2.2.1.Phương pháp lấy mẫu
Mẫu đất được lấy ở xung quanh nền kho chứa hóa chất BVTV tại khu vực xóm 15, Quỳnh Lâm, Quỳnh Lưu, Nghệ An. Để tránh nhiễm bẩn mẫu được đựng trong túi polyetylen màu đen, sau đó vận chuyển đến phịng thí nghiệm và bảo quản trong điều kiện 5o
C.
Tại vị trí lấy mẫu đất nhiễm DDT đã lựa chọn gạt bỏ lớp cỏ, thực vật, đá sỏi và các tạp chất khác trên bề mặt. Lấy mẫu tại 4 góc và điểm giao đường chéo của hình vng. Hình vng lấy mẫu có cạnh 50 cm. Dùng xẻng lấy mẫu, lấy đất ở 5 vị trí với độ sâu là 0-10 cm.Dùng xẻng trộn đều mẫu đất, san đều và chia làm 8 phần bằng nhau, lấy mẫu ở mỗi phần một lượng tương đối bằng nhau cho đến khi đủ 3kg cho mẫu vào túi polyetylen màu đen, sạch. Sau đó cho vào hộp nhựa chuyển về phịng thí nghiệm. Sơ đồ vị trí lấy mẫu được thể hiện trên hình 4.
2.2.2.Phương pháp sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử
Nguyên lý hoạt động của hệ thống sắc ký khí:
Khí mang từ nguồn cung cấp liên tục được đưa vào injectơ. Mẫu được bơm vào bộ phận bơm mẫu, chất hóa hơi và được khí mang dẫn vào cột tách nằm trong buồng điều nhiệt, quá trình tách sắc ký xảy ra tại đây. Các cấu tử rời khỏi cột tách ở các thời điểm khác nhau lần lượt đi vào detectơ chúng được chuyển hóa thành tín hiệu điện, tín hiệu này được khuếch đại, chuyển thành tín hiệu số và được ghi lại thành sắc đồ, trong đó mỗi chất được ghi lại thành một píc.
Sơ đồ hệ thống sắc ký khí được mơ tả trong Hình 5.
Hình 5: Sơ đồ khối của một máy sắc kí khí
1- Nguồn khí mang 5- Cột tách 2- Điều chỉnh áp 6- Detectơ
3- Buồng bơm mẫu 7- Máy tính ghi tín hiệu
4- Buồng điều nhiệt
Detectơ cộng kết điện tử (ECD-Electron Capture Detector): ECD sử
dụng tia β phát ra từ nguồn 63Ni để ion hóa các khí mang. Khi các chất hữu cơ có chứa halogen, photpho và nhóm nito đi qua detectơ, detectơ sẽ biến đổi số đo của dòng điện giữa các điện cực tạo ra tín hiệu đặc trưng cho chất. Detectơ hoạt động dựa trên đặc tính của các chất có khả năng cộng kết các điện tử tự
do trong pha khí, khả năng cộng kết điện tử lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào hợp chất có trong detectơ.
Để xác định DDT và các chất chuyển hóa của DDT trong môi trường đất thường sử dụng detectơ cộng kết điện tử (ECD). Hệ thống phân tích sắc ký khí có sử dụng detectơ ECD (GC/ECD) cho phép định tính và định lượng DDT ở mức nồng độ cỡ ppt.
Định tính: Trên sắc đồ nhận được các píc tương ứng với các tín hiệu của các chất, trong đó có DDT. Mỗi píc trên sắc đồ ứng với một chất, người ta sử dụng yếu tố đặc trưng là thời gian lưu của píc để nhận diện DDT. Bằng việc so sánh thời gian lưu của cấu tử cần xác định với thời gian lưu của chất chuẩn có thể kết luận được tên chất. Việc nhận diện một chất có chính xác hay khơng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng yếu tố đầu tiên là sự giống nhau của mẫu phân tích so với mẫu chuẩn, và chỉ được khẳng định khi thời gian lưu của chất cần xác định trùng với giá trị thời gian lưu của chất chuẩn.
Định lƣợng: Xác định định lượng DDT chiết ra từ mẫu dựa vào đường
ngoại chuẩn. Đường ngoại chuẩn được xây dựng trên cơ sở mối tương quan giữa nồng độ chất chuẩn với số đếm diện tích píc tương ứng của nó. Từ kết quả phân tích mẫu thu được và phương trình hồi quy của đường chuẩn có thể xác định được nồng độ chất cần xác định [13].
