TABULKA: POUŽITELNOST METOD A. Kapilární metody ---------------------------------------------------------------- Metoda Látky, Látky, Rozsah Odhadnutá Existující měření které lze které teplot přesnost 1) norma rozmělnit nelze na prášek snadno rozmělnit na prášek ---------------------------------------------------------------- Zařízení ano pouze pro 273 až +/-0,3 K JIS K 0064 pro několik 573 K stanovení látek bodu tání s kapalinovou lázní ---------------------------------------------------------------- Zařízení ano pouze pro 293 až +/-0,5 K ISO 1218(E) pro několik > 573 K stanovení látek bodu tání s kovovým blokem ---------------------------------------------------------------- Detekce ano pro 253 až +/-0,5 K fotočlánkem některé 573 K látky s použitím přídavných zařízení ---------------------------------------------------------------- 1) Závisí na typu zařízení a stupni čistoty látky B. Zahřívací bloky a stanovení bodu tuhnutí ---------------------------------------------------------------- Metoda Látky, Látky, Rozsah Odhadnutá Existující měření které lze které teplot přesnost1) norma rozmělnit nelze na prášek snadno rozmělnit na prášek ---------------------------------------------------------------- Koflerův ano ne 283 až +/-1,0 K ANSI/ASTM zahřívací > 573 K D 345176 stolek ---------------------------------------------------------------- Tavicí ano pouze pro 273 až +/-0,5 K DIN 53736 mikroskop několik > 573 K látek ---------------------------------------------------------------- Menisková ne především 293 až +/-0,5 K ISO 1218 metoda pro > 573 K (E) polyamidy ---------------------------------------------------------------- Metoda ano ano 223 až +/-0,5 K např. BS stanovení 573 K 4695 bodu tuhnutí ---------------------------------------------------------------- 1) Závisí na typu zařízení a stupni čistoty látky C. Termická analýza ---------------------------------------------------------------- Metoda Látky, Látky, Rozsah Odhadnutá Existující měření které lze které teplot přesnost norma rozmělnit nelze 1) na prášek snadno rozmělnit na prášek ---------------------------------------------------------------- Diferenční ano ano 173 až do 600 K ASTM termická 1 273 K +/-0,5 K E 53776 analýza do 1 273 K +/-2,0 K ---------------------------------------------------------------- Diferenční ano ano 173 až do 600 K ASTM skenovací 1 273 K +/-0,5 K E 53776 kalorimetrie do 1 273 K +/-2,0 K ---------------------------------------------------------------- 1) Závisí na typu zařízení a stupni čistoty látky D. Bod tekutosti ---------------------------------------------------------------- Metoda Látky, Látky, Rozsah Odhadnutá Existující měření které lze které nelze teplot přesnost norma rozmělnit snadno 1) na prášek rozmělnit na prášek ---------------------------------------------------------------- Teplota pro pro 223 až +/-3,0 K ASTM tekutosti minerální minerální 323 K D 9766 oleje a oleje a olejovité olejovité látky látky ---------------------------------------------------------------- 1) Závisí na typu zařízení a stupni čistoty látky
Obrázek 1
Obrázek 2
Obrázek 3
delta Hvlog p = ---------- + konst. 2,3 RT
TABULKA 1: SROVNÁNÍ METOD ----------------------------------------------------------------- Metoda měření Odhadnutá přesnost Existující norma ----------------------------------------------------------------- Stanovení +/-1,4 K (do 373 K)1) 2) ASTM D 1120721) ebuliometrem +/-2,5 K (do 600 K)1) 2) Dynamická metoda +/-0,5 K (do 600 K)2) Destilační metoda +/-0,5 K (do 600 K) ISO / R 918, (stanovení rozmezí DIN 53171, bodu varu) BS 4591/71 Postup podle +/-2 K (do 600 K)2) Siwoloboffa Detekce fotočlánkem +/-0,3 K (při 373 K)2) Diferenční termická +/-0,5 K (do 600 K) ASTM E 53776 analýza +/-2,0 K (do 1 273 K) Diferenční skenovací +/-0,5 K (do 600 K) ASTM E 53776 kalorimetrie +/-2,0 K (do 1 273 K) ----------------------------------------------------------------- 1) Tato přesnost platí pouze pro jednoduchý přístroj, popsaný např. v normě ASTM D 112072; může být zlepšena užitím dokonalejšího ebuliometru. 2) Platí pouze pro čisté látky. Užití za jiných okolností by mělo být zdůvodněno.
Obrázek 1
Obrázek 2
Obrázek 3
Tn= T + (fT× deltap)
TABULKA 2: TEPLOTNÍ KOREKČNÍ FAKTORY fT----------------------------------------------------------------- Teplota T (K) Korekční faktor fT(K kPa-1) ----------------------------------------------------------------- 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 -----------------------------------------------------------------
TABULKA: POUŽITELNOST METOD ------------------------------------------------------------------ Metoda měření Hustota Nejvyšší Existující možná norma hodnota dynamické viskozity ----------------- pevné kapaliny látky ------------------------------------------------------------------ 1.4.1.1 Hustoměr ano 5 Pa*s ISO 387, ISO 649-2, NF T 20-050 ------------------------------------------------------------------ 1.4.1.2 Hydrostatické váhy ano ISO 1183 (A), a) tuhé látky ano 5 Pa*s ISO 901 a 758 b) kapaliny ------------------------------------------------------------------ 1.4.1.3 Metoda ponořené ano 20 Pa*s DIN 53217 kuličky ------------------------------------------------------------------ 1.4.2 Pyknometr ISO 3507, a) tuhé látky ano ISO 1183 (B), NF T 20053, b) kapaliny ano 500 Pa*s ISO 758 ------------------------------------------------------------------ 1.4.3 Vzduchový ano DIN 55990 srovnávací pyknometr Teil 3, DIN 53243 ------------------------------------------------------------------ 1.4.4 Oscilační ano 5 Pa*s densimetr ------------------------------------------------------------------
delta Hvlog p = ---------- + konst. 2,3 RT
KRITÉRIA JAKOSTI -------------------------------------------- ------------------------------------------- Metoda Látky Odhad Odhad Doporučená Existující měření opakovatelnosti1) reprodukovatelnosti1) oblast norma -------------- tuhé kapalné -------------------------------------------- ------------------------------------------- 1.4.1 s ano do 25 % do 25 % 103Pa až — Dynamická nízkým 2 × 103Pa metoda bodem 1 až 5 % 1 až 5 % — tání 2 × 103Pa až 105Pa2) -------------------------------------------- ------------------------------------------- 1.4.2 ano ano 5 až 10 % 5 až 10 % 10 Pa až NF T Statická 105Pa2) 20048(5) metoda -------------------------------------------- ------------------------------------------- 1.4.3 ano ano 5 až 10 % 5 až 10 % 102Pa až ASTMD Isoteniskop 105Pa 287986 -------------------------------------------- ------------------------------------------- 1.4.4 ano ano 5 až 20 % do 50 % 10-3Pa až NF T Efusní 1 Pa 20047(6) metoda - váhy pro měření tlaku par -------------------------------------------- ------------------------------------------- 1.4.5 ano ano 10 až 30 % — 10-3Pa až — Efusní 1 Pa metoda - měření úbytku par -------------------------------------------- ------------------------------------------- 1.4.6 ano ano 10 až 30 % do 50 % 10-4Pa až — Metoda 1 Pa2) sycení plynu -------------------------------------------- ------------------------------------------- 1.4.7 ano ano 10 až 20 % — 10-4Pa až — Metoda 0,5 Pa rotujícího tělíska -------------------------------------------- ------------------------------------------- 1) V závislosti na stupni čistoty látky. 2) Metody mohou být při pečlivém provedení použity také pro rozmezí 1 až 10 Pa.
2 píRT x 103p = G odmocnina -------------------- M
Tlak par p je dán vztahem: m 2pí RT p = ---- odmocnina --------- KAt M
Korekční faktor K závisí na poměru délky a poloměru kruhového otvoru: poměr: 0,1 0,2 0,6 1,0 2,0 K: 0,952 0,909 0,771 0,672 0,514
Výše uvedená rovnice může být zapsána ve tvaru m T p = E -- odmocnina --- t M kde 1 E = ---- odmocnina 2pí R je efusní konstanta komůrky. KA Tato efusní konstanta může být určena s využitím referenčních látek (2, 9) pomocí následující rovnice: p(r)t M(r) E = ----- odmocnina ---- m T p(r) = tlak par referenční látky (Pa) M(r) = molekulární hmotnost referenční látky (kg*mol-1).
Tlak par se počítá z hustoty par, W/V, podle rovnice: W RT p = --- x --- V M kde p = tlak par (Pa), W = hmotnost odpařené zkušební látky (g), V = objem nasyceného plynu (m3), R = univerzální molární plynová konstanta (J*mol-1*K-1), T = termodynamická teplota (K), M = molární hmotnost (g*mol-1). Naměřené objemy musí být korigovány v důsledku rozdílů tlaků a teplot mezi průtokoměrem a sytící kolonou vyhřívanou termostatem. Je-li průtokoměr zařazen za lapači, může být nezbytné provést korekce s ohledem na podíl složek odpařených z lapače (1).
kde c = průměrná rychlost molekul plynu, r = poloměr kuličky, ró = hustota kuličky, sigma = koeficient tečného přenosového impulsu (ró = 1 pro ideálně kulový povrch kuličky), t = čas, v (t)= rotační rychlost po čase t, v(0)= počáteční rotační rychlost. Rovnice může být rovněž napsána ve tvaru:kde tn, t n-1jsou časy potřebné pro stanovený počet rotací N. Časové intervaly tn, tn-1následují za sebou a tn > tn-1. Průměrná rychlost molekul plynu je dána vztahem:kde T = teplota, R = univerzální molární plynová konstanta, M = molární hmotnost.
kde T = teplota, pro kterou je tlak par vypočítáván Tb= teplota varu při normálním tlaku Pvp= tlak par při teplotě T deltaHvb= výparné teplo deltaZb= faktor stlačitelnosti (použije se hodnota 0,97) m = empirický faktor, jehož hodnota závisí na fyzikálním stavu při teplotě, pro níž je prováděn výpočet Dálekde K Fje empirický součinitel zohledňující polaritu látky. V příručce b) jsou uvedeny hodnoty faktoru KF pro několik typů sloučenin. Velmi často jsou k dispozici údaje o teplotě varu při sníženém tlaku. V takovém případě se podle příručky (b) vypočte tlak par podle následujícího vztahu:kde T 1je teplota varu při sníženém tlaku P1.
