Aroclo PCB - 28 PCB - 52 PCB - 101 PCB - 153 PCB - 138 PCB – 180 Aroclo 1016 78% 21% 0% 0% 0% 0% Aroclo 1221 54% 9% 11% 12% 9% 5% Aroclo 1232 69% 22% 6% 1% 1% 1% Aroclo 1242 68% 23% 7% 1% 2% 0% Aroclo 1248 41% 37% 16% 2% 3% 0% Aroclo 1254 28% 18% 21% 16% 15% 2% Aroclo 1260 0% 0% 12% 30% 27% 31% Aroclo 1262 2% 1% 5% 34% 17% 41% Aroclo 1268 5% 2% 0% 6% 1% 86%
3.2.3. Kết quả phân tích sắc ký trong mẫu
Sau khi đã sàng lọc 339 mẫu dầu biến thế bằng phương pháp phân tích nhanh sử dụng điện cực chọn lọc ion, 111 mẫu dầu biến thế cho hàm lượng trên 50 ppm Với 111 mẫu có nồng độ tổng PCB (quy theo Aroclo 1260) trên 50 ppm đo bằng phương pháp điện cực chọn lọc ion, tiến hành xử lý và phân tích lại các mẫu này bằng phương pháp sắc ký để xác định chính xác nồng độ tổng PCB có trong mẫu. Với những mẫu có nồng độ trên 500 ppm sẽ được pha loãng trước xử lý mẫu để phân tích trên GC. Kết quả phân tích được chia thành các khoảng nồng độ khác
nhau: dưới giới hạn phát hiện của phương pháp; nhỏ hơn 5 ppm, khoảng nồng độ 5 – 50 ppm; khoảng nồng độ 50 – 100ppm; khoảng nồng độ từ 100 – 200 ppm; khoảng nồng độ trên 200 ppm.
Kết quả cụ thể được thể hiện trong bảng dưới đây.
Bảng 11. Tổng hợp kết quả phân tích PCB trong các mẫu dầu bằng phương pháp GC/MS Khoảng nồng độ xác định bằng GC/MS (ppm) Tổng số mẫu
Số mẫu theo khoảng nồng độ xác định bằng phương pháp phân tích nhanh 50 - 100 ppm (n=64) 100 - 200 ppm (n=33) >200 ppm (n=14) nd 54 40 12 2 <5 4 1 3 0 5-50 22 17 5 0 50-100 19 6 12 1 100-200 5 0 1 4 >200 7 0 0 7
Trong số 111 mẫu dầu được đem đi định lượng chính xác bằng phương pháp sắc ký, có 54/111 mẫu có hàm lượng PCB nhỏ hơn giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,42 ppm chiếm 48,6%, hay có thể nói 48,6% mẫu khơng phát hiện thấy sự có mặt của PCB trong dầu biến thế. Bên cạnh đó, 4/111 (chiếm 3,6%) mẫu có hàm lượng PCB nhỏ hơn 5 ppm (ngưỡng PCB là 5 mg/kg (5 ppm) trong dầu) [5]. Ở khoảng nồng độ trên 5 ppm, có 53 mẫu (chiếm 47,7 %).
Theo tiêu chuẩn cho phép của PCB trong dầu biến thế của một số quốc gia phát triển như Anh, Mỹ, Úc, Canada, Thụy Điển là 50 ppm thì có tới 28% số mẫu dầu đem phân tích sắc ký vượt ngưỡng mà những nước này quy định.
Trong phương pháp sắc ký sử dụng 6 cấu tử PCB 28, 52, 101, 138, 153, 180 để định lượng PCB là do đã có những nghiên cứu chỉ ra sự có mặt của hầu hết các
cấu tử PCB này trong dầu biến thế và các cấu tử PCB trên cũng đặc trưng cho các nhóm họ của PCB. Do đó, sử dụng 6 cấu tử này để tính tốn hàm lượng PCB trong mẫu dầu cho kết quả chính xác nhất với độ đáng tin cậy cao.
