KHÔNG KHÍ XUNG QUANH - XÁC ĐỊNH TỔNG HYDROCACBON THƠM ĐA VÒNG (PHA KHÍ VÀ PHA HẠT) - THU MẪU BẰNG BỘ LỌC HẤP THỤ VỚI PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ/KHỐI PHỔ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11314:2016 KHƠNG KHÍ XUNG QUANH - XÁC ĐỊNH TỔNG HYDROCACBON THƠM ĐA VỊNG (PHA KHÍ VÀ PHA HẠT) - THU MẪU BẰNG BỘ LỌC HẤP THỤ VỚI PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ/KHỐI PHỔ Ambient air - Determination of total (gas and particle-phase) polycyclic aromatic hydrocarbons Collection on sorbent-backed filters with gas chromatographic/mass spectrometric analyses Lời nói đầu TCVN 11314:2016 xây dựng sở tham khảo ISO 12884:2000 Ambient air - Determination of total (gas and particle-phase) polycyclic aromatic hydrocarbons - Collection on sorbent-backed filters with gas chromatographic/mass spectrometric analyses TCVN 11314:2016 Tổng cục Môi trường biên soạn, Bộ Tài nguyên Môi trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Tiêu chuẩn áp dụng cho hydrocacbon thơm đa vịng (PAH) có chứa hai nhiều vịng thơm Tiêu chuẩn khơng áp dụng cho polyphenyl hợp chất khác có chứa vịng thơm nối với liên kết đơn Một vài PAH xem chất gây ung thư tiềm ẩn người PAH phát thải vào khơng khí trước tiên qua q trình đốt nhiên liệu hóa thạch gỗ PAH có áp suất bão hòa 25 °C nằm khoảng từ 10-2 kPa đến nhỏ 10-13 kPa Các PAH có áp suất lớn 10-8 kPa phân bố đáng kể pha phụ thuộc vào nhiệt độ khơng khí xung quanh, độ ẩm, loại nồng độ PAH bụi thời gian tồn khơng khí PAH đặc biệt PAH có áp suất bão hòa lớn 10 -8 kPa có xu hướng bay từ lọc bụi trình lấy mẫu Do vậy, bẫy hỗ trợ đưa vào giúp cho trình lấy mẫu hiệu Ngoại trừ PAH có áp suất 10-8 kPa, việc phân tích riêng rẽ lọc bẫy không phản ánh phân bố pha ban đầu khơng khí nhiệt độ khơng khí xung quanh bình thường bay hợp chất từ lọc KHƠNG KHÍ XUNG QUANH - XÁC ĐỊNH TỔNG HYDROCACBON THƠM ĐA VỊNG (PHA KHÍ VÀ PHA HẠT) - THU MẪU BẰNG BỘ LỌC HẤP PHỤ VỚI PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ/KHỐI PHỔ Ambient air - Determination of total (gas and particle-phase) polycyclic aromatic hydrocarbons - Collection on sorbent-backed filters with gas chromatographic/mass spectrometric analyses Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định quy trình lấy mẫu, làm phân tích để xác định hydrocacbon thơm đa vịng (PAH) khơng khí xung quanh cách thu PAH pha khí pha hạt để xác định chúng Đây phương pháp thể tích lớn (100 l/min đến 250 l/min) phát nồng độ PAH 0,05 ng/m3 thấp với thể tích lấy mẫu lên tới 350 m3 Phương pháp xác nhận có giá trị sử dụng với khoảng thời gian lấy mẫu lên đến 24 h Độ chụm điều kiện bình thường dự kiến ± 25 % tốt độ không đảm bảo ± 50 % tốt (xem Phụ lục A, Bảng A.1) Tiêu chuẩn mơ tả quy trình lấy mẫu phân tích PAH bao gồm việc thu mẫu từ khơng khí lên tổ hợp lọc bẫy hấp phụ Sau tiếp tục phân tích sắc ký khí/khối phổ (GC/MS) Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 6500:1999 (ISO 6879:1995) Chất lượng khơng khí - Những đặc tính khái niệm liên quan đến phương pháp đo chất lượng khơng khí TCVN 6751:2009 (ISO 9169:1994) Chất lượng khơng khí - Định nghĩa xác định đặc trưng tính hệ thống đo tự động TCVN 5970:1995 (ISO/TR 4227:1989) - Lập kế hoạch giám sát chất lượng khơng khí xung quanh Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Hiệu suất lấy mẫu (sampling efficiency) Es Khả bẫy giữ lại PAH lấy mẫu CHÚ THÍCH: % ES phần trăm chất phân tích quan tâm thu giữ lại phương tiện lấy mẫu đưa lượng biết chất phân tích qua lấy mẫu khơng khí lấy mẫu vận hành điều kiện thông thường với khoảng thời gian lớn thời gian yêu cầu với mục đích sử dụng định trước 3.2 Hiệu suất lưu giữ động học (dynamic retention efficiency) Er Khả phương tiện lấy mẫu giữ lại PAH biết thêm vào bẫy hấp phụ dung dịch thêm chuẩn khơng khí hút qua lấy mẫu điều kiện thông thường khoảng thời gian lớn khoảng thời gian yêu cầu với mục đích sử dụng định trước Nguyên tắc 4.1 Lấy mẫu Lấy trực tiếp mẫu khơng khí từ khơng khí xung quanh cách hút khơng khí với lưu lượng tối đa 225 l/min (16 m3/h) Trước tiên mẫu qua lọc bụi mịn sau qua bẫy có chứa bọt polyuretan (PUF) nhựa polyme styren/divinylbenzen (XAD-2) Thời gian lấy mẫu thay đổi tùy thuộc vào nhu cầu giám sát giới hạn phát u cầu Tổng thể tích khơng khí lấy mẫu không vượt 350 m3 ngoại trừ PAH đánh dấu detơri chất chuẩn phù hợp khác thêm vào chất hấp phụ PUF XAD-2 làm chuẩn nội trước lấy mẫu để xác nhận hiệu suất lưu giữ 4.2 Phân tích Sau lấy thể tích cố định khơng khí, lọc hộp/hộp hấp phụ chiết với chiết Soxhlet Dùng thiết bị ngưng Kuderna-Danish để làm giàu dịch chiết mẫu (hoặc phương pháp xác nhận khác), sau làm giàu thêm điều kiện có dòng nitơ cần, phần chất lỏng phân tích sắc ký khí/khối phổ Kết thu cho biết nồng độ PAH kết hợp pha hạt pha khí khơng khí phân tích Giới hạn cản trở 5.1 Giới hạn PAH có dải rộng áp suất (ví dụ từ 1,1 x 10-2 kPa naphthalen đến x 10-13 kPa corone 25 °C) Bảng B.1 Phụ lục B liệt kê số PAH thường tìm thấy khơng khí xung quanh Các PAH có áp suất lớn hơn, khoảng 10-8 kPa có khơng khí xung quanh, phân bố từ pha khí đến pha hạt Phương pháp cho phép thu hai pha Tuy nhiên, bị PAH pha hạt lọc trình lấy mẫu trình giải hấp bay [1] đến [8] Trong tháng mùa hè, đặc biệt thời tiết ấm, bay từ lọc lên đến 90 % PAH có áp suất lớn 10-6 kPa [3] đến [8] Với nhiệt độ khơng khí xung quanh 30 °C lớn hơn, khoảng 20 % benzo[a]pyren perylen (áp suất = x 10-10 kPa) tìm thấy bẫy [1] Do vậy, phân tích riêng rẽ lọc khơng phản ánh nồng độ PAH ban đầu liên kết với hạt, mà cung cấp phép đo xác kết phân tích chất hấp phụ pha khí Do vậy, phương pháp yêu cầu lọc chất hấp phụ chiết để đo xác tổng nồng độ PAH khơng khí CHÚ THÍCH Phương pháp lấy tất hạt truyền theo khơng khí, hạt có kích thước đến 40μm PAH pha hạt làm giàu hạt bụi mịn khơng khí xung quanh Do vậy, việc sử dụng thiết bị đầu vào giới hạn cỡ hạt (ví dụ PM10 PM2,5), yêu cầu, có ảnh hưởng nhỏ lên phép đo tổng PAH Việc phương pháp đánh giá PAH trình bày Phụ lục A Có thể dùng phương pháp để xác định PAH khác, người sử dụng nên chứng minh hiệu suất lấy mẫu phân tích chấp nhận Naphthalen axenaphtyen có áp suất tương đối cao phương pháp phân tích khơng hiệu Hiệu suất lấy mẫu naphthalen xác định khoảng 35 % PUF khoảng 60 % XAD [9] Người sử dụng ước tính hiệu suất lấy mẫu PAH cần phân tích cách xác định hiệu suất lưu giữ động học chất hấp phụ % Er nói chung xấp xỉ % Es 