Obrázek 1 Zařízení pro stanovení křivky tlaku par dynamickou metodouObrázek 2a Zařízení pro stanovení křivky tlaku par statickou metodou (s manometrickou Utrubicí) 1. Zkušební látka 6. Lázeň termostatu 2. Plynná fáze 7. Měřidlo teploty 3. Vysokovakuový kohout 8. K vývěvě 4. Utrubice (pomocný 9. Odvzdušnění manometr) 5. Manometr Obrázek 2b Zařízení pro stanovení křivky tlaku par statickou metodou (s použitím ukazatele tlaku) 1. Zkušební látka 5. Ukazatel tlaku 2. Plynná fáze 6. Lázeň termostatu 3. Vysokovakuový kohout 7. Měřidlo teploty 4. Stupnice tlaku Obrázek 3 Isoteniskop (viz literatura (7)) 1. K systému měření a kontroly tlaku 2. Trubice s vnějším průměrem 8 mm 3. Suchý dusík v tlakovém systému 4. Páry vzorku 5. Špička baňky 6. Kapalný vzorek Obrázek 4 Zařízení pro stanovení křivky tlaku par podle metody stanovení tlaku par pomocí vah 1. Zkušební látka 7. Clona 2. Plynná fáze s proudem par 8. Tyčka chladicího bloku 3. Odpařovací pícka s otočným 9. Miska vah vstupem 3a. Víko s otvory 10. Mikrováhy 4. Vyhřívání pícky (chlazení) 11. K zapisovači 5. Měření teploty vzorku 12. K vysokovakuové vývěvě 6. Chladicí box Obrázek 5 Příklad zařízení pro odpařování za nízkého tlaku při efusní metodě, vybaveného efusní komůrkou o objemu 8 cm 31. Přípojka k vakuu 2. Otvory pro platinový odporový teploměr nebo pro systém měření a kontroly teploty (2) 3. Víko vakuového bloku 4. Okroužek 5. Hliníkový vakuový blok 6. Zařízení pro zasouvání a vytahování efusních komůrek 7. Šroubovací víčko 8. Křídlové matice (6) 9. Šrouby (6) 10. Efusní komůrky z korozivzdorné oceli 11. Topná tělesa (6) Obrázek 6a Příklad průtokového systému pro stanovení tlaku par metodou nasycení plynu 1 = Regulátor průtoku 2 = Výměník tepla 3 = Jehlové ventily 4 = Čidlo pro měření relativní vlhkosti plynu 5 = Saturační kolony 6 = Těsnění z PTFE 7 = Průtokoměr 8 = Lapač (absorbér) 9 = Olejový lapač 10 = Fritový počítač bublinek Obrázek 6b Příklad zařízení pro stanovení tlaku par metodou nasycení plynu s kapilárou zařazenou za syticí kolonu 1. Průtokoměr s vyhřívanou 6. Syticí kolona spirálou 2. Manometr 7. Kapilára 3. Lázeň termostatu 8. Absorbéry 4. Spirála pro termostatování 9. Plynoměr nosného plynu 5. Teploměr (Pt 100) 10. Chlazený lapač Obrázek 7 Příklad experimentálního uspořádání pro metodu rotujícího tělíska Zařízení pro měření tlaku par A. Hlava pro snímání otáček rotujícího tělíska B. Komůrka se vzorkem C. Termostat D. Zdroj vakua (turbomolekulární vývěva) E. Vzduchový termostat obrázky 6b a 7 Obrázek 8 Příklad měřicí hlavy s rotujícím tělískem 1. Kulička 2. Evakuovaný trubkový nástavec k 6 3. Permanentní magnety 4. Cívky (2) pro svislou stabilizaci 5. Hnací cívky (4) 6. Připojovací spojka
Obrázek Měřicí tělísko (všechny rozměry jsou uvedeny v milimetrech)
Vlastní kalibraci před měřením je možné provést dvěma postupy: a) Použitím závaží: při tomto postupu se použijí jezdce o známé hmotnosti od 0,1 g do 1,0 g, které se umístí na prstenec. Kalibrační faktor fía, kterým je třeba násobit všechny hodnoty odečtené na přístroji, je možné určit podle rovnice (1): rórfía= ---- róakde: mg rór= ---- . (mN . m-1) 2b m = hmotnost jezdce (g), g = tíhové zrychlení (981 cm*s-2na úrovni hladiny moře), b = střední obvod prstence (cm), róa= odečtená hodnota na tenziometru po umístění jezdců na prstenec (mN*m-1). b) Použitím vody: při tomto postupu se použije čistá voda, jejíž povrchové napětí má při 23 st.C hodnotu 72,3 mN*m-1. Tento postup lze provést rychleji než kalibraci se závažími, ale existuje vždy nebezpečí, že povrchové napětí vody je zkresleno stopovým znečištěním povrchově aktivními látkami. Kalibrační faktor fíb, kterým je třeba násobit všechny hodnoty odečtené na přístroji, je možné určit podle rovnice (2): ró0fíb= --- rógkde: ró0= hodnota povrchového napětí vody uvedená v literatuře (mN*m-1), róg= naměřená hodnota povrchového napětí vody (mN*m-1), obě při stejné teplotě.
TABULKA: KOREKCE NAMĚŘENÝCH HODNOT POVRCHOVÉHO NAPĚTÍ Pouze pro vodné roztoky, ró = 1 g*cm-3R = 9,55 mm (střední poloměr prstence) r = 0,185 (poloměr drátu prstence) ------------------------------------------------------------ Experimentální hodnota Korigovaná hodnota (mN*m-1) (mN*m-1) ----------------------------------- Kalibrace Kalibrace vodou závažími (viz 1.6.4.2.2 (viz 1.6.4.2.2 písm. b)) písm. a)) ------------------------------------------------------------ 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 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 74 69,2 – 76 71,2 – 78 73,2 – ------------------------------------------------------------ Tabulka byla sestavena na základě korekcí podle Harkinse a Jordana. Je obdobou tabulky podle normy DIN 53914 pro vodu a vodné roztoky (hustota ró = 1 g*cm-3); platí pro běžný komerční prstenec o rozměrech R = 9,55 mm (střední poloměr prstence) a r = 0,185 mm (poloměr drátu prstence). Tabulka udává korigované hodnoty pro měření povrchového napětí získané po kalibraci závažími nebo vodou. Jiným řešením je vypočítat povrchové bez předchozí kalibrace podle rovnice: f x F ró = ------- 4 pí R kde F = síla udaná měřicím systémem při oddělení filmu R = poloměr prstence f = korekční faktor (1)
------------------------------------------------------------------------------- --------------- 0,1 g rozpuštěno 0,1 0,5 1 2 10 100 > 100 v „x“ ml vody ------------------------------------------------------------------------------- --------------- Přibližná > 1 000 1 000 až 200 200 až 100 100 až 50 50 až 10 10 až 1 < 1 rozpustnost (g*l-1) ------------------------------------------------------------------------------- ---------------
---
Obrázek 1 Sloupcová eluční metoda s oběhovým čerpadlemObrázek 2 Typická mikrokolona (všechny rozměry v mm) Obrázek 3 Typická mikrokolona (všechny rozměry v mm) Obrázek 4 Sloupcová eluční metoda s vyrovnávací nádobou 1 = Vyrovnávací nádoba (např. baňka o obsahu 2,5 l) 2 = Kolona (viz obrázek 3) 3 = Sběrač frakcí 4 = Termostat 5 = Teflonová hadička 6 = Skleněný zabroušený spoj 7 = Hadice na vodu (mezi termostatem a kolonou, vnitřní průměr asi 8 mm)
coktan-1-olPo/v= ------------ cvoda
tR- tok = ----------- to
tr(nc + 1)= a +btr(nc)
t0= a/(1-b)
nasycení coktan-1-olPodhad= ----------------------- nasycení cvoda
log Po/v= suma aifi+ suma (interakční člen) i j
logPo/v= suma aifi+ suma bjFji j
------------------------------------- ----------------------------------- Číslo Referenční látka log Po/vpKa------------------------------------- ----------------------------------- 1 butan2on 0,3 2 4acetylpyridin 0,5 3 anilin 0,9 4 acetanilid 1,0 5 benzylalkohol 1,1 6 4-methoxyfenol 1,3 pKa= 10,26 7 kyselina fenoxyoctová 1,4 pKa= 3,12 8 fenol 1,5 pKa= 9,92 9 2,4dinitrofenol 1,5 pKa= 3,96 10 benzonitril 1,6 11 fenylacetonitril 1,6 12 4methylbenzylalkohol 1,6 13 acetofenon 1,7 14 2nitrofenol 1,8 pKa= 7,17 15 kyselina 3nitrobenzoová 1,8 pKa= 3,47 16 4chloranilin 1,8 pKa= 4,15 17 nitrobenzen 1,9 18 3fenylpropan2ol 1,9 19 kyselina benzoová 1,9 pKa= 4,19 20 pkresol 1,9 pKa= 10,17 21 kyselina skořicová 2,1 pKa= 3,89 cis 4,44 trans 22 anisol 2,1 23 methylbenzoát 2,1 24 benzen 2,1 25 kyselina 3methylbenzoová 2,4 pKa= 4,27 26 4chlorfenol 2,4 pKa= 9,1 27 trichlorethylen 2,4 28 atrazin 2,6 29 ethylbenzoát 2,6 30 2,6dichlorbenzonitril 2,6 31 kyselina 3chlorbenzoová 2,7 pKa= 3,82 32 toluen 2,7 33 naftalen1ol 2,7 pKa= 9,34 34 2,3dichloranilin 2,8 35 chlorbenzen 2,8 36 allylfenylether 2,9 37 brombenzen 3,0 38 ethylbenzen 3,2 39 benzofenon 3,2 40 4fenylfenol 3,2 pKa= 9,54 41 thymol 3,3 42 1,4dichlorbenzen 3,4 43 difenylamin 3,4 pKa= 0,79 44 naftalen 3,6 45 fenylbenzoát 3,6 46 isopropylbenzen 3,7 47 2,4,6trichlorfenol 3,7 pKa= 6 48 bifenyl 4,0 49 benzylbenzoát 4,0 50 2,4dinitro6sekbutylfenol 4,1 51 1,2,4trichlorbenzen 4,2 52 kyselina dodekanová 4,2 53 difenylether 4,2 54 nbutylbenzen 4,5 55 fenanthren 4,5 56 fluoranthen 4,7 57 dibenzyl 4,8 58 2,6difenylpyridin 4,9 59 trifenylamin 5,7 60 DDT 6,2 ------------------------------------- ----------------------------------- Jiné referenční látky s nízkou hodnotou log Po/v------------------------------------- ----------------------------------- 1 kyselina nikotinová -0,07 ------------------------------------- -----------------------------------
Obrázek 1 Zařízení na zkoušku citlivosti na působení tepla (všechny rozměry v mm)Obrázek 2 Zkoušku citlivosti na působení tepla Příklady roztržení trubky Obrázek 3 Kalibrace rychlosti ohřevu pro zkoušku citlivosti na působení tepla Obrázek 4 Přístroj pro zkoušku citlivosti na náraz (všechny rozměry v mm) Obrázek 5 Přístroj pro zkoušku citlivosti na tření
kde H ije výška signálu detektoru nad základnou pro retenční objem Vi, Mije molekulová hmotnost frakce polymeru pro retenční objem Vi, a n je počet dat.
Polydisperzity jsou závislé na molekulových hmotnostech standardů. V případě polystyrenových standardů jsou typickými hodnotami Mp< 2 000 Mw/Mn< 1,20 2 000 = Mp = 106Mw/Mn< 1,05 Mp> 106Mw/Mn< 1,20 (Mpje molekulová hmotnost standardu v maximu píku)
kde N je počet teoretických pater, V eje eluční objem v maximu píku, W šířka základny píku, W1/2šířka píku v polovině výšky.
kde V e,Mxje eluční objem pro polystyren s molekulovou hmotností Mx, Ve,(10Mx) je eluční objem pro polystyren s 10krát větší molekulovou hmotností. Rozlišení systému je obecně definováno tímto vztahem: kde Ve1, Ve2jsou eluční objemy dvou standardů polystyrénu v maximu píku, W1, W2jsou šířky základen píků, M1, M2molekulové hmotnosti odpovídající maximu píků (měly by se lišit faktorem 10). Hodnota R pro kolonový systém by měla být větší než 1,7 (4).
Číselně střední molekulová hmotnost Mna hmotnostně střední molekulová hmotnost Mwse stanoví pomocí následujících rovnic:kde H ije výška signálu detektoru nad základnou pro retenční objem Vi, Mije molekulová hmotnost frakce polymeru pro retenční objem Vi, a n je počet dat. Šířka distribuce molekulové hmotnosti, která je mírou disperzity systému, je dána poměrem Mw/Mn.
