Tên chất Diclometan : hecxan (1/3) Aceton : hecxan (1/1) Aceton : hecxan (1/2) CH 1 (mL) CH 2 (mL) CH 3 (mL) 40 60 120 40 60 120 40 60 120 1,3 – DCB 76,5 81,3 79,8 78,6 79,1 64,9 73,3 81,2 67,7 1,2 - DCB 78,3 82,4 70,9 75,7 79,6 63,1 72,6 79,1 61,2 1,2,4 – TCB 80,2 80,5 72,5 79,8 79,5 64,4 78,3 81,7 73,7 1,2,4,5 – TeCB 78,3 86,8 79,4 70,1 74,7 60,6 72,8 80,8 70,2 1,2,3,4 – TeCB 77,6 87,4 73,5 70,2 76,6 65,7 77,9 82,9 70,7 PeCB 81,2 83,6 72,0 71,4 75,7 70,2 77,5 79,8 72,6 HCB 80,5 87,2 80,2 73,6 77,1 63,7 80,7 80,2 75,9
Cột silicagel đa lớp + than hoạt tính 10% được sử dụng để làm sạch dịch chiết cho phân tích sắc kí khí trên nguyên tắc chiết pha rắn, nhưng bản chất của quá trình là chất hấp phụ sẽ giữ lại các chất ảnh hưởng, cịn chất phân tích gần như khơng bị lưu giữ khi di chuyển qua cột. Cụ thể: natri sunfat để loại lượng vết nước, silicagel+ than hoạt tính để loại các hợp chất phân cực như axit cacboxylic, phenol, clophenol, polyclo phenoxy phenol, loại màu mẫu; silicagel tẩm axit H2SO4 để loại các hợp chất có tính bazơ. Dung mơi để rửa giải CBz có độ phân cực thấp, thường phổ biến nhất hỗn hợp của n-hecxan và lượng nhỏ diclometan.
Trong ba loại dung mơi khảo sát rửa giải thì dung mơi Diclometan: hecxan ( 1:3) cho kết quả độ thu hồi cao và đồng đều đối với cả 7 chỉ tiêu CBz. Kết quả này phù hợp với nhiều nghiên cứu đã được công bố và phương pháp tham khảo method 8121. Ở 40 mL độ thu hồi khá thấp do thể tích rửa giải chưa đủ để rửa giải hết các chất nghiên cứu ra khỏi cột chiết. Khi tăng thể tích dung mơi rửa giải từ 40 mL đến 60 mL thì độ thu hồi của các chất chuẩn CBz tăng đáng kể, tiếp tục tăng thể tích dung mơi rửa giải đến 120 mL thì độ thu hồi giảm, có thể do thể tích rửa giải lớn nên q trình chiết, cơ cất chân không lâu, dễ mất chất, mất thời gian và dễ nhiễm bẩn mẫu.
Như vậy, để đảm bảo độ thu hồi của quá trình rửa giải CBz trên cột silicagel + than hoạt tính 10% nằm trong giới hạn cho phép, cũng như tiết kiệm dung môi và hạn chế lượng dung môi thải, luận án lựa chọn dung môi rửa giải là diclometan: hecxan (1:3) với thể tích rửa giải là 60 mL (độ thu hồi nằm trong khoảng từ 80 % đến 87,2 %) cho các thí nghiệm khảo sát tiếp theo và cho qui trình phân tích mẫu thật.
3.2.2.2. Phương pháp làm sạch dịch chiết trên cột sử dụng cột florisil
Cột florisil cũng tương tự như cột silicagel đa lớp, đều có khả năng loại bỏ các chất phân cực và dung môi rửa giải thường dùng là dung môi phân cực yếu. Dựa vào kết quả nghiên cứu dung môi rửa giải ở trên, lựa chọn dung môi CH1 để nghiên cứu hiệu quả khi sử dụng cột florisil. Sử dụng mẫu thử nghiệm là tro đáy của lò đốt rác thải Hải Dương, bổ sung chất chuẩn CBz có nồng độ 10 ng/g.
Kết quả độ thu hồi của các CBz khi chiết bằng cột florisil với hệ dung môi diclometan : hecxan (1:3 v/v) nằm trong khoảng 80 đến 115% ( với giá trị RSD trong khoảng từ 2,6 đến 9,8 %). Như vậy cả hai cột silicagel + than hoạt tính và Florisil đều cho độ thu hồi ( > 80 %), nằm trong giới hạn cho phép theo tài liệu hướng dẫn phương pháp của EPA 8121 (với độ thu hồi biến thiên từ 59 đến 116 %). Kết quả so sánh được thể hiện ở Hình 3.19
Hình 3.19. So sánh giữa hai cột chiết silicgel + than hoạt tính và florisil
1 2 3 4 5 6 7
Florisil 84.3 80.9 83.5 84.2 115.1 85.5 107
Silicagel + than hoạt tính 81 82.4 80.5 86.8 87.4 83.6 87.2
0 20 40 60 80 100 120 140 Độ t h u h ồ i %
(a – chiết bằng cột silicagel + than hoạt tính tỉ lệ 9:1 về khối lượng)
(b )- khi chiết bằng cột Florisil
Hình 3.20. Sắc đồ mẫu thực tế tro bay của lò đốt rác Hải Dương được làm sạch trên cột silicagel + than hoạt tính 10% và cột florisil
( 1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 – TeCB; 6: PeCB; 7: HCB; )
Kết quả được thể hiện khá rõ trên sắc đồ Hình 3.20 khi sử dụng hai cột làm sạch mẫu là có rất ít pic nhiễu trên đường nền, tín hiệu của các chất CBz tốt và khơng bị ảnh hưởng đáng kể bởi pic của các hữu cơ khác thường có trong mẫu khác như PCB hay naphtalen, đặc biệt là khi dùng cột silicagel + than hoạt tính.
