UITLOGING VAN ANORGANISCHE COMPONENTEN MET DE ENKELVOUDIGE SCHUDTEST 1 DOEL EN TOEPASSINGSGEBIED Deze procedure is nieuw. Deze ethode beschrijft de uitloging uit vaste stoffen et een deeltjesgrootte kleiner dan 10 (et of zonder verkleining van het ateriaal) in de enkelvoudige schudtest bij een vloeistof-tot-vaste-stof verhouding (L/S) van 10 l/kg ds. De ethode is geschikt voor bepaling van de uitloging van anorganische coponenten uit granulaire aterialen en slibs. Het resultaat van deze bepaling is de afgifte van coponenten (in g per kg droge stof) die optreedt onder de experientele testcondities, zoals hierna beschreven. 2 PRINCIPE Het testateriaal, et een deeltjesgrootte kleiner dan 10 (eventueel verkregen door verkleinen van het ateriaal), wordt gedurende 24 uren in contact gebracht et de uitloogvloeistof (ultrapuur water) et behulp van een overkopenger. De ethode is gebaseerd op de aannae dat een evenwichtstoestand (of een bijna-evenwichtstoestand) wordt bereikt tussen de vloeistof en de vaste fasen gedurende de testperiode. Na 24 uren wordt het vaste residu afgescheiden door filtratie. De concentraties van de uitgeloogde coponenten in het gefiltreerde supernatant (eluaat) worden bepaald volgens de ethoden beschreven in CMA/2/I (anorganische analyseethoden/water). De geeten concentraties worden ogerekend naar uitloging in g/kg ds. Ook de ph-waarde en de geleidbaarheid van het eluaat worden bepaald. Deze paraeters bepalen dikwijls het uitlooggedrag van het ateriaal, en zijn dus belangrijk in de beoordeling van de uitloogtest. 3 OPMERKINGEN Deze ethode werd ontwikkeld o voornaelijk anorganische coponenten te onderzoeken. Er wordt geen rekening gehouden et de specifieke eigenschappen van niet-polaire organische coponenten en et icrobiologische processen in organisch afbreekbaar ateriaal. Deze ethode is ogelijk niet toepasbaar op aterialen et een zodanige waterinhoud of wateraffiniteit dat een goede enging van de vaste stof et de voorziene hoeveelheid vloeistof niet kan bereikt worden. Deze ethode is ogelijk niet toepasbaar op aterialen die een reactie ondergaan et de uitloogvloeistof, resulterend in vb. overatige gasontwikkeling, een solidificerend effect of een overatige warteontwikkeling. Door het verkleinen van het ateriaal worden nieuwe oppervlakken blootgesteld die ogelijk een verandering in de uitloogkarakteristieken teweegbrengen. Het gebruik van enkel deze ethode laat niet toe het uitlooggedrag van een ateriaal te bepalen. juli 2005 Pagina 1 van 6 CMA/2/II/A.12
4 APPARATUUR EN MATERIAAL 4.1 afsluitbare PE of glazen flessen et een inhoud van 1000 l. De glazen flessen oeten een afsluiting hebben van inert ateriaal, vb. PTFE Voor anorganische coponenten worden flessen van PE geprefereerd, behalve voor stalen waarin Hg wordt geanalyseerd 4.2 overkopenger (werkzaa bij 5 owentelingen/in). 4.3 filtreerapparatuur, ofwel een vacuüfilter (werkend tussen 30 kpa en 70 kpa; 300-700 bar), ofwel een apparaat geschikt voor filtratie bij verhoogde druk (< 0,5 Mpa; 5 bar) 4.4 niet eerder gebruikte ebraanfilters voor de filtreerapparatuur et een poriëngrootte van 0,45 µ 4.5 analytische balans et een eetnauwkeurigheid beter dan ± 0,1 g 4.6 ph-eter et een eetnauwkeurigheid beter dan ± 0,05 ph-eenheden 4.7 geleidbaarheidseter et een eetnauwkeurigheid beter dan 0,5 S/ 4.8 theroeters voor ogevingsteperatuur en teperatuur van de eluaten 4.9 onsterrecipiënten (flessen) voor bewaring eluaat 4.10 breekapparatuur: bijv. kaakbreker 4.11 zeefapparatuur et noinale aaswijdte van 10 4.12 onsterverdeler of uitrusting o te kwarteren (facultatief) 4.13 centrifuge, werkend bij 3000-4000 g (facultatief) 5 REAGENTIA Ultra puur water: gedeineraliseerd water, gedistilleerd water of water et een zelfde zuiverheid (5 < ph < 7), et een geleidbaarheid van ten hoogste 0,5 S/. 6 MONSTERBEHANDELING 6.1 Monsterneing De onsterneing oet gebeuren volgens gebruikelijke onsterneingsprocedures o een representatief laboratoriuonster te bekoen. Het ateriaal dat in het labo toekot (laboratoriuonster) oet teninste 2 kg droge stof bedragen. Gebruik een onsterverdeler of kwarteer o het ateriaal verder op te splitsen. 