Polydisperzity jsou závislé na molekulových hmotnostech standardů. V případě polystyrenových standardů jsou typickými hodnotami Mp< 2 000 Mw/Mn< 1,20 2 000 = Mp= 106Mw/Mn< 1,05 Mp> 106Mw/Mn< 1,20 (Mpje molekulová hmotnost standardu v maximu píku)
V případě použití THF jako elučního činidla to znamená nanesení roztoku ethylbenzenu nebo jiného vhodného nepolárního roztoku na kolonu známé délky. Počet teoretických pater je dán následující rovnicíkde N je počet teoretických pater, V eje eluční objem v maximu píku, W šířka základny píku, W1/2šířka píku v polovině výšky.
kde V e, Mxje eluční objem pro polystyren s molekulovou hmotností Mx, Ve,(10Mx)je eluční objem pro polystyren s 10krát větší molekulovou hmotností. Rozlišení systému je obecně definováno tímto vztahem:kde V e1, Ve2jsou eluční objemy dvou standardů polystyrénu v maximu píku, W1,W2jsou šířky základen píků, M1,M2molekulové hmotnosti odpovídající maximu píků (měly by se lišit faktorem 10). Hodnota R pro kolonový systém by měla být větší než 1,7 (4).
K = R/(C × V × dn/dc) kde K je konstanta refraktometru (µVs/ml), R je odečet pro standard pMMA (µVs), C je koncentrace standardu pMMA (mg/ml), V je nastříknutý objem (ml) a dn/dc je přírůstek indexu lomu pro pMMA v tetrahydrofuranu (ml/mg). Pro standard pMMA jsou typická následující data: R = 2 937 891 C = 1,07 mg/ml V = 0,1 ml dn/dc = 9×10-5ml/mg.
=================================================================== ============================= Doporučený druh Doporučený Doporučená celková délka ryb rozsah teplot (cm) při zkoušce (st.C) =================================================================== ============================= Brachydanio rerio (Teleostei, Cyprinidae) 20 až 24 3,0 +/- 0,5 (Hamilton - Buchanan), danio pruhované Pimephales promelas (Teleostei, Cyprinidae) 20 až 24 5,0 +/- 2,0 (Rafinesque), střevle Cyprinus carpio (Teleostei Cyprinidae) (Linneanus 20 až 24 6,0 +/- 2,0 1758), kapr obecný Oryzias latipes (Teleostei, Poeciliidae) (Tomminck 20 až 24 3,0 +/- 1,0 a Schlegel 1850), halančík japonský Poecilia reticulata (Teleostei, Poeciliidae) 20 až 24 3,0 +/- 1,0 (Peters 1859), živorodka duhová Lepomis macrochirus (Teleostei, Centrarchidae) 20 až 24 5,0 +/- 2,0 (Rafinesque, Linneanus 1758), slunečnice modrá Onchorhynchus mykiss (Teleostei, Salmonidae) 12 až 17 6,0 +/- 2,0 (Walbaum 1988), pstruh duhový Leuciscus idus (Teleostei, Cyprinidae) (Linneanus 20 až 24 6,0 +/- 2,0 1758), jelec jesen =================================================================== =============================
----------------------------------------------------- Látka Počet Počet Střední zúčastněných výsledků hodnota laboratoří pro 24hodinové výpočet EC50mg/l ----------------------------------------------------- 1 46 129 1,5 2 36 108 27 3 31 84 27 4 32 72 770 -----------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------- Živina Koncentrace Konečná koncentrace ve v zásobním zkušebním roztoku roztoku --------------------------------------------------------------------- Zásobní roztok č. 1: makroživiny NH4Cl 1,5 15 mg*l-1MgCl2*6H2O 1,2 12 mg*l-1CaCl2*2H2O 1,8 18 mg*l-1MgSO4*7H2O 1,5 15 mg*l-1KH2PO40,16 1,6 mg*l-1Zásobní roztok č. 2: Fe - EDTA FeCl3*6H2O 80 0,08 mg*l-1Na2EDTA*2H2O 100 0,1 mg*l-1Zásobní roztok č. 3: stopové prvky H3BO3185 0,18 mg*l-1MnCl2*4H2O 415 0,415 mg*l-1ZnCl23 3×10-3mg*l-1CoCl2*6H2O 1,5 1,5×10?3 mg*l-1CuCl2*2H2O 0,01 1×10-5mg*l-1Na2MoO4*2H2O 7 7×10-3mg*l-1Zásobní roztok č. 4: NaHCO3NaHCO350 g*l-150 mg*l-1---------------------------------------------------------------------
N1- N2N1+ N2- 2NoNn-1+ Nn- 2NoA = --------- . t1+ ------------- . (t2- t1) + ... + ---------------- . (tn - tn-1) 2 2 2
Ac- AtIA= ----------- x 100 Ac
1nNn- 1nN0µ = ------------ tn- t0
µc- µtIµt= ----------- x 100 µc
----------------------------------------------------------------- Střední hodnota (mg*l-1) Rozpětí (mg*l-1) ----------------------------------------------------------------- ErC50(0 – 72 h) 0,84 0,60 až 1,03 EbC50(0 – 72 h) 0,53 0,20 až 0,75 -----------------------------------------------------------------
Tabulka 1: Použitelnost zkušebních metod ------------------------------------------------------------------------------- ---------- Zkouška Analytická metoda Vhodnost pro látky špatně těkavé adsorbující rozpustné se ------------------------------------------------------------------------------- ---------- na úbytek DOC rozpuštěný organický — — + / – uhlík modif. zkouška OECD – rozpuštěný organický — — + / – na úbytek DOC uhlík na uvolňování CO2respirometrie: + — + uvolňování CO2manometrická manometrická + + / – + respirometrie respirometrie: spotřeba kyslíku zkouška v uzavřených respirometrie: + / – + + lahvičkách rozpuštěný kyslík MITI respirometrie: spotřeba + + / – + kyslíku ------------------------------------------------------------------------------- ----------
Tabulka 2: Zkušební podmínky ---------------------------------------------------- --------------------------------------------------- Zkouška Zkouška Zkouška na Manometrická Modif. Zkouška Zkouška MITI na uvolňování respirometrie screeningová v uzavřených (I) úbytek CO2zkouška OECD lahvičkách ---------------------------------------------------- --------------------------------------------------- DOC Koncentrace zkušební látky mg*l-1100 2 - 10 100 mg DOC/l 10 - 40 10 - 20 10 - 40 mg TSK/l 50 - 100 5 - 10 ---------------------------------------------------- --------------------------------------------------- Koncentrace =< 30 mg/l SL nebo =< 100 ml 0,5 ml =< 5 ml odpadní 30 mg/l SL inokula odpadní vody/l sekundární vody/l (107-108) (buňky/l, (107-108) odpadní vody/l (104-106) přibližně) (105) ---------------------------------------------------- --------------------------------------------------- Koncentrace prvků v minerálním médiu (v mg*l-1) P 116 11,6 29 N 1,3 0,13 1,3 Na 86 8,6 17,2 K 122 12,2 36,5 Mg 2,2 2,2 6,6 Ca 9,9 9,9 29,7 Fe 0,05 – 0,1 0,05 - 0,1 0,15 ---------------------------------------------------- --------------------------------------------------- pH 7,4 +/- 0,2 nejlépe 7,0 ---------------------------------------------------- --------------------------------------------------- Teplota 22 +/- 2 st.C 25 +/- 1 st.C ---------------------------------------------------- --------------------------------------------------- DOC = rozpuštěný organický uhlík, TSK = teoretická spotřeba kyslíku, SL = suspendované látky ---------------------------------------------------- ---------------------------------------------------
Za použití reakčních činidel čistoty p.a. se připraví následující zásobní roztoky: a) Dihydrogenfosforečnan draselný, KH2PO48,50 g Hydrogenfosforečnan didraselný, K2HPO421,75 g Hydrogenfosforečnan disodný dihydrát, Na2HPO4*2H2O 33,40 g Chlorid amonný, NH4Cl 0,50 g Rozpustí se ve vodě a doplní na 1 litr. pH roztoku musí být 7,4. b) Chlorid vápenatý bezvodý, CaCl227,50 g nebo chlorid vápenatý dihydrát, CaCl2*2H2O 36,40 g Rozpustí se ve vodě a doplní na 1 litr. c) Síran hořečnatý heptahydrát, MgSO4*7H2O 22,50 g Rozpustí se ve vodě a doplní na 1 litr. d) Chlorid železitý hexahydrát, FeCl3*6H2O 0,25 g Rozpustí se ve vodě a doplní na 1 litr.
+- -+ | Ct- Cbt| Dt= 1 - | ----------| x 100 | C0- Cb0| +- -+
Sb- SaDt = --------- x 100 Sb
Cs(0)- Cs(t)abiotický rozklad v % = ---------------- x 100 Cs(0)
ZKOUŠKA NA ÚBYTEK DOC 1. LABORATOŘ 2. DATUM POČÁTKU ZKOUŠKY 3. ZKUŠEBNÍ LÁTKA Název: Koncentrace chemické látky v zásobním roztoku: mg*l-1Počáteční koncentrace chemické látky v médiu v čase t0: mg*l-14. INOKULUM Zdroj: Provedená úprava: Předběžná úprava, pokud byla provedena: Koncentrace suspendovaných látek v reakční směsi: mg*l15 STANOVENÍ UHLÍKU ------------------------------------------------------------ Analyzátor uhlíku: Baňka DOC po n dnech č. (mg*l-1)------------------------------------------------------------ 0 n1n2n3nx------------------------------------------------------------ Zkušební látka a 1 a1inokulum a2a, střední hodnota Ca(t)2 b1b2b, střední hodnota Cb(t)------------------------------------------------------------ Slepá zkouška 3 c1s inokulem bez zkušební látky c2c, střední hodnota Cc(t)4 d1d2d, střední hodnota Cd(t)------------------------------------------------------------ Cc(t)+ Cd(t)Cbl(t)= --------------- 2 6. VYHODNOCENÍ NAMĚŘENÝCH DATPoznámka: Podobné formuláře lze použít pro referenční chemickou látku a kontrolu toxicity. 7. ABIOTICKÁ KONTROLA (nepovinná) 8. SPECIFICKÁ CHEMICKÁ ANALÝZA (nepovinná) --------------------------------------------------------------------- Zbylé množství Primární zkušební rozklad chemické látky v procentech na konci zkoušky (mg*l -1)--------------------------------------------------------------------- Sterilní kontrola SbSb- SaInokulované zkušební médium Sa----------- x 100 Sb---------------------------------------------------------------------
Roztok stopových prvků: Síran manganatý tetrahydrát, MnSO4*4H2O 39,9 mg Kyselina boritá, H3BO357,2 mg Síran zinečnatý heptahydrát, ZnSO4*7H2O 42,8 mg Heptamolybdenan hexaamonný, (NH4)6Mo7O2434,7 mg Chelát Fe (FeCl3s kyselinou ethylendiaminotetraoctovou) 100,0 mg Rozpustí se v ředicí vodě a doplní se touto vodou na 1 000 ml. Vitaminový roztok: Kvasničný extrakt 15,0 mg Kvasničný extrakt se rozpustí ve 100 ml vody.
