Các thiết bị sử dụng cho quá trình phân tích

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.4. Các phương pháp phân tích

2.3.4.1. Các thiết bị sử dụng cho quá trình phân tích

Đối với các hợp chất khó bay hơi hoặc không bền nhiệt, cần sử dụng phương pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC). HPLC đƣợc dùng để phân tích lƣợng các chất hữu cơ như PAH, PCB, dioxin. Trong phương pháp này, pha động là chất lỏng (metanol, acetonitril…). Chất cần phân tích đƣợc pha động đƣa vào cột sắc kí sau đó đƣợc ghi lại bằng các detector. Sự phân tách là kết quả của sự tương tác giữa cấu tử cần phân tích với hai pha động và tĩnh. HPLC có thể sử dụng các detector nhƣ FLD (detector huỳnh quang), UV-VIS. Các loại cột HPLC làm bằng thép hay thuỷ tinh có vỏ thép bên ngoài để chịu áp suất cao. Luận văn sử dụng thiết bị sắc kí sắc kí lỏng cao áp HPLC-1100 hãng Agilent - Mỹ, detector UV-VIS, cột SB-C18 (4,5 × 150 mm, 5 àm).

Hình 2.6. Thiết bị HPLC

33

b. Phương pháp sắc ký khí GC

Trong thiết bị GC, mẫu đƣợc tách do sự phân bố chất giữa pha tĩnh (chất hấp phụ) và pha động (chất bị hấp phụ trong pha khí) nhờ cơ chế hấp phụ và phân bố chất giữa hai pha. Sơ đồ của một thiết bị GC đƣợc mô tả trên hình 2.7.

Hình 2.7. Sơ đồ thiết bị sắc kí khí c. Phương pháp sắc ký khối phổ GC/MS

Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân tích GC/MS dùng trong phân tích

Các cấu tử đƣợc tách ra khỏi cột sắc ký sẽ lần lƣợt đƣa vào nguồn ion của máy khối phổ. Tại đây, chúng đƣợc phân mảnh và đƣợc tách khối nhờ một từ trường rồi đi vào bộ nhân quang để chuyển hoá thành tín hiệu điện. Ứng với mỗi pic trên sắc kí đồ sẽ nhận đƣợc một khối phổ đồ riêng biệt. Với việc sử dụng khối phổ

34

kế làm detector đặc trƣng cho thiết bị sắc kí khí, cho phép thu đƣợc những thông tin để xác định cấu trúc các chất hữu cơ khi sử dụng các bộ dữ liệu trong thƣ viện phổ.

Thiết bị GC/MS có ƣu điểm: Lƣợng mẫu cần cho phân tích rất nhỏ (ít hơn 1μg), có thể phân tích cả các hợp chất không bền, tách và nhận biết đồng thời hỗn hợp nhiều cấu tử.

Hình 2.9.Thiết bị phân tích GC/MS

2.3.4.2. Quy trình phân tích xác định nồng độ 2,4-D và 2,4,5-T trong đất theo phương pháp EPA 8151A

2.3.4.1.1. Quy trình phân tích xác định nồng độ 2,4-D và 2,4,5-T trong đất a. Chuẩn bị dung dịch chuẩn

- Dung dịch chuẩn gốc (nồng độ 1000ppm): Cân 0,789g chất chuẩn 2,4-D độ chính xác tới 0,01mg, cho vào bình định mức 10ml, định mức bằng dung môi axetonitril đến vạch, lắc đều.

- Dung dịch chuẩn trung gian (nồng độ 100ppm): Dựng pipet lấy 1000àl dung dịch chuẩn gốc, cho vào định mức 10ml. Định mức lên 10ml bằng dung môi axetonitril. Lắc đều.

- Dung dịch làm việc: từ các chuẩn trung gian pha chuẩn làm việc với nông độ tương ứng là :2ppm; 5ppm; 10ppm; 20ppm theo thể tích.

