C. Nồng độ từng chất trong các dung dịch chuẩn (ppb)
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2.2. Kết quả các thí nghiệm xác định độ thu hồi:
Tiêu chí để đánh giá độ thu hồi của chất chuẩn đánh dấu đồng vị được thêm vào nền mẫu giả và độ lệch chuẩn tương đối của các thí nghiệm lặp lại trong phần này đã được US EPA đưa ra trong phương pháp tiêu chuẩn Method 1614, cụ thể các giá trị giới hạn được đưa ra trong Phụ lục 3. Nếu bước xử lí mẫu được khảo sát có giá trị độ thu hồi của chất chuẩn đánh dấu đồng vị và độ lệch chuẩn tương đối của các thí nghiệm lặp lại nằm trong giới hạn cho phép thì bước xử lí đó sẽ tiếp tục được áp dụng cho các thí nghiệm tiếp theo.
Mức thêm chuẩn 10 ng mỗi cấu tử (riêng BDE 209L là 100 ng) cũng là mức thêm chuẩn được khuyến cáo trong Method 1614 của US EPA, với thể tích dung dịch cô đặc cuối cùng trước khi phân tích trên GC-MS là 100 μl thì nồng độ của các chất chuẩn đánh dấu đồng vị sẽ là 100 ppb (riêng BDE 209L là 1000 ppb). Nồng độ này tương ứng với nồng độ của chúng trong các dung dịch chuẩn CS.
3.2.2.1. Độ thu hồi của PBDEs trong các quá trình chiết:
Độ thu hồi của PBDEs trong 03 quá trình chiết là chiết soxhlet, chiết siêu âm và chiết lỏng rắn dùng máy lắc, mỗi phương pháp chiết được khảo sát trên 02 nền mẫu dung môi được thêm chuẩn chất chuẩn đánh dấu đồng vị. Giá trị độ thu hồi trung bình của chất chuẩn đánh dấu đồng vị và độ lệch chuẩn tương đối của 03 phương pháp chiết được đưa ra trong Bảng 3.6.
Bảng 3.6. Độ thu hồi của PBDEs trong các quá trình chiết
TT Chất Chiết soxhlet Chiết siêu âm Chiết lỏng rắn
H (%) RSD (%) H (%) RSD (%) H (%) RSD (%) 1 BDE 28L 92,9 9,2 90,1 17,1 62,3 21,1 2 BDE 47L 97,0 7,9 98,5 12,0 63,8 16,0 3 BDE 100L 93,7 11,3 105,3 15,5 57,9 25,4 4 BDE 99L 100,4 13,0 111,2 16,3 61,5 30,3 5 BDE 154L 95,3 9,4 102,2 11,0 64,3 24,0 6 BDE 153L 98,2 8,4 95,6 12,4 65,5 24,7 7 BDE 183L 89,7 14,5 90,1 17,7 60,1 34,4 8 BDE 209L 76,7 16,8 80,2 19,0 45,0 49,2
Độ thu hồi của các hợp chất đánh dấu đồng vị và RSD trong 03 quá trình chiết đều nằm trong giới hạn cho phép. Phương pháp chiết soxhlet và chiết siêu âm có độ thu hồi tương đương nhau và tốt hơn so với phương pháp chiết lỏng rắn sử dụng máy lắc. Độ lặp lại của phương pháp chiết soxhlet tốt hơn cả. Tuy nhiên để đánh giá một phương pháp chiết không chỉ dựa trên tiêu chí càng ít sự mất mát của chất phân tích trong quá trình chiết càng tốt mà còn dựa trên khả năng tách triệt để chất phân tích ra khỏi nền mẫu.