IVB.4 PŘEHLED DAT Dále je uveden příklad přehledu dat. MODIFIKOVANÁ SCREENINGOVÁ ZKOUŠKA OECD 1. LABORATOŘ 2. DATUM POČÁTKU ZKOUŠKY 3. ZKUŠEBNÍ LÁTKA Název: Koncentrace chemické látky v zásobním roztoku: mg*l-1Počáteční koncentrace chemické látky v médiu v čase t0: mg*l-14. INOKULUM Zdroj: Provedená úprava: Předběžná úprava, pokud byla provedena: Koncentrace suspendovaných látek v reakční směsi: mg*l15 STANOVENÍ UHLÍKU ----------------------------------------------------------- Analyzátor uhlíku: Baňka DOC po n dnech č. (mg*l-1) ----------------------------------------------------------- 0 n1n2n3nxZkušební látka a 1 a1inokulum a2a, střední hodnota Ca(t) 2 b1b2b, střední hodnota Cb(t)----------------------------------------------------------- Slepá zkouška 3 c1s inokulem bez zkušební látky c2c, střední hodnota Cc(t)4 d1d2d, střední hodnota Cd(t)----------------------------------------------------------- Cc(t)+ Cd(t)Cbl(t)= --------------- 2 6. VYHODNOCENÍ NAMĚŘENÝCH DATPoznámka: Podobné formuláře lze použít pro referenční chemickou látku a kontrolu toxicity. 7. ABIOTICKÁ KONTROLA (nepovinná) 8. SPECIFICKÁ CHEMICKÁ ANALÝZA (nepovinná) --------------------------------------------------------------------- Zbylé množství Primární zkušební rozklad chemické látky v procentech na konci zkoušky (mg*l -1)--------------------------------------------------------------------- Sterilní kontrola SbSb- SaInokulované zkušební médium Sa----------- x 100 Sb---------------------------------------------------------------------
0,05 ---- x 44 x počet ml HCl spotřebované při titraci = 1,1 x ml HCl 2
vzniklý CO2v mg x 100 rozklad v procentech = -------------------------------------------- TCO2x přidaná zkušební látka v mg
vzniklý CO2v mg x 100 rozklad v procentech = -------------------------------------------- TCO2přidaný ve zkoušce v mg x 3,67
anorg. C ze zkušeb. baňky v mg - anorg. C × 100 ze slep. pokusu v mg TCO2v % = --------------------------------------------------------------------------- TOC přidaný jako zkušební látka v mg
Dále je uveden příklad přehledu dat: ZKOUŠKA NA UVOLŇOVÁNÍ OXIDU UHLIČITÉHO 1. LABORATOŘ 2. DATUM ZAHÁJENÍ ZKOUŠKY 3. ZKUŠEBNÍ LÁTKA Název: Koncentrace chemické látky v zásobním roztoku: mg*l-1Počáteční koncentrace chemické látky v médiu: mg*l-1Celkové množství uhlíku přidaného do baňky: mg C TCO2: mg CO24. INOKULUM Zdroj: Provedená úprava: Předběžná úprava, pokud byla provedena: Koncentrace suspendovaných látek v reakční směsi: mg*l15. TVORBA OXIDU UHLIČITÉHO A ROZLOŽITELNOST Metoda: Ba(OH)2/ NaOH / jiná ------------------------------------------------------------------------ Čas CO2CO2Celkové množství TCO2(dny) uvolněný uvolněný CO2(průměr ve ve zkoušce ve slepé zkoušce minus kumulativní CO2(mg) zkoušce průměr ve slepé --------------- x100 (mg) zkoušce) (mg) TCO2------------------------------------------------------------------------- 1 2 průměr 3 4 průměr 1 2 1 2 průměr 0 n1n2n3------------------------------------------------------------------------ 28 ------------------------------------------------------------------------ Poznámka: podobný formulář lze použít i pro referenční látku a pro kontroly toxicity. 6. ANALÝZA UHLÍKU (podle volby) Analyzátor uhlíku: ------------------------------------------------------ Čas (dny) Slepý pokus Zkušební látka (mg*l-1) (mg*l-1) 0 Cb(0)C028* Cb(t)Ct------------------------------------------------------ * nebo na konci kultivace Ct- Cb(t)odstraněný DOC v % = 1 - ------------------ x 100 C0- Cb(0)7. ABIOTICKÝ ROZKLAD (nepovinné) tvorba CO2ve steril. podm. po 28 dnech v mg abiotický rozklad v % = -------------------------------------------- x 100 TCO2
spotř. O2zk. chem. látkou v mg - spotř. O2ve slep. zkoušce v mg BSK = ------------------------------------------------------------------ hmotnost zkušební chem. látky v baňce v mg = mg O2na mg zkušební chemické látky. Biologický rozklad v procentech se vypočte buď z rovnice: BSK (mg O2na mg chem. látky) biolog. rozklad v % = % TSK = ------------------------------ x 100 TSK (mg O2na mg chem. látky) nebo z rovnice: BSK (mg O2na mg chem. látky) % COD = ------------------------------ x 100. COD (mg O2na mg chem. látky)
IVD.4 PŘEHLED DAT Dále je uveden příklad přehledu dat: ZKOUŠKA MANOMETRICKOU RESPIROMETRIÍ 1. LABORATOŘ 2. DATUM ZAHÁJENÍ ZKOUŠKY 3. ZKUŠEBNÍ LÁTKA Název: Koncentrace zásobního roztoku: mg*l-1Počáteční koncentrace v médiu, C0: mg*l-1Objem zkušební baňky (V): ml TSK nebo CHSK: v mg O2na mg zkušební látky (NH4, NO3): 4. INOKULUM Zdroj: Provedená úprava: Předběžná úprava, pokud byla provedena: Koncentrace suspendovaných látek v reakční směsi: mg*l15. SPOTŘEBA KYSLÍKU: BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST ----------------------------------------------------------------- Čas (dny) 0 7 14 21 28 ----------------------------------------------------------------- Spotřeba O21 (mg) zkušební látkou 2 a,průměr ----------------------------------------------------------------- Spotřeba O23 (mg) ve slepé zkoušce 4 b,průměr ----------------------------------------------------------------- Korigovaná (a1-bm) BSK (mg) (a2-bm) ----------------------------------------------------------------- BSK na mg zkušební látky ----------------------------------------------------------------- Rozklad v % D1(a1) BSK D2--- x 100 (a2) TSK Průměr* ----------------------------------------------------------------- V = objem média ve zkušební baňce * Hodnoty D1a D2by neměly být průměrovány, jeli mezi nimi výrazný rozdíl. Poznámka: Podobný formulář lze použít i pro referenční látku a pro kontroly toxicity. 6. KOREKCE NA NITRIFIKACI (viz příloha V) ----------------------------------------------------------------------------- Den 0 28 Rozdíl i) Koncentrace dusičnanů (mg N na litr) (N) ii) Kyslíkový ekvivalent (4,57 × N × V) (mg) — — iii) Koncentrace dusitanů (mg N na litr) (N) iv) Kyslíkový ekvivalent (3,43 × N × V) (mg) — — ii + iv) Celkový kyslíkový ekvivalent — — ----------------------------------------------------------------------------- 7. ANALÝZA UHLÍKU (podle volby) Analyzátor uhlíku: ----------------------------------------------- Čas (dny) Slepá zkouška Zkušební látka (mg*l-1) (mg*l-1) ----------------------------------------------- 0 (Cbl(0)) (C0) 28* (Cbl(t)) (Ct) ----------------------------------------------- * nebo na konci inkubace 8. SPECIFICKÁ ANALÝZA (nepovinné) Sb= koncentrace ve fyzikálněchemické kontrole (sterilní) po 28 dnech, Sa= koncentrace v inokulované baňce po 28 dnech. 9. ABIOTICKÝ ROZKLAD (nepovinné) a = spotřeba kyslíku ve sterilních baňkách po 28 dnech v mg, a spotřeba kyslíku na mg zkušební chemické látky = ------- C0V (viz oddíl 1 a 3) a x 100 abiotický rozklad v % = ----------------------. C0V x TSK
spotř. O2zk. chem. látkou v mg - spotř. O2ve slep. pokusu v mg BSK = ----------------------------------------------------------------- hmotnost zkušební chem. látky v baňce v mg = mg O2na mg zkušební chemické látky. BSK (mg O2na mg zkušeb. chem. látky) rozklad v % = -------------------------------------- x 100 TSK (mg O2na mg zkušeb. chem. látky) nebo BSK (mg O2na mg zkušeb. chem. látky) rozklad c % = -------------------------------------- x 100 COD (mg O2na mg zkušeb. chem. látky)
Dále je uveden příklad přehledu dat: ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH 1. LABORATOŘ 2. DATUM ZAHÁJENÍ ZKOUŠKY 3. ZKUŠEBNÍ LÁTKA Název: Koncentrace zásobního roztoku: mg*l-1Počáteční koncentrace v lahvičce: mg*l-1TSK nebo CHSK: v mg O2na mg zkušební látky 4. INOKULUM Zdroj: Provedená úprava: Předběžná úprava, pokud byla provedena: Koncentrace v reakční směsi: mg*l15. STANOVENÍ ROZPUŠTĚNÉHO KYSLÍKU: Metoda: Winklerova metoda / oxymetr Analýzy lahviček -------------------------------------------------- Doba kultivace (d) Rozpuštěný kyslík (mg*l-1) -------------------------------------------------- 0 n1n2Slepá 1 C1zkouška (bez chemické látky) 2 C2Průměr Zkušební 1 a1chemická látka 2 a2Průměr a1+ a2m1 = ----------- 2 -------------------------------------------------- Poznámka: podobný formulář lze použít i pro referenční látku a pro kontroly toxicity. 6. KOREKCE NA NITRIFIKACI (viz příloha V) ------------------------------------------------------ Doba kultivace 0 n1n2n3------------------------------------------------------ i) Koncentrace dusičnanů (mg N na litr) ii) Změna koncentrace dusičnanů — (mg N na litr) iii) Kyslíkový ekvivalent (mg*l-1) — iv) Koncentrace dusitanů (mg N na litr) v) Změna koncentrace dusitanů — (mg N na litr) vi) Kyslíkový ekvivalent (mg*l-1) — iii + vi) Celkový kyslíkový — ekvivalent (mg*l-1) ------------------------------------------------------ 7. ÚBYTEK ROZPUŠTĚNÉHO KYSLÍKU: ROZKLAD V PROCENTECH ----------------------------------------------------------------- Úbytek po n dnech (mg.l-1) ----------------------------------------------------------------- n1 n2 n3 ----------------------------------------------------------------- Lahvička 1: (mt0- mtx) - (mb0- mbx) ----------------------------------------------------------------- Lahvička 2: (mt0- mtx) - (mb0- mbx) ----------------------------------------------------------------- Lahvička 1: [(mt0- mtx) - (mb0- mbx)] x 100 % D1 = --------------------------------- konc. zkuš. chem. látky x TSK ----------------------------------------------------------------- Lahvička 2: [(mt0- mtx) - (mb0- mbx)] x 100 % D2 = --------------------------------- konc. zkuš. chem. látky x TSK ----------------------------------------------------------------- D1- D2průměr*) % D = ------- 2 ----------------------------------------------------------------- * Hodnoty nelze průměrovat, jeli mezi nimi výrazný rozdíl. mt0= hodnota pro zkušební lahvičku v čase 0 mtx= hodnota pro zkušební lahvičku v čase x mb0= hodnota pro slepý pokus v čase 0 mbx= hodnota pro slepý pokus v čase x Použijí se rovněž korekce na nitrifikaci z bodu iii + vi v oddílu 6. 8. ÚBYTEK ROZPUŠTĚNÉHO KYSLÍKU VE SLEPÉM POKUSU Spotřeba kyslíku ve slepém pokusu je (mb0- mb28) v mg*l-1. Tato spotřeba je důležitá pro platnost zkoušky. Měla by být menší než 1,5 mg*l-1.