5.2 Cản trở Phương pháp bị cản trở chất nhiễm bẩn dung môi, thuốc thử, bình thủy tinh dụng cụ xử lý mẫu khác dẫn đến kết rời rạc và/hoặc đường tăng cao tín hiệu detector Bình thủy tinh phải đựợc làm cẩn thận (ví dụ rửa axit, sau nung nóng đến 450 °C lị Muffle, tráng lại dung mơi trước sử dụng) Phải thường xuyên chứng minh tất dung môi vật liệu khác không gây cản trở lưới điều kiện phân tích cách phân tích mẫu trắng phịng thí nghiệm Cản trở mẫu chất nhiễm bẩn mẫu chiết Cần phải có bước làm bổ sung sắc ký cột Mức độ cản trở gặp sử dụng kỹ thuật sắc ký khí chưa đánh giá đầy đủ Mặc dù điều kiện GC/MS mô tả cho phép phân giải phần lớn PAH, số đồng phân PAH không sắc ký phân biệt với chất khác MS Có thể giảm loại bỏ cản trở từ số hợp chất PAH, đặc biệt dầu hợp chất hữu phân cực, cách sử dụng phương pháp sắc ký khí trước phân tích GC/MS Hệ thống phân tích phải thường xun chứng minh khơng có chất nhiễm bẩn dung mơi, bình thủy tinh thuốc thử khác bị nhiễm bẩn gây cản trở phương pháp Mẫu trắng thuốc thử phòng thí nghiệm mẻ thuốc thử cần phân tích để xác định liệu thuốc thử có chất nhiễm bẩn hay khơng Khi xuất PAH alkyl, đồng rửa giải với chất cần phân tích, gây cản trở Metylaxenaphtalen rửa giải với fluoren phần lớn cản trở tiềm ẩn, việc nhận dạng fluoren xác nhận giám sát ion thứ cấp PAH dị vịng (ví dụ quinolin) khơng gây cản trở, dùng ion khối lượng sơ cấp thứ cấp để nhận dạng, chí có xảy đồng rửa giải Tiếp xúc với nhiệt, ozon, nitơ dioxit (NO2) ánh sáng cực tím (UV) gây phân hủy PAH trình lấy mẫu, bảo quản xử lý Các vấn đề cần phải giải phần quy trình vận hành tiêu chuẩn (SOP) người sử dụng chuẩn bị Nếu có thể, cần sử dụng đèn sợi đốt huỳnh quang loại UV (trừ bước sóng 365 nm) phịng thí nghiệm để tránh tượng quang hóa q trình phân tích CHÚ THÍCH Khi lấy mẫu khơng khí xung quanh điển hình, khí phản ứng ozon nitơ dioxit khơng ảnh hưởng đáng kể đến mẫu Trong đó, đến 50 % benzo[a]pyren thêm chuẩn lên lọc khơng khí (có khơng có bụi) khơng khí xung quanh qua lọc vậy, đặc biệt khơng khí có nồng độ ozon cao, nghiên cứu cho thấy thất phản ứng khơng đáng kể q trình lấy mẫu thông thường benzo[a]pyren thêm chuẩn lên lọc mức gần với khơng khí xung quanh) [3], [8], [10] [11] Khói thuốc trình chuẩn bị mẫu, phịng phân tích khu vực lân cận gây nhiễm bẩn cho mẫu chứa PAH Các biện pháp an toàn CẢNH BÁO - Benzo[a]pyren số PAH khác phân loại chất gây ung thư Hết sức cẩn trọng làm việc với chất Phương pháp không đề cập đến tất vấn đề an toàn liên quan đến sử dụng chúng Trách nhiệm người sử dụng phương pháp phải tư vấn thiết lập thực hành an tồn, có sức khỏe phù hợp xác định khả áp dụng quy định trước sử dụng Người sử dụng cần phải nắm vững đặc tính hóa học lý học chất cần phân tích Tất PAH cần phải xử lý chất gây ung thư Phải cân hợp chất tinh khiết hộp Mẫu không dùng chất chuẩn xem chất thải độc hại phải thải bỏ phù hợp theo quy định Thiết bị phịng thí nghiệm phải kiểm tra thường xuyên đèn UV cầm tay có bước sóng dài (356 nm) huỳnh quang thị nhiễm bẩn Một số dung môi quy định tiêu chuẩn gây ảnh hưởng tới sức khỏe hít phải bị hấp phụ da Quan tâm đặc biệt hexan Phải tiến hành biện pháp phòng ngừa đặc biệt thực tất thao tác trình làm việc với dung môi tủ hút Thiết bị, dụng cụ 7.1 Lấy mẫu 7.1.1 Bộ phận lấy mẫu Hình [12] ví dụ hệ thống thu mẫu điển hình gồm màng lọc đỡ bẫy chất hấp phụ Hệ thống bao gồm giá đỡ làm kim loại (Phần 2) có khả giữ màng lọc bụi tròn 102 mm hỗ trợ lưới 1,2 mm làm thép khơng gỉ với diện tích mở 50 % đồng thời gắn với ống kim loại (Phần 1) có khả giữ hộp chất hấp phụ làm thủy tinh borosilicat kích thước đường kính ngồi 64 mm (đường kính 58 mm) x 125 mm Giá đỡ trang bị miếng đệm kín trơ (ví dụ polytetrafluoetylen (PTFE) đặt hai bên lọc Tương tự vậy, dùng miếng đệm trơ, mềm dẻo (ví dụ cao su silicon) để làm kín khí đầu hộp hấp phụ Hộp hấp phụ làm thủy tinh thụt vào 20 mm từ đầu thấp để đỡ lưới làm thép khơng gỉ 1,2 mm chứa chất hấp phụ Hộp chứa chất hấp phụ làm thủy tinh lắp vừa với Phần 1, vặn vào Phần hộp chứa chất hấp phụ kín khít với vịng đệm Hệ thống lấy mẫu mô tả tài liệu tham khảo [12] Hệ thống lấy mẫu tương tự có bán sẵn thị trường 7.1.2 Hệ thống bơm mẫu thể tích lớn Có thể dùng hệ thống bơm lấy mẫu khơng khí có khả cung cấp lưu lượng dịng khí khơng đổi tới 250 l/min (15 m3/h) qua hệ thống lấy mẫu Bơm trang bị thiết bị kiểm soát lưu lượng dịng phù hợp, đồng hồ chân khơng để đo giảm áp hệ thống lấy mẫu thiết bị giám sát dòng phù hợp khác, đồng hồ đo đặt khoảng thời gian, ống xả để xả khơng khí xa m tính từ lấy mẫu Lối vào lấy mẫu hướng lên xuống Nếu hướng lên trên, cần phải có phận che mưa bụi CHÚ THÍCH Việc lựa chọn ống vào người sử dụng định PAH liên kết thành hạt tập trung hạt bụi; vậy, giới hạn kích thước bụi lối vào có ảnh hưởng lên phép đo tổng PAH 7.1.3 Bộ hiệu chuẩn dòng Áp kế hiệu chuẩn thiết bị đo dịng phù hợp khác gắn với lối vào hệ thống lấy mẫu 7.1.4 Màng lọc Sử dụng lọc bụi làm vi sợi thạch anh, đường kính 102 mm, khơng chất kết dính, rửa axit, có hiệu suất lọc 99,99 % theo khối lượng tốt hạt có đường kính nhỏ 0,5 μm, lọc khác có cỡ phù hợp tùy thuộc vào hệ thống lấy mẫu cụ thể CHÚ THÍCH: Màng lọc sợi thủy tinh sợi thạch anh bọc thấm PTFE dùng để lấy PAH pha hạt [13] Sử dụng màng lọc thay cho lọc quy định người sử dụng phải xác nhận tính sử dụng lọc 7.1.5 Bọt polyuretan, loại polyete, tỉ trọng 22 mg/cm3, cắt thành ống trụ dài 76 mm x đường kính 62 mm kích thước khác phù hợp tùy thuộc vào hệ thống lấy mẫu cụ thể dùng 7.1.6 Nhựa hấp phụ, polyme styren/divinylbenzen (XAD-2), hạt hình cầu, đường kính 500 μm, làm trước CHÚ THÍCH: Hệ thống lấy mẫu mô tả từ 7.1.1 đến 7.1.6 cho thấy bẫy hiệu PAH có từ ba vịng nhiều hơn, với tốc độ lấy mẫu 225 l/min thể tích mẫu 350 m3 thấp [4], [6], [14] đến [20] Các lấy mẫu khác sử dụng lọc lớn (ví dụ 200 mm x 250 mm) bẫy hấp phụ dung lượng lớn (ví dụ 77 mm x 62 mm PUF) dùng để lấy PAH với thể tích khơng khí lớn (ví dụ 700 m3) [1], [2], [5], [7], [21] đến [28] 7.1.7 Găng tay, polyeste cao su latex, dùng xử lý hộp chất hấp phụ lọc 7.1.8 Bình chứa mẫu, kín khí, dán nhãn có nắp vặn (miệng rộng, tốt dùng bình thủy tinh có vịng PTFE), để đựng lọc hộp chất hấp phụ q trình vận chuyển đến phịng phân tích 7.1.9 Bình đá, để giữ mẫu nhiệt độ °C thấp trình vận chuyển đến phịng thí nghiệm sau lấy mẫu 7.1.10 Phiếu số liệu, cho mẫu, để ghi địa điểm thời gian lấy mẫu, khoảng thời gian lấy mẫu, thời