2.2.3 Thiết bị và dụng cụ phụ trợ
Thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao sử dụng detector mảng diot (HPLC- DAD) của hãng Shimadzu. Cột C18 Shim-pack VP-ODS (4,6 mm i.d. x 150 mm, kích thước hạt 4,6 µm)
Điện cực đo pH và độ dẫn hiện trường HQ40D, Hach Cân phân tích bốn số, Shimadzu, Nhật bản
Máy deion Milipore – Simplicity UV, Pháp Máy siêu âm Elma D-78224 Singen/HTW, Đức Phễu chiết 250 ml, Duran
Lọ thủy tinh đáy nhọn, Duran
Micropipet và đầu tip với các cỡ khác nhau: 10, 100, 200, 1000 và 5000 µL, Ependoff.
Micro xy-lanh 100 µl cho hệ HPLC.
Các bình định mức thủy tinh (Đức) 10, 25, 50 và 100 mL được sử dụng để pha các dung dịch gốc của các phenol, các dung dịch đệm.
Các lọ thủy tinh 20 mL đựng các dung dịch chuẩn Các kẹp, giá đỡ
Thìa cân và thuyền cân phục vụ cân mẫu
Máy lắc Vortex Mixer KMC 1300 V, 3000 vòng/phút, Hàn Quốc
2.2.4 Chuẩn bị hóa chất
Các chất chuẩn phenol, 2-NP, 4-NP và 2-M-4,6-DNP là loại tinh khiết phân tích (là các chất rắn) được mua từ Sigma-Aldrich (Steinheim, Đức). Các dung dịch chuẩn gốc là các đơn dung dịch chuẩn phenol, 2-NP, 4-NP có nồng độ 1000 mg/L và 2-M- 4,6-DNP có nồng độ 50 mg/L được chuẩn bị trong nước deion. Dung dịch chuẩn trung gian là là dung dịch chuẩn hỗn hợp các phenol có nồng độ 40 mg/L được pha từ các dung dịch chuẩn gốc và được định mức bằng nước deion. Các dung dịch chuẩn hỗn hợp các phenol có nồng độ thấp hơn được chuẩn bị bằng cách pha loãng từ dung dịch chuẩn gốc hoặc dung dịch chuẩn trung gian, sau đó thêm dung dịch NaOH 2M (hoặc NaOH 10M) sao cho nồng độ NaOH trong dung dịch chuẩn sau khi định mức là 0,1M, định mức bằng nước deion. Các dung dịch chuẩn trung gian và chuẩn nồng độ thấp hơn được sử dụng trong vòng 1 tuần, được bảo quản ở 4 oC và tránh ánh sáng.
Các dung dịch điện ly nền borat – (Na2B4O7/NaOH hay borac/NaOH) được chuẩn bị bằng cách cân chính xác một lượng borac (Na2B4O7.10H2O) hòa tan vào nước deion trong cốc thủy tinh, thêm từng lượng nhỏ dung dịch NaOH 2M vào cốc bằng micropipet, đo pH liên tục đến khi đạt được giá trị pH mong muốn, sau đó chuyển vào bình định mức và định mức tới vạch. Trước khi sử dụng, dung dịch điện ly nền được siêu âm nhằm loại bỏ bọt khí.
2.2.5 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu
Mẫu thực là các mẫu nước mặt (nước sông và nước hồ) và nước thải. Phương pháp lấy mẫu được thực hiện theo Tiêu chuẩn Việt Nam về Chất lượng nước - Lấy
mẫu - Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu nước sông và suối (TCVN 6663-6:2008) [3], mẫu nước sông được lấy từ trên cầu, mẫu nước hồ được lấy cách bờ một mét và mẫu nước
thải được hứng trực tiếp từ nguồn thải. Mẫu được axit hóa bằng H2SO4 2M, được
thu vào bình thủy tinh sạch, tối màu và có thể tiến hành lọc thô với những mẫu nhiều vẩn đục.
Bảng 2.1. Thơng tin mẫu phân tích Ký hiệu
mẫu
Loại mẫu Vị trí lấy Chú thích
NM.1 Nước sơng Cầu Tấn Bào, TX. Từ Sơn, Bắc Ninh
Gần làng nghề sản xuất và chế biến gỗ Đồng Kỵ NM.2 Nước hồ Xã Đại Bái, Gia Bình,
Bắc Ninh
Gần làng nghề đúc đồng Đại Bái
NM.3 Nước sông Phường Phong Khê, TP. Bắc Ninh
Gần làng nghề sản xuất và tái chế giấy Phong Khê NM.4 Nước sông Phường Châm Khê,
TP. Bắc Ninh
Gần làng nghề sản xuất và tái chế giấy Phong Khê NM.5 Nước sông
Cầu Đầm, thôn Đa Hội, Châu Khê, Từ Sơn, Bắc
Ninh
Gần làng nghề sản xuất và tái chế sắt Đa Hội NT.1 Nước thải Phường Phong Khê,
TP. Bắc Ninh
Gần làng nghề sản xuất và tái chế giấy Phong Khê Trong nghiên cứu này, 6 mẫu nước đã được thu thập bao gồm (bảng 2.1): 5 mẫu nước mặt (nước sông, hồ) gần làng nghề sản xuất và tái chế giấy (mẫu NM.3), làng nghề tái chế đồng (mẫu NM.2), sắt (mẫu NM.5) và 1 mẫu nước thải từ nguồn thải của làng nghề tái chế giấy (mẫu NT.1). Sau khi mang về phịng thí nghiệm, mẫu được lọc qua giấy lọc có đường kính lỗ 0,45 µm và axit hóa mẫu bằng dung dịch H2SO4 xuống pH = 2 trước khi tiến hành chiết lỏng – lỏng .