Khi so sánh sắc đồ của mẫu với các sắc đồ chất chuẩn có thể định tính, định lượng được thành phần các chất có trong mẫu. Độ tin cậy của kết quả phân tích sắc ký phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: thiết bị sắc ký khí (đặc biệt là cột tách và detectơ) và trình độ kỹ thuật của người phân tích.
2.2.3. Phương pháp nhiệt xúc tác trong ống dòng
Phương pháp nhiệt xúc tác trong ống dòng được thực hiện theo nguyên tắc kết hợp giữa nhiệt và xúc tác để hạ thấp nhiệt độ phân hủy các hợp chất bền định hướng hình thành các sản phẩm sinh ra trong quá trình phân hủy chất. Với phương pháp nhiệt xúc tác trong ống dòng, việc tiếp xúc nhiệt
với chất phản ứng và xúc tác gián tiếp qua thành ống phản ứng. Sản phẩm sinh ra trong quá trong quá trình phân hủy chất được dịng khí tách ra khỏi vùng phản ứng và chuyển tới các vùng khác trong ống phản ứng. Phương pháp nhiệt xúc tác trong ống dòng được thực hiện trên hệ thiết bị nêu ở hình 6.
2.2.4.Phương pháp phân tích và xác định dư lượng DDT trong đất 2.2.4.1.Phương pháp chiết lỏng – lỏng 2.2.4.1.Phương pháp chiết lỏng – lỏng
Chiết lỏng- lỏng được sử dụng để chiết DDT và các chất chuyển hóa ra khỏi các mẫu đất. Trong bước này cần chọn dung mơi chiết thích hợp để chuyển chất cần xác định từ mẫu đất sang dung môi chiết. Có nhiều loại dung mơi khác nhau có thể được lựa chọn để chiết mẫu, dung môi được lựa chọn phải có độ hịa tan tốt các chất cần xác định và được hiệu suất chiết chất cao nhất. Trong q trình chiết, khơng chỉ có chất cần chiết hịa tan vào dung mơi chiết, mà cịn có nhiều tạp chất khác. Các tạp chất đó sẽ được loại bỏ ở những bước tiếp theo.
Mẫu đất dùng trong nghiên cứu là mẫu chất rắn, do vậy DDT và các chất chuyển hóa có thể nằm sâu trong các mao quản hoặc phân tán hấp phụ trên bề mặt các hạt chất rắn. Chiết DDT, DDE, DDD ra khỏi đất là hệ chiết dị thể rắn- lỏng. Hệ số phân bố DDT và các chất chất chuyển hóa giữa hai pha đạt được cao nhất khi cân bằng của hệ được thiết lập.
Để lựa chọn dung môi chiết DDT, DDE và DDD ra khỏi đất người ta dựa vào tính chất hóa lý của dung mơi và các chất cần chiết. DDT, DDE và DDD là chất ít phân cực, tan tốt trong các dung môi hữu cơ là hydrocacbon thơm, dẫn xuất halogen, xeton, este, axit cacboxylic,… DDT, DDE và DDD tan kém trong các dung mơi hydrocacbon mạch thẳng và mạch vịng no.
Trong nghiên cứu này chúng tôi lựa chọn hệ dung môi n-hexan: axeton tỉ lệ 2:1 để tách chiết DDT và các sản phẩm chuyển hóa của chúng ra khỏi các mẫu đất.
2.2.4.2.Phương pháp chiết lỏng- lỏng làm sạch chất phân tích
Dịch chiết DDT và các chất chuyển hóa của chúng thu được thường có màu vàng được làm sạch ở bước tiếp theo bằng axit sunfuric đặc (98,5%). Quá trình này được tiến hành như sau: Thêm từ từ 5ml H2SO4 98,5% vào dịch chiết, lắc đều, đợi phân lớp, tách bỏ lớp axit có lẫn chất bẩn ở phần dưới. Tiếp tục xử lý mẫu như trên cho đến khi dung dịch mất màu vàng.
2.2.4.3.Phương pháp sắc ký cột
Sử dụng phương pháp sắc ký cột để loại bỏ tạp chất có trong dịch chiết mẫu nêu ở mục 2.2.4.2. Cột sắc ký được nhồi chất hấp phụ có khả năng hấp phụ tạp chất và chất cần phân tích có trong mẫu khác nhau. Sử dụng dung môi phù hợp để tách lấy chất cần phân tích. Phương pháp sắc ký cột có thể loại bỏ tới 95-99% tạp chất có trong mẫu.