Trong các phương pháp chiết chúng tôi khảo sát, chiết soxhlet là phương pháp có khả năng chiết triệt để nhất do mẫu được tiếp xúc liên tục với lượng lớn dung môi ở nhiệt độ cao trong một thời gian khá dài, nhưng những đặc điểm này cũng lại là những hạn chế của phương pháp (tốn dung môi, tốn thời gian, nhiệt độ cao có thể gây ra sự bay hơi của các đồng loại nhẹ và sự phân hủy của các đồng loại nặng, đặc biệt là BDE 209). Đối với phương pháp chiết siêu âm, thể tích dung môi và thời gian chiết được giảm đi đáng kể, nhìn chung độ thu hồi tốt hơn so với chiết soxhlet, để hạn chế ảnh hưởng của sự tăng nhiệt độ trong quá trình chiết chúng tôi đã thêm nước đá vào bể siêu âm. Phương pháp chiết lỏng rắn sử dụng máy lắc cũng có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện, lượng dung môi và thời gian chiết không lớn nhưng khả năng chiết kém hơn do sự rung lắc cơ học không tác động đến liên kết giữa chất phân tích và nền mẫu mạnh mẽ bằng yếu tố nhiệt độ hoặc sóng siêu âm. Tuy mỗi phương pháp chiết có ưu, nhược điểm riêng nhưng đều đáp ứng được yêu cầu về độ thu hồi và độ lặp lại nên chúng tôi áp dụng cả 3 phương pháp này cho các nghiên cứu qui trình xử lí mẫu tiếp theo.
3.2.2.2. Độ thu hồi của PBDEs trong quá trình rửa dịch chiết mẫu bằng axit và kiềm:
Độ thu hồi của PBDEs trong quá trình rửa dịch chiết mẫu bằng axit sunfuric đặc và dung dịch kali hidroxit 10%, mỗi quá trình được khảo sát trên 02 nền mẫu dung môi được thêm chuẩn chất chuẩn đánh dấu đồng vị. Giá trị độ thu hồi trung bình của chất chuẩn đánh dấu đồng vị và độ lệch chuẩn tương đối được đưa ra trong Bảng 3.7.
Bảng 3.7. Độ thu hồi của PBDEs trong quá trình rửa dịch chiết bằng axit và kiềm
TT Chất Rửa mẫu bằng axit Rửa mẫu bằng kiềm
H (%) RSD (%) H (%) RSD (%) 1 BDE 28L 98,8 7,5 91,0 11,2 2 BDE 47L 97,3 10,4 92,4 11,4 3 BDE 100L 102,0 8,2 90,4 12,2 4 BDE 99L 110,1 9,0 93,2 13,0 5 BDE 154L 99,3 11,7 91,2 9,9 6 BDE 153L 97,7 9,5 89,9 14,5 7 BDE 183L 96,0 10,7 87,4 13,3 8 BDE 209L 90,1 13,3 85,0 15,6
Xử lí dịch chiết mẫu bằng axit sunfuric đặc là một bước quan trọng qui trình xử lí mẫu để làm sạch dịch chiết, mục đích của bước này là loại bỏ lượng vết các hợp chất vô cơ (như các ion kim loại nặng, các muối), đốt cháy chất mùn, loại bỏ chất béo và các nhóm chất hữu cơ khác như amin, aminoaxit, cacbohidrat. Kĩ thuật rửa mẫu bằng axit sunfuric đặc thường được thực hiện trong phễu chiết giống như kĩ thuật chiết lỏng lỏng, quá trình được lặp lại cho đến khi lớp axit sunfuric không còn màu, tuy nhiên trong một số trường hợp, trong đó có các PBDEs, cần phải khống chế số lần rửa mẫu (không quá 3 lần) để hạn chế phản ứng của chính chất phân tích với axit sunfuric. Độ thu hồi của các chất chuẩn đánh dấu đồng vị trong thí nghiệm này khá cao, từ 90,1% đến 110,1%.
Bước rửa mẫu bằng dung dịch KOH được thực hiện với thao tác tương tự như rửa mẫu bằng axit sunfuric. Mục đích của bước này là loại bỏ khỏi dịch chiết mẫu các nhóm chất như phenol, axit cacboxylic, este, halogen ankan. Tuy nhiên, số lần rửa mẫu bằng dung dịch KOH cũng cần khống chế để tránh phản ứng debrom hóa theo phản ứng thế hoặc phản ứng tách. Độ thu hồi của các chất chuẩn đánh dấu đồng vị nhìn chung thấp hơn so với thí nghiệm rửa dịch chiết bằng axit sunfuric, từ 85,0% đến 93,2%.
