre káros hatás bizonyítékait, ahol rendelkezésre állnak, fel lehet használni a vizsgálati eredmények megerősítésére.
E. SZAKIRODALOM
Ezeknek a módszereknek a többségét a Vizsgálati irányelvek elnevezésű OECD-program keretében fejlesztették ki, és azokat a Helyes Laboratóriumi Gyakorlat alapelveivel összhangban kell alkalmazni, az „adatok kölcsönös elfogadásának” széles körű biztosítása érdekében.
További tájékoztatás található az OECD-irányelvekben megadott szakirodalom jegyzékekben, illetve az egyéb helyeken kiadott vonatkozó irodalomban.
B.1a. AKUT ORÁLIS TOXICITÁS – RÖGZÍTETT DÓZISÚ ELJÁRÁS
1. MÓDSZER
Ez a vizsgálati módszer egyenértékű az OECD TG 420 (2001) módszerrel.
1.1. BEVEZETÉS
Az akut toxicitás megállapítására szolgáló hagyományos módszerek esetében a vizsgálat végpontját az állatok elpusztulása jelenti. A Brit Toxikológiai Társaság 1984-ben új megközelítést javasolt az akut toxicitás vizsgálatára, amely egy sor rögzített nagyságú dózis beadásán alapul (1). Ennél a megközelítésnél nem az állatok elpusztulása jelenti a vizsgálat végpontját, hanem a rögzített nagyságú dózisok valamelyikénél megfigyelt egyértelmű mérgezési tünetekre támaszkodtak. Az Egyesült Királyságban (2) és nemzetközileg (3) végzett in vivo validálási vizsgálatok után az eljárást 1992-ben hagyták jóvá mint vizsgálati módszert. Ezt követően egy vizsgálati sorozat (4)(5)(6) keretében matematikai modellek segítségével megvizsgálták a rögzített dózisú eljárás statisztikai tulajdonságait. Az in vivo és a modellvizsgálatok együttesen igazolták, hogy az eljárás reprodukálható, kevesebb kísérleti állatra van szükség hozzá, és kevesebb szenvedést okoz, mint a hagyományos módszerek, továbbá hasonló módon képes minősíteni az anyagokat, mint az egyéb akut toxicitási vizsgálati módszerek.
Arról, hogy egy adott célra melyik a legmegfelelőbb vizsgálati módszer, az Akut Orális Toxicitási Vizsgálatok Útmutatójában (7) található iránymutatás. Ez az útmutató további információkat is tartalmaz az 1Ba. vizsgálati módszer alkalmazásával és értelmezésével kapcsolatosan.
A módszer egyik alapelve, hogy a fő vizsgálatban csak közepesen toxikus dózisokat alkalmaznak, és hogy kerülni kell az olyan dózisok alkalmazását, amelyek várhatóan letálisak. Nincs szükség továbbá olyan dózisok alkalmazására sem, amelyek korróziós vagy súlyosan irritáló hatásuk miatt kifejezett fájdalmat vagy szorongást okoznak. Az elhullás közelében lévő állatokat vagy azokat, amelyek nyilvánvalóan fájdalmakkal küszködnek, vagy súlyos és tartós szorongás jeleit mutatják, humánus módon exterminálni kell, és ugyanúgy kell figyelembe venni őket a vizsgálati eredmények értelmezésekor, mint azokat az állatokat, amelyek elhullottak a vizsgálatok során. A megjósolható vagy közeli elhullás felismerését segítő iránymutatás, valamint az elhullás közelében lévő vagy súlyosan szenvedő állatok exterminálására vonatkozó döntési kritériumok egy másik útmutatóban (8) találhatók.
A módszer adatokat szolgáltat az anyag veszélyes tulajdonságairól és lehetővé teszi, hogy az anyagot az akut toxicitást okozó anyagok besorolására szolgáló Globálisan harmonizált rendszer (Globally Harmonised System, GHS) szerint minősítsék és sorolják be (9).
