58
Xác định metyl thủy ngân trong trầm tích gặp nhiều kh khăn do hàm lượng metyl thủy ngân trong mẫu thường rất thấp và quá trình xử lý mẫu gặp nhiều kh khăn do ảnh hưởng của các chất trong nền mẫu như sulfua, axit humic, aminoaxit và protein [41]. Các phương pháp phân tích metyl thủy ngân phổ biến hiện nay là sắc ký lỏng [51, 77, 78] hoặc sắc ký khí ghép nối với các đầu dò c độ nhạy cao như bắt giữ điện tử (ECD) [56, 45, 59, 44], phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [79], phổ huỳnh quang nguyên tử (AFS) [79, 80, 81]. Có một vài nghiên cứu sử dụng phương pháp khác như CV - AAS, DMA để xác định metyl thủy ngân trong các đối tượng mẫu sinh học và trầm tích [24, 82]. Trong luận án này, 02 phương pháp xác định hàm lượng metyl thủy ngân trong mẫu trầm tích được lựa chọn để nghiên cứu, bao gồm:
(1) Xử lý mẫu và định lượng metyl thủy ngân trên thiết bị CV-AAS;
(2) Xử lý mẫu và định lượng metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD.
a) Khảo sát quy trình xác định metyl thủy ngân trong trầm tích bằng phương pháp CV - AAS
Đối với quy trình phân tích metyl thủy ngân trong trầm tích bằng phương pháp CV-AAS, nghiên cứu thực hiện khảo sát lại quy trình xử lý mẫu theo nguyên tắc của phương pháp đã được Chiara Maggi và cộng sự được nghiên cứu [49]. Theo quy trình này, các dạng thủy ngân hữu cơ và vô cơ được chiết ra khỏi trầm tích bằng dung dịch HCl 6M, sau đ tách dạng thủy ngân hữu cơ bằng dung môi Toluen. Sử dụng dung dịch L - Cystine 1% để chiết chọn lọc metyl thủy ngân từ pha Toluen, định lượng metyl thủy ngân trong Toluen bằng phương pháp DMA (Phương pháp đốt trực tiếp dịch chiết).
Các thay đổi trong nghiên cứu của chúng tôi là:
- Sứ dụng kỹ thuật CV-AAS đề định lượng metyl thủy ngân sau khi chiết vào dung dịch L -Cystine thay cho kỹ thuật DMA.
- Theo quy trình đã mô tả ở mục 2.4.2 về phương pháp CV-AAS thể tích dịch chiết trước khi đưa vào xác định T - Hg thường nhỏ hơn 5mL, do vậy nồng độ dung dịch L - Cystine được tăng lên 3% để giảm thể tích dịch chiết.
- Khảo sát lại thời gian lắc chiết của các pha chứa chất cần phân tích và dung môi chiết ở giai đoạn xử lý mẫu; thể tích dung môi Toluen, thể tích dung
59
dịch L - Cystine trong các bước tách metyl thủy ngân ra khỏi dịch chiết để nhằm tiết kiệm thời gian xử lý mẫu và chi phí/ để xác định điều kiện tối ưu phù hợp với phòng thí nghiệm.
Quy trình thực nghiệm được thực hiện theo các bước mô tả ở sơ đồ hình 2.5, mỗi thí nghiệm khảo sát tiến hành làm lặp 3 lần.
Hình 2.5: Sơ đồ khảo sát quy trình xác định MeHg bằng phương pháp CV - AAS
b) Khảo sát quy trình xác định metyl thủy ngân trong trầm tích bằng phương pháp GC/ECD
Khảo sát điều kiện định lượng metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD Lựa chọn cột tách: Hiện nay, trong kỹ thuật phân tích metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD, người ta thường sử dụng cột nhồi với pha tĩnh là 10%
KOCL - Hg trên Chromosorb W hoặc 5-10% poly-diethylene glycol trên Chromosorb W [52, 45, 83]. Một số nghiên cứu gần đây trong phép đo GC/ECD sử dụng cột tách mao quản, điển hình là nghiên cứu A.M. Caricchina, G. Minervini, P.Solda và cộng sự [44] sử dụng cột tách SPB 608. Cột mao quản c ưu điểm là được sử dụng khá phổ biến trong các phòng thí nghiệm và cho hiệu suất tách cao với các hợp chất hữu cơ.
