CHƢƠNG 2 : NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2 Thực nghiệm
2.2.4. Khảo sát quy trình xử lý mẫu
a. Khảo sát quy trình phân tích PCBs trong mẫu trầm tích
Sau khi tham khảo phƣơng pháp tiêu chuẩn US EPA method 8082 và một số nghiên cứu đã đƣợc công bố. Các điều khiện khảo sát trong quy trình phân tích PCBs đƣợc trình bày nhƣ sau:
Khảo sát sự ảnh hưởng của dung môi chiết lỏng –lỏng
Trong quá trình chiết lỏng –lỏng, dung mơi chiết ảnh hƣởng rất lớn đến hiệu quả chiết. PCBs là những hợp chất ít phân cực có chứa dẫn xuất halogen, theo nhiều nghiên cứu cho thấy, dung môi phù hợp để chiết PCBs, ra khỏi đối tƣợng mẫu nƣớc là Diclometan (DCM) hoặc n- hexan. Do vậy, chúng tơi đã tiến hành khảo sát q trình chiết với tỷ lệ dung môi n – hexan và diclometan khác nhau để xem xét hiệu quả chiết, nhằm lựa chọn hệ dung môi chiết phù hợp với điều kiện phịng thí nghiệm. Với mỗi mẫu giảthêm 100µl dung dịch chuẩn PCBs ở nồng độ 20ppb. Tiến hành thêm 100ml dung mơi có tỷ lệ khác nhau của n- hexan và DCM. Tính hiệu suất thu hồi và sai số tƣơng đối của quá trình chiết.
Khảo sát sự ảnh hưởng của lượng chất nhồi cột
Chất nhồi cột ảnh hƣởng đến hiệu quả làm sạch và làm giàu khi phân tích hàm lƣợng vết và siêu vết các hợp chất hữu cơ. PCBs là những chất hữu cơ ít phân cực, florisil đƣợc lựa chọn làm chất nhồi cột chiết pha rắn. Tiến hành khảo sát lƣợng florisil nhồi cột phù hợp để có thể làm sạch mẫu tốt nhất.Lƣợng florisilkhảo sát trong thí nghiệm là 4g, 8g và 15 g. Các điều kiện xử lý mẫu và phân tích khác đƣợc giữ nguyên.
Khảo sát sự ảnh hưởng của các loại dung môi rửa giải
Nguyên tắc lựa chọn dung môi dung môi rửa giải cho mẫu dựa trên độ phân cực và khả năng hòa tan của PCBs trong các dung môi. Để tiến hành rửa các chất
cần phân tích ra khỏi cột florisil, các loại dung mơi đƣợc chọn khảo sát là những dung môi không phân cực có thể hịa tan đƣợc các chất phân tích, độ độc khơng cao và có tính kinh tế bao gồm : n – hexan; n-hexan:diclometan và n-hexan:dietylete.Để khảo sát ảnh hƣởng của hệ dung môi rửa giải đến độ thu hồi của quá trình làm sạch,thêm chuẩn 100µl dung dịch chuẩn PCBs có nồng độ 20ppb. Tiến hành rửa giải với 50ml dung môi khảo sát. Các dung môi đƣợc lựa chọn để khảo sát nhƣ trong bảng 2.4:
Bảng 2.4 Hệ dung môi rửa giải PCBs
STT Dung môi 1 Dung mơi 2 Tỷ lệ thể tích (v/v)
1 Hexan - 1:0
2 Hexan Diclometan 2:1
3 Hexan Diclometan 4:1
4 Hexan Dietylete 4:1
Khảo sát sự ảnh hưởng của thể tích dung mơi rửa giải
Lƣợng dung môi rửa giảisẽ ảnh hƣởng đến hiệu suất rửa giải, lƣợng dung môi chiết phù hợp sẽ cho hiệu quả rửa giải cao nhất và khơng tiêu tốn nhiều dung mơi.Do đó, phải khảo sát lƣợng dung mơi thích hợp tiến hành rửa giải. Tiến hành rửa giải với lƣợng dung môi 25ml, 30ml, 50ml, 75ml dung môi đã đƣợc khảo sát tối ƣu, thêm 100µl chuẩn PCBs nồng độ 20ppb. Tiến hành rửa giải với các thể tích dung mơi đã lựa chọn.Tính tốn hiệu suất trung bình và độ lệch chuẩn tƣơng đối. Từ đó, lựa chọn thể tích dung mơi tối ƣu.