Trong nghiên cứu này với đối tượng mẫu phân tích chủ yếu là tro bay và tro đáy của các lị đốt cơng nghiệp và đốt rác. Vì vậy, luận án chọn phương pháp làm sạch
Tín hi ệu de te ct o r Tín hi ệu de te ct o r
bằng cột nhồi silicagel và than hoạt tính với tỉ lệ 9 : 1 (khối lượng), sử dụng 60 mL hệ dung môi rửa giải diclometan : Hecxan tỉ lệ 1 : 3 (v/v), cho kết quả thu hồi tốt và có thể loại trừ được ảnh hưởng của nền mẫu phân tích trong nghiên cứu này.
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu và khảo sát các điều kiện chiết, làm sạch mẫu, quy trình tối ưu cho phân tích mẫu thực tế như sau:
Phân tích mẫu rắn
Hình 3.21. Quy trình phân tích các CBz trong mẫu rắn
Phân tích mẫu khí:
Chuyển tồn bộ mẫu nằm ở trong filter (sau khi đã xác định khối lượng) vào XAD-2 vào ống chiết Soxhlet, cho một lượng khoảng 2 g Na2SO4 làm chất nền và loại ẩm trong mẫu. Tiến hành chiết Soxhlet bằng 300 mL dung môi axetone : hecxan
Cân 10 g mẫu vào bình tam giác 250 mL
← Thêm vào bình 60mL hỗn hợp axeton/hecxan (1:1,
v/v) thêm chất chuẩn đồng hành CB 209 10 ng/g
← Chiết lỏng rắn lắc rung cơ học 12 -16h (thường qua
đếm)
← Lọc dung dịch mẫu qua giấy lọc vào phễu chiết
250mL, cô cất chân không về 5 mL
5 mL dịch chiết
1mL dung dịch phân tích CBz
← Loại lưu huỳnh bằng đồng hoạt hóa
← Rửa dịch chiết 3 lần, mỗi lần bằng axit sunfuric đặc ← Làm giàu mẫu bằng cô cất quay chân không
← Chuyển lên cột silicagel + than hoạt tính 10% (W/W) ← Rửa giải bằng 60 mL hỗn hợp Diclometan:hecxan
(1/3 v/v)
← Cô quay chân không về 5mL,
← Làm giàu bằng hệ thổi khí Nitơ đến 0,5 mL
← Thêm 10 μl chất nội chuẩn IS 10ppm, thêm hecxan
đến 1mL, chuyển vào vial.
Làm sạch bằng cột nhồi silicagel + than hoạt tính
1 µL dung dịch phân tích CBz
← Thêm 10 μl chất nội chuẩn IS PeCNB 10ppm, thêm
hecxan đến 1mL, chuyển vào vial.
(1:1) trong thời gian 12 - 15 giờ. Tráng bộ đựng mẫu bằng khoảng 20mL hecxan thu tồn bộ dịch chiết vào bình quả lê.
Quá trình xử lý mẫu tiếp theo tương tự như đối với mẫu khí, được trình bày ở hình 3.22
Hình 3.22. Quy trình phân tích các CBz trong mẫu khí
3.3. KẾT QUẢ THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
3.3.1. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp
Để xác định MDL của các CBz đối với mẫu rắn và mẫu khí, nghiên cứu này đã chuẩn bị nền mẫu giả là mẫu tro bay được thêm chất chuẩn ở mức tương ứng với 5 lần MDL ước tính (1 ng đối với 1,2 – DCB, 1,3 – DCB và 0,5 ng cho các chất cịn lại rồi tiến hành phân tích lặp lại 3 lần theo qui trình trong hình 2.20. Kết quả xác định MDL và MQL được tổng hợp tại Bảng 3.13
Filter và chất hấp thụ XAD-2 vào thimble đựng mẫu
← 300mL hỗn hợp axetone:hecxan (1/1, v/v) + CB
209 10 ng/g
← Chiết Sohxlet trong 12 giờ. Tráng bằng n-hecxan
5 mL dịch chiết
1mL dung dịch phân tích CBz
← Loại lưu huỳnh bằng đồng hoạt hóa
← Rửa dịch chiết 3 lần, mỗi lần bằng axit sunfuric
đặc
← Làm giàu mẫu bằng cô cất quay chân không
← Chuyển lên cột silicagel + than hoạt tính 10% w/w) ← Rửa giải bằng 60 mL hỗn hợp Diclometan:hecxan
(1/3 v/v)
← Cô quay chân không về 5mL,
← Làm giàu bằng hệ thổi khí Argon đến 0,5 mL ← Thêm 10 μl chất nội chuẩn IS 10ppm, thêm hecxan
đến 1mL, chuyển vào vial.
Làm sạch bằng cột nhồi silicagel + than hoạt tính