a) Dihydrogenfosforečnan draselný, KH2PO48,50 Hydrogenfosforečnan didraselný, K2HPO421,75 g Hydrogenfosforečnan disodný dodekahydrát, Na2HPO4*12H2O 44,60 g Chlorid amonný, NH4Cl 1,70 g Rozpustí se ve vodě a doplní na 1 litr. pH roztoku musí být 7,2. b) Síran hořečnatý heptahydrát, MgSO4*7H2O 22,50 g Rozpustí se ve vodě a doplní na 1 litr. c) Chlorid vápenatý bezvodý, CaCl227,50 g Rozpustí se ve vodě a doplní na 1 litr. d) Chlorid železitý hexahydrát, FeCl3*6H2O 0,25 g Rozpustí se ve vodě a doplní na 1 litr. Spojí se po 3 ml roztoků a), b), c), a d) a doplní se na 1 litr.
spotř. O2zk. chem. látkou v mg - spotř. O2ve slepé zkoušce v mg BSK = ----------------------------------------------------------------- hmotnost zkušební chem. látky v baňce v mg = mg O2na mg zkušební chemické látky. Biologický rozklad v procentech se vypočte buď z rovnice: BSK (mg O2na mg chem. látky) biolog. rozklad v % = % TSK = ----------------------------- x 100. TSK (mg O2na mg chem. látky) Pro směsi se TSK vypočte z elementární analýzy, tak jako pro jednoduché sloučeniny. Použije se odpovídající hodnota TSK (TSKNH4nebo TSKNO3) podle toho, zda se očekává nitrifikace, či nikoli (příloha II, bod 2). Jestliže k nitrifikaci dochází, avšak není úplná, vypočte se korekce na spotřebu kyslíku při nitrifikaci ze změn koncentrace dusitanů a dusičnanů (příloha V). Vypočte se primární biologický rozklad v procentech z úbytku specifické (výchozí) chemické látky (viz I.7.2): Sb- SaDt = ------- x 100 SbZjistí-li se při měření fyzikálně-chemického úbytku ztráta zkušební chemické látky v baňce č. 1, zaznamená se to a jako koncentrace zkušební látky (Sb) po 28 dnech se pro výpočet biologické rozložitelnosti dosadí tato koncentrace. Stanovuje-li se koncentrace DOC (nepovinné), vypočte se konečná hodnota biologického rozkladu v procentech podle vztahu: C1- CbtDt = (1 - --------) x 100 C0- Cb0
Dále je uveden příklad přehledu dat: ZKOUŠKA MITI (I) 1. LABORATOŘ 2. DATUM ZAHÁJENÍ ZKOUŠKY 3. ZKUŠEBNÍ LÁTKA Název: Koncentrace chemické látky v zásobním roztoku: mg*l-1Počáteční koncentrace chemické látky v médiu, C0: mg*l-1Objem reakční směsi, V: ml TSK: mg O2na litr 4. INOKULUM Místa odběru kalu: 1)... 6)... 2)... 7)... 3)... 8)... 4)... 9)... 5)... 10)... Koncentrace suspendovaných látek v aktivovaném kalu po aklimatizaci se syntetickými splašky = ... mg*l-1. Objem aktivovaného kalu v litru konečného média = ... ml Koncentrace kalu v konečném médiu = ... mg*l-15. SPOTŘEBA KYSLÍKU: BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST Typ použitého respirometru: --------------------------------------------------- Čas (dny) 0 7 14 21 28 --------------------------------------------------- Spotřeba O2a1(mg) zkušební látkou a2a3--------------------------------------------------- Spotřeba O2b(mg) ve slepé zkoušce --------------------------------------------------- Korigovaná (a1- b) spotřeba O2(a2- b) (mg) (a3- b) --------------------------------------------------- BSK na mg (a-b) Baňka zkušební ---- 1 látky C0V Baňka 2 Baňka 3 --------------------------------------------------- Rozklad v % 1 2 3 Průměr* --------------------------------------------------- Poznámka: podobný formulář lze použít i pro referenční látku. * Hodnoty nelze průměrovat, jeli mezi nimi výrazný rozdíl. 6. ANALÝZA UHLÍKU (podle volby) Analyzátor uhlíku: -------------------------------------------------------- Baňka DOC úbytek Průměr DOC v % -------------------------------------------------------- Naměřená Korigovaná hodnota hodnota -------------------------------------------------------- Voda + a — — zkušební látka Kal + b1b1- c zkušební látka Kal + b2b2- c zkušební látka Kal + b3b3- c zkušební látka Kontrolní c — — — slepá zkouška -------------------------------------------------------- 7. DATA ZE SPECIFICKÉ CHEMICKÉ ANALÝZY -------------------------------------------------------- Zbytkové množství Rozklad zkušební chemické v % látky na konci zkoušky -------------------------------------------------------- Slepá zkouška Sbs vodou -------------------------------------------------------- Inokulované Sa1médium Sa2Sa3-------------------------------------------------------- Sb- Sarozklad v % = ------- x 100 SbRozklad v % se vypočte pro baňky a1, a2, a3. 8. POZNÁMKY Připojí se křivka závislosti BSK na čase, jeli k dispozici.
2. Teoretická spotřeba kyslíku (TSK) Teoretickou spotřebu kyslíku (TSK) lze vypočítat ze znalosti elementárního složení nebo z výsledků analýzy prvků. Pro látku CcHhClclNnNanaOoPpSsbez nitrifikace, 16[2c + 1/2(h - cl - 3n) + 3s + 5/2p + 1/2na -o] * TSKNH4= ------------------------------------------------ v mg/mg M nebo s nitrifikací, 16[2c + 1/2(h - cl) + 5/2n + 3s + 5/2p + 1/2na -o] TSKNH4= -------------------------------------------------- M bez nitrifikace, * Poznámka: M je molekulová hmotnost
2 NH4Cl + 3 O2= 2 HNO2+ 2 HCl + 2 H2O (1) 2 HNO2+ O2= 2 HNO3(2) Celkově: 2 NH4Cl + 4 O2= 2 HNO3+ 2 HCl + 2 H2O (3)
To znamená: spotřeba O2při tvorbě dusičnanů = 4,57 × přírůstek koncentrace dusičnanů (4) spotřeba O2při tvorbě dusitanů = 3,43 × přírůstek koncentrace dusitanů (5) ztráta O2při úbytku dusitanů: = -3,43 × pokles koncentrace dusitanů (6) Tedy spotřeba O2při nitrifikaci = +/- 3,43 × změna koncentrace dusitanů + 4,57 × změna koncentrace dusičnanů (7) a proto spotřeba O2v důsledku oxidace C = celková pozorovaná spotřeba - spotřeba v důsledku nitrifikace (8)
Hydrolýzou se rozumí reakce látky RX s vodou. Tuto reakci lze znázornit prostou výměnou skupiny X za skupinu OH: RX + HOH => ROH + HX (1) Rychlost, kterou klesá koncentrace látky RX, je dána vztahem: rychlost = k*[H2O]*[RX] (2) Protože je voda přítomna vůči zkoušené látce ve velkém přebytku, označuje se obvykle tento typ reakce jako reakce pseudoprvního řádu, ve které je pozorovaná rychlostní konstanta dána vztahem: kpozorov.= k*[H2O] (3) Tuto konstantu lze určit pro danou hodnotu pH a teplotu T z výrazu: 2,303 C0kpozorov.= ---- x log ---- (4) t Ctkde t = čas, C0= koncentrace látky v čase 0, Ct= koncentrace látky v čase t, 2,303 = přepočítací faktor mezi přirozeným logaritmem a dekadickým logaritmem. Koncentrace se vyjádří v g*l-1nebo v mol*l-1. Konstanta kpozorov. má rozměr [čas]-1. „Poločas“ t1/2je definován jako doba potřebná pro snížení koncentrace látky o 50 %, Ct = 1/2*C0(5) Z rovnic (4) a (5) plyne, že t1/2= 0,693 / kpozorov.(6)
kpozorov.= - směrnice × 2,303 (7)
A. CLARK A LUBS Hodnoty pH uvedené v následujících tabulkách byly vypočteny na základě měření potenciálu za použití Sörensenových standardních rovnic. Skutečné hodnoty pH jsou o 0,04 vyšší než hodnoty v tabulce. Složení pH kaliumhydrogenftalát (0,1 mol*l-1) a HCl (0,1 mol*l-1) při 20 st.C 2,63 ml HCl + 50 ml ftalátu doplnit do 100 ml 3,8 kaliumhydrogenftalát (0,1 mol*l-1) a NaOH (0,1 mol*l-1) při 20 st.C 0,40 ml NaOH + 50 ml ftalátu doplnit do 100 ml 4,0 3,70 ml NaOH + 50 ml ftalátu doplnit do 100 ml 4,2 dihydrogenfosforečnan draselný (0,1 mol*l-1) a NaOH (0,1 mol*l-1) při 20 st.C 23,45 ml NaOH + 50 ml fosforečnanu doplnit do 100 ml 6,8 29,63 ml NaOH + 50 ml fosforečnanu doplnit do 100 ml 7,0 35,00 ml NaOH + 50 ml fosforečnanu doplnit do 100 ml 7,2 H3BO3 (0,1 mol*l-1) v KCl (0,1 mol*l-1) a NaOH (0,1 mol*l-1) při 20 st.C 16,30 ml NaOH + 50 ml kyseliny borité doplnit do 100 ml 8,8 21,30 ml NaOH + 50 ml kyseliny borité doplnit do 100 ml 9,0 26,70 ml NaOH + 50 ml kyseliny borité doplnit do 100 ml 9,2 B. KOLTHOFF A VLEESHOUWER Složení pH Monokaliumcitrát (0,1 mol*l-1) a NaOH (0,1 mol*l-1) při 18 st.C (je třeba přidat malý krystalek thymolu, aby nevznikaly plísně) 2,0 ml NaOH + 50 ml citrátu doplnit do 100 ml 3,8 9,0 ml NaOH + 50 ml citrátu doplnit do 100 ml 4,0 16,3 ml NaOH + 50 ml citrátu doplnit do 100 ml 4,2 C. SÖRENSEN Borax (0,05 mol*l-1) a HCl (0,1 mol*l-1) Složení pH ml ml HCl Sörensen Walbum boraxu 18 st.C 10 st.C 40 st.C 70 st.C 8,0 2,0 8,91 8,96 8,77 8,59 8,5 1,5 9,01 9,06 8,86 8,67 9,0 1,0 9,09 9,14 8,94 8,74 9,5 0,5 9,17 9,22 9,01 8,80 10,0 0,0 9,24 9,30 9,08 8,86 Borax (0,05 mol*l-1) a NaOH (0,1 mol*l-1) Složení pH ml ml HCl Sörensen Walbum boraxu 18 st.C 10 st.C 40 st.C 70 st.C 10,0 0,0 9,24 9,30 9,08 8,86 9,0 1,0 9,36 9,42 9,18 8,94 8,0 2,0 9,50 9,57 9,30 9,02 7,0 3,0 9,68 9,76 9,44 9,12
Podmínky chovu Klimatizovaná komora: teplota 20 +/- 2 st. C, nejlépe s neustálým světlem (intenzita 400 - 800 lux). Chovné nádoby: vhodné mělké nádoby o objemu 10 až 20 l. Substrát: Eisenia foetida je možné chovat v různých zvířecích exkrementech. Jako chovné médium se doporučuje používat směs 50 % obj. rašeliny a 50 % obj.hovězího nebo koňského hnoje. Médium musí mít pH asi 6 až 7 (upraví se uhličitanem vápenatým) a nízkou iontovou vodivost (méně než 6 mmhos nebo 0,5 % koncentraci solí). Substrát musí být vlhký, ale ne příliš mokrý. Vedle výše uvedené metody je možné používat i jiné úspěšné postupy.
