Dioxin và các phương pháp phân tích dioxin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐHQG TP. HCM

Q uy

N

hơ

n

KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC

m

TIỂU LUẬN

e.

Chủ đề:

co

m /+

D

ạy

Kè

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ

G

oo

gl

DIOXIN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DIOXIN

Người thực hiện: Nguyễn Văn Tú MSHV: 51305919

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11/2013

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

MỤC LỤC PHẦN 1 ................................................................................................................. 4 TỔNG QUAN VỀ DIOXIN.................................................................................. 4 I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DIOXIN ............................................. 4 II. NGUỒN PHÁT SINH DIOXIN................................................................... 4 III. TÁC HẠI CỦA DIOXIN TỚI CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG ........... 5 IV. VẤN ĐỀ Ô NHIỄM DIOXIN Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI................... 7

hơ

n

V. CÁC QUY ĐỊNH VỀ NGƯỠNG DIOXIN CHO PHÉP Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI .......................................................................................................... 7

N

PHẦN 2 ................................................................................................................. 8

Q uy

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DIOXIN .................................................... 8

m

I. PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ PHÂN GIẢI CAO/PHỔ KHỐI LƯỢNG PHÂN GIẢI THẤP (HRGC/LRMS) - Method 8280B (US.EPA)8 .................. 8 1. Phạm vi ứng dụng ..................................................................................... 8

Kè

2. Tóm tắt phương pháp ................................................................................ 9

ạy

3. Thiết bị và những dụng cụ cần thiết ........................................................ 11

D

3.1. Hệ thống sắc ký khí/phổ khối lượng ................................................ 11

m /+

4. Thuốc thử và chất chuẩn ......................................................................... 13

co

4.1. Hóa chất làm thuốc thử: ................................................................... 13 4.2. Thuốc thử cho cột sắc ký ................................................................. 14 4.3. Dung dịch hiệu chỉnh (bảng 2.3)...................................................... 14

e.

4.4. Dung dịch nội chuẩn (bảng 2.4) ....................................................... 15

gl

4.5. Dung dịch khôi phục chuẩn (bảng 2.4) ............................................ 15

G

oo

4.6. Dung dịch xác nhận hiệu chỉnh (bảng 2.5) ...................................... 15 4.7. Chất chuẩn làm sạch ........................................................................ 16 4.8. Chuẩn đánh dấu mẫu (bảng 2.6) ...................................................... 16 4.9. Hỗn hợp xác định hiển thị (bảng 2.7) .............................................. 17 4.10. Dung dịch kiểm tra cột ................................................................... 17

5. Quy trình phân tích.................................................................................. 18 5.1. Tổng quan chung về sử dụng thiết bị Soxhlet-Dean-Stark (SDS) ... 18 5.2. Chiết mẫu chất thải hóa học (bao gồm dầu nhiên liêu ẩm/bùn dầu và cặn dầu) ................................................................................................... 19 5.3. Chiết mẫu tro bụi.............................................................................. 19 2 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

5.4. Chiết mẫu đất/trầm tích .................................................................... 20 5.5. Chiết mẫu nước ................................................................................ 20 5.6. Quy trình cô đặc macro (dùng cho tất cả các mẫu) ......................... 22 5.7. Quy trình làm sạch axit-bazơ ........................................................... 23 5.8. Quy trình cô đặc vi mô (cho tất cả các mẫu tiến hành) ................... 24 5.9. Quy trình sắc ký cột Silica gel và oxit nhôm ................................... 24 5.10. Quy trình sắc ký cột cacbon ........................................................... 25

hơ

n

5.11. Cô đặc lần cuối ............................................................................... 25 5.12. Điều kiện vận hành sắc ký ............................................................. 25 5.13. Hiệu chỉnh GC/MS......................................................................... 26

N

5.14. Phép phân tích GC/MS mẫu........................................................... 32

Q uy

5.15. Tính toán ........................................................................................ 35

m

II. PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ ĐỘ PHÂN GIẢI CAO/PHỔ KHỐI LƯỢNG PHÂN GIẢI CAO (HRGC/HRMS) - Method 8290A (US.EPA)9 .. 38