6.2 Monsterbereiding De enkelvoudige schudproef wordt bij voorkeur uitgevoerd op het laboratoriuonster als dusdanig naelijk in dezelfde toestand zoals het ateriaal aan het laboratoriu overhandigd werd (korrelgrootte, vochtgehalte). Indien het onster waaruit het analyseonster wordt verkregen een voorbehandeling (bijv. verkleinen van de deeltjesgrootte) oet ondergaan, wordt verwezen naar de werkwijzen onstervoorbehandeling zoals beschreven in CMA/5/A.1 tot en et A.9. Voor de uitvoering van deze testethode oet ten inste 95% (assa) van het analyseonster een deeltjesgrootte hebben kleiner dan 10. Hiertoe wordt het ateriaal (laboratoriuonster) gezeefd. Indien het grovere ateriaal eer dan 5% (assa) bedraagt, wordt de volledige grovere fractie verkleind. Het ateriaal ag in geen geval fijngealen worden. Niet-breekbaar ateriaal (bijv. etallische deeltjes zoals oeren, bouten, schroot) wordt verwijderd en het gewicht en de aard ervan wordt genoteerd. De ethode van verkleinen wordt eveneens gedocuenteerd en gerapporteerd. Na eventuele verkleining wordt het verkleinde en het gezeefde ateriaal geengd (et uitzondering van het niet-breekbaar ateriaal). Uit dit gehoogeniseerde ateriaal wordt het analyseonster genoen. juli 2005 Pagina 2 van 6 CMA/2/II/A.12
Indien het ateriaal niet kan worden gebroken of gezeefd owille van zijn vochtigheid, ag het worden voorgedroogd. Dit ag niet bij hogere teperatuur dan 40 C gebeuren. OPMERKINGEN Ten gevolge van het breken en zeven kan containatie van het ateriaal optreden zodanig dat dit de uitloging van belangrijke coponenten beïnvloedt, bijv. Co en W bij kaakbrekers uitgerust in wolraacarbide, of Cr, Ni, Mo en V uit roestvaststalen breek- of zeeftoestellen. Vezelachtige aterialen en plastics kunnen eestal verkleind worden na cryogene behandeling. Drogen kan leiden tot oxidatie en/of carbonatatie. Indien het ateriaal als niet-geoxideerd of nietgecarbonateerd ateriaal dient getest te worden, oet het droogproces onder inerte atosfeer uitgevoerd worden. Er kunnen belangrijke verschillen optreden in de resultaten van de uitloogtest die afhankelijk zijn van de ethode van verkleinen en van het ateriaal zelf. Verschillen te wijten aan verschillen in deeltjesgrootte kunnen bepaald worden door het bepalen van de deeltjesgrootteverdeling. Voor zeer salle verdelingen kunnen die verschillen groot worden, vooral bij de grotere deeltjesgrootten. 6.3 Bepaling van het droge stofgehalte (%) en het relatief vochtgehalte (%) Het analyseonster bekoen na 6.2 wordt niet verder gedroogd. Het droge stofgehalte ds van het analyseonster oet bepaald worden op een separaat deelonster dat gedroogd is bij (105 ± 5) C volgens CMA 2/II/A.1 (droogrest). Het relatief vochtgehalte rv (%) is de verhouding tussen de assa water aanwezig in het ateriaal en de assa van het overeenkoend gedroogd ateriaal. Voor de bepaling wordt verwezen naar CMA/2/IIA.1. De berekening van het relatief vochtgehalte rv, uitgedrukt in %, is als volgt: relatief vochtgehalte rv = et a = assa van de lege kroes, in g b = assa van de kroes et nat onster, in g c = assa van de kroes et gedroogd onster, in g 6.4 Analyseonster Voor het uitvoeren van de enkelvoudige schudproef in enkelvoud is een analyseonster nodig et een natte assa overeenkostig et 0.090 kg ± 0.005 kg droge stof, et gekend droge stofgehalte en relatief vochtgehalte rv (6.3), en waarvan ten inste 95 % (/) van de deeltjes kleiner is dan 10. 7 PROCEDURE De enkelvoudige schudtest wordt uitgevoerd bij kaerteperatuur (20 ± 5 C). 7.1 Uitvoering van de enkelvoudige schudtest 7.1.1 voorbereiding Weeg volgens forule (2) een hoeveelheid nat analyseonster w in, gelijk aan 0,090 kg ± 0.005 kg droge stof ( D ). Het analyseonster wordt bekoen door verdelen of kwarteren. W D = 100 ds b c - - c a.100 (%) (1) (2) juli 2005 Pagina 3 van 6 CMA/2/II/A.12
