CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
Mẫu được lấy tại các vị trí trầm tích có thành phần bùn sét hơn 50%, nếu mẫu có thành phần hồn tồn là cát thì phải tiến hành dịch chuyển địa điểm lấy mẫu.
Thiết bị lấy mẫu trầm tích: Cuốc đại dương (Việt Nam) với tời cần cẩu đảm bảo lấy mẫu tới độ sâu 100m nước.
Mẫu trầm tích mặt được lấy ở độ sâu 0 đến 40cm. Các vị trí lấy mẫu được lựa
chọn nằm trên một trục có hướng Tây Bắc - Đơng Nam, nằm song song với đường
bờ biển qua các tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, cách đất liền khoảng từ 30 km trở ra. Khu vực lấy mẫu được giới hạn bởi điểm cực bắc có tọa độ
E.107004’/N.19022’ và điểm cực nam có tọa độ E.108031’/N.16049’.
Mẫu trầm tích lõi được lấy ở các độ sâu khác nhau tại cùng một điểm. Điểm
lấy mẫu trầm tích lõi có tọa độ E.107055’/N.17030’. Mẫu được lấy theo 4 lớp, tương
ứng với 4 độ sâu là (0 đến 40cm), (40 đến 80cm), (80 đến 120cm) và (120 đến 160
cm).
Trọng lượng mỗi mẫu ≈ 500g. Mẫu được cho vào túi nilon hai lớp, giữa 2 lớp nilon là eteket ghi kí hiệu mẫu. Mẫu sau đó được chuyển về phịng thí nghiệm, bảo
Hình 2.1. Bản đồ lấy mẫu
2.2.2. Phương pháp phân tích
Chuẩn bị mẫu:
Mẫu trầm tích được bảo quản trong tủ lạnh sâu ở nhiệt độ -200C. Khi phân
tích, mẫu được lấy ra khỏi tủ lạnh, để nguội qua đêm về nhiệt độ phòng. Lấy khoảng 100g mẫu ướt dàn mỏng lên mảnh phoi nhơm kích thước 20cm × 20cm, để
khơ đến khối lượng khơng đổi ở nhiệt độ phịng và tránh ánh sáng (sau khoảng 2
tuần). Có thể sấy mẫu đến khối lượng không đổi trong tủ sấy ở nhiệt độ 40 đến
500C. Khi mẫu đã khô kiệt, dùng chày và cối sứ nghiền nhỏ và rây qua sàng cỡ
1mm.
Chuẩn bị mẫu giả:
Mẫu giả là nền mẫu đất, 100g đất được chiết siêu âm với 200ml axeton và 200ml n-hexan, mỗi lần chiết trong 1 giờ. Bã được sấy đến khối lượng không đổi ở
800C, nghiền nhỏ bằng chày và cối sứ, rây qua sàng cỡ 1mm và bảo quản trong chai
Khảo sát điều kiện chiết mẫu:
Điều kiện chiết mẫu được khảo sát trên nền mẫu giả được thêm chuẩn PCBs,
OCPs mức 5 ng, dung môi chiết là axeton (100 ml cho khoảng 10 g mẫu), kĩ thuật rung lắc cơ học, các yếu tố khảo sát bao gồm: số lần chiết và thời gian chiết.
Khảo sát điều kiện chuyển dung môi:
Các chất phân tích trong dung môi chiết axeton được chuyển vào n-hexan bằng kĩ thuật chiết lỏng lỏng dùng phễu chiết. Yếu tố khảo sát là số lần chiết (mỗi lần chiết bằng 100ml n-hexan).
Khảo sát điều kiện làm sạch mẫu bằng axit sunfuric đặc:
Dịch chiết mẫu được xử lí bằng axit sunfuric 95-97% để loại bỏ các tạp chất
như chất béo, sắc tố thực vật, lượng vết các chất vô cơ,…Chúng tôi khảo sát 2 kĩ
thuật làm sạch mẫu bằng axit sunfuric là dùng phễu chiết, lắc bằng tay với thể tích
mẫu lớn (100ml) và dùng ống nghiệm, máy lắc vortex với thể tích mẫu nhỏ
(5-10ml).