CT- CBDT(%) = [ 1 - -----------] .100 CA- CBAkde: DT= rozklad ( %) v čase T, Ca= hodnoty DOC (nebo CHSK) zkoušené látky 3 h od zahájení zkoušky (mg.l-1), CT= hodnoty DOC (nebo CHSK) zkoušené látky v době odběru vzorku (mg.l-1), CB= hodnoty DOC (nebo CHSK) kontroly v době odběru vzorku (mg.l-1), CBA= hodnoty DOC (nebo CHSK) kontroly 3 h od zahájení zkoušky (mg.l-1).
Voda: Pitná voda s obsahem organického uhlíku menším než 5 mg.l-1.Koncentrace vápenatých a hořečnatých iontů nesmí překročit 2,7 mmol.l-1, jinak je nutné jako rozpouštědlo použít deionizovanou nebo destilovanou vodu. Kyselina sírová p. a. 50 g.l-1Hydroxid sodný p.a. 40 g.l-1Minerální živné médium: v jednom litru deionizované vody se rozpustí: Chlorid amonný NH4Cl p.a. 38,5 g NaH2PO4. 2H2O p.a. 33,4 g KH2PO4p.a. 8,5 g K2HPO4p.a. 21,75 g Tento roztok slouží zároveň jako tlumič pH.
Organická látka: 4 - ethoxybenzoová kyselina Teoretická koncentrace ve zkoušce: 600 mg.l-1Teoretická DOC : 390 mg.l-1Inokulum: městská čistírna v ..... Koncentrace: l g sušiny . l-1Adaptace: bez adaptace Analytika: stanovení DOC Množství vzorku: 3 ml Referenční látka: diethylenglykol Toxicita zkoušené látky: žádné toxické účinky při koncentraci menší než 1000 mg.l-1Použitá zkouška: zkouška ve fermentačních trubicích ------------------------------------------------------------------------------- -------- Referenční látka Zkoušená látka Doba zkoušky sl. p. DOC DOCn Rozklad DOC DOCn Rozklad mg.l-1mg.l-1mg.l-1% mg-l-1mg.l-1% ------------------------------------------------------------------------------- -------- 0 - - 300 - - 390 - 3 h 4,0 298,0 294,0 2 371,6 367,6 6 1 den 6,1 288,3 282,3 6 373,3 367,2 6 2 dny 5,0 281,2 276,2 8 360,0 355,0 9 5 dnů 6,3 270,5 264,2 12 193,8 187,5 52 6 dnů 7,4 253,3 245,9 18 143,9 136,5 65 7 dnů 11,3 212,5 201,2 33 104,5 93,2 76 8 dnů 7,8 142,5 134,7 55 58,9 51,1 87 9 dnů 7,0 35,0 28,0 91 18,1 11,1 97 10 dnů 18,0 37,0 19,0 94 20,0 2,0 99 ------------------------------------------------------------------------------- -------- Poznámka: DOC stanovena v triplikátech. sl. p. = slepý pokus Obrázek 1 Příklad křivek biologického rozkladuObrázek 2 Příklad adaptace kalu
T - (E -Eo) (la) DR = -------------- . 100 % T DR = DOC nebo CHSK úbytek v % vztažený na zkoušenou látku při dané střední době prodlení, T = koncentrace zkoušené látky na přítoku do zkušební jednotky v mg.l-1DOC nebo CHSK, E = koncentrace DOC nebo CHSK na odtoku ze zkušební jednotky v mg.l-1, Eo= koncentrace DOC nebo CHSK na odtoku z kontrolní jednotky v mg.l-1. Rozklad je definován jako procentuální úbytek DOC nebo CHSK při udané době zdržení, vztažený na zkoušenou látku.
C1- C0Rw = ------- . 100 % C1(1b) C1= koncentrace zkoušené látky v přítoku do zkušebního zařízení (v mg.l-1) stanovená specifickou analýzou, C0= koncentrace zkoušené látky na odtoku ze zkušebního zařízení (v mg.l-1) stanovená specifickou analýzou.
V 1 l pitné vody se rozpustí: pepton 160 mg, masový extrakt 110 mg, močovina 30 mg, NaCl 7 mg, CaCl2. 2 H2O 4 mg, MgSO4. 7 H2O 2 mg, K2HPO428 mg. Komunální odpadní vody: Odebírají se čerstvé každý den z přepadu mechanického stupně čistírny, která čistí převážně městské odpadní vody.
8 100 DRc- --- DR - ----- (2) 7 7 4 100 DRc- --- DR - ----- (3) 3 3 Ze získaných hodnot se vypočítá jejich průměr a dále standardní odchylka podle rovnice (4)(4) kde: sL = standardní odchylka, --- DRc = průměr hodnot DRc, n = počet stanovení. Odlehlé hodnoty DR cse eliminují vhodnou statistickou metodou, např. Nalimovou metodou (6) pro 95% hladinu významnosti, průměr a standardní odchylka se potom vypočtou s vyloučením odlehlých hodnot Drc: Výsledek se vyjádří dle (5) : --- DRc= DRc+/- Tn-1;alfa ---------- (5) odmocnina n kde tn-1; = tabulková hodnota t pro n dvojic hodnot e a Eo a statistickou mez spolehlivosti P (P=1-), kde P = 95% (l). Výsledkem je průměr s udanými mezemi tolerance pro 95% hladinou významnosti případně s udanou standardní odchylkou, počtem dat hodnot DRc bez odlehlých hodnot a počtem odlehlých hodnot. Např. DRc= 98,6 +/- 2,3% úbytku DOC, s = 4,65% úbytku DOC, n = 18, x = počet odlehlých hodnot.
% odstranění CHSK nebo DOC = CHSK nebo DOC odp. vody - CHSK nebo DOC výtoku = ----------------------------------------------- . 100 CHSK nebo DOC odp. vody Vynášením denně naměřených úbytků do grafu se zdůrazní všechny trendy, např. adaptace.
Z řady hodnot DR se spočítá jejich průměr a podle rovnice (6) standardní odchylka:(6) kde sL = standardní odchylka hodnot Dr i, --- DR = průměr hodnot Dri, n = počet stanovení. Odlehlé hodnoty DR se eliminují vhodnou statistickou metodou např. podle Nalimova (6) při 95% hladině významnosti, střední hodnota a standardní odchylka jsou potom znovu vypočítány s vyloučením odlehlých hodnot DR. Výsledná hodnota se počítá dle rovnice (7) --- DRc= DRc+/- Tn-1;alfa ---------- (7) odmocnina n kde tn-1;alfa - tabulková hodnota t pro n dvojic hodnot e a Eoa statistickou n mez spolehlivosti P (P=1-alfa), kde P = 95 % (l). Výsledkem je průměr s mezemi tolerance při 95% hladině významnosti s udanou standardní odchylkou, počtem dat hodnot DR bez odlehlých hodnot a počtem odlehlých hodnot. Např.: Dr = (98,6 +/- 2,3%) úbytku DOC, s = 4,65% úbytku DOC, n = 18, x = počet odlehlých hodnot.
Obrázek 1A = zásobník E = mamutka B = dávkovací zařízení F = zásobník na výtok C = aerační komora (objem 3 litry) G = aerátor D = sedimentační nádoba H = průtokoměr (nepovinně) Obrázek 2
Obrázek 1 Zařízení používané pro stanovení biologické rozložitelnostiA = zásobník E = zásobník na výtok B = dávkovací čerpadlo F = vzduchovací kámen C = porézní aerační nádobka G = rotametr D = vnější nepropustná nádoba Obrázek 2 Detaily třílitrové vzduchovací porézní nádobky
Zařízení: průkazná zkouška OECD zařízení s porézní nádobkou Způsob provozu: samostatná jednotka spřažená zařízení nespřažená zařízení Přeočkování: žádné aktivovaným kalem kapalnou fází vzniklou odstraněním sedimentu Střední doba zdržení: 3 hodiny 6 hodin Živné médium: komunální odpadní voda syntetická odpadní voda Inokulum: z čistírny odpadních vod směsné inokulum aktivovaný kal Přidávání zkoušené látky: na začátku postupně po vytvoření kalu Analýzy: specifická CHSK DOC
2Rs(1 - ------------- ) = %inhibice RC1+ RC2kde: Rs= rychlost spotřeby kyslíku při použité koncentraci zkoušené látky, Rc1= rychlost spotřeby kyslíku v kontrolní zkoušce 1, Rc2= rychlost spotřeby kyslíku v kontrolní zkoušce 2. EC50v této zkoušce je koncentrace zkoušené látky, při které respirační rychlost činí 50 % hodnoty vycházející z kontrolní zkoušky za podmínek popsaných v této metodě.
Trvání/doba kontaktu: 30 minut a (nebo) 3 hodiny, během kterých probíhá provzdušňování Voda: Pitná voda (v případě potřeby zbavená chlóru) Přívod vzduchu: Čistý vzduch, prostý oleje. Průtok 0,1 - 1 l.min-1. Měřicí aparatura: Baňka s plochým dnem, jaká se používá pro stanovení BSK. Měřič obsahu kyslíku: Vhodná kyslíková elektroda, se zapisovačem. Živný roztok: Syntetická odpadní voda (viz výše). Zkoušená látka: Roztok zkoušené látky se připraví čerstvý na začátku zkoušky. Referenční látka: např. 3,5-dichlorfenol (nejméně tři koncentrace) Kontrolní zkouška: Naočkovaný vzorek bez zkoušené látky Teplota: 20 +/- 2 st. C
CT = koncentrace zkoušené látky na začátku provzdušňovací periody, vyjádřená jako množství organického uhlíku přítomného nebo přidaného k usazené odpadní vodě (mg.l-1), Ct = koncentrace rozpuštěného organického uhlíku v kapalině nad usazeninou, ve zkoušce, na konci provzdušňovací periody (mg.l-1), Cc = koncentrace rozpuštěného organického uhlíku v kapalině nad sedimentem, v kontrolní zkoušce, na konci provzdušňovací periody (mg.l-1). Biologický rozklad je v této metodě definován jako úbytek organického uhlíku. Biologický rozklad je možné vyjádřit jako: 1. Procentický úbytek Dda množství denně přidávané látky: CT- (C1- Cc) Dda= ----------------- . 1000 (1) CTkde Dds= rozklad/denní přídavek 2. Procentický úbytek Dssd množství látky přítomného na začátku každého dne: 2CT+ Cti- Cci- 3Ct(i+1)+ 3Cc(i+1)kDssd= ---------------------------------------------------- . 100 (2(a)) CT+ Cti- Cci2CT- 2(Ct - Cc) = ------------------- . 100 (2(b)) 2CT + (C1 - Cc) kde Dred= rozklad/denní přídavek; indexy i a (i + 1) se vztahují ke dni měření.