A vizsgáló laboratóriumnak a vizsgálat elvégzése előtt a vizsgálandó anyaggal kapcsolatos minden rendelkezésre álló információt figyelembe kell vennie. Ilyen információk az anyag megjelölése és kémiai szerkezete; fizikai-kémiai tulajdonságai; bármely más, az anyaggal elvégzett in vitro vagy in vivo toxicitási vizsgálat eredményei; szerkezetileg rokon anyagok toxikológiai adatai és az anyag várható alkalmazása(i). Ezekre az információkra azért van szükség, hogy minden érintett meggyőződjön arról, hogy a vizsgálat releváns az emberi egészség védelme szempontjából, és elősegíti majd a megfelelő kezdődózis kiválasztását.
1.2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK
Akut orális toxicitás: a vizsgálandó anyag egyszeri vagy 24 órán belül többszöri dózisának szájon át történő beadását követően jelentkező káros hatások.
Késleltetett elhullás: egy állat 48 órán belül nem hull el, illetve nem tűnik elhullásközeli állapotban lévőnek, de később, a 14 napos megfigyelési időszak során elpusztul.
Dózis: a vizsgálandó anyag beadott mennyisége. A dózist a vizsgálandó anyagnak a kísérleti állatok testtömegegységére számított tömegében (pl. mg/kg) fejezik ki.
Nyilvánvaló toxicitás: a vizsgálandó anyag beadását követően jól látható mérgezési tüneteket leíró általános kifejezés (a példákat lásd a (3) hivatkozásban), amelynél a következő legmagasabb rögzített dózis esetében a legtöbb állatnál súlyos fájdalom vagy súlyos szorongás tartós jelei, elhullásközeli állapot (az ezzel kapcsolatos kritériumok a Humane Endpoints Guidance Documentben (8) szerepelnek), vagy valószínű elhullás várható.
GHS: Globálisan harmonizált osztályozási rendszer vegyi anyagokhoz és keverékekhez. Az OECD (emberi egészség és környezet), az ENSZ Veszélyes Anyagok Szállításának Szakértői Bizottsága (fizikai-kémiai tulajdonságok) és az ILO (veszély nyilvánosságra hozatala) közös tevékenysége, amelyet a Szervezetek közötti program a vegyi anyagok helyes kezelésére (Interorganisation Programme of the Sound Management of Chemicals, IOMC) koordinál.
Közeli elhullás: amikor a legközelebbi tervezett megfigyelés időpontja előtt elhullásközeli állapot kialakulása vagy elhullás várható. Rágcsálók esetében erre utaló jelek lehetnek a görcsök, az oldalhelyzet, a fekvőhelyzet és a remegés. (A további részleteket lásd a Humane Endpoints Guidance Documentben (8)).
LD50: (közepes letális dózis): a vizsgálandó anyag statisztikailag levezetett egyszeri olyan dózisa, amely orálisan beadva az állatok 50 %-ának elhullását okozza. Az LD50-értéket a vizsgálandó anyagnak a kísérleti állatok testtömegegységére számított tömegében (mg/kg) fejezik ki.
Határdózis: egy, a vizsgálhatóság felső határánál lévő dózis (2 000 vagy 5 000 mg/kg).
Elhullásközeli állapot: az esetleges kezelés ellenére is az elhullás közelében lévő állapot vagy túlélésre való képtelenség. (A további részleteket lásd a Humane Endpoints Guidance Documentben (8)).
Megjósolható elhullás: a kísérlet tervezett vége előtt, a jövőben egy ismert időpontban való elhullásra utaló klinikai tünetek megléte, például: a víz vagy az élelem elérésére való képtelenség. (A további részleteket lásd Humane Endpoints Guidance Documentben (8)).