Khảo sát điều kiện làm sạch mẫu bằng chất hấp phụ:
Dịch chiết sau khi xử lí với axit sunfuric đặc sẽ được đưa lên cột thủy tinh nhồi chất hấp phụ là florisil, các chất phân tích được rửa giải thành 2 phân đoạn bao gồm F1 (dùng dung môi phân cực thấp là n-hexan để rửa giải các PCBs) và F2 (dùng hỗn hợp dung môi n-hexan và diclometan hơi phân cực hơn F1 để rửa giải các OCPs). Yếu tố được khảo sát trong phần này là thể tích dung mơi rửa giải.
Làm thí nghiệm với mẫu thêm chuẩn trên nền mẫu giả:
Mẫu giả được thêm chuẩn PCBs và OCPs ở mức 5ng mỗi cấu tử, sau đó phân
tích theo các điều kiện đã khảo sát ở trên để đánh giá độ thu hồi, mẫu được làm lặp
5 lần để đánh giá độ lặp lại.
Phân tích mẫu thực:
Với qui trình phân tích đã được khảo sát, đảm bảo các yêu cầu về độ thu hồi
Phân tích mẫu trên hệ thống GC-ECD:
Phương pháp tách và phân tích các PCBs và OCPs trên hệ thống ECD được
chúng tôi tham khảo từ phương pháp tiêu chuẩn US-EPA 8121, US-EPA 680 và qui trình của phịng thí nghiệm của GS.Tanabe tại trường đại học Ehime, Nhật Bản. với một số thay đổi để phù hợp với điều kiện của phòng thí nghiệm. Các thí nghiệm trên hệ thống GC-ECD bao gồm: phân tích các dung dịch chuẩn PCBs (với các nồng độ 1 ppb, 2 ppb, 5 ppb, 10 ppb, 20 ppb, 50 ppb, 200 ppb) và OCPs (với các nồng độ 1ppb, 2ppb, 5 ppb, 10 ppb, 30 ppb, 50 ppb, 100 ppb), từ đó xây dựng đường chuẩn,
xác định các giá trị giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của thiết bị.
2.3. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất
2.3.1. Thiết bị
Hệ thống sắc kí khí GC: GC-2010 Gas Chromatograph, Shimadzu, Japan.
Detector: ECD-2010 Electron Capture Detector, Shimadzu, Japan.
Cột tỏch: Equityđ-5 (30mì0,32mmì0,5m), Sigma-Aldrich, USA.
Mỏy lc: Orbital shaker SSL1, Stuard®, UK, tốc độ lắc tối đa 300 vịng/phút.
Máy rung: Vortex mixer, Labnet International, USA.
Bộ cất quay chân không: Eyela N-1200A, Tokyo Rikakikai Co., LTD, Japan.
Bộ bay hơi: Mini-Vap 6 Port, Supelco, USA.
Lò nung: Nabertherm B180, Germany, nhiệt độ 30-30000C.
Cân kỹ thuật: Pioneer® Ohaus, USA, độ đọc 0,01g.
2.3.2. Dụng cụ
Micropipet: Pipettor AC+ 10-100μl, 100-1000μl, Cyberlab, USA.
Cột thủy tinh 45cm×2cm, có khóa teflon, Schott, Germany.
Bình nón 250ml; bình cầu 250ml; phễu chiết 250ml, 1000ml; ống đong
100ml, 500ml; cốc thủy tinh; phễu thủy tinh; ống nghiệm chia vạch; pipet pasteur; vial 1ml, 5ml; màng bọc parafilm; giấy nhôm; bông thủy tinh.
