Như đã chỉ ra ở hình trên, phương pháp bảo quản lạnh (bao gồm cả làm lạnh sâu hoặc đóng băng) là phương pháp áp dụng phổ biến để làm chậm các quá trình mất mát vật chất, chỉ trừ trường hợp bảo quản các mẫu phân tích kim loại khi đã bảo quản bằng phương pháp axit hóa mẫu. Việc giữ lạnh có thể hạn chế khả năng tan của kim loại đồng thời tăng quá trình kết tủa trong dung dịch. Do đó, bảo quản lạnh được áp dụng cho tất cả các thông số phân tích trong QTMT trừ trường hợp mẫu phân tích kim loại nặng đã bảo quản bằng axit (có thể để vài tháng ở nhiệt độ thường).
Trong hầu hết các trường hợp bảo quản đều được thực hiện ở nhiệt độ 2 – 6oC để hạn chế quá trình bay hơi của các chất hữu cơ có điểm sôi thấp, quá trình phân hủy chuyển hóa của sinh vật đối với nhiều loại chất hữu cơ. Do đó chúng ta cần cho mẫu vào thùng lạnh hoặc thùng nước đá, giữ trong tủ lạnh hoặc tủ đá đến khi phân tích.
Bảo quản lạnh được áp dụng phổ biến và trở thành một thủ tục bảo quản mang tính pháp lý kể từ những năm 1950 khi thiết bị giữ lạnh bắt đầu phổ biến trong các phòng thí nghiệm chuyên môn. Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là hạn chế được hầu hết các quá trình sinh học (bản chất là quá trình trao đổi chất của sinh vật) và một số quá trình hóa học và vật lý chịu sự chi phối của nhiệt độ. Bảo quản có thể thực hiện ở nhiệt độ mát (2 – 6oC) cho đến nhiệt độ
dưới nhiệt độ đóng băng (xuống đến -22 oC) được gọi là làm lạnh sâu hay đóng băng mẫu. Làm lạnh sâu có thể bảo quản mẫu trong thời gian dài hơn điều kiện làm lạnh thường, ngăn ngừa hoàn toàn hoạt động của các enzym sinh học và dừng một số quá trình hóa lý trong mẫu tuy nhiên khi áp dụng cần có một số diều kiện cụ thể:
- Nhiệt độ đóng băng của nước phụ thuộc vào một số yếu tố trong đó có nồng độ các chất hòa tan ví dụ độ mặn của mẫu. Ví dụ: Mẫu nước có độ mặn khác nhau phải được làm đóng băng ở các nhiệt độ khác nhau (tham khảo bảng 5.3):
- Thành phần các chất hòa tan khác nhau cũng làm thay đổi nhiệt độ đóng băng của mẫu nước, đồng thời các chất hòa tan có thể hình thành tinh thể ở những nhiệt độ khác nhau và phân bố rải rắc trong mẫu: Natri sunphat ở -8 oC và natri clorit ở -22 oC.
- Đóng băng làm thay đổi tổng thể tích mẫu nước trong một trường hợp có thể gây phá vỡ bình chứa mẫu, do đó khi lấy mẫu nước chỉ nên lấy mẫu đầy 75 – 90 % bình chứa.
- Kỹ thuật bảo quản bằng phương pháp làm lạnh sâu cũng áp dụng đối với một số mẫu chất rắn (mẫu đất, bùn, CTR) nhưng bảo quản yêu cầu phức tạp hơn đòi hỏi người thực hiện bảo quản phải có kiến thức đầy đủ về quá trình hình thành các tinh thể băng trong mẫu rắn.
Bảng 5.3. Nhiệt độ đóng băng của nước ở các độ mặn khác nhau
Độ mặn (o/oo) 0 10 20 30 35
Điểm đóng băng (oC) 0 -0.5 -1.1 -1.6 -1.9