gian bắt đầu thể tích khơng khí lấy CHÚ DẪN Dịng khí vào Vịng đệm kín 11 Hộp thủy tinh Màng lọc Màng lọc sợi thạch anh 102mm 12 Chất hấp thụ (XAD-2 PUF) Mođun lấy mẫu Màng hỗ trợ 13 Màng lưu giữ Dịng khí Giá đỡ màng lọc (Phần 2) 14 Giá đỡ hộp thủy tinh (Phần 1) Vòng giữ màng lọc 10 Màng lưu giữ (nếu sử dụng XAD-2) Hình - Ví dụ modun lấy mẫu 7.2 Thiết bị, dụng cụ chuẩn bị mẫu 7.2.1 Hệ thống chiết Soxhlet, dung tích 200 ml, kèm bình 500 ml ngưng phù hợp Nếu hộp thủy tinh chiết không tải, cần có bình chiết 500 ml bình 1000 ml 7.2.2 Thiết bị ngưng Kuderna-Danish (KD), dung tích 500 ml, ống chia vạch 10 ml có nắp thủy tinh nhám, vi cột Snyder ba bầu 7.2.3 Thiết bị ngưng bay hơi, bao gồm ống vi bay dung tích ml, vi cột Snyder (tùy chọn), bếp cách thủy kiểm sốt nhiệt độ ± °C, thiết bị thổi dịng khí nitơ kiểm sốt lưu lượng dịng 7.2.4 Cột làm Cột sắc ký ví dụ chiều dài 60 mm, đường kính 11,5 mm 7.2.5 Lị chân khơng Hệ thống lị sấy có khả trì điều kiện chân khơng từ 30 kPa đến 35 kPa qua đêm (đã xả nitơ) 7.2.6 Tủ lạnh/tủ đơng lạnh phịng thí nghiệm, có khả làm lạnh từ °C đến - 20 °C 7.2.7 Hộp bảo vệ tủ hút hiệu suất cao, có nguồn ánh sáng lọc tia UV, dùng thao tác với chất chuẩn có tính độc cao 7.2.8 Lọ, dung tích 40 ml, làm thủy tinh borosilicat 7.2.9 Lọ nhỏ, dung tích ml, làm thủy tinh borosilicat, có bình chứa hình nón nắp vặn có gioăng PTFE tráng silicon giá đỡ lọ 7.2.10 Bình Erlenmeyer, dung tích 50 ml, làm thủy tinh borosilicat 7.2.11 Hạt sôi, chiết dung mơi, cacbua silicon tương đương, đường kính hạt 0,3 mm đến 0,9 mm 7.2.12 Xẻng, bọc PTFE làm thép không gỉ 7.2.13 Kẹp panh, bọc PTFE làm thép không gỉ 7.3 Phân tích mẫu 7.3.1 Máy sắc ký khí/khối phổ Hệ thống phân tích hồn chỉnh gồm có máy sắc ký khí gắn với khối phổ xử lý số liệu phù hợp cho việc bơm ngắt dòng, tất phụ kiện yêu cầu, kể đặt chương trình nhiệt độ với phụ kiện cho cột, ghi, khí bơm tiêm 7.3.2 Cột GC, cột mao quản nhồi silica chiều dài từ 30 m đến 50 m, đường kính 0,25 mm, bọc lớp mỏng phenyl metylsilicon % độ dày 0,25 μm có sợi nối ngang, cột khác phù hợp Sắt có thành phần khơng nhiều 40 % graphit theo khối lượng (ví dụ 60 % polyamid 40 % graphit theo khối lượng) dùng đầu vào bơm cột GC để tránh hấp thụ PAH xảy 7.3.3 Bơm tiêm, dung tích 10 μl, 50 μl, 100 μl 250 μl, dùng để bơm mẫu vào GC chuẩn bị dung dịch hiệu chuẩn, dung dịch chuẩn so sánh dung dịch thêm chuẩn Thuốc thử vật liệu 8.1 Axeton, chưng cất hệ thống thủy tinh, chất lượng sắc ký 8.2 n-hexan, chưng cất hệ thống thủy tinh, chất lượng sắc ký 8.3 Dietyl ete, cấp thuốc thử, chuẩn bị với etanol % theo thể tích 8.4 Diclometan, chưng cất hệ thống thủy tinh, chất lượng sắc ký 8.5 Xyclohexan, (tùy chọn), chưng cất hệ thống thủy tinh, chất lượng sắc ký 8.6 Toluen (tùy chọn), chưng cất hệ thống thủy tinh, chất lượng sắc ký 8.7 Pentan, chưng cất hệ thống thủy tinh, chất lượng sắc ký 8.8 Silica gel, độ tinh khiết cao, loại 60, đường kính hạt 75 μm đến 200 μm (được tinh chế cách chiết với diclometan mô tả 11.1.1) 8.9 Natri sunphat, khan, cấp thuốc thử (được tinh chế cách dùng diclometan để rửa, sau nung nóng 450 °C h khay nông) 8.10 Chuẩn hiệu suất chiết, fluoren-d10, pyren-d10, benzo[k]fluoanten-d12, chuẩn detơri hóa phù hợp khác, độ tinh khiết 98 % theo khối lượng tốt Dung dịch thêm chuẩn chuẩn bị n-hexan diclometan, đến nồng độ 50 ng/μl, thích hợp Cách khác, dùng 2,2’-dibromobiphenyl 2,2’,3,3’,4,4',5,5',6,6'-decafluoroblphenyl PAH đánh dấu 13C làm chuẩn hiệu suất chiết 8.11 Nội chuẩn, naphtalen-d8, axenaphten-d10, perylen-d12, crysen-d12, độ tinh khiết 98 % theo khối lượng tốt 8.12 Khí nén, khí mang heli, siêu tinh khiết nitơ để làm giàu mẫu, độ tinh khiết cao Chuẩn bị phương tiện lấy mẫu 9.1 Bọt polyuretan Để làm ban đầu, đặt miếng PUF thiết bị Soxhlet trước tiên chiết axeton 14 h đến 24 h với vịng Sau chiết Soxhlet lần thứ hai 14 h đến 24 h khoảng vòng với hỗn hợp dietyl 10 % theo thể tích n-hexan (hoặc chất khác phù hợp với dung môi dùng bước chiết mẫu mơ tả Điều 11) Có thể dùng lại nút PVF làm phù hợp sau lần dùng Chưa xác định số lần sử dụng trước tính bị giảm đáng kể, khơng dùng q sáu lần mà khơng có kiểm chứng thay đổi tính CHÚ THÍCH: Nếu miếng PUF dùng lại, dùng dietyl ete 10 % theo thể tích n-hexan (hoặc dung môi chiết tùy chọn, phù hợp) làm dung môi để làm Miếng PUF chiết đặt lị chân khơng nối với dịng khí nitơ siêu tinh khiết để khơ nhiệt độ phịng khoảng từ h đến h (cho đến nút khơng cịn phồng lên) Dùng găng tay polyeste cao su latex kẹp có đầu bọc PTFE đặt miếng PUF làm khô vào hộp lấy mẫu thủy tinh 9.2 Nhựa styren/divinylbenzen (XAD-2) Đối với làm XAD-2 ban đầu, đặt mẻ XAD-2 (60 g đến 100 g) vào thiết bị Soxhlet chiết diclometan 16 h với khoảng vòng Vào giai đoạn cuối bước chiết Soxhlet ban đầu, loại bỏ diclometan dùng thay thuốc thử Nhựa XAD-2 chiết lại lần 16 h khoảng vòng Nhựa XAD-2 đưa khỏi thiết bị Soxhlet, đặt vào lị chân khơng nối với dịng khí nitơ siêu tinh khiết làm khơ nhiệt độ phòng khoảng từ h đến h (cho đến hạt nhựa không chảy nữa) CHÚ THÍCH Nhựa XAD sấy khơ nhanh sử dụng hệ thống huyền phù tầng sôi với nitơ khơ[29] XAD dùng lại làm phù hợp sau lần dùng, số lần sử dụng trước tính bị giảm đáng kể chưa xác định, không dùng q sáu lần mà khơng có kiểm chứng thay đổi tính Đặt lưới làm thép không gỉ (75 μm) miếng PUF chiết trước dày cm vào đáy hộp làm thủy tinh rửa hexan để giữ lại nhựa XAD-2 Khi sấy, rót nhựa XAD-2 vào hộp lấy mẫu tới độ sâu khoảng cm Nhựa cần từ 55 g đến 60 g chất hấp phụ Đặt lưới 75 μm khác miếng PUF cm lên đầu lớp XAD để giữ chất hấp phụ 9.3 Bảo quản Gói hộp lấy mẫu nạp thành phần vào nhôm tráng hexan, đặt vào hộp chứa kín khí CHÚ THÍCH: Thay cho việc tráng dung mơi, nhơm nung h 450 °C lò nung Muffle 9.4 Kiểm tra mẫu trắng Phải phân tích catric lắp ghép từ mẻ làm mẫu trắng phịng thí nghiệm, sử dụng quy trình mơ tả Điều 11, trước mẻ coi chấp nhận để sử dụng trường Mức độ trắng < 10 ng hộp hấp phụ hợp chất đơn lẻ xem chấp nhận Mức trắng PAH đưa cần phải nhỏ 10 % khối lượng dự kiến lấy để phân tích CHÚ THÍCH Có thể khơng đạt mức trắng < 10 ng naphtalen phenantren Tuy nhiên, hợp chất có khơng khí xung quanh nồng độ tương đối cao, nên chấp nhận mức trắng < 50 ng 10 Lấy mẫu 10.1 Hiệu chuẩn hệ thống kiểm soát lưu lượng khí lấy mẫu Phải giám sát lưu lượng khơng khí qua hệ thống lấy mẫu thiết bị cụm thiết bị kiểm soát lưu lượng Sáu tháng lần phải tiến hành hiệu chuẩn đa điểm hệ thống kiểm soát lưu lượng sử dụng thiết bị chuẩn hiệu chuẩn đánh giá tiêu chuẩn, thiết bị nối tạm thời với đầu vào lấy mẫu Cần tiến hành hiệu chuẩn điểm trước sau lấy mẫu Cách khác, dùng đồng hồ đo khí khơ lưu lượng lớn xác nhận thiết bị Bộ lấy mẫu cần hiệu chuẩn: a) Khi sử dụng; b) Sau sửa chữa lớn bảo dưỡng; c) Bất độ lệch điểm đánh giá so với đường hiệu chuẩn lớn %; d) Khi sử dụng phương tiện thu mẫu khác (PUF với XAD) lẫy mẫu hiệu chuẩn; e) Ở tần suất quy định sổ tay hướng dẫn người sử dụng Sử dụng thiết bị đo lưu lượng chuẩn đục lỗ để hiệu chuẩn lấy mẫu khơng khí ngồi trường Thiết bị phải chứng nhận phịng thí nghiệm so sánh với thay gắn với đồng hồ đo Nếu chứng nhận, việc chứng nhận lại phải tiến hành năm lần thiết bị chuẩn bảo quản tốt không bị hỏng 10.2 Xác định hiệu suất lấy mẫu hiệu suất lưu giữ động học Phải xác nhận hiệu suất lấy mẫu PAH cần phân tích điều kiện dự kiến trường trước bắt đầu chương trình lấy mẫu Xác định hiệu suất đặc biệt quan trọng khoảng thời gian lấy mẫu lớn 24 h Có thể thiết lập hiệu lấy mẫu chấp nhận cách xác định trực tiếp hiệu suất lấy mẫu ước tính từ hiệu suất lưu giữ động học Xác định hiệu suất lấy mẫu (Es) cách thêm chuẩn hỗn hợp dung dịch (hoặc lựa chọn đại diện có chứa hầu hết PAH bay hơi) lên lọc bụi hỗ trợ catric hơi, sau hút qua hệ thống lấy mẫu lắp ráp thể tích khơng khí tương đương với thể tích khơng khí lớn lấy mẫu Xác định hiệu suất giữ lại (Er) cách thêm chuẩn chất hấp phụ trực tiếp, đặt chúng phía sau lọc hệ thống lấy mẫu, theo quy trình tương tự Đối với xác định Es, thêm giọt dung dịch chuẩn vào lọc, cho chịu tải đồng tránh bị bão hòa Đối với xác định Er, bơm cẩn thận dung dịch thêm chuẩn vào bề mặt lớp hấp phụ lối vào theo cách cho dung dịch đồng qua bề mặt có độ dầy khơng q cm Dung dịch chuẩn phải dung môi bay hơi, hexan diclometan Mức thêm chuẩn có nồng độ lần không 10 lần so với nồng độ dự kiến hợp chất cần phân tích khơng khí lấy mẫu Để khơ màng lọc thêm chuẩn chất hấp phụ khoảng h nơi sạch, tránh ánh sáng trước hút khơng khí qua hệ thống Tốc độ lấy mẫu khoảng thời gian lấy mẫu phải tương tự lập kế hoạch chương trình lấy mẫu Nhiệt độ khơng khí xung quanh suốt phép thử phải xấp xỉ với nhiệt độ trường, đặc biệt dự báo điều kiện khí hậu ấm áp Để xác định hiệu suất lấy mẫu, phân tích chất hấp phụ thiết bị lọc thêm chuẩn riêng rẽ khối lượng thêm chuẩn ban đầu trừ lượng dư lại lọc để tính hiệu suất lấy mẫu Đối với xác định hiệu suất giữ động học, phân tích chất hấp phụ Hiệu suất lấy mẫu Es PAH cho, tính phần trăm tính theo Cơng thức sau: Es  W W  WR 100 Trong đó: W lượng PAH chiết khỏi chất hấp phụ sau không hút qua chúng: W0 lượng PAH ban đầu dùng cho lọc; WR lượng PAH giữ lại lọc sau khơng khí hút qua chúng Hiệu suất lấy mẫu tốt nằm khoảng từ 75 % đến 125%, ngoại trừ naphtalen axenaphtylen, hiệu suất thấp hơn, đặc biệt với trường hợp PUF Không chấp nhận trường hợp có hiệu suất 50 % 150 % Hiệu suất giữ động học, Er, tính phần trăm tính theo Cơng thức sau: Er  W 100 W0 Trong đó: W0 lượng PAH ban đầu dùng cho lớp chất hấp phụ % Er nói chung thường gần thấp so với % Es hợp chất hữu bán bay Khoảng chấp nhận áp dụng % Er, tương tự % Es 10.3 Thu mẫu Trước lấy mẫu, làm bề mặt bên vòng đệm hệ thống lấy mẫu Lắp vào tháo thành phần hộp lấy mẫu môi trường kiểm soát nơi xử lý mẫu tập trung, để giảm thiểu biến động xử lý mẫu Lắp hộp lấy mẫu có chất hấp phụ vào phần (Phần 1) đầu lấy mẫu gắn giá đỡ lọc (Phần 2) khít với (xem Hình 1) Dùng kẹp cố đầu bọc PTFE sạch, đặt cẩn thận lọc bụi lên đầu giá đỡ lọc đảm bảo vòng giữ lọc lọc Lắp chặt tất kết nối hệ thống CHÚ THÍCH: Các kết nối khơng lắp chặt dẫn đến rị rỉ khơng khí ảnh hưởng đến tính đại diện mẫu Đặt lấy mẫu vị trí khơng bị cản trở, cách vật cản đến dịng khơng khí m Kéo căng đầu ống xả dịng khí theo hướng gió để tránh lấy lại khơng khí vào lấy mẫu Tháo đầu lấy mẫu khỏi lấy mẫu van kiểm soát dịng mở hồn tồn, bật bơm để bơm nóng khoảng đến 10 Lắp hệ thống lấy mẫu với lọc loại hộp thu mẫu có chất hấp phụ dùng lấy mẫu nối với ống vào bơm lấy mẫu không khí Bật bơm mở van kiểm sốt lưu lượng hết cỡ Điều chỉnh điều chỉnh lưu lượng (ví dụ thay đổi điện thế) cho lưu lượng mẫu tương ứng với khoảng 110 % tốc độ dòng yêu cầu thị đồng hồ chân không (dựa đường chuẩn nhiều điểm dựng trước đó) Sau đó, tháo hệ thống lấy mẫu thử đặt thiết bị đo lưu lượng chuẩn lên bơm lấy mẫu khơng khí Nối áp kế với vịi lỗ hiệu chuẩn Tắt bơm tạm thời để đặt điểm “không” áp kế Sau bật bơm ghi lại số đọc áp kế, số đọc ổn định Sau tắt bơm Sử dụng đường chuẩn để tính lưu lượng mẫu từ số liệu thu bước trước đó, sử dụng đường chuẩn kiểm sốt lưu lượng để tính lưu lượng mẫu từ số liệu thu với modun lấy mẫu thử Ghi lại số liệu hiệu chuẩn vào phiếu số liệu phù hợp Nếu có hai giá trị sai khác 10 %, kiểm tra lấy mẫu hỏng hóc, tắc nghẽn dịng, khơng tìm thấy ngun nhân, hiệu chuẩn lại lấy mẫu Tắt bơm lấy mẫu khơng khí lần kiểm tra số đọc điểm “không” bơm chân không Ghi lại nhiệt độ, áp suất môi trường xung quanh, thời gian lấy mẫu đồng hồ đo, số seri lấy mẫu, số thiết bị lọc số mẫu Nối hệ thống lấy mẫu đặt vào lấy mẫu bắt đầu chu kỳ lấy mẫu Khởi động đồng hồ đo thời gian lấy mẫu ghi lại thời gian bắt đầu Điều chỉnh lưu lượng, cần, sử dụng van kiểm sốt lưu lượng Đọc ghi lại lưu lượng dịng ngày lần suốt khoảng thời gian lấy mẫu Ghi lại nhiệt độ, áp suất môi trường xung quanh lưu lượng dòng thời điểm bắt đầu kết thúc trình lấy mẫu (xem ví dụ bảng số liệu ngồi trường trình bày Phụ lục C) Tại thời điểm kết thúc trình lấy mẫu theo yêu cầu, cẩn thận tháo hệ thống lấy mẫu đưa đến địa điểm Sau tiến hành kiểm tra lưu lượng dòng cuối sử dụng hệ thống lấy mẫu thử nghiệm Nếu hiệu chuẩn sai khác lớn 10 % so với số đọc ban đầu, đánh dấu số liệu lưu lượng dịng mẫu có nghi ngờ, kiểm tra lấy mẫu và/hoặc loại khỏi hoạt động lấy mẫu Đeo găng tay polyeste latex, tháo cẩn thận hộp hấp phụ khỏi buồng đo hộp lấy mẫu đặt lên nhôm tráng dung mơi (có thể dùng nhơm bọc hộp) Sau tháo lọc bụi khỏi giá đỡ dùng kẹp có đầu bọc PTFE, gấp lại hai lần (mẫu vào mặt trong), đặt vào hộp thủy tinh lên lớp chất hấp phụ Sau đưa lại hộp vào thùng chứa để vận chuyển ghi thông tin phù hợp lên nhãn Giữ lạnh thùng chứa mẫu đậy kín tránh ánh sáng mặt trời để vận chuyển tới phịng thí nghiệm Bảo quản mẫu °C thấp không hai tuần trước chiết 10.4 Mẫu trắng trường Ít 10 % mẫu, tối thiểu mẫu cho vị trí lấy mẫu làm mẫu trắng trường Nếu việc