2.3.3. Chất chuẩn
2.3.3.1. Chất chuẩn PCBs
Bảng 2.2: Các PCBs và nồng độ trong dung dịch chuẩn gốc IUPAC Đồng loại Nồng độ (ppm) Độ tinh khiết (%) 2,4,4'-Trichlorobiphenyl PCB28 10 99.500 2,2',5,5'-Tetrachlorobiphenyl PCB52 10 97.000 2,2',4,5,5'-Pentachlorobiphenyl PCB101 10 99.000 2,3',4,4',5-Pentachlorobiphenyl PCB118 10 98.500 2,2',3,4,4',5'-Hexachlorobiphenyl PCB138 10 99.000 2,2',4,4',5,5'-Hexachlorobiphenyl PCB153 10 97.000 2,2',3,4,4',5,5'-Heptachlorobiphenyl PCB180 10 99.000 2.3.3.2. Chất chuẩn OCPs
Trong nghiên cứu này, dung dịch chuẩn gốc chúng tôi dùng để khảo sát là hỗn hợp chất chuẩn thuốc trừ sâu nhóm clo (Pesticide Mix - 14) có nồng độ 10ppm. Đây là sản phẩm thương mại của hãng Dr. Ehrenstorfer (Germany). Hỗn hợp này gồm 16 chất thuộc họ clo hữu cơ (OCPs), trong đó bao gồm danh mục 7 chất mà chúng tôi quan tâm trong bảng sau:
Bảng 2.3: Bảng danh mục các chất họ OCPs
STT Tên hóa chất STT Tên hóa chất
1 Anfa – HCH 5 4,4’ – DDE
2 Beta – HCH 6 4,4’ – DDD
3 Lindan (Gama-HCH) 7 4,4’ – DDT
4 Delta-HCH
OCPs (10ppm ) gốc: Chuẩn gốc sau khi bỏ khỏi lọ chuẩn kín, đựng trong vial
Từ dung dịch chuẩn gốc hỗn hợp Pesticide Mix-14 nồng độ 10 ppm, chúng tôi
tiến hành pha loãng bằng autopipet và kim Hamilton 100 μl, sử dụng dung môi
n-hexan để được dung dịch có nồng độ 2 ppm, 1 ppm. Cụ thể cách pha dung dịch chuẩn như sau: Dùng autopipet để lấy chính xác 800μl dung mơi n-hexan vào vial
đựng mẫu sạch (dung tích 1,5ml), sau đó dùng kim hamilton dung tích 100μl để lấy
chính xác 200μl dung dịch chuẩn gốc Pesticide Mix-14 nồng độ 10 ppm. Như vậy
chúng tôi được 1ml dung dịch chuẩn nồng độ 2ppm. Dung dịch chuẩn 1ppm được
pha bằng cách tương tự. Các dung dịch chuẩn hỗn hợp được sử dụng để thêm vào mẫu giả định trong quá trình khảo sát và tối ưu các điều kiện xử lý mẫu.
2.3.4. Hóa chất
Dung mơi: axeton, điclometan, n-hexan (Merck, Germany).
Nước cất: nước cất 2 lần được chiết với n-hexan.
Chất hấp phụ: Florisil có kích thước hạt 70÷230 mesh (63÷200μm), kích thước lỗ rỗng 60Å, diện tích bề mặt 500 m2/gam, Sigma Aldrich, USA. Chất hấp
phụ được nung ở 5500C trong 12 giờ để loại nước và các hợp chất hữu cơ, sau đó
sấy tiếp ở 1300C trong 12 giờ để hoạt hóa.
Muối: natri sunfat, canxi clorua (Merck, Germany).
Axit: axit sunfuric 95-97%, axit clohidric 35-37% (Merck, Germany).
Phoi đồng: phoi đồng dạng sợi, mảnh được ngâm trong axit HCl loãng đến
sáng bóng, sau đó lần lượt rửa sạch bằng nước cất, axeton và ngâm trong n-hexan đến khi sử dụng.
2.4. Thực nghiệm