Tăng cường năng lực trong vấn Đề phân tích các chất Ô nhiễm hữu cơ mới trong trầm tích sop pah mau tram tich gcms 2017 new

Tăng cường năng lực trong vấn Đề phân tích các chất Ô nhiễm hữu cơ mới trong trầm tích sop pah mau tram tich gcms 2017 new

Xác định PAHs trong mẫu trầm tích bằng GCMS-QP2010

Qui trình phân tích PAHs trong trầm tích bằng phương pháp GCMS-QP2010

SOẠN THẢO LẦN THỨ : 1

Sử dụng từ : 06 - 2017

Xác định PAHs trong mẫu trầm tích bằng GCMS-QP2010

1 Phạm vi áp dụng

Qui trình này được sử dụng để xác định các hợp chất PAHs trong mẫu trầm tích

2 Nguyên tắc của phương pháp

Các chất hydrocacbon thơm đa vòng trong đất được tách chiết bằng phương pháp chiết sử dụng kĩ thuật chiết siêu âm và chiết pha rắn với hỗn hợp dung môi DCM :Hexan (50 :50), sau đó được làm giàu và làm sạch trên cột Silicagel Cuối cùng là định lượng trên thiết bị GC/MS

Thêm chất đồng hành chuẩn: Thêm 25 l hỗn hợp surrogate 2ppm (Naphthalene-d8, Acenaphthylene-d8, Phenathrene-d10, Anthracene-d10, Fluoranthene-d10, Bezo[a]anthracene-d12, Benzo[e]pyrene-d12, Dibenzo[g,h,i]pyrylene-d12, Dibenzo[a,i]pyrene-d12)

Các đồng phân PAHs bao gồm: naphthalen, acenaphthylen, acenaphthen, fluoren, phenanthren, anthracen, fluoranthen, pyren, benzo(a)anthracen, chrysen, benzo(b)fluoranthen, benzo(k) fluoranthen, benzo(a)pyren, indeno(1,2,3-c,d)pyren, dibenzo(a,h)anthracen, benzo(g,h,i)perylen;

3 Yếu tố cản

Các hợp chất có chứa sulfur sẽ gây ảnh hưởng đến sự định lượng các hợp chất PAHs Do đó trong một số bước tiền hành xử lý mẫu thêm đồng vào dịch chiết để loại bỏ các hợp chất sulfur Chloroparafin có trong mẫu dầu ảnh hưởng đến định tính và định lượng các hợp chất PAHs Việc thêm các bước làm sạch bằng cột sắc ký là cần thiết nếu trong mẫu có Chloroparafin

4 Thiết bị

- Sắc ký khí : GCMS 2010, Shimadzu, Japan

Các điều kiện cho GCMS 2010 được trình bày trong phần Phụ lục 2

- Máy siêu âm, Transsonic-700/H, Elma, Germany

5 Hoá chất và dụng cụ

- Thiết bị GC/MS - QP 2010

- Bộ cô cất chân không

- Cân phân tích có độ chính xác 0,01g

5.1 Hoá chất

 Chất chuẩn: 1 bộ chất chuẩn

 Dung môi: - Dichloromethane (p.a)

- n-hexane (p.a)

- Cyclohexan (p.a)

 Hoá chất khác: Na2SO4, Silicagel 60 (70-230 mesh)

Xác định PAHs trong mẫu trầm tích bằng GCMS-QP2010

5.2 Dụng cụ thí nghiệm

- Cốc thuỷ tinh, ống đong

- Bình định mức pha chuẩn 2 ml or 1ml, 10 ml, 100ml

- Pipet pasteur, quả bóp, bông thuỷ tinh,

- Cột clean-up, thuỷ tinh, đường kính 1cm, dài 30 cm

- Bình cầu 250ml

- Ống cô mẫu chia vạch 10ml

6 Bảo quản mẫu

Mẫu trầm tích sau khi lấy về được phơi khô tại nhiệt độ phòng trong khoảng 20oC đến 25o

