Độ phân cực của các dung môi chiết có thểảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi các PCB trong quá trình chiết chúng ra khỏi các nền mẫu khác nhau. Các hợp chất PCB gần như không phân cực, ít phân cực nên chúng hầu như không tan trong nước mà tan tốt trong các dung môi không phân cực, ít phân cực như n-hexan, diclometan, toluene và hỗn hợp axeton với n-hexan, aceton với metyl clorua... Trong mẫu đất, trầm tích thường sử dụng dung môi toluen, n-hexan để chiết PCB ra khỏi nền mẫu.
a. Khảo sát bằng phương pháp chiết soxhlet với dung môi n-hexan và toluene.
Cân 10 g mẫu đất khô cho vào ống thimble, bơm 0,5 ml dung dịch chuẩn chứa 6 chuẩn-PCB để mỗi chất có nồng độ 200 µg/L, thêm ống thimble 10 g Cu đã hoạt hóa và 10g Na2SO4 . Cho ống thimble vào ống chiết Soxhlet, đổ100ml dung
môi vào ống chiết, lắp ống chiết Soxhlet vào bình cầu 500ml có chứa 200ml dung môi, đá bọt.Bật bếp chiết Soxhlet, chiết với tốc độ3 chu kỳ/giờ, tổng thời gian chiết mẫu 16-18 giờ. Cô đặc dịch chiết về 1 ml bằng thiết bị cô quay chân không, làm sạch qua cột nhồi Florisil và Cu hoạt hóa, rửa giải bằng 45ml dung môi, thu dịch rửa giải vào bình cầu rồi cô quay dịch chuyển vào lọ 10ml rồi thổi khô về 1ml bằng khí N2, làm sạch dịch chiết bằng H2SO4 đặc, thêm 5ml dung môi vào lắc đều để lắng đợi phân lớp hút bỏ lớp axit, rửa đến khi mất màu, sau đó rửa sạch bằng nước cất deion, làm khô nước bằng Na2SO4. Chuyển dịch chiết vào ống chia vạch rồi cô về 1ml bằng khí Nitơ, phân tích bằng GC-MS. Thí nghiệm tiến hành làm lặp 3 lần, lấy kết quả trung bình. Kết quả khảo sát độ thu hồi đưa ra ở bảng 3.9. [4],[7],[21].
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát độ thu hồi khi thay đổi dung môi chiết
Chất phân tích Lượng thêm vào (µg/L)
Chiết bằng n-hexan Chiết bằng toluen Tìm thấy (µg/L) R% RSD% (n=3) Tìm thấy (µg/L) R% RSD (n=3) PCB28 100 77,7 77,7 5,3 86,3 86,3 2,9 PCB 52 100 76,0 76,0 6,0 91,0 91,0 2,7 PCB 101 100 73,3 73,3 4,5 83,7 83,7 4,4 PCB 138 100 88,3 88,3 8,7 92,7 92,7 1,3 PCB 153 100 78,0 78,0 5,2 94,7 94,7 2,8 PCB 180 100 92,0 92,0 3,2 92,3 92,3 1,8
Từbảng 3.9 thấy rằng với dung môi chiết n-hexan cho hiệu suất thu hồi (R%) đạt từ 73,3% đến 92% cùng với độ lệch chuẩn tương đối (RSD%) 3,2% đến 8,7% và RSD trung bình là 5,5%. Đối với dung môi chiết toluene hiệu suất thu hồi đạt từ 83,7% đến 94,7% và độ lệch chuẩn tương đối từ 1,3% đến 4,4%, trung bình độ lệch chuẩn là 2,7%.
Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi và dung môi chiết
Theo kết quả biểu thị trên bảng và hình thấy rằng chiết PCBs bằng phương pháp soxlet với dung môi toluene cho hiệu suất cao hơn và ổn định hơn. Chúng tôi sẽ chọn dung môi này khi phân tích mẫu thực.
b. Khảo sát bằng phương pháp chiết siêu âm.
Khảo sát ảnh hưởng hỗn hợp dung môi chiết axeton/n-hexane (1:1), axetone/diclo metan (1:1) và n-hexane (C6H14). Cân 10 g mẫu đất khô cho vào chai thủy tinh 100ml, thêm 10 g Na2SO4, 0,5 ml dung dịch hỗn hợp chuẩn trộn đều, thêm 60ml hỗn hợp dung môi khảo sát, để chai đựng mẫu vào bể siêu âm trong 15 phút, sau đó chai đựng mẫu được lắp sang máy lắc, lắc trong 2 giờ, để lắng mẫu. Lấy 40ml dịch chiết cô đặc về 1 ml, loại lưu huỳnh bằng Cu. Qúa trình làm sạch và rửa giải và phân tích giống như trình chiết soxhlet[6],[13],[22]. Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng đối với mỗi dung môi được tiến hành làm lặp 3 lần, lấy kết quả trung bình. Kết quả tính toán thực nghiệm được đưa ra ở bảng 3.10
Bảng 3.10. Khảo sát độ thu hồi khi thay đổi dung môi - chiết siêu âm Chất phân tích Lượng thêm vào Dung môi axeton/n-hexan Dung môi axeton/Diclo metan Dung môin-hexan R% RSD% R% RSD% R% RSD% PCB28 100 92,0 3,2 97,7 6,3 85,3 4,3 PCB 52 100 88,7 3,7 85,3 3,6 79,7 3,1 PCB 101 100 95,0 3,0 78,3 11,5 85,7 4,0 PCB 138 100 88,7 4,2 81,7 5,5 92,7 2,2 PCB 153 100 104,3 5,0 89,0 4,9 85,7 2,0 PCB 180 100 93,0 4,0 74,3 4,2 83,3 2,5
Từ bảng kết quả thấy rằng khi chiết bằng hỗn hợp dung môi axeton/n-hexan cho hiệu suất thu hồi từ 88,7% đến 104,3% với độ lệch chuẩn tương đối từ 3,2% đến 5,0%. Với hỗn hợp dung môi chiết axeton/diclo metan và n-hexan hiệu suất thu hồi từ 74,3%-97,7%; 79,7%-92,7% và độ lệch chuẩn tương đối từ 3,6%-6,3%; 2,0%-4,3%.
Từ hình thấy rằng với hỗn hợp dung môi axeton/n-hexan cho hiệu suất chiết cao đồng đều và ổn định hơn so với dung môi còn lại. Chúng tôi chọn dùng hỗ hợp dung môi này để thực hiện phân tích mẫu thực bằng kỹ thuật chiết hỗ trợ sóng siêu âm.
Nhận xét: Hai kỹ thuật chiết soxhlet và siêu âm kết hợp với lắc đều cho hiệu suất thu hồi cao trên 70%, độ lặp lại ổn định đáp ứng yêu cầu của phép phân tích lượng vết. So sánh 2 kỹ thuật chiết chiết siêu âm hỗ trợ lắc vận hành đơn giản hơn, thời gian thực hiện ngắn hơn (khoảng 3-4 tiếng) thu được dịch chiết, lượng dung môi sử dụng (60ml) ít hơn so với phương pháp chiết soxlet khi mất khoảng 18-20 giờ thu được dịch chiết và sử dụng khoảng 300ml dung môi. Những phương pháp này hiện nay vẫn đang được dùng trong các phòng thí nghiệm.