waarin: ds = droge stof gehalte (%) D = assa van benodigde hoeveelheid onster uitgedrukt in droge stof (kg ds) w = overeenkostige assa van het in te wegen nat onster (kg) Met het oog op de vereisten voor een iniale hoeveelheid aan vloeistof bested voor analyse, kan het nodig zijn o een grotere hoeveelheid analyseonster te gebruiken, en een overeenkoend groter volue uitloogvloeistof. Deze afwijking van de ethode dient vereld te worden in het verslag. Breng dit analyseonster kwantitatief over in een 1000 l-recipiënt. Het volue van 1000 l is gekozen in cobinatie et de assa van 90 g ds o de vrije ruite (hoeveelheid lucht) in de fles boven de uitloogvloeistof te inialiseren. Voor aterialen et lage dichtheid is het ogelijk dat hiervan dient afgeweken te worden. Men oet echter steeds trachten de vrije ruite in de fles beperkt te houden. Deze afwijking oet gerapporteerd worden. 7.1.2 uitloogstap Voeg volgens forule (3) een hoeveelheid uitloogvloeistof L toe, zodat een vloeistof-tot-vaste stof verhouding (L/S) gelijk aan 10 l/kg ds ± 2 % gerealiseerd wordt tijdens de extractie. Noteer het volue toegevoegde uitloogvloeistof en de overeenkostige L/S-ratio. Zorg ervoor dat een goede enging bereikt wordt van vaste stof en vloeistof. rv L = 10 100 D waarin: L = volue uitloogvloeistof (l) D = assa droge stof van het onster (kg) rv = relatief vochtgehalte (%) Plaats de afgesloten fles in een overkopenger. Schud gedurende 24 uren ± 0,5 uren bij een schudsnelheid gelijk aan 5 owentelingen/in. Het gebruik van een overkopenger oet bezinking van de vaste stof op de bode van de fles gedurende de extractie verijden. Registreer de teperatuur tijdens de uitloging. Bij soige aterialen ontstaat een gasontwikkeling bij bevochtiging. Voorbeelden hiervan zijn AVI vliegas en straalgrit, die etallische partikels kunnen bevatten. Indien gasontwikkeling optreedt, kan de fles tijdens de uitloogtest een paar keer voorzichtig geopend worden, o zo te hoge druk in de fles te verijden. Dit oet gerapporteerd worden. 7.1.3 scheiding vloeistof-vaste stof Stop het schudtoestel na 24 uren ± 0,5 uren. Laat de vaste gesuspendeerde deeltjes bezinken gedurende 15 inuten ± 5 inuten. Filtreer het eluaat bijna volledig over een ebraanfilter van 0.45 µ, et behulp van een vacuü- of een drukfiltreerapparaat. Spoelen van de filter et water of een ander solvent, na filtratie, is niet toegelaten. Bij analyse van vluchtige coponenten ag geen vacuüfiltratie worden gebruikt. Indien het filtreren niet ogelijk is in een periode van 1 uur aan een eluaatsnelheid van ten inste 30 l/c 2 /uur, dient een andere procedure te worden toegepast voor de vloeistof-vaste stof scheiding. Deze procedure dient vereld te worden in het verslag. Een filtratie over een 0.45µ ebraanfilter dient altijd toegepast te worden. (3) juli 2005 Pagina 4 van 6 CMA/2/II/A.12
OPMERKINGEN Eventueel kan een voorfiltratie over een grovere filter uitgevoerd worden o de filtratie sneller te laten verlopen. Bij oeilijk te filtreren onsters (bv. slibonsters) kan voorafgaandelijk aan de 0.45µ ebraanfiltratie centrifugatie worden toegepast. Er ag voor de vloeistof-vaste stof scheiding geen gebruik geaakt worden van additieven (calciu chloride, aoniuzouten, ) 7.2 Analyse Meet oniddellijk de ph (± 0,1 ph-eenheid) volgens de ethode CMA/2/I/A.1 van het eluaat (7.1.3). Noteer de ph-waarde en teperatuur. Meet de geleidbaarheid (± 1%) volgens de ethode CMA/2/I/A.2. Verdun het eluaat et ultra puur water indien de geleidbaarheid hoger is dan 75 S/c. Verdun het eluaat zodanig dat de geleidbaarheid een waarde bereikt tussen 37 S/c en 75 S/c en noteer de toegevoegde hoeveelheid water. Door de geleidbaarheid van het eluaat op een waarde lager dan ca. 75 S/c te brengen, wordt voorkoen dat precipitatiereacties optreden ten gevolge van de relatief hoge concentraties aan uitgeloogde coponenten. Verdeel het eluaat (na goed opschudden) in een gepast aantal deelonsters voor de verschillende cheische analyses. Conserveer en bewaar elk (deel)elaat in gepaste recipiënten volgens de richtlijnen in CMA/1/B (conservering en recipiënten). Bepaal de concentratie van de op te volgen coponenten in het eluaat confor de analysevoorschriften beschreven in CMA/2/I (anorganische analyseethoden/water). Indien eer dan 1 l conserveringsiddel per 250 l eluaat nodig is, oeten de volgens 7.2 bepaalde concentraties daarvoor worden gecorrigeerd in de berekeningen (8). 