35

- Các bước tương tự cũng thực hiện với 2,4,5-T.

b. Lập đường chuẩn

Tiến hành chạy máy và xây dựng đường chuẩn dựa vào sự phụ thuộc của diện tích píc sắc ký vào nồng độ chất phân tích.

Amount[ppm]

0 5

Height

0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5

1

2

3 2,4-D, DAD1 C

Correlation: 0.99807 Rel. Res%(1): 3.948

Height = 1.73864487*Amt +0.4211402

Amount[ppm]

0 5

Height

0 2.5 5 7.5 10 12.5 15

1

2

3 2,4,5-T, DAD1 C

Correlation: 0.99975 Rel. Res%(2): 2.710

Height = 1.66280919*Amt +0.1097596

Đường chuẩn 2,4-D Đường chuẩn 2,4,5-T Hình 2.10. Đường chuẩn xác định định lượng các chất dacam/dioxin trong mẫu phân tích

trên thiết bị HPLC.

c. Qui trình chuẩn bi ̣ mẫu và phân tích mẫu

Cân 20g mẫu đất nhiễm đã đƣợc đồng nhất, vào túi đựng mẫu đặt vào bộ chiết Soxhlet. Cho 200 ml axeton vào bình cầu 500 ml và một ít hạt sôi, lắp bình cầu vào bộ chiết Soxhlet đun hồi lưu 8 giờ. Để nguội, lấy bình cầu lắp vào máy cất quay.

Làm bay hơi dung môi ở 400C trong máy cất quay với áp suất chân không đến 1 ml.

Tháo bình cầu, cho thêm 50 ml dung dịch KOH. Đun hồi lưu trong 2 giờ trên bếp cách thủy. Để nguội đến nhiệt độ phòng và chuyển vào phễu chiết loại 250 ml.

Chiết với điclometan 3 lần, tổng thể tích điclometan trong 3 lần chiết là 100 ml, bỏ phần dung môi chiết. Phần dung dịch còn lại thêm 25 ml axit sunfuric 18 N, lắc 2 phút, để yên 10 phút. Chiết 2,4-D và 2,4,5-T sang pha hữu cơ bằng đietyl ete 3 lần, tổng thể tích đietyl ete trong 3 lần chiết là 100 ml. Tráng rửa bình cầu và phễu chiết sử dụng 5 ml đietyl ete. Tập hợp dịch chiết đietyl ete vào bình nón dung tích 250 ml. Cho 10g natri sunfat khan vào bình nón, thỉnh thoảng lắc nhẹ, thời gian làm khô ít nhất là 2 giờ, có thể để qua đêm. Lọc dịch lọc đã đƣợc làm khô qua phễu, trong

36

quá trình chuyển dung môi qua phễu thỉnh thoảng lắc nhẹ bình nón, tráng bình nón và rửa bỏ natri sunphat 2 lần, mỗi lần bằng 5 ml đietyl ete tinh khiết. Tập hợp pha hữu cơ vào bình cầu loại 250 ml. Lắp bình cầu vào máy cất quay, cho bay hơi tại 300C đến 5 ml. Dùng pipet paster chuyển dịch chiết điêtyl ete sang bình quả nhót 25 ml, tráng bình quả nhót. Lắp bình quả nhót vào máy cất quay, cho bay hơi về 1ml.

Tháo bình quả nhót và để bay hơi tại trong tủ hút đến khô. Dùng micropipet hút 1000 àl Axeton nitril dựng để hũa tan cặn chiết trong bỡnh quả nhút, lọc dịch chiết qua màng siêu lọc, đem phân tích trên HPLC.

d. Tính toán kết quả

Nồng độ 2,4-D và 2,4,5-T trong đất biểu thị bằng ppm, tính theo công thức:

) (

d ppm

mH X v

X  ACN o

Trong đó:

dACN: Khối lƣợng riêng của axetonitril bằng 789 mg/ml;

v: Thể tích mẫu chiết (ml);

H: Hiệu suất thu hồi

X: là nồng độ 2,4-D (hoặc 2,4,5-T) trong đất (ppm hay mg/kg);

m: Khối lƣợng mẫu phân tích (g);

Xo: là nồng độ 2,4-D (hoặc 2,4,5-T) xác định bằng đường chuẩn, tính bằng ppm.