lấy mẫu thực định kỳ số lượng mẫu lớn, lấy mẫu trắng vị trí ngày lấy mẫu 11 Chuẩn bị mẫu 11.1 Khái quát Lắp đặt chiết Soxhlet theo cách thông thường tủ hút thêm lượng thể tích dung mơi chiết phù hợp vào bình sơi Nếu catric chưa loại bỏ chất hấp phụ thủy tinh, cần phải có chiết Soxhlet 500 ml, bình sơi 1000 ml thể tích dung môi chiết cần 600 ml Nếu chất hấp phụ loại bỏ khỏi hộp để chiết, bình chiết 200 ml bình 500 ml đủ cần 300 ml dung môi chiết Nếu chất hấp phụ PUF, dung môi chiết phải chứa 10 % ete dietyl theo thể tích n-hexan Cách khác, sử dụng xyclohexan toluen để chiết PUF [9], [13], [17], [21] [30] Nếu chất hấp phụ nhựa XAD-2, dung mơi chiết 10 % ete dietyl theo thể tích n-hexan 100 % diclometan Cách khác, sử dụng xyclohexan toluen người sử dụng xác nhận giá trị sử dụng CHÚ THÍCH Một số nghiên cứu khuyên diclometan cho hiệu toluen trình chiết PAH khỏi bụi có cacbon [30] Dùng găng tay tháo hộp lấy mẫu khỏi thùng vận chuyển đậy kín đặt lên nhôm tráng dung môi Lấy lọc bụi gấp tư khỏi hộp kẹp tráng hexan đặt vào đáy chiết Soxhlet Nếu chiết hộp chất hấp thụ thủy tinh, tráng cẩn thận thành hộp hexan trước đặt chúng vào chiết phía lọc Nếu cần phải loại bỏ chất hấp thụ để chiết, đặt ống Soxhlet vào bình chiết, đặt trực tiếp vào bình chiết Nếu dùng PUF, nên tháo miếng PUF khỏi hộp lấy mẫu panh kẹp đẩy vào bình chiết Soxhlet 200 ml để chiết Tráng thành bên hộp lấy mẫu thủy tinh 10 ml đến 20 ml hexan chiết vào bình chiết Ngay trước chiết, thêm 20 μl dung dịch chuẩn thay vào chất hấp thụ bình chiết Soxhlet để kiểm tra độ thu hồi Thêm dung dịch chuẩn thay có chứa dibromobiphenyl, decafluobiphenyl, PAH chọn lọc detơri hóa với nồng độ 50 ng/μl cho chất n-hexan diclometan vào mẫu mẫu trắng trường, thích hợp Vận hành chiết Soxhlet từ 14 h đến 24 h (thường qua đêm) tốc độ hồi lưu khoảng vòng Khi dịch chiết làm mát, cho dịch chiết qua cột sấy khơ có chứa khoảng 10g natri sunphat khan làm (xem 8.9) hứng dung dịch vào bình ngưng Kuderna-Danish (K-D) Rửa bình chiết cột làm khơ 100 ml đến 125 ml n-hexan diclometan, phù hợp, để hoàn tất việc chuyển định lượng Cô cẩn thận dịch chiết thiết bị K-D đến cịn ml bếp cách thủy khoảng 60 °C đến 65 °C Thực biện pháp phòng ngừa để ống ngưng K-D không bị khô Loại bỏ mẫu xảy q trình bay tồn phần Đối với mẫu lấy thời tiết khơ, q trình làm khô natri sunphat không cần thiết Tuy nhiên, XAD-2 dùng làm chất hấp thụ không u cầu q trình làm khơ khơng, lọc dịch chiết qua lọc bụi để loại bỏ hạt bụi nhựa Có thể dùng máy quay chân khơng để dịch chiết cịn khoảng ml, độ thu hồi chuẩn nội PAH cần phân tích chấp nhận Thực biện pháp phịng ngừa để tất dung mơi khơng bị bay Loại bỏ mẫu xảy tượng bay Tráng cẩn thận mặt bình ngưng K-D cột Snyder với n-hexan diclorometan, cho vào ống ngưng 10 ml Sau đặt ống ngưng lên bếp cách thủy giữ 30 °C đến 40 °C dịch chiết đến ml điều kiện dịng nitơ nhẹ (Cách khác, dùng bình vi ngưng lắp với vi cột Snyder để cô) Thêm chuẩn nội điểm (xem 11.3) điều chỉnh thể tích cuối đến 10ml Nếu dùng diclorometan, nhiệt độ bếp cách thủy không vượt 30 °C Thực biện pháp phòng ngừa để ống ngưng không bị khô Loại bỏ mẫu có bay xảy Điều chỉnh thể tích dịch chiết mẫu cô đến 1,0 ml thêm dung dịch chuẩn nội Lắc mẫu chuyển vào lọ mẫu nâu nắp kín bảo quản °C thấp phân tích Phân tích dịch chiết cuối vịng 30 ngày 11.2 Làm mẫu 11.2.1 Chuẩn bị cột Chiết silica gel, loại 60 bình chiết Soxhlet với diclorometan h (tốc độ tối thiểu, vòng/h) sau hoạt hóa nung nóng bình chứa thủy tinh có bọc nhơm 16 h 150 °C Nhồi mẩu nhỏ thủy tinh vào đáy cột sắc ký thủy tinh có dung tích 15 ml đến 25 ml (ví dụ đường kính 11,5 mm x dài 160 mm) 10 g silica gel hoạt tính vào cột có pentan Xả cột nhẹ để chất nhồi lắng đảm bảo chất lượng cột Cuối cùng, thêm g natri sunphat khan lên silica gel Trước sử dụng, rửa giải cột với 40 ml pentan loại bỏ dịch rửa giải CHÚ THÍCH: Có thể khơng cần quy trình làm mẫu tương đối 11.2.2 Sắc ký cột Trong phủ pentan lên đỉnh cột, chuyển ml dịch chiết mẫu n-hexan vào cột, rửa ml n-hexan để hoàn thành việc chuyển Rửa giải qua cột Ngay trước lớp natri sunphat tiếp xúc với không khí, thêm 25 ml pentan tiếp tục rửa giải Có thể đổ bỏ dung dịch rửa giải pentan CHÚ THÍCH 1: Phần pentan có chứa hydrocacbon no thu kết hợp lọc/chất hấp phụ Nếu có u cầu, phân tích phần chất hữu béo cụ thể Nếu dùng diclorometan để chiết mẫu, thay đổi dung môi với n-hexan Việc hồn tất cách pha lỗng dịch chiết lần n-hexan cô đến ml 30 °C điều kiện dòng nitơ tinh khiết Việc pha lỗng q trình cần phải lặp lại hai lần Cách khác, dùng bình vi ngưng k-D lắp với vi cột Snyder cho q trình Cuối cùng, rửa giải cột ml/min 25 ml diclorometan pentan (4:6 theo thể tích) thu vào bình K-D 50 ml có kèm ống ngưng ml cho q trình tới ml Cơ thêm đến ml điều kiện dịng nitơ nhẹ trình bày CHÚ THÍCH 2: Rửa giải thêm cột 25 ml metanol rửa giải PAH phân cực (oxy hóa, nitrat hóa sunphonat) Có thể phân tích phần PAH phân cực cụ thể 11.3 Thêm nội chuẩn đối chứng Để sử dụng cách tiếp cận này, người phân tích phải lựa chọn nhiều chuẩn nội đối chứng có đặc tính sắc ký tương tự với hợp chất cần phân tích Đối với PAH, tín hiệu analog detơri hóa điển hình Người phân tích phải chứng minh phép đo chuẩn nội đối chứng không ảnh hưởng đến phương pháp cản trở mẫu Nên sử dụng chuẩn nội đối chứng sau cho PAH đặc trưng: Naphthalen-d8 Perylene-d12 Naphthalen Perylen Benzo[a]pyren Benzo[b]fIoranten Acenaphthen-d10 Benzo[k] floranten Acenaphthen Benzo[ghi]perylen Acenaphthalen Dibenz[a,h]anthracen Fluoren lndeno[1,2,3-cd]pyren Coronene Phenantren-d10 Chrysene-d12 Anthracen Benz[a]anthracen Fluoranthen Chrysen Phenanthren Cyclopenta[cd]pyren Pyren Dung dịch gốc chuẩn nội detơri hóa phù hợp thường có nồng độ 50 ng/μl Chúng thêm vào dịch chiết mẫu để đạt nồng độ tương tự với nồng độ dự kiến PAH mẫu phân tích (ví dụ 20 μl dung dịch gốc cho vào ml dịch chiết mẫu để đạt nồng độ ng/μl tương ứng với nồng độ khơng khí ng/m3 325 m3 khơng khí lấy mẫu) Thể tích mẫu cuối sau thêm chuẩn nội điều chỉnh 1,0 ml Cần thêm chuẩn nội sau làm mẫu (nếu có thể) trước bảo quản tủ lạnh để chờ phân tích CHÚ THÍCH Chuẩn PAH detơri hóa chứa lượng vết PAH tự nhiên (chưa detơri hóa) Nếu thêm nhiều chuẩn PAH detơri hóa, nhiễm bẩn mẫu PAH tự nhiên chuẩn detơri hóa gây cản trở với việc định lượng xác Thơng thường, nồng độ PAH khơng khí giảm số lượng vòng tăng Tuy nhiên, nồng độ chuẩn nội bổ sung cần phải thấp với PAH