Kè

1. Phạm vi ứng dụng ................................................................................... 38 2. Tổng quát phương pháp phân tích .......................................................... 39

ạy

3. Quy trình ................................................................................................. 41

D

3.1. Thêm chất nội chuẩn ........................................................................ 41

m /+

3.2 Sự chiết và làm sạch mẫu cá và mẫu bột giấy .................................. 41 3.3. Chiết và làm sạch mẫu mô chất béo người ...................................... 42

e.

co

3.4. Chiết và làm sạch mẫu chất thải ...................................................... 43 3.5. Làm sạch phần chiết ......................................................................... 45

oo

gl

3.6. Các điều kiện sắc ký/phổ khối lượng và các thông số thu thập dữ liệu ........................................................................................................... 47

G

3.7. Hiệu chỉnh ........................................................................................ 49 3.8. Phân tích ........................................................................................... 54 3.9. Tính toán .......................................................................................... 56

PHẦN 3 ............................................................................................................... 60 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 61

3 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHẦN 1

TỔNG QUAN VỀ DIOXIN I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DIOXIN

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Dioxin là tên gọi chung của một nhóm hàng trăm các hợp chất hóa học tồn tại bền vững trong môi trường cũng như trong cơ thể con người và các sinh vật khác. Tùy theo số nguyên tử Cl và vị trí không gian của những nguyên tử này, dioxin có 75 đồng phân PCDD (poly-chloro-dibenzo-dioxines) và 135 đồng phân PCDF (poly-chloro-dibenzo-furanes) với độc tính khác nhau. Dioxine còn bao gồm nhóm các PCB (poly-chloro-biphenyles), là các chất tương tự dioxin, bao gồm 419 chất hóa học trong đó có 29 chất đặc biệt nguy hiểm. Trong số các hợp chất dioxin, dẫn xuât TCDD là nhóm độc nhất1.

Dioxin là sản phẩm phụ của nhiều quá trình sản xuất chất hóa học công nghiệp liên quan đến clo như các hệ thống đốt chất thải, sản xuất hóa chất và thuốc trừ sâu và dây truyền tẩy trắng trong sản xuất giấy.

e.

Hình 1.1. Cấu trúc chung của dibenzo-p-dioxin và dibenzofuran

G

oo

gl

Dioxin và furan là các hóa chất độc nhất được biết đến hiện nay trong khoa học. Trong bản báo cáo sơ thảo của Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US.EPA) năm 1994 đã miêu tả dioxin như là một mối tác nhân đe doạ nguy hiểm đối với sức khoẻ cộng đồng. Cũng theo EPA, dường như không có mức độ phơi nhiễm dioxin nào được coi là an toàn.

Ngoài chiến tranh Việt Nam, dioxin trong chất độc màu da cam gây nên thảm hoạ sinh thái ở Seveso (Ý), và Times Beach (Missouri), Love Canal (New York)...

II. NGUỒN PHÁT SINH DIOXIN

Dioxin là sản phẩm phụ của nhiều quá trình sản xuất chất hóa học công nghiệp liên quan đến clo như các hệ thống đốt chất thải, sản xuất hóa chất và thuốc trừ sâu và dây truyền tẩy trắng trong sản xuất giấy1.

4 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

III. TÁC HẠI CỦA DIOXIN TỚI CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Trong Báo cáo của Giáo sư Võ Quý trong phiên điều trần về chất độc da cam, lần thứ 2 tại Hạ viện Mỹ đã nói rõ hậu quả của chất độc da cam đối với môi trường Việt Nam. Hậu quả về sinh thái quan trọng nhất của chất độc hóa học là các hệ sinh thái rừng. Trước chiến tranh, rừng miền Nam Việt Nam có diện tích bao phủ là 10,3 triệu ha. Trong suốt thời gian chiến tranh, từ năm 1961 tới năm 1971, đã có trên 77 triệu lít chất độc hóa học được sử dụng (Stellman, 2003), hầu hết là chất da cam, trong đó có chứa dioxin (TCDD) với nồng độ độc cao từ 3 - 4 mg/l, nhưng còn cao hơn nhiều trong trường hợp sản xuất với quy mô lớn và khẩn cấp. Diện tích các khu vực bị phun rải chiếm 24% diện tích Nam Việt Nam (FIDI 2007), 86% lượng chất độc hóa học được trực tiếp rải lên đất rừng, 14% còn lại được rải trực tiếp lên đất nông nghiệp mà chủ yếu là đất trồng lúa. Sự tấn công của quân đội Mỹ đã làm cho hơn 2 triệu ha đất rừng bị phá hủy.