C Sau đó mẫu được nghiền mịn và rây ở cỡ hạt < 1mm

7 Xử lý mẫu

Quy trình xử lý mẫu trầm tích được thực hiện theo các bước sau:

7.1 Chiết mẫu:

1 Cân 5 g mẫu khô cho vào chai thủy tinh 100ml

2 Trộn đều mẫu với Na2SO4 khan để loại hết nước còn lại trong mẫu

3 Thêm 50 µl Surogate PAHs 1ppm

4 Thêm 50ml hỗn hợp dung môi DCM/n-hexan (tỷ lệ 1/1 về thể tích)

5 Để chai đựng mẫu vào bể siêu âm trong 5 phút

6 Li tâm trong 5 phút

7 Chuyển dịch chiết sang ống PP 50 khác

8 Lặp lại bước 4-7 thêm 2 lần

9 Cô dịch chiết gom được về 1 mL

7.2 Làm sạch dịch chiết bằng cột silicagel và đồng hoạt hóa:

10 Chuẩn bị cột Silicagel: Nhồi 5 g Silicagel vào cột thủy tinh dài 50 cm, đường kính 1cm Nhồi ướt, chú ý tránh để khô Silicagel Cho 1g Na 2 SO 4 phía trên lớp Silicagel Sau khi nhồi xong, hoạt hóa cột với 50 ml DCM/n-hexan

11 Chuyển 1ml dịch chiết mẫu vào cột silicagel

12 Tráng ống đựng dung môi bằng 5ml dung môi DCM/n-hexan, lặp lại việc tráng bình thêm 2 lần Dung môi tráng được cho vào cột Florisil đã chứa mẫu Chú ý, mỗi lần cho dung môi

vào phải đợi chảy qua cột hết của lần trước

13 Rửa giải PAHs với 50 ml dung môi n-hexan

14 Hứng dịch tráng và dịch rửa giải vào ống PP

7.3 Cô đặc dịch rửa giải:

15 Cô dịch rửa giải về 1ml bằng thiết bị cô Nito

16 Thêm chất nội chuẩn chrysen-d12

17 Định mức về 1ml bằng n-hexan

Các bước xử lý mẫu trầm tích được trình bày tóm tắt trong phần Phụ lục 3

Xác định PAHs trong mẫu trầm tích bằng GCMS-QP2010

8 Phân tích trên GC/MS

2 l dịch chiết được bơm trên thiết bị GCMS-QP2010 sử dụng cột tách Rtx-PAH với chế độ không chia Các cấu tử PAHs được định tính bởi thời gian lưu và mảnh phổ đặc trưng và được định lượng bởi phần mềm chuyên dụng

Thứ tự rửa giải của các PAHs như sau:

Ion

Target (m/z)

Reference (m/z)

I

II

IV

11 Benzo[b]flounranthene 37.37 252 250, 254

12 Benzo[k]flounranthene 37.435 252 250, 254

Các điều kiện phân tích được trình bày trong phần Phụ lục 2

Đường chuẩn: 1 Đường chuẩn được lập trong 1 khoảng đối với chuẩn Mix 1

Khoảng nồng độ : 1  200 ng/ml

Số điểm: 7 điểm Phương pháp nội chuẩn được lập theo phương pháp bình phương tối thiểu tỉ

lệ giữa chiều cao pic và nồng độ (ng/ml)

- Đo đạc mẫu: Thứ tự bơm mẫu sẽ là: dung môi, QC, dung dịch Pb-SR, Blank, Mẫu, dung

môi, QC Sau khi bơm 5-7 mẫu, dung môi thường được chèn vào giữa để tránh nhiễm bẩn

- Kiểm tra chuẩn: Đối với một seri mẫu được bơm, một số QC được bơm và định lượng theo