lớn (ví dụ ng/μl naphtalen-d8, axenaphtalen-d10 phenantren-d10 0,1 ng/μl crysen-d12 perylen-d12) 12 Phân tích mẫu 12.1 Thiết bị Phân tích thực MS ion hóa tác động electron 70 eV vận hành theo chế độ giám sát ion lựa chọn (SIM) Tuy nhiên, dùng loại máy đo khối phổ khác (ví dụ bẫy ion), kiểu ion hóa (ví dụ ion hóa hóa học ion âm), kiểu giám sát ion (ví dụ qt tồn bộ) người sử dụng chứng minh tính tương đương Nên dùng cột sắc ký GC mao quản có kích thước từ 30 m đến 50 m x 0,25 mm, bọc sợi phenyl metylsilicon % (độ dày màng 0,25 μm) tương đương Các thông số thiết bị điển hình - Nhiệt độ cột ban đầu thời gian giữ: 60 °C min; - Chương trình nhiệt độ cột: 60 °C đến 290 °C °C/min; - Thời gian giữ cuối (tại 290 °C): 12 min; - Bơm mẫu: loại Grob, ngắt dòng (cho từ 0,5 đến min); - Nhiệt độ buồng bơm mẫu: 275 °C đến 300 °C; - Nhiệt độ đường chuyển: 275 °C đến 300 °C; - Nhiệt độ nguồn: theo yêu cầu kỹ thuật nhà sản xuất; - Thể tích bơm: μl đến μl; - Khí mang: heli với vận tốc dịng 30 cm/s đến 40 cm/s Sắc đồ khí điển hình chuẩn PAH thu điều kiện trình bày Hình D.1 Phụ lục D CHÚ THÍCH 1: Có thể dùng thiết bị khối phổ khác, bẫy ion MS song song (MS-MS), kỹ thuật ion hóa khác kiểu giám sát ion, cho độ nhạy phân tích tốt Bơm trực tiếp lên cột cho độ nhạy tốt hơn, kỹ thuật đòi hỏi việc bảo dưỡng cẩn thận để đảm bảo tính cột tối ưu CHÚ THÍCH 2: Khi dùng diclorometan, nhiệt độ cột ban đầu thấp đến 40 °C; nhiên, có cải thiện tính cột dự kiến CHÚ THÍCH 3: Đối với độ phân giải lớn (ví dụ tách phần benzo[b]fluoanten benzo[k]fluoanten), sử dụng chương trình nhiệt độ cột từ °C/min đến °C/min, làm tăng thời gian phân tích 12.2 Hiệu chuẩn thiết bị Chuẩn hiệu chuẩn PAH tự nhiên chuẩn bị mức nồng độ cho PAH quan tâm Việc hoàn tất cách thêm thể tích phù hợp nhiều chuẩn gốc vào bình định mức Một chuẩn hiệu chuẩn cần phải có nồng độ gần lớn giới hạn phát nhỏ (MDL) nồng độ khác cần phải tương ứng với khoảng nồng độ dự kiến mẫu thực phải xác định khoảng làm việc hệ thống GC/MS Cường độ ion tối thiểu chấp nhận tùy thuộc vào thiết bị Tuy nhiên, không báo cáo kết định lượng mức hiệu chuẩn thấp Mức hiệu chuẩn thấp cần phải đủ lớn ngưỡng thiết bị để độ chụm nằm khoảng 20 % độ lệch chuẩn tương đối phân tích lặp tốt Thơng thường, tỉ số tín hiệu với ngưỡng 3:1 chấp nhận nhận dạng hợp chất Đối với việc định lượng, tỉ số tín hiệu ngưỡng cần phải 7:1 Từng chuẩn hiệu chuẩn cần phải chứa chuẩn nội phù hợp detơri hóa mức nồng độ quy định Phân tích dung dịch chuẩn (1 μl đến μl) vẽ đồ thị tỉ số diện tích ion sơ cấp chất phân tích tương ứng chuẩn nội so với nồng độ hợp chất chuẩn nội Hệ số phản hồi (Rf) chất phân tích tính tốn sử dụng cơng thức sau: Trong đó: R f  A spis A isp s As diện tích pic ion sơ cấp chất phân tích đo; Ais diện tích pic ion sơ cấp chuẩn nội; ps nồng độ khối lượng chất phân tích đo, tính nanogam microlit; pis nồng độ khối lượng chuẩn nội, tính nanogam microlit lon pic thường chọn làm ion sơ cấp để định lượng chuẩn Nếu ghi nhận có cản trở, sử dụng hai ion có cường độ cao làm ion thứ cấp Bảng E.1 Phụ lục E liệt kê ion cho nội chuẩn lựa chọn detơri hóa Các chuẩn dùng làm chuẩn thời gian lưu Chuẩn nội bổ sung vào tất chuẩn hiệu chuẩn tất dịch chiết mẫu phân tích GC/MS Nếu Rf khơng đổi tồn khoảng làm việc (< 20 % RSD), Rf giải thiết khơng thay đổi trung bình Có thể dùng Rf để tính tốn Cách khác, dùng kết để vẽ đường chuẩn tỉ số tín hiệu phản hồi As/Ais, với Rf Kiểm định đường chuẩn làm việc Rf ngày làm việc phép đo nhiều chuẩn hiệu chuẩn Nếu tín hiệu phản hồi thông số sai khác so với tín hiệu dự kiến lớn ± 20 %, lặp lại phép thử sử dụng chuẩn hiệu chuẩn Cách khác, chuẩn bị đường chuẩn Thời gian lưu tương hợp chất lần hiệu chuẩn phải thích hợp khoảng 0,03 đơn vị thời gian lưu tương đối 12.3 Phân tích Đưa dịch chiết mẫu khỏi bình bảo quản lạnh (nếu phù hợp) để ấm đến nhiệt độ phòng Khi thiết lập GC MS phù hợp, bơm μl đến μl dịch chiết mẫu ghi tín hiệu phản hồi MS Lựa chọn tối thiểu hai ion hợp chất để giám sát Khuyến nghị thời gian lưu 100 ms pic Các ion đặc trưng điển hình cho PAH lựa chọn trình bày Phụ lục E Trong phân tích SIM, nhận dạng chất phân tích dựa thời gian lưu tỉ số ion đặc trưng Khơng có phổ khối lượng để so sánh Nếu dùng ion thứ cấp để giám sát, giới hạn phát phương pháp giảm đáng kể tính đa dạng tương đối ion thấp PAH Do vậy, có mặt cặp ion sơ cấp với thời gian số lưu tương đối (liên quan với chuẩn nội detơri hóa tương ứng) cách tiếp cận thực tế để nhận dạng cần giới hạn phát thấp Khi tỉ số (r) thời gian lưu (tR) chất phân tích chưa biết (u) tỉ số chuẩn nội tương ứng l (khi r = tR, u/tR,l) dùng để nhận dạng chất phân tích, tỉ số thời gian lưu rs sắc đồ mẫu phải lớn 0,4 % so với tỉ số thời gian lưu (rc) từ sắc đồ chuẩn hiệu chuẩn Giá trị r phải lớn nhỏ 0,5 Chỉ số thời gian lưu chất phân tích mẫu chuẩn tương ứng phải nằm khoảng ± 2% Tỷ lệ tính đa dạng ion đặc trưng chất phân tích chuẩn hiệu chuẩn tương ứng phải nằm khoảng ± 30 % Nếu tín hiệu phản hồi ion định lượng vượt khoảng giá trị đường chuẩn ban đầu hệ thống GC/MS, phải pha lỗng dịch chiết Thêm dung dịch chuẩn nội vào dịch chiết pha lỗng để trì nồng độ theo u cầu (ví dụ ng/μl đến 10 ng/μl) chuẩn nội dịch chiết Phân tích lại dịch chiết pha lỗng Nếu chất phân tích nhận dạng, định lượng chất phân tích dựa tính đa dạng tích hợp từ việc giám sát ion đặc tính sơ cấp Hoàn tất việc định lượng kỹ thuật chuẩn nội Chuẩn nội dùng có thời gian lưu gần giống với chất phân tích cho Pic lớn ion đặc tính đặc trưng cho chất phân tích phải trùng, nằm khoảng ± 0,03 đơn vị thời gian lưu tương đối, với thời gian lưu tối đa chuẩn nội thiết kế Có thể xảy nhiễm bẩn mẫu có chứa nồng độ PAH thấp phân tích sau mẫu có chứa nồng độ PAH dung dịch chuẩn PAH cao Phải sử dụng dung mơi tráng để kiểm chứng khơng có nhiễm bẩn 13 Tính tốn Nồng độ khối lượng chất phân tích nhận dạng dịch chiết mẫu, tính nanogam microlit (ng/μl) tính sau: PAH  A x is A xsR f Trong đó: Ax diện tích pic ion đặc trưng chất phân tích đo; Axs diện tích pic ion đặc trưng chuẩn nội; Rf hệ số tín hiệu phản hồi Thể tích khơng khí tính từ số đọc lưu lượng theo quãng thời gian lấy trình lấy mẫu theo Công thức sau: Vm  q1  q2 qn t  n 1000 Trong đó: Vm tổng thể tích mẫu điều kiện khơng khí xung quanh, tính mét khối; q1 + q2 qn lưu lượng xác định điểm bắt đầu, kết thúc q trình lấy mẫu, tính lít phút; n số điểm số liệu; t thời gian lấy mẫu tính phút Thể tích