2.3.4.1.2.Phân tích xác định nồng độ 2,4-D; 2,4,5-T trong dung di ̣ch chất HĐBM Nồng độ 2,4-D và 2,4,5-T trong dung dịch được theo phương pháp TCVN 6134:2009 trên thiết bị HPLC-1100 hãng Agilent - Mỹ, detector UV-VIS, cột SB- C18 (4,5 ì 150 mm, 5 àm), pha động Metanol : H2O, tốc độ dũng 1ml/phỳt, nhiệt độ cột 300C, tín hiệu đƣợc đo ở λ = 280 nm.

(2.1)

37

a. Qui trình chuẩn bi ̣ mẫu

Đong 60 ml nước nhiễm vào bình cầu 250 ml, cân 3,6 g KOH cho vào bình cầu, thêm vài hạt sôi. Đun hồi lưu trong 2 giờ trên bếp cách thủy. Để nguội đến nhiệt độ phòng và chuyển vào phễu chiết loại 250 ml. Chiết với điclometan 3 lần, tổng thể tích điclometan trong 3 lần chiết là 100 ml, bỏ phần dung môi chiết. Phần dung dịch còn lại thêm 25 ml axit sunfuric 18 N, lắc 2 phút, để yên 10 phút. Chiết 2,4-D và 2,4,5-T sang pha hữu cơ bằng đietyl ete 3 lần, tổng thể tích điclometan trong 3 lần chiết là 100 ml. Tráng rửa bình cầu và phễu chiết sử dụng 5 ml đietyl ete. Tập hợp dịch chiết đietyl ete vào bình nón dung tích 250 ml. Cho 10g natri sunfat khan vào bình nón, thỉnh thoảng lắc nhẹ, thời gian làm khô ít nhất là 2 giờ, có thể để qua đêm. Lọc dịch lọc đã đƣợc làm khô qua phễu, trong quá trình chuyển dung môi qua phễu thỉnh thoảng lắc nhẹ bình nón, tráng bình nón và rửa bỏ natri sunphat 2 lần, mỗi lần bằng 5 ml đietyl ete tinh khiết. Tập hợp pha hữu cơ vào bình cầu loại 250 ml. Lắp bình cầu vào máy cất quay, cho bay hơi tại 300C đến 5 ml.

Dùng pipet paster chuyển dịch chiết điêtyl ete sang bình quả nhót 25 ml, trang bình quả nhót. Lắp bình quả nhót vào máy chƣng cất quay, cho bay hơi về 1ml. Tháo bỡnh quả nhút và để bay hơi tại trong tủ hỳt đến khụ. Dựng micropipet hỳt 1000 àl Axeton nitril dùng để hòa tan cặn chiết trong bình quả nhót, lọc dịch chiết qua màng siêu lọc, đem phân tích trên HPLC.

b. Tính toán kết quả

Nồng độ các chất 2,4-D và 2,4,5-T đƣợc tính theo công thức:

2

d ( )

d . .

ACN o

H O

X X v ppm

 V H

Trong đó:

X: là nồng độ 2,4-D ( hoặc 2,4,5-T) trong dung di ̣ch (ppm);

v: là thể tích mẫu chiết (ml);

Xo: là nồng độ 2,4-D ( hoặc 2,4,5T) xác định từ đường chuẩn (ppm);

(2.2)

38

V: Thể tích mẫu đem phân tích (ml);

dACN: Khối lƣợng riêng của axetonitril đƣợc xác định bằng 789 mg/ml;

O H2

d : Khối lượng riêng của nước được xác định bằng 1000mg/ml;

H: Hiệu suất thu hồi [3].