1.3. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ELVE
Azonos ivarba tartozó állatok csoportjainak egy lépcsőzetes eljárás során 5, 50, 300 és 2 000 mg/kg-os rögzített dózisok alkalmazásával kell beadni a vizsgálandó anyagot (kivételes esetben egy további, 5 000 mg/kg-os rögzített dózis is alkalmazható; lásd az 1.6.2. szakaszt). A kiindulási dózist a dózisbehatároló vizsgálat alapján kell megválasztani úgy, hogy az várhatóan mérgezési tüneteket eredményezzen, de ne okozzon súlyos mérgezést vagy elhullást. A fájdalomhoz, szenvedéshez és közeli elhulláshoz társuló klinikai tüneteket és állapotot részletesen egy külön OECD Útmutató (8) ismerteti. A mérgezési tünetek megjelenésétől vagy az elhullás bekövetkeztétől vagy ezek elmaradásától függően további állatcsoportok is kezelhetők magasabb vagy alacsonyabb rögzített dózissal. Az eljárást folytatni kell, amíg meg nem találják azt a dózist, amely nyilvánvaló toxicitást vagy legfeljebb egy elhullást okoz, vagy ha a legmagasabb dózisnál nem figyelnek meg semmilyen hatást, vagy ha a legalacsonyabb dózisnál elhullanak állatok.
1.4. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ISMERTETÉSE
1.4.1. Az állatfaj kiválasztása
A preferált rágcsálófaj a patkány, bár más rágcsálófajok is alkalmazhatók. Általában nőstényeket használnak (7). Ennek az az oka, hogy a hagyományos LD50-vizsgálatokra vonatkozó szakirodalom áttekintése alapján általában kicsi a különbség a nemek érzékenysége között, de azokban az esetekben, amikor megfigyelhető különbség, a nőstények általában valamivel érzékenyebbek (10). Azonban ha a szerkezetileg rokon vegyületek toxikológiai vagy toxikokinetikai tulajdonságaival kapcsolatos adatok szerint a hímek nagyobb érzékenysége valószínűsíthető, akkor hímeket kell alkalmazni. Megfelelően meg kell indokolni, ha a vizsgálatot hímekkel végzik.
Általánosan használt laboratóriumi törzsekből származó egészséges, fiatal felnőtt állatokat kell alkalmazni. Olyan nőstényeket kell választani, amelyek még egyszer sem ellettek, és nem vemhesek. Az adagolás megkezdésekor az állatoknak 8–12 hetesnek kell lenniük, és testtömegük nem térhet el ± 20 %-nál többel az esetlegesen korábban kezelt állatok testtömegének átlagától.
1.4.2. Az állatok tartásának és etetésének körülményei
A kísérleti állatokat 22 oC (± 3 oC) hőmérsékletű helyiségben kell tartani. Bár a helyiség relatív páratartalmának legalább 30 %-nak kell lennie, illetve a takarítás időtartamától eltekintve lehetőleg ne haladja meg a 70 %-ot, a célértéknek 50 és 60 % között kell lennie. A világítás legyen mesterséges; 12 órás világos és 12 órás sötét periódusok váltsák egymást. Az etetéshez standard laboratóriumi takarmány alkalmazható, korlátlan mennyiségű ivóvíz biztosítása mellett. Az állatokat lehet vizsgált dózisonként egy ketrecben tartani, de az egy ketrecben lévő állatok számát úgy kell megválasztani, hogy az ne zavarja az egyes állatok megfigyelését.
1.4.3. Az állatok előkészítése
Az állatokat véletlenszerűen kell kiválasztani, majd egyedi azonosítóval kell ellátni, és a kezelés megkezdése előtt legalább 5 napig a ketrecükben kell tartani őket, hogy hozzászokhassanak a laboratóriumi körülményekhez.
