Phương pháp nghiên cứu - (LUẬN văn THẠC sĩ) đánh g- 123docz.net

2.4.1. Phương pháp điều tra khảo sát và thu thập số liệu

Điều tra, thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, công tác quản lý thu gom chất thải chứa hóa chất BVTV của địa bàn nghiên cứu thông qua báo cáo của các phòng, ban và cơ quan quản lý của huyện Phú Lương và tỉnh Thái Nguyên.

Ngoài ra, số liệu thứ cấp được thu thập thông qua các giáo trình, tài liệu, sách, báo, tạp chí, internet và các đề tài nghiên cứu đã được công bố.

2.4.3. Phương pháp phỏng vấn

Điều tra, phỏng vấn bằng phiếu điều tra.

Đối tượng gồm: Cán bộ quản lý xã (số lượng 02 phiếu/2 xã). Các hộ dân trực tiếp trồng chè (số lượng 50 phiếu/2 xã), lựa chọn ngẫu nhiên mỗi xã 25 hộ chuyên canh tác chè, sử dụng bảng hỏi để phỏng vấn trực tiếp và thu thập thông tin từ các hộ sản xuất.

Nội dung phiếu điều tra phỏng vấn về việc quản lý, sử dụng hoá chất BVTV trong canh tác chè; xử lý chất thải có chứa hóa chất BVTV; tình hình quản lý và thu gom xử lý chất thải có chứa hóa chất BVTV của địa phương…

2.4.4. Phương pháp lấy mẫu, phân tích

Phối hợp với Trung tâm Quan trắc tài nguyên và môi trường tỉnh Thái Nguyên lấy mẫu phân tích hàm lượng một số loại thuốc trừ sâu clo hữu cơ có trong đất, nước, trầm tích tại khu vực nghiên cứu. Cụ thể như sau:

2.4.4.1. Phương pháp lấy mẫu a/ Môi trường đất

- Số lượng mẫu:

Thực hiện lấy 02 mẫu đất đại diện (ký hiệu: MĐ1 và MĐ2) - Vị trí lấy mẫu:

Mẫu đất tại xóm Ngoài Tranh, Tức Tranh, Phú Lương. Tọa độ KĐ:105o71'32.4"; VĐ:21o60'41.7", (ký hiệu : MĐ1)

Mẫu đất tại xóm Thống Nhất 3, Vô Tranh, Phú Lương. Tọa độ KĐ:105o78'32.7"; VĐ:21o67'42.1", (ký hiệu : MĐ2).

Thời gian lấy mẫu: 17/4/2019 - Phương pháp lấy mẫu:

+ Thiết bị: Vật liệu: carbon, đường kính mũi khoan: 5,72 cm, chiều dài tay cầm: 45,72 cm, máy khoan: 0,9 m.

+ Xác định vị trí quan trắc: Xác định chính xác các địa điểm và vị trí quan trắc, phải tiến hành khảo sát hiện trường trước đó;

Việc xác định địa điểm, vị trí quan trắc môi trường đất phụ thuộc vào mục tiêu chung và điều kiện cụ thể của mỗi vị trí quan trắc;

Quy mô của vị trí quan trắc môi trường đất phụ thuộc vào mật độ lấy mẫu theo không gian, thời gian và tùy theo từng loại đất. Các vị trí quan trắc thường ở vị trí trung tâm và xung quanh vùng biên;

Vị trí quan trắc môi trường đất được lựa chọn theo nguyên tắc đại diện (địa hình, nhóm đất, loại hình sử dụng đất…) và phải đảm bảo tính dài hạn của vị trí quan trắc;

Vị trí quan trắc môi trường đất được chọn ở nơi đất chịu tác động chính như: vùng đất có nguy cơ ô nhiễm tổng hợp (chất thải công nghiệp, thành phố, hạ lưu các dòng chảy trong thành phố); vùng đất bạc màu có độ phì nhiêu tự nhiên thấp; vùng đất thâm canh trong nông nghiệp; vùng đất có nguy cơ mặn hoá, phèn hóa; vùng đất dốc có nguy cơ thoái hoá do xói mòn, rửa trôi; sa mạc hoá và lựa chọn một vài địa điểm không chịu tác động có điều kiện tương tự để so sánh và đánh giá

* Ở một điểm quan trắc: tiến hành lấy 01 mẫu chính, 04 mẫu phụ ở các địa điểm xung quanh điểm quan trắc (trên cùng một thửa ruộng, cánh đồng hay vùng nghiên cứu được xem là đồng nhất):

Mẫu chính: lấy theo phẫu diện ở 2 tầng đất (tùy theo hình thái của phẫu diện đất, có thể sâu đến 30 cm đối với tầng đất mặt và từ 30-60 cm đối với tầng đất liền kề) của 05 mẫu đơn trộn đều;

Mẫu phụ: lấy tầng mặt có thể sâu đến 30 cm của mẫu đơn trộn đều.