Hình 1.2. Những cánh rừng bị tàn phá bởi dioxin2

G

oo

gl

e.

co

Tác động của chất độc hóa học rất đa dạng, nhưng cuối cùng đã phá hủy trên 150.000 ha rừng ngập mặn và khoảng 130.000 ha rừng tràm của vùng châu thổ sông Mekong và hàng trăm nghìn ha đất rừng nội địa. K. Graham, một nhà báo và nhà văn Mỹ đã phải nhận xét: “Không ở đâu sử phá hủy môi trường lại tàn bạo như ở Việt Nam trong cuộc chiến tranh vừa qua, chiến tranh đánh vào các khu rừng nhiệt đới Đông Nam Á. Bom đạn thiêu hủy cây cối và làm tắc nghẽn dòng chảy. Chất diệt cỏ phá hủy cây rừng. Các loại máy móc khác của chiến tranh lại giáng tai họa nhiều hơn vào các hệ sinh thái trong lúc đi tìm kiếm mục tiêu con người2.

Các công trình nghiên cứu trong những năm vừa qua đã xác định được hơn 3,3 triệu ha đất tự nhiên bị tác động bởi chất độc hóa học, trong đó khoảng 2 triệu ha đất rừng nội địa bị tác động với các mức độ khác nhau, gây thiệt hại hơn 100 triệu mét khối gỗ. Nhiều vùng rộng lớn bị ảnh hưởng nặng nề bởi chất diệt cỏ đến nay vẫn chưa thể sử dụng cho trồng trọt hay chăn thả súc vật.

Chúng ta có thể nói rằng chất da cam, thành phần chính của các chất độc hóa học được quân đội Mỹ sử dụng trong chiến tranh ở Việt Nam, đã làm đảo lộn các điều kiện tự nhiên và làm cho các hệ sinh thái rừng tự nhiên phong phú 5

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

với mức độ đa dạng sinh học cao, trở thành những vùng đất hoang tàn. Nơi cư trú thuận lợi cho các loài động vật của rừng nhiệt đới, đặc biệt là các loài có cỡ lớn, đặc hữu của Việt Nam đã không còn nữa2.

Các báo cáo của EPA đã công nhận dioxin là một chất gây ung thư cho con người. Năm 1997, Tổ chức quốc tế về nghiên cứu ung thư (IARC) thuộc WHO đã công bố 2,3,7,8-TC DD là chất gây ung thư nhóm 1 (nghĩa là nhóm đã được công nhận là gây ung thư). Đồng thời, tháng 1 năm 2001, chương trình Độc học Quốc gia Hoa Kỳ đã chuyển dioxin vào nhóm "các chất gây ung thư cho người". Cuối cùng, trong một nghiên cứu kiểm định năm 2003, các nhà khoa học cũng khẳng định không có một liều lượng nào là an toàn hoặc ngưỡng dioxin mà dưới nó thì không gây ung thư3. Điều này có thể hiểu là nếu một người phơi nhiễm dioxin dù lượng nhỏ nhất thì đã mang trong mình hiểm họa ung thư.

Ngoài ung thư, dioxin còn có thể liên quan đến một số bệnh nguy hiểm khác như bệnh rám da, bệnh đái tháo đường, bệnh ung thư trực tràng không Hodgkin, thiểu năng sinh dục cho cả nam và nữ, sinh con quái thai hoặc thiểu năng trí tuệ, đẻ trứng (ở nữ)…