------------------------------------------------------------------------------- Látka CTCl - CcProcento Doba trvání (mg.l-1) (mg.l-1) biolog. zkoušky rozkladu Dda(dny) ------------------------------------------------------------------------------- 4 - 17,2 2,0 85 40 acetylaminobenzen sulfonan tetrapropylenbenzen 17,3 8,4 51,4 40 sulfonan 4 – nitrofenol 16,9 0,8 95,3 40 diethylenglykol 16,5 0,2 98,8 40 anilin 16,9 1,7 95,9 40 cyklopentantetra- 17,9 3,2 81,1 120 karboxylát -------------------------------------------------------------------------------
Cfv rovnovážném stavu (střední hodnota) ------------------------------------------- Cwv rovnovážném stavu (střední hodnota)
--------------------------------------------------------------- ------------------------ Látka Koncentrační limit --------------------------------------------------------------- ------------------------ 1 Nerozpuštěné látky 5 mg/l 2 Celkový obsah organického uhlíku 2 mg/l 3 Neionizovaný amoniak 1 µg/l 4 Zbytkový chlor 10 µg/l 5 Celkové organofosforové pesticidy 50 ng/l 6 Celkové organochlorové pesticidy a polychlorované bifenyly 50 ng/l 7 Celkový organický chlor 25 ng/l 8 Hliník 1 µg/l 9 Arsen 1 µg/l 10 Chrom 1 µg/l 11 Kobalt 1 µg/l 12 Měď 1 µg/l 13 Železo 1 µg/l 14 Olovo 1 µg/l 15 Nikl 1 µg/l 16 Zinek 1 µg/l 17 Kadmium 100 ng/l 18 Rtuť 100 ng/l 19 Stříbro 100 ng/l --------------------------------------------------------------- ------------------------
--------------------------------------------------------------- -------------------------- Doporučený druh Doporučené rozpětí Doporučená celková délka zkušební teploty těla testovacích jedinců (st.C) (cm) --------------------------------------------------------------- -------------------------- 1 Danio rerio1 (Teleostei, Cyprinidae) 20 25 3,0 +/- 0,5 (HamiltonBuchanan), danio pruhované 2 Pimephales promelas (Teleostei, 20 25 5,0 +/- 2,0 Cyprinidae) (Rafinesque), střevle 3 Cyprinus carpio (Teleostei, 20 25 5,0 +/- 3,0 Cyprinidae) (Linnaeus), kapr obecný 4 Oryzias latipes (Teleostei, 20 25 4,0 +/- 1,0 Poeciliidae) (Temminck and Schlegel), halančík japonský 5 Poecilia reticulata (Teleostei, 20 25 3,0 +/- 1,0 Poeciliidae) (Peters), živorodka duhová 6 Lepomis macrochirus (Teleostei, 20 25 5,0 +/- 2,0 Centrarchidae) (Rafinesque), slunečnice 7 Oncorhynchus mykiss (Teleostei, 13 17 8,0 +/- 4,0 Salmonidae) (Walbaum), pstruh duhový 8 Gasterosteus aculeatus (Teleostei 18 20 3,0 +/- 1,0 Gasterosteidae) (Linnaeus), koljuška tříostná --------------------------------------------------------------- -------------------------- 1 Meyer A., Orti G. (1993) Proc. Royal Society of London, Series B., Vol. 252, p. 231
ryba z čeledi Scienidae (Smuhovití) Leiostomus xanthurus halančík Cyprinodon variegatus ryba z čeledi Argentinidae Menidia beryllina (Stříbronicovití) ryba z čeledi Enbiotocidae Cymatogaster aggregata (Příbojkovití) platýz z čeledi Pleuronectidae Parophrys vertulus vranka z čeledi Cottidae Leptocottus armatus koljuška tříostná Gasterosteus aculeeatus mořčák z čeledi Moronidae Dicentracus labrax ouklej obecná Alburnus alburnus
Odhad hodnoty k2(den-1) lze získat například z následujícího empirického vztahu (1): log10k2= - 0,414 log10(Pov) + 1,47 (r2= 0,95) (1) Další vztahy viz odkaz 2. Není-li rozdělovací koeficient (Pov) znám, lze jej odhadnout (3) ze znalosti rozpustnosti látky ve vodě (s) pomocí vztahu: log10(Pov) = 0,862 log10(s) + 0,710(r2= 0,994) (2) kde s = rozpustnost (v mol/l): (n = 36). Tyto vztahy platí pouze pro chemikálie s hodnotou log Povod 2 do 6,5 (4). Dobu, za kterou dojde k dosažení určitého stupně rovnovážného stavu vyjádřeného v procentech, lze získat pomocí odhadu hodnoty k2, z obecné rovnice kinetiky popisující příjem a vylučování (kinetika prvního řádu): dCf----- = k1 . Cw- k2. Cfdt nebo je-li Cwkonstanta: k1Cf= ----- . Cw(1 - e-k2t) (3) k2Blíží-li se rovnovážný stav (t->nekonečno), může být rovnice 3 zjednodušena (5), (6) na k1Cf= ------ . Cwnebo Cf/Cw, = k1/k2= BCF k2Pak k1/k2. Cwpřiblížením koncentrace v rybách v "rovnovážném stavu"(Cf,s). Rovnice 3 může být přepsána na rovnici: CfCf= Cf,s(1 - e-k2t) nebo ----- = 1 - e-k2t(4) CfsPoužitím rovnice 4 lze předpovědět dobu potřebnou k dosažení určitého stupně rovnovážného stavu vyjádřeného v procentech, je-li hodnota k2předem odhadnuta z rovnice 1 nebo 2. Je pravidlem, že statisticky optimální délka fáze příjmu pro získání statisticky přijatelných dat (BCFk) je doba nezbytná k tomu, aby křivka sestrojená vynesením logaritmu koncentrace zkušební látky v rybách proti času v lineárním měřítku dosáhla svého středního bodu, popřípadě 1,6 k2, neboli 80 % rovnovážného stavu, ale ne více než 3,0 k2, neboli 95 % rovnovážného stavu (7). Doba nezbytná pro dosažení 80 % rovnovážného stavuje při použití rovnice 4: 1,6 0,80 = 1 - e-kt2 80nebo t80= ------ (5). k2Podobně 95 % rovnovážného stavu je dosaženo: 3,0 t95= ----- (6). k2Například délka fáze příjmu (up) pro zkušební látku s log Pov= 4 je (při použití rovnic 1, 5 a 6): log10k2= - 0,414 . (4) + 1,47 k2= 0,652 den-1up (80 %) = 1,6/0,652, tj. 2,45 dnů (59 hodin) nebo up (95 %) = 3,0/0,652, tj. 4,60 dnů (110 hodin). Podobně pro zkušební látku s hodnotou s = 10-5mol/l (log(s) = 5,0) je délka fáze (při použití rovnic 1, 2, 5 a 6): log10(Pov) = 0,862 (- 5,0) + 0,710 = 5,02 log10k2= - 0,414 (5,02) + 1,47 k2= 0,246 den-1up (80 %) = 1,6/0,246, tj. 6,5 dnů (156 hodin) nebo up (95 %) = 3,0/0,246, tj. 12,2 dnů (293 hodin). Rovnice teq= 6,54 x 10-3Pov+ 55,31 (hodin) může být eventuelně použita pro výpočet doby potřebné pro dosažení efektivního rovnovážného stavu (4).
V případě fáze vylučování se Cwpředpokládá rovna nule. Rovnice může být zjednodušena na rovnici: dCf----- = k1. Cwnebo Cf= Cf,0. e-k2tdt kde Ct,0je koncentrace na počátku fáze vylučování. 50 % vyloučení bude dosaženo v čase (t50): Cf1 0,693 ----- = --- e-k2tnebo t50= ------- Ct,02 k2Podobně 95 % vyloučení bude dosaženo v čase 3,0 t95= ----- k2Jeli pro první fázi zvoleno dosažení 80% příjmu (1,6/k2) a pro fázi vylučování je zvoleno dosažení 95% úbytku (3,0/k2), je délka fáze vylučování přibližně dvojnásobkem délky fáze příjmu. Je však důležité poznamenat, že odhady jsou založeny na předpokladu, že se příjem a vylučování řídí kinetikou prvního řádu. Neřídíli se zjevně kinetikou prvního řádu, měl by být použit složitější model (např. odkaz (1)).
-------------------------------------------------------------------- Odběr Plán dob odběru vzorků Počet Počet ryb na vzorek vzorků ryb vzorků vody Minimální Dodatečný požadovaná odběr četnost vzorků (dny) -------------------------------------------------------------------- Fáze –1 2(*) Přídavek 45 až 80 příjmu 0 2 ryb 1. 0,3 0,4 2 4 (2) (4) 2. 0,6 0,9 2 4 (2) (4) 3. 1,2 1,7 2 4 (2) (4) 4. 2,4 3,3 2 4 (2) (4) 5. 4,7 2 6 -------------------------------------------------------------------- Fáze Přenesení ryb do vylučování vody neobsahující zkušební chemikálii 6. 5,0 5,3 4 (4) 7. 5,9 7,0 4 (4) 8. 9,3 11,2 4 (4) 9. 14,0 17,5 6 (4) --------------------------------------------------------------------
Při dané konstantě k2se k1vypočte následujícím způsobem: CLk2k1= ------------------- (1) Cwx (1 - e-k2t) Hodnota Cfse odečte ze středního bodu hladké křivky příjmu vytvořené vynesením logaritmu koncentrace proti času (v lineárním měřítku).
kTento přístup poskytuje odhady směrodatné odchylky k1Cf= Cw. ---- x (1 - e-k2t) 0 < t < tc (2) k2(2) k1Cf= Cw. ---- x (e-k2 (t - t )tc- e-k2t) t < tc(3) k2kde tc= čas konce fáze příjmu.
kde: r 1= individuální specifická rychlost růstu ryby r2= průměrná specifická rychlost růstu pro nádrž r3 = „pseudospecifická“ rychlost růstu w1, w2= hmotnosti určité ryby v čase t1 a t2 loge w1= logaritmus hmotnosti jednotlivé ryby na začátku vyšetřovacího intervalu loge w2= logaritmus hmotnosti jednotlivé ryby na konci vyšetřovacího intervalu loge w1= průměr logaritmů hodnot w1 pro ryby v nádrži na začátku vyšetřovacího intervalu loge w2= průměr logaritmů hodnot w2 pro ryby v nádrži na konci vyšetřovacího intervalu t1, t2= čas (ve dnech) začátku a konce vyšetřovacího intervalu r1, r2, r3mohou být vypočteny pro interval 0 – 28 dnů a popřípadě (byloli provedeno měření 14. den) pro intervaly 0 – 14 a 14 – 28 dnů.
------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------- Druhy Doporučený Fotoperioda Doporučené Doporučená Velikost Hustota Krmivo Délka zkoušky rozsah (h) rozpětí přesnost měření násady obsádky (d) zkušební počáteční (g/l) (l-1) teploty hmotnosti (st.C) ryb (g) ------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------- Doporučené druhy: 12,5-16,0 12-16 1-5 na 100 mg 1,2-2,0 4 sušené >= 28 Oncorhynchus krmivo pro mykiss plůdek pstruh lososovitých duhový ryb Jiné dobře popsané druhy: 21-25 12-16 0,050- na 1 mg 0,2-1,0 5-10 živé krmivo >= 28 Danio rerio 0,100 (Brachionus danio 21-25 12-16 na 1 mg 0,2-1,0 5-20 Artemia) >= 28 pruhované 0,050- živé krmivo Oryzias 0,100 (Brachionus latipes Artemia) halančík japonský ------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------
Látka Koncentrace Nerozpuštěné látky < 20 mg/l Celkový organický uhlík < 2 mg/l Nedisociovaný amoniak < 1µg/l Zbytkový chlor < 10 µg/l Celkové organofosforové pesticidy < 50 ng/l Celkové organochlorové pesticidy a polychlorované bifenyly < 50 ng/l Celkový organický chlor < 25 ng/l
Sloupec (počet koncentrací mezi 100 a 10, nebo mezi 10 a 1) (1) ------------------------------------------------------- 1 2 3 4 5 6 7 100 100 100 100 100 100 100 32 46 56 63 68 72 75 10 22 32 40 46 52 56 3,2 10 18 25 32 37 42 1,0 4,6 10 16 22 27 32 2,2 5,6 10 15 19 24 1,0 3,2 6,3 10 14 18 1,8 4,0 6,8 10 13 1,0 2,5 4,6 7,2 10 1,6 3,2 5,2 7,5 1,0 2,2 3,7 5,6 1,5 2,7 4,2 1,0 1,9 3,2 1,4 2,4 1,0 1,8 1,3 1,0 ------------------------------------------------------- 1 Ze sloupců může být zvolena řada pěti (nebo více) po sobě jdoucích koncentrací. Mezilehlé body pro koncentrace ve sloupci (x) jsou uvedeny ve sloupci (2x + 1). Uvedené hodnoty mohou být koncentracemi vyjádřenými v objemových nebo hmotnostních procentech (mg/l nebo µg/l). Hodnoty mohou být podle potřeby násobeny nebo děleny jakoukoli mocninou 10. Řada ve sloupci 1 by mohla být použita při značné nejistotě, pokud jde stupeň toxicity.
