Danh mục húa chất phục vụ cho nghiờn cứu
Cỏc loại hoỏ chất được sử dụng cho phõn tớch là loại tinh khiết phõn tớch (P.A). Bảng 2.2: Danh mục húa chất dựng cho thực nghiệm
STT Tờn húa chất Độ tinh khiết
1 Acetone, 99,99%
2 Diclometan, tinh khiết phõn tớch. 99,99% 3 Ete dầu mỏ, nhiệt độ sụi từ 40 oC đến
60 oC. 99,99%
4 Toluen, tinh khiết phõn tớch 99,99%
5 N- Hexan, tinh khiết phõn tớch 99,99% 6 Natri sulfat khan, hoạt húa ở 130 oC
trong 8h, để nguội trong bỡnh hỳt ẩm, bảo quản trong bỡnh kớn.
99,99%
7 NaCl, tinh khiết phõn tớch 99,99%
8 Acetonitrile 99,99%
9 H2O2 99,99%
10 FeSO4.7H2O 99,99%
11 HNO3 99,99%
Khoa môi tr-ờng-Tr-ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
23
Danh mục thiết bị phục vụ cho nghiờn cứu
Bảng 2.3: Danh mục húa chất dựng cho thực nghiệm
STT Tờn húa chất Hóng sản xuất
1 Mỏy đo pH Hach, Mỹ
2 Mỏy cất quay chõn khụng IKA, Đức
3 Mỏy khuấy từ IKA, Đức
4
Thiết bị sắc kớ khớ GCMS – 2010 Plus, Buồng bơm mẫu chia dũng và khụng chia dũng;
Detector cộng kết điện tử (ECD); Detector khối phổ (MS)
Cột mao quản DB-5, cú chiều dài 30m, đường kớnh 0,32 mm, chiều dày pha tĩnh 0,25 àm, hoặc loại tương đương;
Shimadzu, Nhật Bản
5
Thiết bị sắc ký lỏng HPLC, Waters 600, Autosample 2707
Detector Photodiode Array 2998
Waters, Mỹ
a. Thớ nghiệm oxy húa húa học (tỏc nhõn Fenton)
Chuẩn bị dụng cụ húa chất:
Cốc thủy tinh: 06 chiếc đỏnh số CT1.1, CT1.2, CT1.3, CT1.4, CT1.5, CT1.6 Cõn 100g muối FeSO4.7H2O pha trong 1 lớt nước tạo dung thành dung dịch FeSO4.7H2O 10%
Khoa môi tr-ờng-Tr-ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
24 Dung dịch HNO3 37%
Thựng nhựa 200 lớt: 02 chiếc
Tiến hành thớ nghiệm: Lấy 10kg bao bỡ thuốc bảo vệ thực vật, cắt nhỏ phần bao bỡ bằng chai nhựa và tỳi polyethylenecho vào thựng chứa cú dung tớch 200 lớt, sau đú cho cỏc chai thủy tinh vào cựng rồi bổ sung vào 100 lớt nước ngõm trong 1 ngày, sau khi ngõm dựng mỏy khuấy liờn tục trong 1giờ đồng hồ để hũa tan toàn bộ lượng thuốc cũn tồn đọng trong bao bỡ vào dung dịch nước. Xả nước từ thựng ngõm bao bỡ sang thựng xử lý, phần bao bỡ cho thờm 100 lớt nước dựng mỏy khuấy liờn tục trong 1 giờ, xả nước sang bể xử lý trộn lẫn với nước rửa lần đầu, lấy mẫu nước và bao bỡ đó rửa để xỏc định tổng dư lượng thuốc BVTV. Sau đú lấy phần dịch nước đem tiến hành cỏc thớ nghiệm.
Thớ nghiệm 1.1: Xỏc định tỉ lệ CFe2 :CH2O2tối ưu cho việc phõn giải thuốc BVTV, khống chế pH = 3 bằng cỏch bổ sung axit HNO3. Lựa chọn nồng độ H2O2 là 1000mg/l (hỡnh 3.4)
Bảng 2.4: Cụng thức thớ nghiệm xỏc định tỉ lệ CFe2 :CH2O2tối ưu
Cụng thức Thể tớch mẫu thuốc (ml) Nồng độ Fe 2+ (mg/l) Nồng độ H2O2 (mg/l) CT1.1 100 200 1000 CT1.2 100 250 1000 CT1.3 100 300 1000 CT1.4 100 400 1000 CT1.5 100 600 1000 CT1.6 100 0 0
Mụ tả thớ nghiệm: Chuẩn bị 06 cốc thủy tinh 200ml đỏnh số từ CT1.1 đến CT1.6, dựng ống đong lấy chớnh xỏc 100ml dung dịch thuốc từ thựng chứa dung dịch mẫu đó được khuấy trộn vào cỏc cốc, điều chỉnh pH bằng 3 [29], nhiệt độ mụi
Khoa môi tr-ờng-Tr-ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
25
trường ở điều kiện thường. Lấy chớnh xỏc lượng dung dịch Fe2+ và H2O2 đó được chuẩn bị theo cụng thức thớ nghiệm (bảng 2.1), mẫu CT1.6 là mẫu đối chứng. Dựng mỏy khuấy từ khuấy liờn tục trong vũng 30 phỳt. Cỏc mẫu được lấy để phõn tớch dư lượng thuốc BVTV trước và sau khi tiến hành thớ nghiệm 6 giờ.