1.4.4. A dózisok előkészítése
A vizsgálandó anyagokat általában a vizsgálandó dózistartományon belül állandó térfogatban kell beadni úgy, hogy a dóziskészítmény koncentrációját változtatják. Azonban ha folyékony végterméket vagy keveréket vizsgálnak, a vizsgálatot követő kockázatértékelés szempontjából megfelelőbb lehet, ha a vizsgálandó anyagot hígítatlanul, azaz állandó koncentrációban alkalmazzák, illetve egyes szabályozó hatóságok ezt írják elő. A maximálisan beadható dózistérfogatot azonban egyik esetben sem szabad túllépni. Az, hogy egyszerre maximálisan mekkora térfogatú folyadékot lehet beadni, a kísérleti állat méretétől függ. Rágcsálók esetében a térfogat általában nem haladhatja meg az 1 ml/100 g testtömegarányt: vizes oldatok esetében azonban 2 ml/100 g testtömegarány is megfontolható. A dóziskészítmény formulázásakor – ahol lehet – a vizes oldatok/szuszpenziók/emulziók alkalmazása javasolt, másodsorban az olajos (pl. kukoricacsíra-olajban elkészített) oldatok/szuszpenziók/emulziók, és harmadsorban esetlegesen más vivőanyagokban elkészített oldatok. A víztől eltérő vivőanyagok esetében ismerni kell a vivőanyag toxikológiai tulajdonságait. A dózisokat a beadás előtt rövid idővel kell elkészíteni, kivéve, ha ismert és igazoltan elfogadható a készítmény stabilitása az alkalmazás időtartama alatt.
1.5. ELJÁRÁS
1.5.1. A dózisok beadása
A vizsgálandó anyagot egyetlen dózisban, gyomorszondán vagy egy megfelelő intubációs kanülön át történő táplálással kell beadni. Abban a rendkívüli esetben, ha nem lehetséges egyetlen dózist alkalmazni, a dózis egy 24 órát nem meghaladó időtartam alatt kisebb részletekben is beadható.
A kezelés előtt az állatokat éheztetni kell (pl. patkány esetében egy éjszakán át meg kell vonni a táplálékot, de a vizet nem; egér esetében 3–4 órára kell megvonni a táplálékot, de a vizet nem). A koplaltatási időszakot követően meg kell mérni az állatok testtömegét, majd be kell adni a vizsgálandó anyagot. Az anyag beadása után a táplálékot újra meg lehet vonni -patkány esetében 3–4 órára, egér esetében 1–2 órára. Ha egy dózist részletekben adnak be, a beadás időtartamától függően menet közben szükség lehet arra, hogy az állatoknak táplálékot és vizet adjanak.
1.5.2. Dózisbehatároló vizsgálat
A dózisbehatároló vizsgálat célja, hogy ki lehessen választani a megfelelő kezdődózist a fő vizsgálathoz. A vizsgálandó anyagot az 1. függelékben bemutatott folyamatábra szerint egymás után kell beadni egy-egy állatnak. A dózisbehatároló vizsgálat akkor fejeződik be, amikor meghozható a döntés a fő vizsgálatban alkalmazandó kezdődózisról (vagy ha a legalacsonyabb rögzített dózisnál elhullás történik).
A dózisbehatároló vizsgálatban a kezdődózist a következő rögzített dózisok közül választják ki: 5, 50, 300 és 2 000 mg/kg aszerint, hogy a lehetőleg ugyanezzel az anyaggal vagy szerkezetileg rokon anyagokkal kapott in vivo vagy in vitro adatok alapján várhatóan melyik eredményez nyilvánvaló toxicitást. Ilyen információk hiányában a kezdődózist 300 mg/kg-ban kell megállapítani.
Az egyes állatok kezelése között legalább 24 órának el kell telnie. Minden állatot legalább 14 napig megfigyelés alatt kell tartani.
Kivételes esetben és kizárólag akkor, ha konkrét jogszabályi követelmény indokolja, megfontolás tárgyává lehet tenni egy további, 5 000 mg/kg-os felső rögzített dózis alkalmazását (lásd a 3. függeléket). Az állatok kímélete érdekében a GHS 5. kategóriában (2 000 –5 000 mg/kg tartomány) nem ajánlott állatokkal kísérletezni, és csak abban az esetben szabad ilyet tervezni, ha nagy a valószínűsége, hogy egy ilyen vizsgálat eredményei közvetlen jelenőséggel bírnak az emberi vagy állati egészség, illetve a környezet védelme szempontjából.