_________________________________________________________ (1) OECD, Paris 1992, Test Guideline 210, Fish, Early-life Toxicity Test
Sladkovodní Oncorhynchus mykiss pstruh duhový (9, 16) Danio rerio danio pruhované (7, 17, 18) Cyprinus caprio kapr obecný (8, 19) Oryzias latipes halančík japonský (20, 21) Pimephales promelas střevle (8, 22)
Sladkovodní Mořské Carassius auratus Menidia peninsulae karas zlatý (8) (23, 24, 25) Lepomis macrochirus Clupea harengus slunečnice modrá (8) sleď (24, 25) Gadus morhua treska (24, 25) Cyprinodon variegatus (23, 24, 25)
Procento přežití jiker a čerstvých plůdků se vypočte a zkoriguje na mortalitu v kontrolních skupinách podle Abbottovy rovnice (4): C - P' P = 100 --------- x 100 C kde: P = korigované procento přežití P' = procento přežití pozorované ve zkušební koncentraci C = procento přežití v kontrolní skupině
------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------- Druh Teplota Salinita Fotoperioda Délka stádií Typická délka Přežití (st.C) (‰) (h) (d) zkoušky v kontrolních skupinách (minimální hodnota v %) Embryo Váčkový Úspěšnost Po plůdek líhnutí vylíhnutí ------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------- SLADKOVODNÍ Brachydanio 25 +/- 1 — 12-16 3-5 8-10 Pokud možno ihned 80 90 rerio od oplodnění (od Danio časného stádia pruhované gastruly) do 5 dnů po vylíhnutí (8 - 10 dnů) Oncorhynchus 10 +/- 1 (1) — 0(3) 30-35 25-30 Pokud možno ihned 66 70 mykiss 12 +/- 1 (2) od oplodnění (od Pstruh duhový časného stádia gastruly) do 20 dnů po vylíhnutí (50 - 55 dnů) Cyprinus 21-25 — 12-16 5 > 4 Pokud možno ihned 80 75 carpio od oplodnění (od Kapr obecný časného stádia gastruly) do 4 dnů po vylíhnutí (8 - 9 dnů) Oryzias 24 +/- 1 (1) — 12-16 8-11 4-8 Pokud možno ihned 80 80 latipes 23 +/- 1 (2) od oplodnění (od Halančík časného stádia japonský gastruly) do 5 dnů po vylíhnutí (13 - 16 dnů) Pimephales 25 +/- 2 — 16 4-5 5 Pokud možno ihned 60 70 promelas od oplodnění (od Střevle časného stádia gastruly) do 4 dnů po vylíhnutí (8 - ------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------- 9 dnů) 1 Pro embrya. 2 Pro plůdky. 3 Temno pro embrya a plůdky do jednoho týdne po vylíhnutí, s výjimkou okamžiků prohlídky. Poté po dobu zkoušky tlumené světlo.
------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------- Druh Teplota Salinita Fotoperioda Délka stádií Typická délka Přežití (st.C) (‰) (h) (d) zkoušky v kontrolních skupinách (minimální hodnota v %) Embryo Váčkový Úspěšnost Po plůdek líhnutí vylíhnutí ------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------- SLADKOVODNÍ Carassius 24 +/- 1 — — 3-4 > 4 Pokud možno ihned — 80 auratus od oplodnění (od karas zlatý časného stádia gastruly) do 4 dnů po vylíhnutí (7 dnů) Leopomis 21 +/- 1 — 16 3 > 4 Pokud možno ihned — 75 macrochirus od oplodnění (od slunečnice modrá časného stádia gastruly) do 4 dnů po vylíhnutí (7 dnů) MOŘSKÝ Menidia 22-25 15-22 12 1,5 10 Pokud možno ihned 80 60 peninsulae od oplodnění (od časného stádia gastruly) do 5 dnů po vylíhnutí (6 - 7 dnů) Clupea harengus 10 +/- 1 8-15 12 20-25 3-5 Pokud možno ihned 60 80 Sleď od oplodnění (od časného stádia gastruly) do 3 dnů po vylíhnutí (23 - 27 dnů) Gadus morhua 5 +/- 1 5-30 12 14-16 3-5 Pokud možno ihned 60 80 Treska od oplodnění (od časného stádia gastruly) do 3 dnů po vylíhnutí (18 dnů) Cyprinodon 25 +/- 1 15-30 12 — — Pokud možno ihned > 75 80 variegatus od oplodnění (od časného stádia gastruly) do 4/7 dnů po vylíhnutí (28 dnů) ------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------
Látka Koncentrace Nerozpuštěné látky < 20 mg/l Celkový organický uhlík < 2 mg/l Nedisociovaný amoniak < 1 µg/l Zbytkový chlor < 10 µg/l Celkové organofosforové pesticidy < 50 ng/l Celkové organochlorové pesticidy a polychlorované bifenyly < 50 ng/l Celkový organický chlor < 25 ng/l
Symbol Definice Jednotky Atiprocento adsorpce v čase ti% Aeqprocento adsorpce v adsorpční rovnováze % mpads(ti) množství zkoušené látky adsorbované na půdě v čase ti µg mpads(delta ti) množství zkoušené látky adsorbované na půdě za časový interval µg mpads(eq) množství zkoušené látky adsorbované na půdě v adsorpční rovnováze µg m0množství zkoušené látky ve zkušební nádobě na začátku adsorpční zkoušky µg mpads(ti) množství zkoušené látky naměřené v podílu () v okamžiku ti µg mvads(eq) množství zkoušené látky v roztoku v adsorpční rovnováze µg mpůdamnožství půdní fáze vyjádřené v suché hmotnosti půdy g czás.hmotnostní koncentrace zásobního roztoku látky µg*cm-3C0počáteční hmotnostní koncentrace zkušebního roztoku v kontaktu s půdou µg*cm-3Cvodads(ti) hmotnostní koncentrace látky ve vodné fázi v čase ti, kdy je prováděna µg*cm-3analýza Cpads(ti) množství látky adsorbované na půdě v adsorpční rovnováze µg*cm-3Cvodads(eq) hmotnostní koncentrace látky ve vodné fázi v adsorpční rovnováze µg*cm-3V0počáteční objem vodné fáze v kontaktu s půdou během adsorpční zkoušky cm3vaAobjem podílu, ve kterém je látka stanovována cm3Kddistribuční koeficient pro adsorpci cm3*g-1Kouadsorpční koeficient normalizovaný na organický uhlík cm3*g-1Komdistribuční koeficient normalizovaný na obsah organického materiálu cm3*g-1KFadsFreundlichův adsorpční koeficient µg1-1/n (cm3)1/n*g-1Freundlichův exponent Dtiprocento desorpce v čase ti% Ddeltatiprocento desorpce za časový interval % Kdeszdánlivý desorpční koeficient cm3*g-1KFdesFreundlichův desorpční koeficient µg1-1/n (cm3)1/n*g-1mvoddes(ti) množství zkoušené látky desorbované z půdy v čase ti µg mvoddes(deltati) množství zkoušené látky desorbované z půdy za časový interval µg mvoddes(eq) analyticky stanovené množství látky ve vodné fázi v desorpční rovnováze µg mpdes(deltati) celkové množství zkoušené látky desorbované v desorpční rovnováze µg mpdes(deltati) množství látky, která zůstává adsorbovaná na půdě po uplynutí časového µg intervalu delta t mvodAmnožství látky, které zbylo (aniž se adsorbovalo) po ustavení adsorpční µg rovnováhy, a to v důsledku nekvantitativní výměny objemu vodné fáze Cpdes(eq) množství zkoušené látky, které zůstalo adsorbované na půdě v desorpční µg*g-1rovnováze Cvoddes(eq) hmotnostní koncentrace látky ve vodné fázi v desorpční rovnováze µg*cm-3VTcelkový objem vodné fáze v kontaktu s půdou během experimentu pro cm3studium desorpční kinetiky provedeného sériovou metodou VRobjem supernatantu odebraného ze zkušební nádoby po dosažení adsorpční cm3rovnováhy a nahrazeného stejným objemem 0,01M roztoku CaCl2vaPobjem podílu odebraného k analýze od okamžiku ti během experimentu pro cm3studium desorpční kinetiky provedeného sériovou metodou Vriobjem roztoku odebraného ze zkušební nádoby (i) ke stanovení zkoušené cm3látky v experimentu pro studium desorpční kinetiky (paralelní metoda) Vrfobjem roztoku odebraného ze zkušební nádoby ke stanovení zkoušené látky cm3v desorpční rovnováze množstevní bilance % mEcelkové množství zkoušené látky extrahované z půdy a ze stěn zkušební µg nádoby ve dvou krocích Vrecobjem supernatantu získaný po dosažení adsorpční rovnováhy cm3Povrozdělovací koeficient oktanol/voda pKadisociační konstanta Svrozpustnost ve vodě g*l-1
------------------------------------------------------------------ ------------------------------------ Druh půdy Rozsah pH (v 0,01M Obsah organického uhlíku Obsah jílu Textura půdy1 CaCl2) (%) (%) ------------------------------------------------------------------ ------------------------------------ 1 4,5 - 5,5 1,0 - 2,0 65 - 80 jíl 2 > 7,5 3,5 - 5,0 20 - 40 jílovitohlinitá 3 5,5 - 7,0 1,5 - 3,0 15 - 25 prachovitohlinitá 4 4,0 - 5,5 3,0 - 4,0 15 - 30 hlinitá 5 < 4,0 - 6,0 2 < 0,5 - 1,5 2, 3 < 10 - 15 2 hlinitopísčitá 6 > 7,0 < 0,5 - 1,0 2, 3 40 - 65 jílovitohlinitá/jíl 7 < 4,5 > 10 < 10 písek/hlinitopísčitá ------------------------------------------------------------------ ------------------------------------ 1 Podle FAO a severoamerického systému (85). 2 Hodnoty jednotlivých parametrů by měly pokud možno ležet v uvedeném rozsahu. Vyskytnouli se obtíže při hledání vhodného půdního materiálu, jsou přijatelné hodnoty ležící pod uvedeným minimem. 3 U půd s obsahem organického uhlíku nižším než 0,3 % může být porušena korelace mezi obsahem organického uhlíku a adsorpcí. Doporučují se tedy půdy s minimálním obsahem organického uhlíku 0,3 %.
V0m0------ = (----------- - 1) Kd(1) mpůdampads(eq) nebo do její logaritmické formy při předpokladu(2) Distribuční koeficient K d(cm3*g-1) Obrázek 1. Vztah mezi poměry půda/roztok a hodnotou Kd při různých adsorbovaných podílech zkoušené látky