Trong 2 thí nghiệm rửa dịch chiết mẫu bằng axit sunfuric và dung dịch KOH, khi hạn chế số lần rửa mẫu là 3 thì độ thu hồi của các chất chuẩn đánh dấu đồng vị và RSD tương ứng đều nằm trong giới hạn cho phép. Chất có độ thu hồi thấp nhất trong cả 2 thí nghiệm là BDE 209. Tuy các chất phân tích bị mất mát một phần trong quá trình rửa mẫu, đặc biệt là bước rửa bằng dung dịch KOH nhưng để loại bỏ phần lớn các chất ảnh hưởng gây nhiễm bẩn mẫu để tín hiệu nền thấp và ổn định, đảm bảo việc định lượng chính xác và đặc biệt là tránh nhiễm bẩn detector thì 2 bước làm sạch mẫu bằng axit và kiềm là rất cần thiết. Chúng tôi áp dụng 2 bước làm sạch mẫu này cho các thí nghiệm khảo sát tiếp theo và cho qui trình phân tích mẫu thật.
3.2.2.3. Độ thu hồi của PBDEs trong quá trình làm sạch dịch chiết mẫu bằng cột đa lớp:
Độ thu hồi của PBDEs trong quá trình làm sạch dịch chiết mẫu trên cột silicagel đa lớp ở các thể tích dung môi rửa giải 25 ml, 50 ml, 75 ml, 100 ml được khảo sát trên 02 nền mẫu dung môi được thêm chuẩn chất chuẩn đánh dấu đồng vị. Giá trị độ thu hồi trung bình (%) được đưa ra trong Bảng 3.8.
Bảng 3.8. Độ thu hồi của PBDEs trong quá trình làm sạch dịch chiết mẫu bằng cột silicagel đa lớp
TT Chất Độ thu hồi trung bình (%)
V = 25 ml V = 50 ml V = 75 ml V = 100 ml 1 BDE 28L 22,1 67,8 91,3 92,2 2 BDE 47L 23,1 67,2 90,0 89,7 3 BDE 100L 28,2 62,1 94,4 101,3 4 BDE 99L 29,9 68,5 96,5 97,7 5 BDE 154L 25,7 65,7 93,7 94,2 6 BDE 153L 27,7 67,2 96,2 103,7 7 BDE 183L 19,2 59,8 89,7 90,2 8 BDE 209L 15,3 54,7 70,2 67,7
Cột silicagel đa lớp 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 còn chất phân tích gần như không bị lưu giữ khi di chuyển qua cột. Cụ
thể: natri sunfat để loại lượng vết nước, silicagel để loại các hợp chất phân cực như axit cacboxylic, phenol, clorophenol, polyclo phenoxy phenol; silicagel tẩm axit H2SO4 để loại các hợp chất có tính bazơ; silicagel tẩm KOH để loại các hợp chất có tính axit; silicagel tẩm AgNO3 để loại bỏ các hợp chất của lưu huỳnh. Dung môi để rửa giải PBDEs có độ phân cực thấp, thường là n-hexan nhưng phổ biến nhất hỗn hợp của n-hexan và lượng nhỏ diclometan; trong thí nghiệm này chúng tôi sử dụng hỗn hợp diclometan : n- hexan (5:95, v/v) để làm dung môi rửa giải.
Chúng tôi nhận thấy khi tăng thể tích dung môi rửa giải từ 25 ml đến 75 ml thì độ thu hồi của các chất chuẩn đánh dấu đồng vị tăng đáng kể, tiếp tục tăng thể tích dung môi rửa giải đến 100 ml thì độ thu hồi gần như không có sự thay đổi rõ rệt. Như vậy, để đảm bảo độ thu hồi của quá trình rửa giải PBDEs trên cột đa lớp nằm trong giới hạn cho phép cũng như tiết kiệm dung môi và hạn chế lượng dung môi thải, chúng tôi lựa chọn thể tích dung môi rửa giải là 75 ml (độ thu hồi nằm trong khoảng từ 70,2% đến 96,5%) cho các thí nghiệm khảo sát tiếp theo và cho qui trình phân tích mẫu thật.