Olyan esetekben, amikor a dózisbehatároló vizsgálatban a legalacsonyabb rögzített dózissal (5 mg/kg) kezelt állat elhullik, az általános eljárás szerint be kell fejezni a vizsgálatot és az anyagot a GHS 1. kategóriába kell besorolni (ahogyan az az 1. függelékben látható). Ha azonban szükség van a besorolás további megerősítésére, az alábbiak szerinti opcionális kiegészítő eljárás alkalmazható. Egy második állatnak is beadjuk az 5 mg/kg-os dózist. Ha ez is elhullik, akkor az megerősíti a GHS 1. kategóriába való besorolást, és a vizsgálatot azonnal be kell fejezni. Ha a második állat életben marad, akkor legfeljebb három további állaton kell elvégezni az 5 mg/kg-os dózissal történő vizsgálatot. Mivel nagy az elhullás kockázata, az állatok kímélete érdekében egymás után kell őket kezelni. Az egyes állatok kezelése között eltelt időt úgy kell megválasztani, hogy elegendő legyen annak megállapítására, hogy az előzőleg kezelt állat valószínűleg életben marad. Ha egy második állat is elhullik, azonnal be kell fejezni a kezeléseket, és több állatnak már nem szabad beadni az anyagot. Mivel a második elhullás bekövetkezte miatt (függetlenül attól, hogy a vizsgálatok befejezéséig hány állatot kezeltek) az „A” eredményhez jutnak (legalább 2 elhulláseset), a 2. függelék 5 mg/kg-os rögzített dózisánál érvényes besorolási szabályt kell követni (ha legalább 2 elhullás történt, akkor 1. kategória, ha legfeljebb 1 elhullás történt, akkor 2. kategória). A 4. függelékben pedig azzal kapcsolatos útmutatást tartalmaz, hogy az új GHS bevezetéséig az anyagokat hogyan kell az EU-rendszer szerinti kategóriákba besorolni.
1.5.3. Fő vizsgálat
1.5.3.1. Az állatok száma és a dózisok
A kezdődózissal történő vizsgálat utáni teendőket a 2. függelékben található folyamatábra mutatja. Három lehetséges alternatíva létezik: vagy le kell állítani a vizsgálatot, és be kell sorolni az anyagot a megfelelő veszélyességi kategóriába, vagy magasabb rögzített dózissal kell folytatni a vizsgálatot, vagy alacsonyabb rögzített dózissal. Az állatok védelme érdekében azonban a fő vizsgálatban már nem szabad olyan dózissal kísérletezni, amely a dózisbehatároló vizsgálatban elhullást okozott (lásd a 2. függeléket). A tapasztalatok azt mutatják, hogy a kezdődózissal végzett vizsgálatok legvalószínűbb eredménye, hogy az anyagot be lehet valamilyen kategóriába sorolni és nincs szükség további vizsgálatokra.
Általában összesen öt-öt, azonos ivarú állatnak kell beadni az egyes vizsgált dózisokat. Ebből az öt állatból egyet a dózisbehatároló vizsgálat során kezelnek az adott dózissal, és ehhez járul a további négy állat (kivéve abban a szokatlan esetben, ha a fő vizsgálatban használt dózist nem alkalmazták a dózisbehatároló vizsgálatban).
Az egyes dózisok vizsgálata közötti időtartamot a mérgezési tünetek megjelenésének időpontja, időtartama és súlyossága határozza meg. Az állatok következő dózissal történő kezelését nem szabad megkezdeni mindaddig, amíg meg nem bizonyosodtak arról, hogy az előzőleg kezelt állatok életben maradnak. Szükség esetén ajánlott ez egyes dózisokkal való kezelések között 3 vagy 4 napos szünetet tartani, hogy meg lehessen figyelni a késleltetett toxicitást. Ennek időtartama szükség esetén – pl. nem meggyőző válasz esetében –módosítható.
Ha egy felső, 5 000 mg/kg-os dózis alkalmazást is tervbe vesznek, a 3. függelékben vázolt eljárást kell követni (lásd még az 1.6.2. szakaszt).
