Critical Investigation of the BCR Fractionation Method Using the BCR-701 Certified Material Sample

Authors

  • Ilona Kruppiné Fekete Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet
  • György Heltai Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet
  • László Bezúr Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar
  • Márk Horváth Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet

DOI:

https://doi.org/10.33038/jcegi.3499

Keywords:

BCR extraction, HNO3/H2O2 microwave extraction, aqua regia microwave extraction, aqua regia extraction in reflux cooling extractor, ICP-OES

Abstract

In our research, the fractionation performed with 3+1 step extraction recommended by the EU Community Bureau of Reference (BCR) in 1993, used to estimate the environmental risk caused by potentially toxic element pollution, was critically evaluated, using the previously optimized multi-element ICP-OES calibration for element detection. The main goal of our work is to compare the applicability of microwave extraction with HNO3/H2O2 mixture, as well as microwave extraction with aqua regia and extraction with a reflux cooling extractor with aqua regia in the determination of residual and pseudototal fractions. Based on the results of our tests, we found that both for the sum of the BCR1-4 fractions and for all the extractions, the concentrations are the highest in the case of the recirculation cooled aqua regia extraction, the microwave-assisted aqua regia and the microwave-assisted nitric acid/hydrogen peroxide extraction are almost equally effective. Therefore, the nitric acid/hydrogen peroxide microwave analysis can still be used, and is especially recommended in the event that aqua regia would cause an increase in the disturbing effect of the matrix during the measurement.

Author Biographies

  • Ilona Kruppiné Fekete, Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet

    Kruppiné Dr. Fekete Ilona
    levelező szerző
    egyetemi adjunktus
    Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet
    2100 Gödöllő, Páter K. u. 1. 
    kruppine.fekete.ilona@uni-mate.hu

  • György Heltai, Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet

    Dr. Heltai György, DSc
    professor emeritus
    Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet
    2100 Gödöllő, Páter K. u. 1.
    heltai.gyorgy@uni-mate.hu

  • László Bezúr, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

    Dr. Bezúr László
    egyetemi docens
    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar
    1111 Budapest, Szt. Gellért tér 4.
    bezur@mail.bme.hu

  • Márk Horváth, Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet

    Dr. habil. Horváth Márk, PhD 
    egyetemi docens 
    Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem, Környezettudományi Intézet
    2100 Gödöllő, Páter K. u. 1. 
    horvath.mark.kalman@uni-mate.hu

References

BAUDO, R. – BELTRAMI, M. (2001): Chemical composition of Lake Orta sediments. J. Limnol., 60(2), 213–236. DOI: https://doi.org/10.4081/jlimnol.2001.1.213

BÓDOG, I. – POLYÁK, K. – HLAVAY, J. (1997): Determination of Heavy metals in lake and river sediments by selective leaching. Intern. J. Environ. Anal. Chem. 66 (2), 79–94. DOI: https://doi.org/10.1080/03067319708028353

EUROPEAN COMMISSION (1997): The certification of the extractable contents (mass frac-tions) of Cd, Cr, Ni, Pb and Zn in sediment following a three-step sequential extraction pro-cedure (CRM 601). Report EUR, EN 17554, ISBN 92-828-0127-6.

EUROPEAN COMMISSION (2001): The certification of the extractable contents (mass frac-tions) of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in freshwater sediment following a sequential extraction procedure : BCR-701. Publications Office. available at: https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/02c41803-8f6d-41f2-a73d-c47225ff8c6e

FILEP, GY. (1998): Behaviour and fate of polluants in soil. In: FILEP, GY., (Ed.) Soil Pol-lution, Soil, Water and Enviroment Relationships, DATE, Debrecen, 21–49.

HELTAI, GY. – FEKETE, I. – GÉMESI, Z. – PERCSICH, K. – FLÓRIÁN, K. – TARR, ZS. (1998): Environmental evaluation of a local lake chain affected by wastewater by means of spectrochemical analytical methods. Microchem. J., 59 (1), 125–135. DOI: https://doi.org/10.1006/mchj.1998.1574

HELTAI, GY. – PERCSICH, K. – FEKETE, I. – BARABÁS, B. – JÓZSA, T. (2000): Spe-ciation of waste water sediments. Microchem. J., 67(1-3), 43–51. DOI: https://doi.org/10.1016/S0026-265X(00)00095-3

HELTAI, GY. – PERCSICH, K. – HALÁSZ, G. – JUNG, K. – FEKETE, I. (2005): Esti-mation of ecotoxicological potential of contaminated sediments based on a sequential extrac-tion procedure with supercritical CO2 and subcritical H2O solvents. Microchem. J., 79, 231–237. DOI: https://doi.org/10.1016/j.microc.2004.05.007

HELTAI, GY. – FEKETE, I. –HALÁSZ, G. –KOVÁCS, K. –HORVÁTH, M. –TAKÁCS, A. – BOROS N. – GYŐRI Z. (2015): Multi-elemental inductively coupled plasma-optical emission spectroscopic calibration problems of the sequential extraction procedure for the frac-tionation of the heavy metal content from aquatic sediments, Hungarian Journal of Industry and Chemistry, 43, 7–13. DOI: https://doi.org/10.1515/hjic-2015-0002

KEMÉNY, S. – DEÁK, A. (2002): Kísérletek tervezése és értékelése. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 492p.