Khối lượng mẫu đất cần lấy ít nhất khoảng 500g đất để phân tích lý hóa học. Mẫu làm vật liệu đối chứng hoặc để lưu giữ trong ngân hàng mẫu đất phải có khối lượng lớn hơn 2000 g;

b/ Môi trường nước: - Số lượng mẫu:

Thực hiện lấy 02 mẫu nước đại diện (ký hiệu: NM1 và NM2) - Vị trí lấy mẫu:

Mẫu nước mặt tại xóm Ngoài Tranh, Tức Tranh, Phú Lương (Tọa độ KĐ:105o71'32.4"; VĐ:21o60'41.7"), (ký hiệu: NM1),

Mẫu nước mặt tại xóm Thống Nhất 3,Vô Tranh, Phú Lương (Tọa độ KĐ:105o78'32.7"; VĐ:21o67'42.1"), (ký hiệu: NM2),

Thời gian lấy mẫu: 17/4/2019

- Quy trình quan trắc ngoàn hiện trường:

Tùy theo yêu cầu mục đích lấy mẫu để nghiên cứu đánh giá, cần lựa chọn các hình thức lấy mẫu sau:

+ Hai hoặc nhiều mẫu trộn lẫn với nhau theo tỉ lệ đã biết (gián đoạn hoặc liên tục) từ đó có thể thu được kết quả trung bình của đặc tính theo mong muốn, các tỉ lệ dựa trên các phép đo thời gian của dòng chảy.

+ Mẫu phải được tiến hành lấy mẫu trắng thiết bị, mẫu trắng vận chuyển, mẫu trắng hiện trường song song với một chương trình lấy mẫu, nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng và các sai số có thể gây ra do vô tình hay cố ý của kỹ thuật viên lấy mẫu.

c/ Môi trường trầm tích: - Số lượng mẫu:

Thực hiện lấy 02 mẫu nước đại diện (ký hiệu: TT1 và TT2) - Vị trí lấy mẫu:

Mẫu trầm tích tại xóm Ngoài Tranh, Tức Tranh, Phú Lương. Tọa độ KĐ:105o71'32.4"; VĐ:21o60'41.7", (ký hiệu: TT1)

Mẫu trầm tích tại xóm Thống Nhất 3,Vô Tranh, Phú Lương. Tọa độ KĐ:105o78'32.7"; VĐ:21o67'42.1", (ký hiệu: TT2)

Thời gian lấy mẫu: 17/4/2019

- Quy trình quan trắc ngoàn hiện trường: + Nhân viên lấy mẫu tiếp cận điểm lấy mẫu.

+ Tính thực tiễn của việc lắp đặt và bảo dưỡng các thiết bị tự động nếu như chúng thích hợp.

+ Tính thực tiễn của việc can thiệp một cách an toàn vào một dòng bùn lỏng đang chảy hoặc bã lọc khi lấy mẫu thủ công.

+ Bản chất thiết kế hầm hoặc bồn chứa theo tính chất phân tầng của bùn lỏng.

- Các loại mẫu cơ bản bao gồm:

+ Mẫu tổ hợp lấy từ mẫu liên tục hoặc mẫu đơn lấy từ bùn gom, mẫu bùn lỏng hoặc bã bùn;

+ Mẫu đơn lấy một cách ngẫu nhiên từ một dòng bùn lỏng hoặc băng tải chở bã bùn, hoặc từ một điểm lấy mẫu từ đống bùn gom. Một loạt mẫu đơn, hoặc là mẫu bùn lỏng hoặc là mẫu bã bùn, được lấy theo chương trình và được phân tích riêng rẽ, là một cải tiến của kỹ thuật này.