2.3 Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Khảo sát và tối ưu điều kiện phân tích các phenol trên thiết bị CE-UV
Các điều kiện phân tích trên thiết bị CE-UV được khảo sát theo phương pháp khảo sát lần lượt từng yếu tố - one factor at a time, tức là giữ cố định yếu tố đã lựa chọn để tiếp tục khảo sát yếu tố khác. Các yếu tố được khảo sát là dung dịch điện ly nền (nồng độ borac, pH) và điều kiện hệ phân tích (thời gian bơm mẫu, điện thế tách).
2.3.1.1 Khảo sát và tối ưu pH của dung dịch điện ly nền
Trên cơ sở tham khảo nghiên cứu của tác giả Ying Chieh Chao và các cộng sự
[42], dung dịch điện ly nền borat được chuẩn bị từ borac decahydrat (Na2B4O7.10H2O) và NaOH tỏ ra phù hợp với và được lựa chọn để nghiên cứu. Ngoài
ra, sau khi tham khảo và khảo sát đặc tính quang của các phenol kết hợp với điều kiện của nguồn sáng sẵn có của thiết bị, bước sóng được lựa chọn nghiên cứu là 220 nm. Các điều kiện được giữ cố định trong khảo sát pH dung dịch điện ly nền (BGE) là: nồng độ phenol, 2-NP, 4-NP và 2-M-4,6-DNP ở 10 mg/L (là nồng độ ở các khảo sát ban đầu cho tín hiệu đủ lớn); điện thế tách -17kV, thời gian bơm mẫu 60 giây; mao quản silica nóng chảy đường kính trong 50 µm, tổng chiều dài 75cm (chiều dài hiệu dụng 68 cm).
Nồng độ borac được giữ cố định ở 50 mmol/L, giá trị pH của dung dịch BGE được thay đổi trong khoảng từ pH = 10 đến pH = 12. Lý do chọn khoảng pH này vì giá trị pKa cao nhất của các phenol trong nghiên cứu xấp xỉ 10 (pKa phenol = 9,95). Để q trình phân tích bằng phương pháp CE diễn ra thuận lợi thì các phenol cần phân li thành các ion (các phenolat) nên pH của BGE phải tối thiểu phải bằng 10 hoặc cao hơn trong khoảng kiềm. Việc thay đổi này được thực hiện bằng cách thêm dung dịch NaOH 2M điều chỉnh đến giá trị pH mong muốn, các kết quả được đo bằng máy đo pH hiện trường HQ40D.
2.3.1.2 Khảo sát và tối ưu nồng độ borac của dung dịch điện ly nền
Sau khi tìm được điều kiện pH tốt nhất của dung dịch BGE, điều kiện này sẽ được cố định. Yếu tố tiếp theo cần khảo sát đối với dung dịch điện ly nền là nồng độ borac với khoảng khảo sát từ 5 mmol/L đến 75 mmol/L.
2.3.1.3 Khảo sát và tối ưu điện thế tách
Sau khi tìm được điều kiện dung dịch điện ly nền tốt nhất, điều kiện này sẽ được cố định và điện thế tách là điện thế đặt vào hai đầu mao quản được khảo sát. Điện thế tách thay đổi với khoảng khảo sát từ -14 kV ÷ -19 kV.
2.3.1.4 Khảo sát và tối ưu thời gian bơm mẫu
Cuối cùng, sau khi đã chọn được các điều kiện dung dịch điện ly nền (giá trị pH và nồng độ borac tối ưu) và điện thế tách tối ưu, điều kiện thời gian bơm mẫu được khảo sát với khoảng thời gian từ 40 giây đến 120 giây.
2.3.2 Khảo sát và tối ưu điều kiện chiết trên cơ sở áp dụng kỹ thuật chiết lỏng – lỏng hai giai đoạn lỏng – lỏng hai giai đoạn
Sau khi lựa chọn các điều kiện phân tích trên thiết bị CE-UV, điều kiện xử lý và làm giàu mẫu được khảo sát tiếp theo. Một quy trình chiết lỏng – lỏng gồm hai giai đoạn đã được xây dựng và cải tiến trên cơ sở tham khảo nghiên cứu của tác giả Zhang Ping Ping và các cộng sự [45]. Quy trình được thực hiện nhiệt độ phịng (25oC) và được mơ tả (hình 2.5) như sau:
Ở giai đoạn 1, sau khi được lọc qua màng lọc 0,45 µm, mẫu nước được điều chỉnh về pH = 2 (để các ion phenolat được chuyển hồn tồn về dạng phân tử trung hịa). 150 ml mẫu được đưa vào phễu chiết, trong phễu chiết đã có sẵn một thể tích dung mơi chiết thêm vào từ trước. Sau đó, q trình chiết được thực hiện bằng cách lắc
phễu chiết trong 1 khoảng thời gian nhất định. Sau khi lắc, phễu được đặt trên giá 20 phút cho quá trình tách pha, pha dung môi chiết được thu vào một ống thủy tinh