Thớ nghiệm 1.2 xỏc định tỉ lệ tỏc nhõn Fenton và nồng độ thuốc BVTV
Tiến hành thớ nghiệm như phần trờn, sử dụng tỉ lệ CFe2 :CH2O2 tối ưu. Cỏc cốc thủy tinh đỏnh số từ CT1.7 đến CT1.12, mẫu CT1.12 là mẫu đối chứng.
Bảng 2.5: Cụng thức thớ nghiệm xỏc định tỉ lệ tỏc nhõn Fenton: Cthuốc BVTV
sử dụng tỷ lệ CFe2 :CH2O2tối ưu trờn thớ nghiệm 1.1
Cụng thức Tỷ lệ tỏc nhõn Fenton: Cthuốc BVTV Thể tớch mẫu thuốc (ml) CT1.7 1:1 100 CT1.8 1,5:1 100 CT1.9 2:1 100 CT1.10 2,5:1 100 CT1.11 3:1 100 CT1.12 100
Mụ tả thớ nghiệm: Chuẩn bị 06 cốc thủy tinh 200ml đỏnh số từ CT1.6 đến CT1.10, dựng ống đong lấy chớnh xỏc 100ml dung dịch thuốc từ thựng chứa mẫu đó được khuấy trộn vào cỏc cốc, điều chỉnh pH bằng 3 [29], nhiệt độ mụi trường ở điều kiện thường. Lấy chớnh xỏc lượng dung dịch Fe2+ và H2O2 (tỏc nhõn Fenton) đó được chuẩn bị theo bảng cụng thức thớ nghiệm (bảng 2.2), sử dụng tỷ lệ
2 2 2 : H O
Fe C
C tối ưu trờn thớ nghiệm 1.1. Dựng mỏy khuấy từ khuấy liờn tục trong vũng 30 phỳt. Theo dừi thớ nghiệm và lấy mẫu trong vũng 72 giờ. Tiến hành lấy mẫu phõn tớch trước và sau phản ứng 6; 24; 72 giờ.
Khoa môi tr-ờng-Tr-ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
26
b. Thớ nghiệm kiềm húa (tỏc nhõn Ca(OH)2)
Thớ nghiệm 2.1: Khảo sỏt tỷ lệ mCa(OH)2:m vỏ thuốc BVTV Chuẩn bị dụng cụ húa chất:
Cốc thủy tinh: 06 chiếc Đũa thủy tinh: 06 chiếc
Nồng độ cỏc chất trong dung dịch tớnh theo % khối lượng. Thựng nhựa 200 lớt: 02 chiếc
Thớ nghiệm sử dụng Ca(OH)2
Tiến hành thớ nghiệm: Lấy 10kg bao bỡ thuốc bảo vệ thực vật, cắt nhỏ phần bao bỡ bằng chai nhựa và tỳi polyethylenecho vào thựng chứa cú dung tớch 200 lớt, sau đú cho cỏc chai thủy tinh vào cựng rồi bổ sung vào 100 lớt nước ngõm trong 1 ngày, sau khi ngõm dựng mỏy khuấy liờn tục trong 1giờ đồng hồ để hũa tan toàn bộ lượng thuốc cũn tồn đọng trong bao bỡ vào dung dịch nước. Xả nước từ thựng ngõm bao bỡ sang thựng xử lý, phần bao bỡ cho thờm 100 lớt nước dựng mỏy khuấy liờn tục trong 1 giờ, xả nước sang bể xử lý trộn lẫn với nước rửa lần đầu, lấy mẫu nước và bao bỡ đó rửa để xỏc định tổng dư lượng thuốc BVTV. Sau đú lấy phần dịch nước đem tiến hành cỏc thớ nghiệm.
Bảng 2.6: Cụng thức thớ nghiệm xỏc định tỉ lệ mCa(OH)2:m vỏ thuốc BVTV Cụng thức mCa(OH)2 (mg) Thể tớch mẫu thuốc (ml)
CT2.1 10 200 CT2.2 15 200 CT2.3 20 200 CT2.4 25 200 CT2.5 30 200 CT2.6 0 200
Ghi chỳ: khối lượng vỏ thuốc 10mg tương ứng thể tớch mẫu dịch là 200ml
Khoa môi tr-ờng-Tr-ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
27
CT2.6, lấy chớnh xỏc 200ml dung dịch thuốc từ thựng chứa mẫu đó được khuấy trộn vào cỏc cốc. Cõn lần lượt lượng Ca(OH)2 như trờn cụng thức thớ nghiệm, dựng mỏy khuấy từ khuấy mạnh trong vũng 30 phỳt. Theo dừi thớ nghiệm và lấy mẫu trong vũng 72 giờ. Cỏc mẫu được lấy để phõn tớch trước và sau khi phản ứng xảy ra được 6; 24; 72 giờ.