khí lấy mẫu chuyển sang điều kiện nhiệt độ áp suất chuẩn (25 °C 101,3 kPa) theo Công thức sau: Vs  Vm pA 298  101,3 273  TA Trong đó: Vs tổng thể tích mẫu điều kiện chuẩn (25 °C, 101,3 kPa), tính mét khối; Vm tổng thể tích mẫu điều kiện xung quanh, tính mét khối; pA áp suất khơng khí xung quanh, tính kilopascan; TA nhiệt độ khơng khí xung quanh, tính độ Celsius Nồng độ khối lượng chất phân tích khơng khí lấy mẫu, tính nanogam mét khối, theo công thức sau: a  e Ve Vs Trong Ve thể tích cuối dịch chiết, tính microlit 14 Đảm bảo chất lượng Người sử dụng phải đưa quy trình vận hành tiêu chuẩn (SOP) mô tả hoạt động phòng thử nghiệm họ: lắp ráp, hiệu chuẩn vận hành hệ thống lấy mẫu, đề cập đến nhà sản xuất kiểu thiết bị dùng; chuẩn bị, làm tinh chế, bảo quản xử lý mẫu thuốc thử; lắp ráp, hiệu chuẩn vận hành hệ thống GC/MS, đề cập đến lập loại thiết bị dùng; tất khía cạnh ghi xử lý số liệu, kể liệt kê phần mềm phần cứng dùng SOP phải cung cấp hướng dẫn bước, phải có sẵn để nhân viên phịng thí nghiệm hiểu tiến hành cơng việc SOP phải quán với tiêu chuẩn Phải chuẩn bị chuẩn hiệu chuẩn sau đến hai tháng, kiểm tra độ xác so với hỗn hợp chuẩn PAH có sẵn mua ngồi thị trường CHÚ THÍCH: Chuẩn đối chứng hỗn hợp PAH có bán sẵn Chuẩn hiệu chuẩn phải phân tích trước sau loạt mẫu bơm vào GC/MS Trước phân tích bổ sung chuẩn tính fluoanten-d10 chuẩn thay phù hợp khác vào dịch chiết mẫu tinh chế để giám sát tính biến động thiết bị/người vận hành Phải giám sát hiệu suất thu hồi chuẩn thay PAH đánh dấu đồng vị thêm vào mẫu trước chiết phân tích để đảm bảo tính hiệu quy trình làm việc phân tích mẫu Độ thu hồi chuẩn thay tốt nằm khoảng từ 75 % đến 125 % theo khối lượng Phải loại bỏ mẫu có độ thu hồi chuẩn thay nhỏ 50 % lớn 150 % theo khối lượng Cần phải dùng khoảng 10 % dịch chiết mẫu cho phân tích kép GC/MS để đảm bảo độ chụm phân tích chấp nhận Để đảm bảo độ xác phân tích chấp nhận, phải thực phân tích dự đốn vật liệu chuẩn đối chứng biết 15 Giới hạn phát hiện, độ không đảm bảo độ chụm phương pháp Giới hạn phát phương pháp tỷ lệ với thể tích mẫu Mẫu 350 m3 cho giới hạn phát phương pháp nhỏ 0,05 ng/m3 Nồng độ dịch chiết mẫu nhỏ ml theo thể tích trước phân tích làm giảm giới hạn phát hiện, đưa đến rủi ro chất phân tích, đặc biệt PAH hai vòng ba vịng Phổ khối lượng độ phân giải cao làm tăng độ nhạy Độ chụm độ không đảm bảo thay đổi theo thể tích mẫu nồng độ chất phân tích Độ chụm cần phải ± 25 % độ không đảm bảo ± 50 % Phân tích mẫu vị trí tích 150 m3 lấy hai thành phố Hoa Kỳ khoảng thời gian năm thu độ lệch chuẩn trung bình 13 % (khoảng từ 0,03 % đến 45,3 %) 18 PAH (từ naphtalen đến corone)[6] Bảng A.1 mơ tả tóm tắt đặc tính tính phương pháp phân tích Phụ lục A (Tham khảo) Đặc tính tính Bảng A.1 - Tóm tắt đặc tính tính phương pháp phân tích Khoảng phương pháp Naphtalen đến corone 0,05 ng/m3 đến 1000 ng/m3 Giới hạn phát ≤ 0,05 ng/m3 cho thể tích mẫu 350 m3 Tốc độ lấy mẫu ≤ 250 l/min Kiểm soát lưu lượng lấy mẫu khơng ± 10% khí Hiệu suất lấy mẫu Mục tiêu: 75 % đến 125 %; chấp nhận: 50 % đến 150 % Độ thu hồi chuẩn thay Mục tiêu: 75 % đến 125%; chấp nhận: 50 % đến 150 % Môi trường trắng < 10 ng (< 50 ng naphtalen phenantren) Chuẩn đối chứng tinh khiết 98 % theo khối lượng tốt Mẫu lặp 10 % nhiều (ít một) Thời gian lưu GC Tỉ số thời gian lưu chất phân tích với thời gian lưu chuẩn nội tương ứng phải nằm khoảng từ 0,5 đến Pic cực đại phải nằm khoảng 0,03 đơn vị thời gian lưu tương đối Độ chụm ± 25 % tốt Độ khơng đảm bảo tồn phần ± 50 % tốt Phụ lục B (Tham khảo) Đặc tính vật lý PAH chọn Bảng B.1 - Cơng thức đặc tính vật lý PAH chọn [8] Thành phần (Tên thường) Naphthalen Công thức C10H8 Khối lượng phân tử 128,18 Nhiệt độ tan Nhiệt độ sôi Áp suất bay °C °C kPa 25 °C 81,2 218 1,1 x 10-2 Axenaphthylen C12H8 152,20 92 đến 93 265 đến 280 3,9 x 10-3 Axenaphthen C12H10 154,20 90 đến 96 278 đến 279 2,1 x 10-3 Fluoren C13H10 166,23 116 đến 118 293 đến 295 8,7 x 10-5 9-Fluorenon C13H8O 180,21 84 341,5 khoảng 10-5 Anthracen C14H10 178,24 216 đến 219 340 3,6 x 10-6 Phenanthren C14H10 178,24 96 đến 101 339 đến 340 2,3 x 10-5 Fluoranthen C16H10 202,26 107 đến 111 375 đến 393 6,5 x 10-7 Pyren C16H10 202,26 150 đến 156 360 đến 404 3,1 x 10-6 Cyclopenta[cd]pyren C18H10 226,28 ca 275? - khoảng 10-7 Benz[a]anthracen C18H12 228,30 157 đến 167 435 1,5 x 10-8 Chrysen C18H12 228,30 252 đến 256 441 đến 448 5,7 x 10-10 Reten C18H18 234,34 101 390 khoảng 10-6 Benzo[b]fluoranthen C20H12 252,32 167 đến 168 481 6,7 x 10-8 Benzo[k]fluoranthen C20H12 252,32 198 đến 217 480 đến 481 2,1 x 10-8 Perylen C20H12 252,32 273 đến 278 500 đến 503 7,0 x 10-10 Benzo[a]pyren C20H12 252,32 177 đến 179 493 đến 496 7,3 x 10-10 Benzo[e]pyren C20H12 252,32 178 đến 179 493 7,4 x 10-10 Benzo[ghi]perylen C22H12 276,34 275 đến 278 525 1,3 x 10-11 lndeno[1,2,3-cd]pyren C22H12 276,34 162 đến 163 - khoảng 10-11 Dibenz[a,h]anthracen C22H14 278,35 266 đến 270 524 1,3 x 10-11 Coronen C24H12 300,36 438 đến 440 525 2,0 x 10-13 * Một số hợp chất bay nhiệt độ nhiệt độ sơi Phụ lục C (Tham khảo) Ví dụ bảng số liệu khảo sát trường Bắt đầu Kết thúc Vị trí Áp suất khơng khí _ Ngày Nhiệt độ xung quanh _ Người tiến hành Đường chuẩn lấy mẫu Giá trị Số nhận diện Số lưu PUF lấy mẫu lượmg Cái thiết lập lọc XAD-2 Đường chuẩn tiêu chuẩn _ Quá trình lấy Tổng Chỉ thị lưu Hiệu chuẩn mẫu lượng thời gian Lưu Trong Bắt Kết Kết Lưu lượng lấy Bắt lượng tính khoảng đầu thúc mẫu đầu thúc tiêu chuẩn toán ± 10 % a Phải tiến hành hiệu chuẩn trước sau lần lấy mẫu Người kiểm tra Ngày Hình D.1 - Ví dụ sắc ký ion tổng hỗn hợp chuẩn PAH Phụ lục E (Tham khảo) Đặc tính ion để phát GC/MS PAH chọn Bảng E.1 - Đặc tính ion phát GC/MS PAH chọn lọc, chuẩn nội chuẩn thu hồi thay Hợp chất Chuẩn đầu Chuẩn thứ Acenaphthen 154 153 152 Acenaphthen-d10 164 163 162 Acenaphthalen 152 151 153 Anthracen 178 89 179 Benz[a]anthracen 228 114 229 Benzo[a]pyren 252 253 126 Benzo[e]pyren 252 253 126 Benzo[b]fluoranthen 252 253 126 Benzo[ghi]perylen 276 138 277 Benzo[k]fluoranthen 252 253 126 Chrysen 228 114 229 Chrysen-d12 240 120 241 Coronen 300 150 301 CycIopenta[cd]pyren 226 113 227 Dibenz[ah]anthracen 278 139 279 Fluoranthen 202 101 203 Fluoren 166 165 167 9-Fluorenon 180 152 181 lndeno[1,2,3-cd]pyren 276 138 227 Naphthalen 128 129 127 Naphthalen-d8 136 137 134 Perylen 252 253 126 Perylen-d12 264 265 132 Phenanthren 178 179 89 Phenanthren-d10 188 189 186 Pyren 202 101 