1.5.3.2. Határérték-vizsgálat
Határérték-vizsgálatot elsősorban olyan helyzetekben kell végezni, ha a kísérletet végzőnek olyan információi vannak, amelyek szerint a vizsgálandó anyag valószínűleg nem toxikus, azaz csak a hatósági határértékdózisok felett toxikus. A vizsgálandó anyag toxicitásával kapcsolatban hasonló vegyületek vagy keverékek vagy termékek vizsgálataiból szerezhető információ, figyelembe véve a toxikológiai szempontból fontos komponenseket, illetve azok százalékos arányát. Olyan esetekben, ha kevés az anyag toxicitásával kapcsolatos információ, vagy egyáltalán nem áll rendelkezésre, vagy ha a vizsgálandó anyag várhatóan toxikus, a fő vizsgálatot kell elvégezni.
Ezen iránymutatás céljára határérték-vizsgálatként a normál eljárás alkalmazásával történő, 2 000 mg/kg-os (vagy kivételes esetben 5 000 mg/kg-os) kezdődózissal végzett dózisbehatároló vizsgálat, majd ezt követően további négy állat ugyanezzel a dózissal történő kezelése szolgál.
1.6. MEGFIGYELÉSEK
Az állatokat a dózis beadása után egyedileg kell megfigyelni, legalább az első 30 percben, azután az első 24 órában rendszeres időközönként, amelynek során különös figyelemmel kell őket kísérni az első 4 órában, majd ezt követően naponta, összesen 14 napon át, kivéve, ha az állatot állatjóléti okok miatt ki kell venni a vizsgálatból, és humánus módon exterminálni kell, vagy ha az állat elhullik. A megfigyelés időtartamát azonban nem szabad mereven meghatározni. Ezt a mérgezési reakciók, illetve a gyógyulás kezdete és időtartama alapján kell meghatározni, és ilyen módon szükség esetén meg lehet hosszabbítani. Fontos a mérgezési tünetek megjelenésének, illetve megszűnésének időpontja, különösen, ha a mérgezési tünetek inkább késleltetve jelentkeznek (11). Minden megfigyelést szisztematikusan rögzíteni kell olyan módon, hogy minden állat esetében önálló adatsort vesznek fel.
Ha a mérgezési tünetek tartósak, további megfigyelésekre van szükség. Meg kell figyelni a bőr és a szőrzet, a szemek és a nyálkahártyák, valamint a légzési és a keringési rendszer, az autonóm és a központi idegrendszer, illetve a szomatomotoros aktivitás és a viselkedési mintázatok változásait. Figyelemmel kell lenni remegés, görcsök, nyáladzás, hasmenés, letargia, alvás és kóma előfordulására is. A Humane Endpoints Guidance Documentben összefoglalt alapelveket és követelményeket is figyelembe kell venni (8). Humánus módon exterminálni kell az elhullásközeli állapotban lévő állatokat, illetve azokat, amelyek súlyos fájdalom vagy tartós szorongás jeleit mutatják. Ha az állatokat humánus okok miatt exterminálni kell, vagy elhullanak, a lehető legpontosabban fel kell jegyezni az elhullás időpontját is.
1.6.1. Testtömeg
Röviddel a vizsgálandó anyag beadása előtt és legalább egy héttel utána minden állat testtömegét egyenként meg kell mérni. A testtömeg-változást ki kell számítani és fel kell jegyezni. A vizsgálat végén az életben maradt állatokat újra meg kell mérni, majd humánus módon exterminálni kell őket.
1.6.2. Kórbonctani vizsgálat
Minden kísérleti állatot makroszkópos boncolásnak kell alávetni (azokat is, amelyek a vizsgálat során elpusztultak, vagy amelyeket állatjóléti okok miatt ki kellett venni a vizsgálatból). Minden állat esetében az összes makroszkópos kórtani elváltozást fel kell jegyezni. A kezdődózis beadása után legalább 24 óráig túlélő állatok esetében tervbe lehet venni a makroszkópos kórtani elváltozást mutató szervek mikroszkópos vizsgálatát is, mivel abból hasznos információk nyerhetők.