LÓPEZ-SÁNCHEZ, J.F. – RUBIO, R. – RAURET, G. (1993): Comparison of Two Sequen-tial Extraction Procedures for Trace Metal Partitioning in Sediments. Intern. J. Environ. Anal. Chem., 51 (1-4), 113–121. DOI: https://doi.org/10.1080/03067319308027616

LÓPEZ-SÁNCHEZ, J.F. – RUBIO, R. – RAURET, G. (1994): Heavy metal partitioning in Sediments of a Higly Polluted Mediterranean River (Besos, Barcelona, NE Spain). Verh. In-ternat. Verein. Limnol., 25 (4), 2047–2050. DOI: https://doi.org/10.1080/03680770.1992.11900557

LÓPEZ-SÁNCHEZ, J.F. – RUBIO, R. – SAMITIER, C. – RAURET, G. (1996): Trace metal partitioning in marine sediments and sludges deposited off the coast of Barcelona (Spain). Wat. Res., 30 (1), 153–159. DOI: https://doi.org/10.1016/0043-1354(95)00129-9

QUEVAUVILLER, P. – RAURET, G. – LÓPEZ-SÁNCHEZ, J.F. – RUBIO, R. – URE, A. – MUNTAU, H. (1997): Certification of trace metal extractable contents in a sediment refe-rence material (CRM 601) following a three-step sequential extraction procedure. Sci. Total Environ., 205 (2-3), 223–234. DOI: https://doi.org/10.1016/S0048-9697(97)00205-2

RAURET, G. – RUBIO, R. – LÓPEZ-SÁNCHEZ, J.F. – CASASSAS, E. (1989): Specific procedure for metal solid speciation in heavily polluted river sediments, Intern. J. Environ. Anal. Chem., 35 (2), 89–100. DOI: https://doi.org/10.1080/03067318908028382

RAURET, G. – LÓPEZ-SÁNCHEZ, J.F. –SAHUQUILLO, A. – RUBIO, R. – DAVID-SON, C. – URE, A. – QUEVAUVILLER, P.H. (1999): Improvement of the BCR three step sequential extraction procedure prior to the certification of new sediment and soil reference materials. J. Eniron. Monit., 1, 57–61. DOI: https://doi.org/10.1039/A807854H

SAGER, M. (1992): Chemical speciation and environmental mobility of heavy metals in se-diments and soils. 133-175. In: STOEPPLER, M. (ed.): Hazardous Metals in the Environ-ment, Elsevier Science Publishers, 548p.

STEFANOVITS, P. – FILEP, GY. – FÜLEKY, GY. (1999): Talajtan, Mezőgazda Kiadó, Budapest 470p.

SVÁB, J. (1981): Biometriai módszerek a kutatásban. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 557p.

TEMPLETON, D.M. – ARIESE, F. – CORNELIS, R. – DANIELSSON, L.G. – MUNTAU, H. – Van LEEUWEN, H.P. – ŁOBIŃSKI, R. (2000): Guidelines for terms related to chemi-cal speciation and fractionation of elements. Definitions, structural aspects, and methodologi-cal approaches, IUPAC Recommendations, Pure Appl. Chem., 72 (8), 1453–1470. DOI: https://doi.org/10.1351/pac200072081453

MSZ 21470-50 1998 Környezetvédelmi talajvizsgálatok. Az összes és oldható toxikuselem-, a nehézfém és a króm(VI) tartalom meghatározása (visszavont). Magyar Szabványügyi Testület. Budapest.

MSZ 21470-50 2006 Környezetvédelmi talajvizsgálatok. Az összes és oldható toxikuselem-, a nehézfém és a króm(VI) tartalom meghatározása. Magyar Szabványügyi Testület. Budapest.

MSZ 318/10-23:1985 Szennyvíziszap vizsgálata (visszavont). Magyar Szabványügyi Testület. Budapest.

Published

2022-12-13

Issue

Section

Cikk szövege

How to Cite

Critical Investigation of the BCR Fractionation Method Using the BCR-701 Certified Material Sample. (2022). Journal of Central European Green Innovation, 10(Suppl 1), 55-66. https://doi.org/10.33038/jcegi.3499