Cơ chế phân tử của dioxin tác động lên các tế bào và cơ thể người, động vật vẫn đang còn nhiều tranh cãi. Thời gian bán phân huỷ của dioxin trong cơ thể động vật là 7 năm hoặc có thể lâu hơn. Thông thường, dioxin gây độc tế bào thông qua một thụ thể chuyên biệt cho các hydratcarbon thơm có tên là AhR (Aryl hydrocarbon Receptor). Phức hợp dioxin - thụ thể sẽ kế hợp với protein vận chuyển ArnT (AhR nuclear Translocator) để xâm nhập vào trong nhân tế bào. Tại đây dioxin sẽ gây đóng mở một số gene giải độc quan trọng của tế bào như Cyp1A, Cyp1B,... Đồng thời, một số thí nghiệm trên chuột cho thấy dioxin làm tăng nồng độ các gốc ion tự do trong tế bào. Điều này, có thể là làm phá huỷ các cấu trúc tế bào, các protein quan trọng và quan trọng hơn cả, nó có thể gây đột biến trên phân tử DNA.

Hình 1.3. Tác động biến đổi DNA của dioxin ở người2

Trong một đánh giá về rủi ro và nghiên cứu các vấn đề chính sách được đưa ra trong Hội nghị Quốc tế về Dioxin tổ chức tại Berlin, 2004, nhóm tác giả đến từ Cục Môi trường Liên bang Đức (Federal Environmental Agency) đã đưa 6 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ra kiến nghị không có mức phơi nhiễm dioxin tối thiểu nào có độ an toàn cho phép (theo WHO 2002, thì mức phơi nhiễm dioxin cho phép qua thức ăn của mỗi người là 1-10 pg đương lượng độc (TEQ)/ngày)4.

IV. VẤN ĐỀ Ô NHIỄM DIOXIN Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Ở Việt Nam, chất độc màu da cam và các loại thuốc diệt cỏ khác bắt đầu được thử nghiệm bởi quân đội Hoa Kỳ vào năm 1961 và được sử dụng rộng rãi với hàm lượng cao trong chiến tranh vào các năm 1967 - 1968, rồi giảm xuống và ngừng sử dụng năm 1971. Các loại hợp chất này được trộn vào dầu hỏa hoặc nhiên liệu diezen rồi rải bằng máy bay hoặc các phương tiện khác5.

Theo công bố của một nhóm tác giả trên tạp chí Nature thì có thể nói chiến dịch dùng hóa chất ở Việt Nam là một cuộc chiến tranh hóa học lớn nhất thế giới4.

Trong thời gian 10 năm đó, quân đội Mỹ và quân đội Nam Việt Nam đã rải 76,9 triệu lít hóa chất xuống rừng núi và đồng ruộng Việt Nam. Trong số này có 64% là chất độc màu da cam, 27% là chất màu trắng, 8,7% chất màu xanh và 0,6% chất màu tím.

Tổng số lượng dioxin Việt Nam hứng chịu là vào khoảng 370 kg. (Trong khi đó vụ nhiễm dioxin ở Seveso, Ý, 1976 chỉ với 30 kg dioxin thải ra môi trường mà tác hại của nó kéo dài hơn 20 năm3). Tổng số diện tích đất đai bị ảnh hưởng hóa chất là 2,63 triệu hécta. Có gần 5 triệu người Việt Nam sống trong 25.585 thôn ấp chịu ảnh hưởng độc chất màu da cam.

ạy

V. CÁC QUY ĐỊNH VỀ NGƯỠNG DIOXIN CHO PHÉP Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

Ở Việt Nam, Tiêu chuẩn TCVN 8183:2009 quy định về ngưỡng dioxin trong đất và trầm tích tại các điểm bị ô nhiễm nặng dioxin6: Môi trường Ngưỡng (ppt) Đất 1000 Trầm tích 150 Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) đã công bố mức phơi nhiễm dioxin cho phép là 0,7 picrogam/1kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày7.

Với những tác hại của dioxin đối với con người và môi trường, việc kiểm soát hàm lượng dioxin trong môi trường tự nhiên là vô cùng quan trọng, đòi hỏi phải sử dụng những phương pháp phân tích có độ chính xác cao, bởi chỉ cần một hàm lượng nhỏ của dioxin cũng có thể gây ra tác hại vô cùng nguy hiểm đối với sức khỏe con người.

7 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHẦN 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DIOXIN Hiện nay, để phân tích dioxin, người ta dùng phương pháp Method 8280B và Method 8290A do Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ cung cấp (US.EPA).

I. PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ PHÂN GIẢI CAO/PHỔ KHỐI LƯỢNG PHÂN GIẢI THẤP (HRGC/LRMS) - Method 8280B (US.EPA)8

N

hơ

n

1. Phạm vi ứng dụng Phương pháp này dùng để phát hiện và định lượng 2,3,7,8tetrachlorodibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD), 2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran (2,3,7,8-TCDF), và các dẫn xuất thế clo ở vị trí penta-, hexa-, hepta-, và octacủa dibenzo-p-dioxin (PCDDs) và dibenzofuran (PCDFs) trong nước (ở hàm lượng ppt), trong đất, tro bụi, và chất thải hóa học (ở hàm lượng ppb). Những hợp chất sau đây được xác định bởi phương pháp này:

Q uy

Bảng 2.1. Những hợp chất được phân tích theo phương pháp HRGC/LRMS

Hợp chất

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) 1,2,3,7,8-Pentachlorodibenzo-p-dioxin (PeCDD) 1,2,3,4,7,8-Hexachlorodibenzo-p-dioxin (HxCDD) 1,2,3,6,7,8-Hexachlorodibenzo-p-dioxin (HxCDD) 1,2,3,7,8,9-Hexachlorodibenzo-p-dioxin (HxCDD) 1,2,3,4,6,7,8-Heptachlorodibenzo-p-dioxin (HpCDD) 1,2,3,4,6,7,8,9-Octachlorodibenzo-p-dioxin (OCDD) 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzofuran (TCDF) 1,2,3,7,8-Pentachlorodibenzofuran (PeCDF) 2,3,4,7,8-Pentachlorodibenzofuran (PeCDF) 1,2,3,4,7,8-Hexachlorodibenzofuran (HxCDF) 1,2,3,6,7,8-Hexachlorodibenzofuran (HxCDF) 1,2,3,7,8,9-Hexachlorodibenzofuran (HxCDF) 2,3,4,6,7,8-Hexachlorodibenzofuran (HxCDF) 1,2,3,4,6,7,8-Heptachlorodibenzofuran (HpCDF) 1,2,3,4,7,8,9-Heptachlorodibenzofuran (HpCDF) 1,2,3,4,5,6,7,8-Octachlorodibenzofuran (OCDF) Total Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) Total Pentachlorodibenzo-p-dioxin (PeCDD) Total Hexachlorodibenzo-p-dioxin (HxCDD) Total Heptachlorodibenzo-p-dioxin (HpCDD) Total Tetrachlorodibenzofuran (TCDF) Total Pentachlorodibenzofuran (PeCDF) Total Hexachlorodibenzofuran (HxCDF) Total Heptachlorodibenzofuran (HpCDF)

Số đăng ký CAS 1746-01-6 40321-76-4 39227-28-6 57653-85-7 19408-74-3 3268-87-9 35822-46-9 51207-31-9 57117-41-6 57117-31-4 70648-26-9 57117-44-9 72918-21-9 60851-34-5 67562-39-4 55673-89-7 39001-02-0 41903-57-5 36088-22-9 34465-46-8 37871-00-4 55722-27-5 30402-15-4 55684-94-1 38998-75-3 8

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Phương pháp này chỉ sử dụng để phát hiện các hợp chất có giá trị ở giới hạn định lượng cho ở bảng 2.2. Nếu hàm lượng thấp hơn giới hạn định lượng thì phải sử dụng phương pháp sắc ký khí độ phân giải cao/phổ khối lượng phân giải cao (HRGC/HRMS, sẽ được trình bày ở mục II).

Bảng 2.2. Giới hạn định lượng của các hợp chất cần phân tích

N

hơ

n

Tro hóa học Chất thải (µg/kg) (µg/kg) 1 10 1 10 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 2.5 25 50 5 50 5

ạy

Kè

m

Q uy

Đất (µg/kg) 1 1 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 5 5

co

m /+

2,3,7,8-TCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 1,2,3,7,8-PeCDD 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDD OCDF

Nước (ng/L) 10 10 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 50 50

D

Chất phân tích

G

oo

gl

e.