đường chuẩn cũ Nếu sự thay đổi nồng độ của các QC vượt quá 20%, đường chuẩn mới nhất thiết

phải được lập lại và PK sẽ được kiểm tra bởi đường chuẩn mới

Xác định PAHs trong mẫu trầm tích bằng GCMS-QP2010

9 Rửa dụng cụ thuỷ tinh

Tất cả các dụng cụ thủy tinh chiết mẫu, cô đặc, clean-up đều phải được rửa bằng nước xà phòng, siêu âm 30 phút với xà phòng, rửa sạch và sau đó được ngâm trong dung dịch hỗn hợp axit sunfuric và bicromat qua đêm Cuối cùng, vớt ra tráng sạch bằng nước máy, rửa lại và được sấy khô trong tủ sấy Dung cụ thủy tinh nhỏ như: vial 12ml, 4ml, 2 ml; ống nghiệm được nung ở 500oC trong 4 h Những dụng cụ chia vạch, bình định mức, sau khi ngâm axit, rửa sạch, siêu âm, rửa sạch, sau đó sấy khô trong tủ sấy

Trước khi dùng, dụng cụ được tráng dung môi axetone, hexane, hexane cất lại

10 Blank sample

Đối với mỗi một mẻ mẫu, mẫu blank được tiến hành để kiểm tra độ sạch của tất cả các dụng

cụ và đồ thuỷ tinh Mẫu blank được sử dụng là bằng Na2SO4 hoặc cát trắng sạch

11 Chuẩn bị dung dịch Surrogate

Đối với mỗi một mẻ mẫu dược chiết, Hỗn hợp surrogate (Naphthalene-d8, Acenaphthylene-d8, Phenathrene-d10, Anthracene-d10, Fluoranthene-d10, Bezo[a]anthracene-d12,

Benzo[e]pyrene-d12, Dibenzo[g,h,i]pyrylene-Benzo[e]pyrene-d12, Dibenzo[a,i]pyrene-d12) được cho vào được thêm vào do đó

hiệu suất thu hồi sẽ bị thay đổi theo ngày và người thêm chuẩn Vì vậy cùng mỗi mỗi mẻ chiết mẫu, phải chuẩn bị tương ứng một dung dịch hỗn hợp surrogate (Naphthalene-d8, Acenaphthylene-d8, Phenathrene-d10, Anthracene-d10, Fluoranthene-d10, Bezo[a]anthracene-d12, Benzo[e]pyrene-d12, Dibenzo[g,h,i]pyrylene-Benzo[e]pyrene-d12, Dibenzo[a,i]pyrene-d12) được dùng làm SR (ký hiệu dung dịch Pb) tương ứng với nồng độ được spike

Pb-PAHs: 50 l hỗn hợp surogate có nồng độ 1ppm trong 1ml n-hexan

12 Kết quả

12.1 Hiệu suất thu hồi của Surrogate

Surrogate được chọn cho phân tích PAHs là hỗn hợp các PAH (Naphthalene-d8, Acenaphthylene-d8, Phenathrene-d10, Anthracene-d10, Fluoranthene-d10, Bezo[a]anthracene-d12, Benzo[e]pyrene-d12, Dibenzo[g,h,i]pyrylene-d12, Dibenzo[a,i]pyrene-d12) Hiệu suất thu hồi phải nằm trong khoảng 60-150% Nếu hiệu suất thu hồi của surrogate nhỏ hơn 60 % thì qui trình xử lý mẫu phải được thực hiện lại Trong trường hợp hiệu suất quá thấp, phải chọn phương pháp chiết khác

12.2 Dung dịch chuẩn kiểm tra (PK)

Nồng độ của các dung dịch PK được chuẩn bị theo Phụ lục 1

PK-X là một mẫu CRM/ hoặc mẫu đã thêm chuẩn được sử dụng để check cho một đợt mẫu