203 Reten 219 234 205 Dibromobiphenyl 312 310 314 Decafluorobiphenyl 334 335 265 Thư mục tài liệu tham khảo [1] Yamasaki, H.; Kuwata, K.; Miyamoto, H.; Effects of Ambient Temperature on Aspects of Airborne Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Envir Sci Technol 1982, 16: 189-194 [2] Galasyn,J.F.;Hornig, J.F.;Soderberg,R.H.; The Loss of PAH from Quartz Fiber High Volume Filters, J Air Pollut Contr Assoc 1984, 34, 57-59 [3] Coutant, R W.; Brown, L.; Chuang, J C.; Riggin, R M.; Lewis, R G.; Phase Distribution and Artifact Formation in Ambient Air Sampling for Polynuclear Aromatic Hydrocarbons, Atmos Environ 1988, 22, 403-409 [4] Coutant, R W.; Callahan, P J.; Kuhlman, M R.; Lewis, R G.; Design and performance of a HighVolume Compound Annular Denuder, Atmos Environ 1989, 23, 2205-2211 [5] Kaupp, H.; Umlauf, G.; Atmospheric Gas-Particle Partitioning of Organic Compounds: Comparison of Sampling Methods, Atmos Environ 1992,13, 2259-2267 [6] Lewis, R G.; Kelly, T J.; Chuang, J C.; Callahan, P J.; Coutant, R W.; Phase Distributions of Airborne Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Two U S Cities, In Critical Issues in the Global Environment: Papers from the 9th World Clean Air: Air & Waste Management Association, Pittsburgh, PA, 1992, Vol 4, Paper IU-11E.02 [7] Hart, K M.; Pankow, J, F.; High-Volume Air Sampler for Particle and Gas Sampling Use of Backup Filters to Correct for the Adsorption of Gas-Phase Polycyclic Aromatic Hydrocarbons to the Front Filter, Environ Sci Technol 1994, 28, 655 - 661 [8] Lewis, R G.; Gordon, S M.; Sampling for Organic Chemicals in Air, in: L H Keith, Ed., Principles of Environmental Sampling, ACS Professional Reference Book, American Chemical Society, Washington, D.C., U.S.A., 1996, pp 401-470 [9] Chuang, J C.; Hannan, S.W.; Kogtz, J R.; Comparison of Polyurethane Foam and XAD-2 Resin as Collection Media for Polynuclear Aromatic Hydrocarbons in Air, U.S Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, U.S.A., EPA-600/4-86-034, 1986 [10] Grojean, D.; Fung, K.; Harrison, J.; Environ Sci Technol 1983, 17, 673-679 [11] Lewis, R G., Coutant, R W.; Determination of Phase-Distributed Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Air by Grease-Coated Denuders, In Gas and Particle Partition Measurements of Atmospheric Organic Compounds; Lane, D A., Ed.; Gordon and Breach Publishers, Inc.: Newark, New Jersey, U.S.A., 1998, pp 201-231 [12] Lewis, R G.; Jackson, M D.; Modification and Evaluation of a High-Volume Air Sampler for Pesticides and Other Semivolatile Industrial Organic Chemicals, Anal.Chem 54,1982, 592-594 [13] Environment Canada, Sampling of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Ambient Air, Technical Assistance Document, Ottawa, Ontario, Canada, September 1987 [14] Lewis, R G.; Brown, A R.; Jackson, M D.; Evaluation of Polyurethane Foam for Sampling of Pesticides, Polychlorinated Biphenyls, and Polychlorinated Naphthalenes in Ambient Air, Anal Chem 1977, 49,1668-1672 [15] Chuang, J C.; Bresler, W.E.; Hannan, S.W.; Evaluation of Polyurethane Foam Cartridges for Measurement of Polynuclear Aromatic Hydrocarbons in Air, U.S Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, U.S.A., EPA-600/4-85-055, 1985 [16] Chuang, J C.; Hannan, S.W.; Kogtz, J R.; Stability of Polynuclear Aromatic Compounds Collected from Air on Quartz Fiber Filters and XAD-2 Resin, U.S Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, U.S.A., EPA-600/4-86-029, 1986 [17] Chuang, J C.; Mack, G A.; Mondron, P J.; Peterson; B A.; Evaluation of Sampling and Analytical Methodology for Polynuclear Aromatic Compounds in Indoor Air, Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, U.S.A., EPA-600/4-85-065, 1986 [18] Chuang, J, C.; Hannan, S W.; Wilson, N K.; Field Comparison of Polyurethane Foam and XAD-2 Resin for Air Sampling for Polynuclear Aromatic Hydrocarbons, Environ Sci Technol, 1987, 21, 798804 [19] Chuang, J C.; Mack, G A.; Kuhlman, M R.; Wilson, N K.; Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Their Derivatives in Indoor and Outdoor Air in an Eight-Home Study, Atmos Environ., 1991, 25, 369380 [20] Winberry Jr., W T.; Murphy, N T; Riggin, R M.; Methods for Determination of Toxic Organic Compounds in Air, Noyes Data Corporation, Park Ridge, New Jersey, U.S.A, 1990, pp 370-466 (Method TO-13) [21] Trane, K E.; Mikalsen, A.; High-Volume Sampling of Airborne Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Using Glass Fiber Filters and Polyurethane Foam, Atmos Environ 1981, 15, 909-918 [22] Alheim, I.; Lindskog, A.; A Comparison Between Different High Volume Sampling Systems for Collecting Ambient Airborne Particles for Mutagenicity Testing and for Analysis of Organic Compounds, Sci.Total Environ 1984, 34, 203-222 [23] Keller, C D.; Bidleman, T F.; Collection of Airborne Polycyclic Hydrocarbons and other Organics with a Glass Fiber Filter-Polyurethane Foam System, Atmos Environ 1984, 18, 837-845 [24] You, F.; Bidleman, T F.; Influence of Volatility on the Collection of Polynuclear Aromatic Hydrocarbon Vapors with Polyurethane Foam, Envir Sci Technol 1984, 18, 330-333 [25] Ligocki, M P.; Ponkow, J F.; Assessment of Adsorption/Solvent Extraction with Polyurethane Foam and Adsorption/Thermal Desorption with Tenax-GC for Collection and Analysis of Ambient Organic Vapours, Anal Chem 1985, 57,1138-1144 [26] Hunt, G T.; Pangaro, N.; Ambient Giám sát of Polynuclear Aromatic Hydrocarbons (PAHs) Employing High Volume Polyurethane Foam (PUF) Samplers, In Polynuclear Aromatic Hydrocarbons: Mechanisms, Methods, and Metabolism; Cooke, M.; Dennis, A J., Eds.;Battelle Press: Columbus, Ohio, U.S.A., 1985, pp 583-608 [27] Hippelein, M.; Kaupp, H.; Dӧrr, G.; McLachlan, M S.; Testing of a Sampling System and Analytical Method for Determination of Semivolatile Organic Chemicals in Air, Chemosphere 1993, 26, 2255-2263 [28] Umlauf, G.; Kaupp, H.; Sampling Device for Semivolatile Organic Compounds in Ambient Air, Chemosphere 1993, 27,1293-1296 [29] Chuang, J C.; Holdren, M W.; The presence of Dichloromethane on Cleaned XAD-2 Resin: A Potential Problem and Solutions, Environ Sci Technol 1990, 24, 815-817 [30] Jacob, J.; Grimmer; G.; Hanssen, H-P; Hildebrandt, A.; Extractabllity and Bioavailability of PAH from Soil and Air Particulate Matter, Polycyclic Aromat; Compd 1994, 5, 209-217