2. Tóm tắt phương pháp - Phương pháp này sử dụng sự chiết đặc trưng cho từng loại mẫu (matrixspecific extraction), sự làm sạch đặc trưng chất phân tích (analyte-specific cleanup), và kỹ thuật phân tích sắc ký khí cột mao quản phân giải cao/phổ khối lượng phân giải thấp (HRGC/LRMS).

- Số lượng được chỉ định của mẫu nước, đất, tro bụi, hoặc chất thải hóa học được thêm chất nội chuẩn và được chiết theo quy trình chiết đặc trưng kiểu ma trận. Những mẫu lỏng được lọc, và những mẫu rắn tồn tại trong pha lỏng được ly tâm trước khi chiết. Quy trình chiết và dung môi cụ thể như sau: + Những mẫu đất, tro bụi, hoặc chất thải hóa học được chiết bằng sự kết hợp của bẫy nước Dean-Stark và cột chiết Soxhlet sử dụng Toluen. Đất, tro bụi, và chất rắn khác cũng được có thể được chiết bằng cách sử dụng phương pháp chiết lưu chất áp lực (pressurized fluid extraction - PFE) hay phương pháp chiết microwave. + Mẫu nước được chiết với một phễu chiết hoặc cột chiết liquid-liquid sử dụng diclometan CH2Cl2, và phần hạt nhỏ còn lại sau quá trình lọc mẫu nước được chiết riêng trong cột chiết Soxhlet sử dụng Toluen. Mẫu nước cũng có thể 9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

được chiết sử dụng phương pháp chiết solid-phase (SPE) và mẫu rắn cũng có thể được chiết bằng phương pháp PFE hay phương pháp microwave.

- Sau khi chiết và cô đặc ban đầu, hợp chất gắn nhãn đồng vị 37Cl42,3,7,8-TCDD được thêm vào trong mỗi mẫu vừa chiết ra để xác định hiệu quả của quá trình làm sạch kế tiếp. Sự làm sạch mẫu chiết ra có thể bao gồm quá trình xử lý axit-bazơ, và quá trình hút gel, oxit nhôm, silicagel, Florisil và than hoạt tính trên cột sắc ký Celite 545.

- Sau khi làm sạch mẫu chiết ra, mẫu được cô đặc đến gần khô. Ngay trước khi tiêm mẫu, những chất nội chuẩn được thêm vào mỗi mẫu chiết ra, sau đó tiêm mẫu vào hệ thống HRGC/LRMS có chế độ hiển thị ion được chọn (SIM).

- Sự xác định các hợp chất cuối cùng dựa trên thứ tự thoát ra của chúng so với dung dịch chuẩn (bảng 2.3) từ hệ thống sắc ký khối phổ thích hợp. Đặc trưng đồng phân cho tất cả hợp chất 2,3,7,8-PCDDs/PCDFs không thể thu được trên một cột đơn lẻ. Việc sử dụng cả hai cột DB-5 và SP2331 được khuyên dùng. Không có phép phân tích nào có thể xử lý nếu không có tất cả các tiêu chuẩn về thời gian lưu, peak đặc trưng, tín hiệu/nhiễu (signal-to-noise) và tỉ lệ ion được phát hiện trong hệ thống GC/MS sau khi hiệu chỉnh ban đầu và xác nhận hiệu chỉnh.

ạy

Bảng 2.3. Các dung dịch hiệu chỉnh được dùng cho phép phân tích HRGC/LRMS

D

Chất phân tích

G

oo

gl

e.

co

m /+

2,3,7,8-TCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 1,2,3,7,8-PeCDD 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD OCDD OCDF 13 C12-2,3,7,8-TCDD 13 C12-2,3,7,8-TCDF 13 C12-1,2,3,6,7,8-HxCDD

Hàm lượng chất chuẩn (ng/µl) CC1 CC2 CC3 CC4 CC5 0,1 0,25 0,5 1,0 2,0 0,1 0,25 0,5 1,0 2,0 0,1 0,25 0,5 1,0 2,0 0,1 0,25 0,5 1,0 2,0 0,5 1,25 0,25 0,625 1,25 2,5 5,0 1,25 0,25 0,625 1,25 2,5 5,0 1,25 1,25 1,25 1,25 0,25 0,625 1,25 2,5 5,0 0,25 0,625 1,25 2,5 5,0 0,5 1,25 2,5 5,0 10,0 0,5 1,25 2,5 5,0 10,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 10