Khi phân tích nhanh theo thiết bị của hãng Dexil, kết quả được tính như sau:
Tổng PCB (quy theo Aroclo 1260)(mg/kg) = [Cl-] (mg/l) x k
Trong đó k là hệ số qui đổi của Aroclo 1260 có giá trị 2,08. Hệ số này sẽ giảm từ Aroclo 1260 đến Aroclo 1232. Hãng Dexil chọn hệ số cao nhất ứng với Aroclo 1260 để cho phương pháp phân tích nhanh khơng bị bỏ qua mẫu có PCB nào.
Trong khi đó phương pháp sắc ký có thể xác định mẫu chứa PCB thuộc nhóm PCB kỹ thuật nào dựa vào sự giống nhau giữa thành phần phần trăm của 6 cấu tử chính PCB 28, 52, 101, 138, 153, 180 trong mẫu. Do đó việc xác định tổng PCB theo phương pháp sắc ký sẽ chính xác và phương pháp sắc ký đang là phương pháp tiêu chuẩn cho phân tích PCB.
Hình 8. Sự phân bố các khoảng nồng độ PCB trong 111 mẫu dầu (có kết quả PCB >50ppm theo đo nhanh) bằng phương pháp GC/MS (có kết quả PCB >50ppm theo đo nhanh) bằng phương pháp GC/MS
Sự chênh lệch khá lớn giữa kết quả phân tích nhanh và phân tích sắc ký của một số mẫu đặc biệt nguyên nhân có thể là do trong dầu biến thế ngoài hợp chất
PCB còn chứa các hợp chất cơ clo khác như: Polyclo paraffin, polyclo Naphthalene,…những chất này có tính chất hóa lý tương tự PCB mà nhà sản xuất đã thêm vào như một phụ gia và có những tính năng như PCB, nhằm thay thế PCB. Cũng đã có một số tài liệu chỉ ra sự có mặt của những hợp chất này trong dầu bôi trơn và dầu cắt [7].
Hình 9. Số lượng các mẫu chia theo Aroclo kĩ thuật (n=57 mẫu)
Phương pháp sắc ký có thể xác định mẫu chứa PCB thuộc nhóm kĩ thuật nào dựa vào sự giống nhau giữa các thành phần phần trăm của 6 cấu tử chính PCB 28, 52, 101, 138, 153, 180 trong mẫu. Các mẫu dầu này thường có thành phần PCB khác nhau tương đối nhiều, thuộc nhiều loại sản phẩm thương mại khác nhau: Aroclo 1232, 1242, 1254, 1260,…Sự khác nhau này có thể do sự pha trộn giữa các lần thay dầu trong các máy biến áp, hoặc sự phân hủy không giống nhau của cấu tử PCB trong quá trình hoạt động của máy biến áp.
Ngồi những mẫu có hàm lượng PCB nhỏ hơn giới hạn phát hiện của phương pháp, 57/111 mẫu được xác định chính xác hàm lượng và phân loại ra từng loại Aroclo tương ứng. Trong đó chiếm tỷ lệ cao nhất là Aroclo 1254 với 43/57 mẫu (chiếm 75,4%), sau đó là Aroclo 1260 với 6/57 mẫu (chiếm 10,5%); Aroclo 1242 chiếm 7% (4/57 mẫu); Các Aroclo còn lại 1016, Aroclo 1232, Aroclo 1262 chiếm tỷ lệ tương ứng 1,8% (1/57 mẫu), 1,8 % (1/57 mẫu), 3,6% (2/57 mẫu).
Độ độc của PCB tăng dần tỉ lệ thuận với phần trăm Clo có trong phân tử PCB. Điều này cũng đồng nghĩa với việc Aroclo có phần trăm clo càng cao thì càng độc, trong khi đó những Aroclo 1254, 1260 lại tìm thấy nhiều hơn trong các mẫu dầu thu thập được. Nếu các dầu biến thế chứa các Aroclo này thải vào môi trường không được kiểm sốt chặt chẽ thì nó sẽ ảnh hưởng rất lớn đến môi trường cũng như sức khỏe của con người