2.4.4.2. Phương pháp phân tích

Xác định hóa chất BVTV Clo hữu cơ trong mẫu nghiên cứu bằng phương pháp sắc kí khí sử dụng máy phân tích GC_MS, xác định hàm lượng từng loại thuốc trừ sâu clo hữu cơ trong nước bằng phương pháp sắc kí khí chiết lỏng.

a) Tổng quan phương pháp

Mẫu sau khi được xử lý và loại bỏ yếu tố cản trở, mẫu được bơm vào buồng bơm mẫu bằng hệ thống bơm tự động. Tại buồng bơm mẫu, mẫu được hóa hơi và đi qua cột TR-5MS chiều dài 30m, đường kính 25µm tại đây các chất bị phân hủy thành các chất khác có tính đại diện cho mỗi chất. với lực hút giữu cột và các chất đi qua cột, các chất có ái lực khác nhau thì tách ra khỏi cột trong thời gian khác nhau. Sau khi ra khỏi cột dưới dạng ion các ion sẽ qua hệ thống đầu rò bẫy ion (MS), tại đây các chất sẽ được phát hiện bằng các ion đặc chưng cho từng chất thông qua thư viện phổ trên máy.

b) Xử lý mẫu và chuẩn bị mẫu

* Đối với mẫu nước

- Chiết mẫu:

Lắc kỹ mẫu và đong chính xác tất cả mẫu trong ống đong chia vạch dung tích 1l. Rót mẫu vào phễu chiết dung tích 2l. Rửa bình mẫu và ống đong bằng 60ml dietyl ete 15% hoặc metylen clorua trong hexan (1:4), rót dung môi này vào phễu chiết và lắc mạnh trong 2 phút, để các pha tách trong ít nhất 10 phút.

Nếu sự tách lớp không rõ ràng , cần thêm khoảng 10g NaCl và lắc trong vòng 2 phút.

Tách lớp mẫu phía dưới và cho pha hữu cơ qua Na2SO4 và rửa bằng nhexan, làm như vậy với mẫu cần phân tích ít nhất 3 lần.

Chuyển phần hữu cơ vào phễu chiết 500ml, tráng bình 3 lần mỗi lần bằng khoảng 10ml nhexan lắc mạnh trong vòng 3 phút.

Thêm vào phễu chiết 20ml axit sunfuric đặc, cẩn thận lắc mạnh trong 2 phút. Chờ dung dịch phân lớp rõ ràng rồi tách bỏ lớp axit phía dưới, lặp lại thao tác này 3 lần, đến khi lớp axit không màu. Để loại bỏ phần axit dư, lắc phễu chiết 2 lần, mỗi lần với 50ml nước cất, tháo bỏ lớp nước phía dưới.

Phần hữu cơ sau khi chiết cho vào bình cất quay trên bếp cách thủy 90- 95oC. Cô quay dịch chiết về thể tích khoảng 5ml.

- Làm sạch dịch chiết bằng cột florisil:

Mỗi cột được nhồi 10g florisil đã hoạt hóa bằng kỹ thuật nhồi cột ướt được đã được hoạt hóa bằng kỹ thuật nhồi cột ướt, florisil luôn được ngâm trong n-hexan. Phía dưới cột lót một lớp bông thủy tinh, chuyển florisil vào cột, gõ nhẹ thành cột và chô n-hexan chảy liên tục qua cột để làm lắng. thêm lên phía trên lớp florisil một lớp Na2SO4 khan dày khoảng 1 Cm, rửa cột bằng 100ml n- hexan đến khi dung môi chảy đến sát bề mặt chất rắn.

Dùng pipet pasteur chuyển 5ml dịch chiết lên cột, cho hấp thụ từ từ vào cột. tráng bình cầu 3 lần, mỗi lần bằng 2ml n-hexan rồi cho hấp phụ lên cột. cho phần dịch chảy đến sát bề mặt chất rắn.

Rửa giải phân đoạn F1 bằng 100ml n-hexan để lấy các PCBs, sau đó phân đoạn F2 bằng 120ml hỗn hợp diclometan: n-hexan (1:4, v/v ) để lấy các OCPs. Điều chỉnh tốc độ chảy 1 giọt /giây, hứng vào 2 bình cầu riêng biệt. Cô quay trân không các phần dịch rử giải về thể tích 2ml.

- Loại lưu huỳnh:

Dùng pipet pasteur chuyển 2ml dịch rửa giải vào ống nghiệm. tráng bình cầu 3 lần, mỗi lần bằng 1ml n-hexan.

Dùng dây đồng đã hoạt hóa nhúng vào ống nghiệm chứa dung dịch mẫu, nếu mẫu chứa lưu huỳnh thì dây đồng sẽ chuyển thành mầu đen. Sau vài phút lấy giây đồng ra khỏi dung dịch mẫu, tráng giây đồng bằng vài giọt n-hexan. Tiếp tục hoạt hóa tới khi dây đồng sáng bóng và lặp lại thao tác loại lưu huỳnh đến khi dây đồng không bị chuyển mầu.

Thêm vào ống nghiệm một ít Na2SO4 khan.