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hàm lượng chất chuẩn (ng/µl) CC1 CC2 CC3 CC4 CC5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25

Chất phân tích 13

C12-1,2,3,4,6,7,8-HpCDF C12-OCDD 13 C12-1,2,3,4-TCDD 13 C12-1,2,3,7,8,9-HxCDD 37 Cl4-2,3,7,8-TCDD 13

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

- Một phép tính toán hàm lượng đương lượng độc tố (TEQ) được thực hiện sử dụng hệ số đương lượng độc tố quốc tế (TEFs), và giá trị TEQ được sử dụng để xác định nếu những hàm lượng của hợp chất thu được trong mẫu đủ cao để bảo đảm sự xác thực của kết quả trên cột GC thứ hai.

3. Thiết bị và những dụng cụ cần thiết 3.1. Hệ thống sắc ký khí/phổ khối lượng 3.1.1. Sắc ký khí Một hệ thống phân tích với sắc ký khí có chương trình nhiệt độ và tất cả những phụ tùng cần thiết bao gồm: bộ tiêm mẫu, cột phân tích và khí. Cổng tiêm GC phải được thiết kế cho cột mao quản; một kỹ thuật tiêm trên cột (on-column) hay tiêm liên tục được đề xuất. Một lượng thể tích tiêm 2 µl được sử dụng cho phương pháp này. Một thể tích nhỏ hơn khoảng 1 µl cũng có thể sử dụng nếu phép phân tích bảo đảm độ nhạy và độ chính xác.

3.1.2. Cột GC Cột mao quản fused silica (Cột mao quản silica phủ Polyimide chịu nhiệt cao hoặc Acrylate) được sử dụng. Cột phải tách được các đồng phân 2,3,7,8- đặc trưng dù là phép phân tích cột đơn hay cột kép được chọn. Những điều kiện vận hành cột phải được đánh giá ở điểm bắt đầu và điểm kết thúc của mỗi chu kỳ 12 giờ mà trong thời gian đó các dung môi hiệu chỉnh nồng độ cũng được phân tích.

Có thể sử dụng các loại cột khác và phải bảo đảm được độ chính xác cũng như độ phân giải của phép đo. Đồng phân đặc trưng cho tất cả các hợp chất 2,3,7,8-PCDDs/PCDFs không thể thu được trên cột DB-5 60m. Vấn đề được giải quyết chỉ khi có sự tách biệt của 2,3,7,8-TCDD từ 1,2,3,7-TCDD và 1,2,6,8-TCDD, và sự tách biệt của 2,3,7,8-TCDF từ 1,2,4,9-, 1,2,7,9-, 2,3,4,6-, 2,3,4,7-, và 2,3,4,8-TCDF. Bởi vì sự lo ngại độc tính của 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF nên phép phân tích thêm sẽ có thể được thực hiện đối với một số mẫu. Trong trường hợp giá trị TEQ lớn hơn 0,7 ppb (đối với mẫu rắn), 7 ppt (đối với mẫu lỏng), hay 7 ppb (đối với mẫu chất thải hóa học), thì phép phân tích lại của các mẫu chiết ra trên cột sắc ký SP-2330 hay SP-2331 hay cột DB-225 có thể được yêu cầu để xác định hàm lượng của riêng những đồng phân 2,3,7,8-. Đối với cột DB-225, vấn đề sẽ bao gồm cả sự tách biệt của 2,3,7,8-TCDF từ 2,3,4,7-TCDF và sự kết hợp của 1,2,3,9- và 2,3,4,8-TCDF. 11

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Ở phép phân tích trên cột DB-5 mà ở đó 2,3,7,8-TCDF có thể cho dự đoán là có nồng độ cao thì phép phân tích các mẫu chiết ra sẽ phải thực hiện trên cột sắc ký thứ hai với kết quả cho ra sự tách biệt của 2,3,7,8-TCDF. Nếu chỉ sử dụng một cột GC thì phép phân tích phải bảo đảm được sự tác biệt cần thiết của các đồng phân phát hiện được cũng như nồng độ của các chất là nhỏ nhất chấp nhận được.

