4. Analisi dei campioni reali 32
4.2 Pretrattamento dei campioni di sabbia e plastiche prima delle estrazioni con solventi 34
Il pretrattamento dei campioni di sabbia prevede una fase di omogeneizzazione e successiva setacciatura. La sabbia umida è stata setacciata mediante un setaccio
Giuliani
in acciaio inox con maglie da 2 mm all’interno di un contenitore anch’esso in acciaio inox e successivamente trasferita in contenitori di vetro chiusi ermeticamente, nei quali è stata conservata a temperatura ambiente fino al momento dell’analisi. Subito prima di procedere con le estrazioni un’aliquota di sabbia è stata pesata e seccata in stufa fino a costanza di peso, in modo da determinare la percentuale di umidità presente sul campione (Tabella 10).Tabella 10. Percentuale di umidità presente nei campioni.
Zona A G3040008 5,9 Zona C G3040003 2,0 G3040006 8,7 G3040004 1,5 G3040009 5,8 G3040011 2,0 G3040013 3,2 G3040015 1,6 Zona B G3040007 2,7 Zona D G3040002 1,2 G3040005 2,6 G3040001 1,7 G3040010 2,7 G3040012 6,1 G3040014 1,4 G3040016 1,2 G12050001 0,6 G12050002 3,7
I campioni di plastiche, tal quali, sono stati pesati e sottoposti ad estrazione.
4.3 Procedure di estrazione dei campioni analizzati
Per le operazioni di estrazione degli analiti dalla sabbia è stato deciso di utilizzare come solventi acetone ed esano, questi solventi, infatti sono comunemente impiegati nell’analisi di sedimenti e terreni. L’acetone, in particolare, data la miscibilità con l’acqua permette l’estrazione senza la necessità di essiccare i campioni prima dell’analisi. Inoltre, per rendere il processo di estrazione più efficiente e, quindi, per velocizzare la procedura è stato utilizzato un bagno ad ultrasuoni. Non essendo disponibili metodiche validate per la matrice sabbia sono state sperimentate tre varianti del processo di estrazione.
4.3.1 Estrazione in bottiglia di vetro a temperatura ambiente
Aliquote di circa 200 g di campione preventivamente pesate su bilancia analitica sono state trasferite in bottiglie di vetro della capacità di 250 ml munite di tappo a vite. Successivamente sono state addizionate direttamente nella bottiglia contenente il campione 60 ml di acetone in modo da imbibire completamente il campione da analizzare. Le bottiglie contenenti i campioni sono state quindi mantenute per 15 minuti in bagno ad ultrasuoni. Per facilitare il recupero del solvente al termine della procedura di estrazione nelle bottiglie è stato inserito un cilindro di acciaio inossidabile del diametro interno di 1 cm munito all’estremità posta a contatto con il fondo della bottiglia di una retina con maglie sufficientemente piccole da impedire il passaggio dei granelli di sabbia come schematizzato in Figura 21.
Il solvente utilizzato per l’estrazione è stato quindi recuperato tramite il cilindro in acciaio inox mediante pipetta pasteur e trasferito in una beuta da 250 ml con tappo smerigliato. Una volta recuperato il quantitativo massimo di acetone dalla bottiglia la stessa è stata sottoposta a due cicli successivi di estrazione con esano, 15 min in bagno ad ultrasuoni addizionando ogni volta di 30 ml di solvente. Il solvente organico risultante da ogni ciclo di estrazione con esano è stato a sua volta recuperato attraverso il cilindro in acciaio e riunito alla frazione acetonica della prima estrazione. Il solvente organico risultante è stato trasferito in vial da centrifuga della capacità di 20 ml e ridotto in volume mediante evaporatore centrifugo sottovuoto. All'estratto con volume finale di circa 3 ml sono stati addizionati 3 ml di una soluzione acquosa di cloruro di sodio satura. La fase organica è stata recuperata mediante pipetta pasteur e trasferita in vial da 20 ml all'interno dei quali erano stati preventivamente pesati, su bilancia analitica, 2g di solfato
D
C
B
A
Figura 21. Estrazione della sabbia in bottiglia di vetro. A- campione di sabbia; B- tubo acciaio inox; C - solvente
di sodio anidro. Sulla fase acquosa sono stati invece eseguiti due lavaggi con 3 ml di esano ciascuno, il solvente organico è stato recuperato e riunito all'estratto. Gli estratti sono stati lasciati su solfato di sodio per 24 ore dopodiché sono stati filtrati su filtri in PTFE mediante l'utilizzo di una siringa in vetro da 10 ml all'interno di vial da 20 ml e dopo opportuna riduzione in volume sono stati sottoposti a procedura di purificazione (capitolo 4.4).
4.3.2 Estrazioni in beuta con riscaldamento a riflusso di solvente e trattamento ultrasonico
Aliquote di 100 g di campione pesati su bilancia analitica sono state trasferite in beuta della capacità di 250 ml equipaggiata con refrigerante a ricadere tipo Dimroth (Figura 22).
Figura 22. Estrazioni in beuta con riscaldamento a riflusso di solvente e trattamento ultrasonico.