2. ADATOK
Az állatokra vonatkozóan egyedi adatsorokat kell felvenni. Emellett az összes adatot táblázatos formában is össze kell foglalni úgy, hogy minden vizsgálati csoportra vonatkozóan mutassa a csoportban lévő kísérleti állatok számát, valamint azoknak a számát, amelyeknél mérgezési tünetek láthatók, amelyek a vizsgálat során elhullottak vagy humánus módon exterminálásra kerültek, az egyes állatok elhullásának időpontját, a toxikus hatások leírását, időbeli lefolyását és visszafordíthatóságát, valamint a boncolások eredményeit.
3. JELENTÉS
3.1. VIZSGÁLATI JELENTÉS
A vizsgálati jelentésnek megfelelő módon a következő információkat kell tartalmaznia:
4. HIVATKOZÁSOK
(1) British Toxicology Society Working Party on Toxicity (1984). Special report: a new approach to the classification of substances and preparations on the basis of their acute toxicity. Human Toxicol., 3, 85-92.
(2) Van den Heuvel, M.J., Dayan, A.D. and Shillaker, R.O. (1987). Evaluation of the BTS approach to the testing of substances and preparations for their acute toxicity. Human Toxicol., 6, 279-291.
(3) Van den Heuvel, M.J., Clark, D.G., Fielder, R.J., Koundakjian, P.P., Oliver, G.J.A., Pelling, D., Tomlinson, N.J. and Walker, A.P. (1990). The international validation of a fixed-dose procedure as an alternative to the classical LD50 test. Fd. Chem. Toxicol. 28, 469-482.
(4) Whitehead, A. and Curnow, R.N. (1992). Statistical evaluation of the fixed-dose procedure. Fd. Chem. Toxicol., 30, 313-324.
(5) Stallard, N. and Whitehead, A. (1995). Reducing numbers in the fixed-dose procedure. Human Exptl. Toxicol. 14, 315-323. Human Exptl. Toxicol.
(6) Stallard, N., Whitehead, A. and Ridgeway, P. (2002). Statistical evaluation of the revised fixed dose procedure. Hum. Exp. Toxicol., 21, 183-196.
(7) OECD (2001). Guidance Document on Acute Oral Toxicity Testing. Environmental Health and Safety Monograph Series on Testing and Assessment N. 24. Paris.
(8) OECD (2000). Guidance Document on the Recognition, Assessment and Use of Clinical Signs as Humane Endpoints for Experimental Animals Used in Safety Evaluation. Environmental Health and Safety Monograph Series on Testing and Assessment N. 19.
(9) OECD (1998). Harmonised Integrated Hazard Classification for Human Health and Environmental Effects of Chemical Substances as endorsed by the 28th Joint Meeting of the Chemicals Committee and the Working Party on Chemicals in November 1998, Part 2, p.11 [http://webnetl.oecd.org/oecd/pages/home/displaygeneral/0,3380,EN-documents-521-14-no-24-no-0,FF.html].
(10) Lipnick, R.L., Cotruvo, J.A., Hill, R.N., Bruce, R.D., Stitzel, K.A., Walker, A.P., Chu, I. Goddard, M., Segal, L., Springer, J. A. and Myers, R.C. (1995). Comparison of the Up-and-Down, Conventional LD50, and Fixed-Dose Acute Toxicity Procedures. Fd. Chem. Toxicol. 33,223-231.
(11) Chan P.K and A.W. Hayes (1994) Chapter 16 Acute Toxicity and Eye Irritation. In: Principles and Methods of Toxicology. 3rd Edition. A.W. Hayes, Editor. Raven Press, Ltd. New York, USA.
1. FÜGGELÉK
A DÓZISBEHATÁROLÓ VIZSGÁLAT FOLYAMATÁBRÁJA