- Cô đặc dung dịch mẫu:

Chuyển dung dịch trong ống nghiệm vào ống nghiệm chia vạch, tráng ống nghiệm 3 lần, mỗi lần bằng khoảng 1ml n-hexan. Cô dưới dòng khí nito sạch đến thể tích 1ml hoặc thấp hơn để hạ thấp giới hạn của phương pháp.

Chuyển dung dịch mẫu sau khi cô vào vial 1,5ml bảo quản – 4 oC đến khi phân tích trên hệ thống GC-MS

Trong 10 mẫu lựa chọn ngẫu nhiên 1 mẫu để đo lặp 3 lần.

Cứ 10 mẫu chuẩn bị 1 mẫu thêm chuẩn như sau: Lấy 1l mẫu sau đó thêm 1ml dung dịch chuẩn 0,5mg/l. Mang xử lý mẫu rồi cô về thể tích 1ml. Khi đó nồng độ của HCBVTVchuẩn trong mẫu là 0,5mg/l.

- Tính toán kết quả:

Nồng độ của HCBVTV trong mẫu được tính như sau:.

Chcbvtv = k.C

Trong đó:

- C: nồng độ HCBVTV đo được trên máy - K: hệ số pha loãng

- Chcbvtv: tổng nồng độ HCBVTV trong mẫu

- Kiểm soát số liệu:

Công thức để tính hiệu suất thu hồi đánh giá mẫu thêm chuẩn: H = (Cspike – C)*100/Cchuẩn

Trong đó:

H: Hiệu suất thu hồi

Cspike: Nồng độ HCBVTV đo được trên máy của mẫu thêm chuẩn

C: Nồng độ HCBVTV đo được trên máy của mẫu gốc không thêm chuẩn

Cchuẩn: Nồng độ HCBVTV chuẩn thêm vào mẫu

* Đối với mẫu đất và trầm tích

- Tiền xử lý mẫu:

Mẫu đất và trầm tích để khô tự nhiên đến khối lượng không đổi và tránh ánh sáng. Mẫu khô được nghiền mịn trong cối sứ và rây qua sàng cỡ 1mm.

- Chiết mẫu:

Lấy 20g mẫu chuyển vào bình nón 250 ml, thêm vào bình nón 150ml axeton đậy kín miệng bình lắc trên máy lắc trong 2 giờ, tốc độ lắc 300 vòng/phút.

Chờ dịch triết cân bằng, chuyển toàn bộ dịch triết axeton qua phễu thủy tinh có giấy lọc vào phễu chiết ( có chứa sẵn 600ml nước , 100ml nhexan) tráng bã lọc ba lần tổng cộng bằng 50ml n-hexan, lắc mạnh trong 5 phút. Để phễu chiết ổn dịnh và phân lớp rõ ràng. Nếu sự tách lớp không rõ ràng , cần thêm khoảng 10g NaCl và lắc trong vòng 2 phút.

Tách bỏ lớp muối và axeton phía dưới. rửa n-hexan trong phễu chiết 3 lần, mỗi lần bằng 100 ml nước cất, lắc mạnh trong 3 phút. Chờ phân lớp rõ ràng thì tách bỏ lớp nước phía dưới,

Chuyển phần hữu cơ vào phễu chiết 500ml, tráng bình 3 lần mỗi lần bằng khoảng 10ml nhexan lắc mạnh trong vòng 3 phút.

Thêm vào phễu chiết 20ml axit sunfuric đặc, cẩn thận lắc mạnh trong 2 phút. Chờ dung dịch phân lớp rõ ràng rồi tách bỏ lớp axit phía dưới, lặp lại thao tác này 3 lần, đến khi lớp axit không màu. Để loại bỏ phần axit du, lắc phễu chiết 2 lần, mỗi lần với 50ml nước cất, tháo bỏ lớp nước phía dưới.

Phần hữu cơ sau khi chiết cho vào bình cất quay trên bếp cách thủy 90- 95oC

Cô quay dịch chiết về thể tích khoảng 5ml.

- Làm sạch dịch chiết bằng cột florisil:

nhẹ thành cột và chô n-hexan chảy liên tục qua cột để làm lắng. thêm lên phía trên lớp florisil một lớp Na2SO4 khan dày khoảng 1 Cm, rửa cột bằng 100ml n- hexan đến khi dung môi chảy đến sát bề mặt chất rắn.

Rửa giải phân đoạn F1 bằng 100ml n-hexan để lấy các PCBs, sau đó phân đoạn F2 bằng 120ml hỗn hợp diclometan: n-hexan (1:4, v/v ) để lấy các OCPs. Điều chỉnh tốc độ chảy 1 giọt /giây, hứng vào 2 bình cầu riêng biệt. Cô quay chân không các phần dịch rửa giải về thể tích 2ml.