Xác định PAHs trong mẫu trầm tích bằng GCMS-QP2010

12.3 Đánh giá sắc đồ

Với sắc đồ chuẩn PAHs có chứa các cấu tử PAH: PAHs sẽ được xác định dựa trên thời gian

lưu và mảnh phổ đặc trưng của các cấu tử PAHs

12.4 Tính toán

Kết quả cuối cùng về hàm lượng của PAHs trong mẫu mẫu sẽ nhận được dựa trên sự chuyển đổi giá trị từ giá trị định lượng bởi thiết bị phân tích

1 Phải có Kết quả tính toán được nồng độ các cấu tử PAHs : Trong dịch cô 1ml (ng/ml),

2 Tính nồng độ từng PAHs trong mẫu (mg/kg)

1 Suy ngược hiệu suất thu hồi của surrogate 100%

Giả sử lượng Surrogate được thêm vào mẫu là 500ng, nếu giá trị PAH tìm thấy là 300ng thì giá trị cuối cùng sẽ phải nhân với hệ số 1,67

Ví dụ:

500 ng = 100%

300 ng = ?

=> Hệ số = 500/300 = 1,67

2 Hệ số đường chuẩn (QC)

Tính toán kết quả phải sử dụng các hệ số của đường chuẩn trong trường hợp không dựng lại đường chuẩn mới

Khi giá trị QC nhỏ hơn 20% giá trị thực tế, sử dụng hệ số 1,25

Ví dụ:

Hệ số đường chuẩn (QC) = giá trị thực (target)/ giá trị được xác định lại (actual)

3 Hệ số pha loãng

Mẫu sau khi cô về thể tích cuối là 1ml lấy 90ul mẫu và 10ul IS cho vào glassinsert để bơm lên

GC Trong trường hợp hàm lượng PAHs trong mẫu cao, lượng mẫu sẽ phải lấy ít hơn Do đó trong công thức phải tính tới hệ số

Ví dụ: Lấy 10 ul mẫu, 80ul dung môi và 10ul IS

Công thức tính: C (ng/ml) = C trên máy (ng/ml) x 8/9

4 Quy ngược ra lượng mẫu

Nồng độ các chất được tính toán là ng/ml dịch chiết Thể tích dịch chiết cuối là 1 ml Kết quả phải được chuyển sang ng/lượng mẫu Nếu lượng mẫu sử dụng là 10g, phương trình được áp dụng

sẽ là:

ng/ml/ 10g x 1ml = 10 x ng/g

Xác định PAHs trong mẫu trầm tích bằng GCMS-QP2010

5 Công thức tính từng PAH

C PAH (mg/kg) = C định lượng (ng/ml) x hệ số QC x hệ số pha loãng x thể tích cuối (ml)/

H (SR)/ khối lượng mẫu (g) / 1000 12.5 LOQ

Giới hạn định lượng (LOQ) là của từng cấu tử PẠH/trên thiết bị GC/MS-2010 phải được xác định thường kỳ 3 tháng/lần bằng cách bơm lặp lại 7-10 lần dung dịch QC có nồng độ nhỏ (1-5ppb) Xác định độ lệch chuẩn (SD) giá trị QC đó

- Giới hạn xác định (LOD) trên máy: = 3 x SD

- Giới hạn định lượng (LOQ) trên máy: = 10 x SD

Từ giá trị trên xác định Giới hạn phát hiện của phương pháp (MDL)của từng cấu tử PAHs tùy thuộc vào khối lượng của từng mẫu được lấy

13 QA/QC

Các điều kiện sau phải được tuân theo:

13.1 Phân tích GC

1 Đường chuẩn:

- Sử dụng đường chuẩn với hệ số tương quan R> 0.995

- Kiểm tra dung dịch PK ( không được sai lệch ± 25%)

- Thường 1 tháng pha lại dãy chuẩn mới, lập lại đường chuẩn

2 Ghi rõ trong logbook mẻ mẫu được tính theo đường chuẩn nào

3 Kiểm tra QC trong mẫu sai lệch ± 20% Trong một mẻ bơm mẫu, QC phải được bơm đầu

mẻ và cuối mẻ bơm mẫu

4 Tín hiệu IS trong mẫu dao động từ 80-120% khi so sánh với tín hiệu IS trong QC

5 Hiệu suất thu hồi của surrogate phải từ 60-120 % khi so sánh với dung dịch Pb được chuẩn

bị hàng ngày theo mẻ mẫu (Pb : SR+IS)