60
Trong diều kiện nghiên cứu, chúng tôi lựa chọn cột tách là DB 608 là loại cộtcột này có thành phần pha tĩnh giống với cột SPB 608 (35% Phenyl Polysilphenylenesiloxane) để thực hiện khảo sát điều kiện định lượng metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD.
Khảo sát một số điều kiện định lượng: các điều kiện khảo sát bao gồm:
nhiệt độ detector, nhiệt độ injector, chương trình nhiệt độ lò cột.
Quá trình khảo sát được thực hiện đối với dung dịch chuẩn metyl thủy ngân nồng độ 50 ppb, thể tích mẫu chuẩn mỗi lần bơm trong các thí nghiệm là 1àl.
Khảo sát điều kiện xử lý mẫu
Điều kiện xử lý mẫu để phân tích metyl thủy ngân trong trầm tích trên thiết bị GC/ECD được thực hiện theo quy trình tham chiểu là kết quả nghiên cứu của A.M. Caricchina và cộng sự [44]. Theo quy trình mô tả ở tài liệu [44]
thủy ngân hữu cơ được chiết vào dung môi Toluen bằng hỗn hợp các dung dịch KOH/CH3OH , CuSO4/H2SO4 và KBr, sử dụng dung dịch L - Cystine để chiết chọn lọc metyl thủy ngân từ dung môi toluen, cuối cùng chuyển Metyl thủy ngân trong dịch chiết sang dung môi benzen và phân tích trên thiết bị GC/ECD Varian 3600, sử dụng cột mao quản SPB - 608.
Nguyên tắc của quy trình này dựa trên tính chất hóa lí của muối metyl thủy ngân với anion liên kết, do metyl thủy ngân cysteinat tan trong nước nhưng không tan trong dung môi hữu cơ (benzene hoặc touen) trong khi đ metyl thủy ngân clorua không tan trong nước mà lại tan trong dung môi hữu cơ. Sự khác nhau về tính chất h a lí này đã được dùng để tách và làm sạch mẫu trước khi phân tích. Sau đ metyl thủy ngân được xác định bằng phương pháp sắc kí khí với detector bắt điện tử (ECD).
Nghiên cứu này đã thực hiện khảo sát thể tich Toluen dể tách thủy ngân hữu cơ và kháo sát nồng độ L - Cystine để tách metyl thủy ngân từ hỗn hợp dịch chiết. Ở bước chiết ngược metyl thủy ngân vào pha hữu cơ để đo trên thiết bị GC, nghiên cứu thay thế hỗn hợp benzen/ CuSO4 bão hòa/ KBr 4M bằng cách axit hóa phức metyl thủy ngân - Cystine, sau đ thêm toluen để chiết metyl thủy ngân. Quy trình này nhằm
61
Quy trình thực nghiệm khảo sát điều kiện xử lý mẫu chiết chọn lọc metyl thủy ngân cho phép định lượng trên thiết bị GC/ECD được thực hiện theo mô tả ở sơ đồ hình 2.6.
Hình 2.6: Sơ đồ khảo sát điều kiện xử lý mẫu xác định MeHg bằng phương pháp GC/ECD
Mỗi thí nghiệm khảo sát ở sơ đồ hình 2.7 tiến hành làm lặp 3 lần.
c) Đánh giá độ tin cậy của 02 quy trình xác định metyl thủy ngân trong trầm tích
Các quy trình xác định metyl thủy ngân trong trầm tích bằng phương pháp CV-AAS và GC/ECD đều là các quy trình được phát triển trên cơ sở tham khảo một số kết quả nghiên cứu.
Độ tin cậy của các quy trình xây dựng được đánh giá giá qua các thông số khoảng tuyến tính, LOD, LOQ, độ lặp, độ thu hồi, độ không đảm bảo đo.
Riêng quy trình phân tích trên thiết bị GC/ECD, do chưa c quy trình hướng dẫn cũng như nghiên cứu về điều kiện đo của thiết bị nên cần thực hiện thêm việc đánh giá độ ổn định của tín hiệu đo, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị.
62
Phương pháp tiến hành xác nhận giá trị sử dụng và xác định độ không đảm bảo đo được thực hiện theo hướng dẫn ở mục 2.2.2.