c. Phõn tớch mẫu trong phũng thớ nghiệm
- Phõn tớch hàm lượng thuốc BVTV trong cỏc mẫu bao bỡ thuốc BVTV bằng phương phỏp DFG, phương phỏp sắc ký khớ GCMS và sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC/PDA-UV tại Trung tõm phõn tớch và chuyển giao cụng nghệ mụi trường, Viện Mụi trường nụng nghiệp, Bộ nụng nghiệp và phỏt triển nụng thụn
- Nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế thủy ngõn - pH được đo bằng mỏy đo pH của Hach, Mỹ
Túm tắt qỳa trỡnh xử lý mẫu bao bỡ và mẫu nƣớc: Xử lý mẫu bao bỡ thức hiện qua cỏc bước như sau:
Xử lý mẫu bao bỡ theo phương phỏp xử lý mẫu rắn. Cõn 20g mẫu vỏ bao bỡ thu tại cỏc vựng lấy mẫu, cắt nhỏ, ngõm bao bỡ thuốc BVTV trong 100ml Aceton trong 30 phỳt, khuấy bằng mỏy khuấy từ trong 15 phỳt, rung trong mỏy rung siờu õm 15 phỳt, lọc lấy dịch. Sử dụng ẳ lượng dịch lọc định mức thành 200ml cho vào bỡnh chiết, , thờm 20ml NaCl bóo hũa, thờm 25ml dichlormethane, lắc trong 5 - 10 phỳt, để lắng rồi chiết lấy phần dung mụi dichlormethane. Loại bỏ nước lẫn trong dung mụi bằng cỏch cho chảy qua phễu lọc chứa 20g Na2SO4, lọc dung mụi vào bỡnh cầu A, lặp lại bước chiết mẫu 2 lần, trỏng rửa phễu lọc chứa 20g Na2SO4 bằng dung mụi dichlormethane sau đú mang cất khụ làm giàu tới khi cũn khoảng 1ml. Làm sạch bằng chiết pha rắn sử dụng cột SPE đó hoạt húa bằng 20 - 30ml dung mụi n-Hexan. Dựng 20ml hỗn hợp dung dịch n-hexan :dichlormetan :acetonitril rửa giải cỏc chất cần phõn tớch ra khỏi cột chiết, thu dịch xuống bỡnh cầu B. Cất khụ và thu mẫu để phõn tớch trờn GCMS, HPLC.
Khoa môi tr-ờng-Tr-ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
28
Xử lý mẫu dịch tiến hành qua cỏc bước như sau:
Lấy 20ml mẫu định mức thành 200ml cho vào bỡnh chiết, thờm 20ml NaCl bóo hũa, thờm 25ml dichlormethane, lắc trong 5 - 10 phỳt, để lắng rồi chiết lấy phần dung mụi dichlormethane. Loại bỏ nước lẫn trong dung mụi bằng cỏch cho chảy qua phễu lọc chứa 20g Na2SO4, lọc dung mụi vào bỡnh cầu A, lặp lại bước chiết mẫu 2 lần, trỏng rửa phễu lọc chứa 20g Na2SO4 bằng dung mụi dichlormethane sau đú mang cất khụ làm giàu tới khi cũn khoảng 1ml. Làm sạch bằng chiết pha rắn sử dụng cột SPE đó hoạt húa bằng 20 - 30ml dung mụi n-Hexan. Dựng 20ml hỗn hợp dung dịch n-hexan :dichlormetan :acetonitril rửa giải cỏc chất cần phõn tớch ra khỏi cột chiết, thu dịch xuống bỡnh cầu B. Cất khụ và thu mẫu để phõn tớch trờn GCMS, HPLC.
Phõn tớch mẫu trờn GCMS
- Điều kiện phõn tớch trờn mỏy GCMS :
Nhiệt độ nguồn ion : 200OC
Nhiệt độ cổng bơm : 250OC
Điện thế nguồn ion : Tuning Result + 0,3kV
- 2àl mẫu được bơm vào thiết bị GCMS sử dụng cột tỏch DB5-MS cho phõn tớch thuốc BVTV với chế độ chia dũng. Cỏc thuốc BVTV được định tớnh bằng thời gian lưu và mảnh phổ đặc trưng và được định lượng bằng phần mền chuyờn dụng.
- Đường chuẩn : được dựng từ 3 – 5 điểm Phõn tớch trờn HPLC
Detector PDA PDA
Tốc độ dũng 1ml/phỳt
Nhiệt độ 30 oC
Pha động Methanol, Acetonitrin
- 2àl mẫu được bơm vào thiết bị HPLC sử dụng cột tỏch C18, C8, cho phõn tớch thuốc BVTV, đường chuẩn xõy dựng từ 3 đến 5 điểm.
Khoa môi tr-ờng-Tr-ờng ĐHKHTN Luận văn Thạc sĩ
29