6 Sau 30 mẫu, phân tích 01 mẻ mẫu recovery (3-5 mẫu) có thêm chuẩn các cấu tử PAHs, hiệu suất thu hồi đạt 70-120%

7 Mẫu Blank luôn được phân tích cùng mẻ mẫu

(Mẫu không đạt các thông số trên, phải bơm lại mẫu trên GC hoặc thực hiện xử lý lại mẫu.)

8 GC:

- Sử dụng tiền cột (1m)

- Thay septum 1 tuần/1 lần;

Xác định PAHs trong mẫu trầm tích bằng GCMS-QP2010

- Glassinsert, tiền cột : 01tháng/lần (tắt máy GCMS):

- Kiểm tra khả năng tách của cột… dựa vào chiều cao và diện tích pic của 2 chất gần nhau

- Xác định giới hạn phát hiện PAHs trên thiết bị 3 tháng/lần

9 Chuyển data đã tính toán sang Thư mục lưu kết quả

13.2 Xử lý mẫu, QA/QC

1 Blank luôn được làm cùng với 01 mẻ mẫu

2 Sau 30 mẫu, phân tích 01 mẻ mẫu recovery (3-5 mẫu) có thêm chuẩn các cấu tử PAHs muối Na2SO4 hexane

3 Sau 50 mẫu, phân tích 01 mẻ mẫu dầu (3-5 mẫu) đã biết nồng độ

15 Phụ lục

Phụ lục bao gồm các các bước cụ thể của quá trình chiết mẫu, điều kiện phân tích GC/MS-QP2010 và cách pha chuẩn QC và PK

Xác định PAHs trong đất và trầm tích bằng GC/MS

(Every month, the solutions will be prepared again) Chuẩn bị dung dịch chuẩn PAHs QC và PK cho GCMS

Cylohexane (GC), Usinge sringe for preparation std solutions and autopippet for solvent

The conc of IS is 100ppb

Preparation of intermediate solution:

IS Chrysene-d12, 1ppm 10 ng/µl, cyclohexan 5 ml 1 ng/µl 500 µl Take 1ml into vial 4ml for QC & PK

QC&PK solution:

Mix63, 10ppm

(Every month, the solutions will be prepared again)

SR- (Naphthalene-d8, Acenaphthylene-d8, Phenathrene-d10, Anthracene-d10, Fluoranthene-d10, Bezo[a]anthracene-d12, Benzo[e]pyrene-d12, Dibenzo[g,h,i]pyrylene-d12, Dibenzo[a,i]pyrene-d12

hiệu

Nồng độ ng/ml

Mix 63, 100ppb (ul)

Mix 63, 1ppm (ul)

SR -2ppm

(ul)

SR - 100ppb

(ul)

IS (ul) Chrysen-d12, 1ppm (ul)

V (ul) Cyclohe xan Dung

dịch QC

Điều kiện phân tích GCMS 2010

<Auto Injector (AOC-20i)>

<GC (GC-2010)>

<MS (GCMS-QP2010)>

Sắc đồ các cấu tử PAHs nồng độ 200ppb

Hình 1: Tóm tắt quy trình phân tích PAHs trong trầm tích

5g mẫu

Cô dịch chiết về 1ml

Làm sạch trên cột LC-Si (5g silicagel)

Rửa giải = 50ml hỗn hợp n-hexan:DCM (1:1)

Cô bằng N2, thêm Chrysen-d12, định mức

tới 1ml bằng n-hexane

GC/MS

Thêm 50ul-SR PAH (1ppm) Chiết siêu âm= 50ml hỗn hợp DCM/n-hexane 1/1(v/v)-15 phút (lặp lại 3 lần)