Successivamente sono state addizionate direttamente nella beuta contenente il campione 50 ml di acetone in modo da imbibire completamente il campione da analizzare. Le beute contenenti i campioni sono state quindi mantenute per 15 minuti in bagno ad ultrasuoni ad una temperatura di 60 °C. Per facilitare il recupero del solvente al termine della procedura di estrazione nelle beute è stato inserito un cilindro di acciaio inossidabile del diametro di 1 cm munito all'estremità posta a contatto con il fondo della bottiglia di una retina con maglie sufficientemente piccole da non far passare i granelli di sabbia. Il solvente utilizzato per l'estrazione è stato quindi recuperato tramite il cilindro in acciaio inox mediante pipetta pasteur e trasferito in una beuta da 100 ml con tappo smerigliato. Una volta recuperato il quantitativo massimo di acetone dalla beuta la stessa è stata addizionata di 30 ml di esano e sottoposta ad un ulteriore ciclo di estrazione di 15 min nel bagno ad ultrasuoni termostatato a 60 °C. Il solvente organico risultante da questa seconda estrazione è stato a sua volta recuperato attraverso il cilindro in acciaio e riunito alla frazione acetonica della prima estrazione. Il solvente recuperato è stato poi filtrato su membrana di PTFE da 0,5 m in una beuta da 250 ml e ridotto in volume mediante evaporatore
centrifugo sottovuoto. L'estratto con un volume finale di circa 3 ml sono stati addizionati 3 ml di una soluzione acquosa di cloruro di sodio satura. La fase organica è stata recuperata mediante pipetta pasteur e trasferita in vial da 20 ml all'interno dei quali erano stati pesati su bilancia analitica 2 g di solfato di sodio anidro. Sulla fase acquosa sono stati invece eseguiti due lavaggi con 3 ml di esano ciascuno, il solvente organico è stato recuperato e riunito all'estratto. gli estratti sono stati lasciati su solfato di sodio per 24 ore. Prima di procedere con la purificazione mediante SPE, riportata nel capitolo 4.4, gli estratti sono stati portati ad un volume di circa 2 ml sotto flusso di azoto.
4.3.3 Estrazione in estrattore solido liquido con solvente a riflusso e trattamento ultrasonico
Aliquote di 90 g di campione pesati su bilancia analitica sono state trasferite in cilindro di acciaio inossidabile munito ad una delle estremità di una retina con maglie sufficientemente piccole da non far passare i granelli di sabbia. Il cilindro veniva inserito in un estrattore in vetro equipaggiato con refrigerante a ricadere tipo Dimroth (Figura 23).
Figura 23. Estrazione in estrattore solido liquido con solvente a riflusso e trattamento ultrasonico
All'estrattore in vetro vuoto sono stati aggiunti 50 ml di acetone quindi è stato posizionato il cilindro contenente il campione da estrarre a diretto contatto con il solvente, mantenendo l'apparecchiatura per 15 min in bagno ad ultrasuoni termostatato a 60 °C. Successivamente il
cestello in acciaio è stato sollevato al di sopra del livello del solvente e condizionato per ulteriori 10 minuti in bagno ad ultrasuoni a 60 °C in modo da consentire la percolazione del solvente attraverso il campione da analizzare. al termine di questo secondo ciclo, il cestello contente il campione è stato rimosso dall'apparecchiatura, il solvente recuperato e trasferito in beuta da 100 ml. Si è proceduto quindi a due nuovi cicli di estrazione con 30 ml di esano analogamente alla procedura di estrazione impiegata per l'acetone. Il solvente organico risultante da questa seconda estrazione è stato a sua volta recuperato e riunito alla frazione acetonica della prima estrazione. Nella beuta da 250 ml contenente il solvente organico risultante dall'estrazione sono stati aggiunti 2 g di cloruro di sodio preventivamente pesati su bilancia analitica. L'estratto è stato trasferito in vial da centrifuga della capacità di 20 ml e successivamente concentrato mediante l'utilizzo di un evaporatore centrifugo sottovuoto in modo da ottenere un volume finale pari a 3ml. La beuta contenente l'estratto è stata sottoposta a due lavaggi con esano da 5 ml ciascuno, il solvente organico è stato anch'esso trasferito nel vial da centrifuga. Nel vial da centrifuga contenente i 3ml di estratto concentrato sono stati addizionati circa 3 g di solfato di sodio anidro. L'estratto è stato lasciato a contatto con il solfato di sodio anidro per 12 ore. Successivamente la fase organica è stata recuperata e trasferita in vial da 20 ml, sul solfato di sodio sono stati eseguiti tre lavaggi con esano da 3ml ciascuno, l'esano utilizzato per i tre lavaggi è stato riunito all'estratto concentrato. Prima di procedere con la purificazione mediante SPE, riportata nel capitolo 4.4, gli estratti sono stati portati ad un volume di circa 2 ml sotto flusso di azoto.
La stessa procedura di estrazione e purificazione è stata utilizzata nel caso dei campioni di materiali plastici spiaggiati.