2.2.5. Thực nghiệm
2.2.5.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất
Thiết bị, dụng cụ
- Máy sắc ký khí Simadzu GC-2010 (Nhật Bản). - Tủ sấy Binder (Đức).
- Máy lắc: IKA® MS3 basic (Đức).
- Thiết bị lấy mẫu khí MP-30 Minipump (Hãng SIBATA, Nhật Bản). - Ống than hoạt tính ORBO™- 32 (H.ng SUPELCO).
- Micro xylanh 5 μL ,10 μL, 200 μL, 500 μL. - Lọ thuỷ tinh dựng mẫu 2 mL.
- Pipet: 1 mL, 10 mL.
Tất cả các dụng cụ thủy tinh trước khi sử dụng phải được rửa sạch bằng bể rửa siêu âm, tráng cẩn thận bằng nước cất, dung mơi aceton sau đó
sấy ở 4000C trong 4 giờ.
Hóa chất
- Dung môi CS2 (99,99%).
- Hỗn hợp chất chuẩn BTEX (Hãng Supelco). - Axeton, n-hexan.
2.2.5.2. Xử lý mẫu để phân tích xác định BTEX
Lấy lọ thủy tinh đựng mẫu 2 mL đã được rửa sạch, tráng bằng axeton và sấy ở nhiệt độ 400º C trong 4h. Bỏ nắp đậy ống thủy tinh chứa than hoạt tính đã hấp phụ BTEX, chuyển tồn bộ than hoạt tính chứa BTEX vào lọ. Sau đó cho vào lọ 1 mL CS2, lắc đều hỗn hợp; để yên dung dịch trong khoảng hơn 30 phút. Sau đó bơm 3μL vào máy GC/FID để xác định BTEX.
2.2.5.3. Định tính và định lƣợng BTEX trên GC/FID
Điều kiện làm việc của hệ thống GC/FID để phân tích BTEX:
- Cột mao quản SUPELCOWAX™-10, dài 30m, ID 0,32mm, lớp phin pha tĩnh 0,25μm.
- Nhiệt độ buồng bơm mẫu : 230oC
- Nhiệt độ detectơ FID: 240oC
- Chương trình nhiệt độ: 60oC, 5oC/phút, 120oC.
- Khí mang: N2 , tốc độ qua cột 1 mL/phút - Tổng dòng khí mang đầu cột: 30,5 mL/p hút - Chế độ áp suất khơng đổi, 14 psi
- Thể tích tiêm mẫu: 3μl
- Chế độ bơm mẫu: chia dòng, tỉ lệ 1:50
Định tính
Sử dụng các chất chuẩn của từng chất Benzen, Toluen, Etylbenzen và Xylen có nồng độ là 10 ppm mỗi chất để phân tích xác định thời gian lưu của từng chất trong điều kiện làm việc của hệ thống GC/FID đã nêu ở mục 2.2.5.1 Thời gian lưu của từng chất riêng rẽ được dùng để định lượng từng chất trong hỗn hợp BTEX chuẩn và trong mẫu nghiên cứu. Thời gian lưu của các chất trên sắc đồ phân tích hỗn hợp chuẩn BTEX lần lượt là Benzen 3,227 phút, Toluen 4,994 phút, Etylbenzen 8,084 phút, o-Xylen 8,497 phút, m-Xylen 8,813 phút; p-Xylen 11,197 phút.
Sử dụng bình khí chuẩn BTEX nồng độ mỗi chất là 10 ppm để lấy mẫu chuẩn. Lấy mẫu khí chủ động lưu lượng 0,192 L/phút vào 5 ống than theo thời gian lần lượt là 0,25 phút, 0,5 phút , 1 phút , 2 phút, 5 phút. Quy đổi đơn
vị từ ppm sang mg/m3 theo công thức : mg/m3 = * , ppm M 24 45
Trong đó: M là phân tử khối của các chất
Bảng 15. Quy đổi đơn vị BTEX từ ppm sang mg/m3
Đơn vị Benzen Toluen m- Xylen o- Xylen p- Xylen Etylbenzen
Ppm 10 10 10 10 10 10
mg/m3 31,9 3,77 4,34 4,34 4,41 4,34
Với tốc độ lấy mẫu 0,192 L/phút và nồng độ chất mẫu ở bảng 19, khi hòa mẫu trong 1ml CS2 thì nồng độ mỗi ống than nhận được ghi trong bảng 16. Sử dụng các mẫu này để xât dựng đường ngoại chuẩn.
Bảng 16. Nồng độ BTEX trong mẫu chuẩn
Mẫu Thời gian lấy mẫu ( phút) Lƣợng chất (µg/ml)
Benzen Toluen m-xylen o-xylen p-xylen Etylbenzen
C1 0,25 1,5312 1,8096 2,0832 2,0832 2,1168 2,0832
C2 0,5 3,0624 3,6192 4,1664 4,1664 4,2336 4,1664
C3 1 6,1248 7,2384 8,3328 8,3328 8,4672 8,3328
C4 2 12,2496 14,4768 16,6656 16,6656 16,9344 16,6656
C5 5 30,624 36,192 41,664 41,664 42,336 41,664
Định lƣợng BTEX bằng đƣờng ngoại chuẩn
Phân tích 5 mức chuẩn BTEX trong các mẫu nêu trong bảng 20 để xây dựng đường ngoại chuẩn. Sau khi phá mẫu trong 1ml CS2, bơm 3μL mỗi mức chuẩn trên vào hệ thống máy GC/FID. Kết quả nhận được dùng để xây dựng đường ngoại chuẩn y = ax + b. Trong đó y là số đếm diện tích píc; x là nồng độ chất chuẩn Benzen, Toluen, Etylbenzen và Xylen. Dựa trên đường ngoại chuẩn sẽ xác định được nồng độ của mỗi chất BTEX trong mẫu thực tế đã xử lý ở mục 2.2.5.2.
Đường ngoại chuẩn cho từng chất Benzen, Toluen, Etylbenzen và m,p,o-Xylen đã xác định được các phương trình định lượng BTEX trong bảng 17. Hình 16 là một đường ngoại chuẩn của Etylbenzen.
0 10 20 30 Conc. 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 Area(x10,000)