7.3 Blanco test Een volue uitloogvloeistof van 0,95 liter wordt onderworpen aan de volledige testethode (et uitzondering van de zeving, verkleining en verdelingsstap, aar inclusief de eluaatanalyse). Het eluaat van de blanco test oet aan de volgende iniuvoorwaarden voldoen: in het eluaat oet de concentratie van elke coponent die wordt beschouwd kleiner zijn dan 20% van de concentratie bepaald in het eluaat van het geteste ateriaal; of de concentratie van elke coponent die wordt beschouwd oet kleiner zijn dan 20% van de concentratie in het eluaat van een liietwaarde waaree de testresultaten vergeleken worden. De beschouwde coponenten zijn al deze die ook bepaald worden in het eluaat van het geteste ateriaal. Als deze voorwaarden niet worden vervuld, dient de containatie verinderd te worden. De resultaten van de blanco test worden niet afgetrokken van de resultaten van de uitloogtest. Deze voorzorgsaatregel houdt geen rekening et de handelingen uitgevoerd tijdens de voorbereiding van het analyseonster (zeven, verkleinen, verdelen, ). 8 BEREKENINGEN De analyse van het eluaat geeft de concentratie van de coponenten in het eluaat, in g/l. Het uiteindelijke resultaat van de test wordt uitgedrukt als de uitgeloogde hoeveelheid van de coponent ten opzichte van de totale assa van het analyseonster, in g/kg droge stof. juli 2005 Pagina 5 van 6 CMA/2/II/A.12
Bereken voor iedere coponent de uitgeloogde hoeveelheid (eissie E), op basis van de droge stof, et de forule: waarin: E es = c L D + rv 100 E es = de uitgeloogde hoeveelheid van een coponent in de enkelvoudige schudproef bij L/S = 10 (in g/kg droge stof) c = de concentratie van die coponent in het eluaat (g/l), houd rekening et eventuele verdunning bij hogere geleidbaarheid L = het volue uitloogvloeistof dat toegevoegd werd (l) rv = het relatief vochtgehalte (in % van de droge assa, zoals berekend aan de hand van vergelijking 2) D = de assa van het analyseonster, uitgedrukt in droge stof (kg ds) De in forule (4) bedoelde concentratie c is de oorspronkelijk in het eluaat aanwezige concentratie; de volgens 7.2 bepaalde eetwaarde oet worden gecorrigeerd voor de toegevoegde hoeveelheid conserveringsiddel indien dit eer bedraagt dan 1 l per 250 l eluaat. 9 VERSLAG Het verslag oet iniaal volgende gegevens bevatten: verwijzing naar de referentie in het CMA. Indien de enkelvoudige schudproef niet volledig confor werd uitgevoerd oeten alle afwijkingen geotiveerd worden zoniet ag niet naar de referentie verwezen worden; voorbehandeling van het analyseonster (ethode van verkleinen, inclusief het drogen indien dit nodig was, fractie > 10, fractie niet-breekbaar, ethode van verdelen droge stofgehalte ds (%) en relatief vochtgehalte rv (%) ); uitvoerdatu van de proef; de verhouding vloeistof-tot-vaste stof in de proef; ph van het eluaat; de onderzochte coponenten en hun onderste bepalingsgrenzen in het eluaat; de geeten concentraties van de onderzochte coponenten in het eluaat op axiu 2 significante cijfers; de berekende uitloging (eissie) van de onderzochte coponenten (in g/kg ds) bij de overeensteende L/S-waarde. Bij analyseresultaten onder de bepalingsgrens oeten voor de eissie zowel een ondergrens als bovengrens aangegeven worden. 10 REFERENTIES pren 12457-4: Characterization of waste - Leaching - Copliance test for leaching of granular waste aterials and sludges - Part 4: One stage batch test at a liquid to solid ratio of 10 l/kg for aterials with particle size below 10 (without or with size reduction); Septeber 2002 (version accepted for publication as EN). (4) juli 2005 Pagina 6 van 6 CMA/2/II/A.12