b. Khảo sát quy trình phân tích PBDEs trong mẫu trầm tích
Khảo sát dung môi chiết soxhlet
Sau khi tham khảo phƣơng pháp tiêu chuẩn US EPA method 1614 và một số nghiên cứu đã đƣợc công bố. Dung môi đƣợc lựa chọn cho quá trình chiết soxhet để khảo sát là hệ dung môi Toluen và hỗn hợp dung mơi axetone: n-hexan, tiến hành thêm 100µl chuẩn LS10. Lƣợng dung môi tiến hành chiết là 300 ml, chiết trong khoảng thời gian 8giờ. Xác định hiệu xuất thu hồi và độ lệch chuẩn tƣơng
đối của 2 phƣơng pháp, dựa theo chuẩn AOAC tìm và lựa chọn phƣơng pháp tối ƣu để áp dụng cho quy trình phân tích mẫu thật.
Khảo sát quá trình làm sạch rửa mẫu bằng axit, kiềm và muối
Thêm vàophễu chiết 250ml, mỗi phễu chiết 100ml n-hexan, 100µl dung dịch chuẩn CS20 lắc đều. Dịch chiết thu đƣợc tiến hành rửa mẫu bằng cách thêm 50ml axit H2SO4 đặc, lắc cẩn thận trong 2 phút, để yên 10 phút cho chất lỏng phân lớp rõ ràng. Tháo bỏ lớp axit phía dƣới, lặp lại thao tác trên thêm 2 lần nữa. Sau 3 lần rửa mẫu bằng axit, thêm 100ml nƣớc cất vào phễu chiết, lắcmạnh trong 2 phút, để yên 10 phút cho chất lỏng phân lớp rõ ràng. Tháo bỏ lớp nƣớc phía dƣới, cho lớp n- hexan chảy qua một phễu thủy tinh có lớp Na2SO4 khan vào bình cầu 250ml, tráng phễu chiết 3 lần mỗi lần bằng 2ml n-hexan.
Thêm vào 2 phễu chiết 250ml, mỗi phễu chiết 100ml n-hexan, 100µl dung dịch chuẩn CS20 lắc đều. Thêm 50ml KOH 10%, lắc cẩn thận trong 2 phút, để yên 10 phút cho chất lỏng phân lớp rõ ràng. Tháo bỏ lớp kiềm phía dƣới, lặp lại thao tác trên thêm 2 lần nữa. Sau 3 lần rửa mẫu bằng axit, thêm 100ml nƣớc cất vào phễu chiết, lắc mạnh trong 2 phút, để yên 10 phút cho chất lỏng phân lớp rõ ràng. Tháo bỏ lớp nƣớc phía dƣới, cho lớp n-hexan chảy qua một phễu thủy tinh có lớp Na2SO4 khan vào bình cầu 250ml, tráng phễu chiết 3 lần mỗi lần bằng 2ml n-hexan.
Thêm vào 2 phễu chiết 250ml, mỗi phễu chiết 100ml n-hexan, 100µl dung dịch chuẩn CS20 lắc đều. Thêm 50ml NaCl 5%, lắc cẩn thận trong 2 phút, để yên 10 phút cho chất lỏng phân lớp rõ ràng. Tháo bỏ lớp dung dịch muối phía dƣới, lặp lại thao tác trên thêm 2 lần nữa. Sau 3 lần rửa mẫu bằng axit, thêm 100ml nƣớc cất vào phễu chiết, lắc mạnh trong 2 phút, để yên 10 phút cho chất lỏng phân lớp rõ ràng. Tháo bỏ lớp nƣớc phía dƣới, cho lớp n-hexan chảy qua một phễu thủy tinh có lớp Na2SO4 khan vào bình cầu 250ml, tráng phễu chiết 3 lần mỗi lần bằng 2ml n- hexan.
Các dung dịch sau đó đƣợc quay cơ chân khơng về thể tích khoảng 2ml, chuyển vào ống nghiệm chia vạch, tráng bình cầu 3 lần , mỗi lần bằng 1 ml n-
hexan. Cơ dƣới dịng khí nito đến gần khơ, thêm 10ml dung dịch IS1000 rồi thêm isooctane đến 100µl. Tiêm 1µl mẫu vào hệ thống GC-MS.
Khảo sát dung môi rửa giải trên cột silicagel đa lớp
Khảo sát 2 loại dung môi là hỗn hợp diclometan:n-hexan (5:95) và n-hexan để làm dung mơi rửa giải cho q trình làm sạch trên cột silicagel đa lớp.
Chuẩn bị cột: cột silicagel đƣợc sử dụng có đƣờng kính 15mm. cho lần lƣợt vào cột 1 ít bơng thủy tinh + 1g silicagel hoạt hóa + 4g silicagel bazo + 1g silicagel hoạt hóa + 8g silicagel axit + 2g silicagel hoạt hóa + 1 lớp muối phía trên cùng. Gõ nhẹ để nhồi chặt cột.
Hoạt hóa cột: sử dụng 50-100 ml n-hexan tƣới đều lên cột. khóa van khi n- hexan còn khoảng 1mm trên lớp muối. Kiểm tra sự tách lớp của cột, nếu có sự tách lớp thì cần loại bỏ và làm lại cột.
Khảo sát 2 loại dung môi là hỗn hợp diclometan:n-hexan (5:95) và n-hexan. Tiến hành rửa giải với các loại dung môi khác nhau và các thể tích khác nhau(25, 50, 75, 100 ml). Lựa chọn loại và lƣợng dung mơi tối ƣu để đƣa vào các thí nghiệm khảo sát và quy trình phân tích mẫu thật.
Chuẩn bị các cột silicagel đa lớp, thêm vào mỗi cột100µldung dịch chuẩn CS20, cho dung dịch chảy sát từ từ đến sát bề mặt chất rắn, hứng dung dịch chảy ra vào bình cầu 250ml. tiến hành rửa giải bằng các loại dung mơi và các thể tích dung mơi khác nhau. Các dung dịch sau đó đƣợc quay cơ chân khơng đến khoảng 2ml, chuyển vào ống nghiệm chia vạch, tráng bình cầu 3 lần, mỗi lần bằng 1ml n-hexan. Cơ gần khơ dƣới dịng khí nito, thêm 10µl dung dịch IS1000 rồi thêm isooctane đến 100µl. tiêm 1µl mẫu vào hệ thống GC-MS.
2.2.5 Xây dựng và đánh giá quy trình phân tích PCBs và PBDEs trong mẫu trầm tích.
a. Xây dựng và đánh giá quy trình phân tích hàm lượng PCBs
Với các kết quả khảo sát ở mục 2.2.4, điều kiện chạy thiết bị GC-ECD, theo các tài liệu tiêu chuẩn phân tích PCBs trong, ngồi nƣớc và các nghiên cứu đã đƣợc công bố. Đề xuất và tiến hành xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp phân tích PCBs bằng cách xác định giá trị độ thu hồi và độ không đảm bảo đo. Tiến hành thêm chất chuẩn tại 3 nồng độ khác nhau là 5ppb; 10ppb; 20ppb, phân tích lặp lại 3 lần.
Độ thu hối trung bình các PCB phải đạt từ 70 – 120. Độ lệch chuẩn tƣơng đối đạt 21% với mức nồng độ.
Độ chính xác tƣơng đối của q trình phân tích đƣợc xác định dựa trên độ lệch chuẩn tƣơng đối. Giá trị %RSD đƣợc tính tốn bằng tỉ lệ phần trăm giữa độ lệch chuẩn và nồng độ trung bình của mẫu. Để đảm bảo u cầu phân tích thì giá trị này phải nhỏ hơn 21%.
b. Xây dựng và đánh giá quy trình phân tích PBDEs bằng phương pháp chiết soxhlet
Để khảo sát q trình này, phân tích lặp lại 3 lần 1 mẫu thật đƣợc thêm 100l dung dịch LS10, theo các kết quả đã khảo sát quy trình phân tích trên rồi bơm lên máy GC-MS.
Độ thu hồi của nồng độ các BDE đƣợc xác định bằng tỉ lệ phần trăm hàm lƣợng các BDE cịn lại sau khi phân tích với nồng độ các BDE ban đầu. Độ thu hồi phải nằm trong khoảng từ 70-120% để đảm bảo yêu cầu phân tích.
Độ chính xác tƣơng đối của q trình phân tích đƣợc xác định dựa trên độ lệch chuẩn tƣơng đối. Giá trị %RSD đƣợc tính tốn bằng tỉ lệ phần trăm giữa độ lệch chuẩn và nồng độ trung bình của mẫu. Để đảm bảo u cầu phân tích thì giá trị này phải nhỏ hơn 20%.