3.1.3. Phổ khối lượng Một thiết bị có độ phân giải thấp được chọn để thực hiện phép phân tích, sử dụng nguồn năng lượng điện tử 70 vôn trong chế độ ion hóa theo kiểu va chạm điện tử. Hệ thống phải có khả năng hiển thị ion được chọn (chế độ SIM).

Cấu hình đề xuất là cho khoảng ít nhất 18 ion một vòng, với thời gian một vòng là 1 giây hoặc ít hơn, và thời gian tích phân nhỏ nhất là 25 mili giây một m/z.

Thời gian tích phân được sử dụng để phân tích mẫu phải đồng nhất với thời gian tích phân được sử dụng để phân tích dung dịch chuẩn ban đầu và kế tiếp và những mẫu kiểm soát chất lượng phân tích.

- Giao diện: Giao diện GC/MS được cấu trúc bởi thủy tinh và các vật liệu gắn với thủy tinh là cần thiết. Thủy tinh phải được khử hoạt hóa bằng quá trình silan hóa với diclo dimetyl silan. Gắn cột fused silica trực tiếp vào nguồn MS. Cẩn thận không để lộ hở đoạn cuối của cột với dòng điện tử.

- Hệ thống dữ liệu: Một hệ thống dữ liệu giao điện cần thiết để thu nhận, lưu trữ, xử lý và hiển thị dữ liệu phổ khối lượng.

3.1.4. Thiết bị khác - Dụng cụ bay hơi nitrogen (N-Evap) - Cân có khả năng cân nặng chính xác đến ±0,01 g.

- Thiết bị giữ nhiệt nước, có thể kiểm soát nhiệt độ trong vòng ± 2oC. - Bình thép không rỉ (hoặc thủy tinh) có sức chứa được 1 pint (0,57 lít) mẫu chất.

- Găng tay: sử dụng để chuẩn bị chất chuẩn và giữ cho khỏi bị phơi nhiễm bởi các mẫu rắn/trầm tích có chứa các hạt mịn.

- Thiết bị bay hơi dung môi R-110, Buchi/Brinkman, số hiệu E5045-10 hoặc thiết bị tương đương.

- Máy ly tâm: có khả năng vận hành ở lực ly tâm cực đại 400 xg với sức chứa 250-300 ml.

- Lò sấy.

- Lò chân không: có khả năng làm khô tác nhân rắn rửa dung môi ở o 110 C. - Máy lắc: một thanh khuấy từ, có khả năng lắc mạnh, sử dụng cho tiền xử lý mẫu tro bụi.

3.1.5. Dụng cụ thủy tinh khác - Hủ chiết: làm bằng thủy tinh có màu hổ phách với nắp vặn có lót polytetraflouroethylene (PTFE); dung tích chứa nhỏ nhất khoảng 200 ml; phải tương thích với máy lắc được sử dụng.

12

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

-Thiết bị làm bay hơi Kuderna-Danish: bình thót cổ 500 ml, ống cô đặc 10 ml với nắp thủy tinh, cột marco-Snyder 3 bi. Những dụng cụ bay hơi khác có thể được sử dụng như Turbovap và Nevap miễn là thích hợp với phương pháp.

- Pipet Pasteur dùng một lần, dài 150 mm x đường kính trong 5 mm.

- Pipet huyết thanh dùng một lần, 10 ml, dùng cho chuẩn bị cột cacbon.

- Các lọ nhỏ: 0,3 ml và 2 ml loại thủy tinh borosilicate bình chứa hình nón và nắp được nối với đĩa silicone PTFE. - Phễu: thủy tinh, cỡ thích hợp với giấy lọc (12,5 cm).

- Cột sắc ký: 300 mm x 10,5 mm bằng thủy tinh có khóa PTFE. - Dụng cụ Soxhlet, bình 500 ml, tất cả bằng thủy tinh.

- Dụng cụ tách nước Dean-Stark với khóa PTFE. Phải vừa với ống chiết Soxhlet và thiết bị làm lạnh.

- Ống cô cạn: ống ly tâm hình nón.

- Phễu tách: 125 ml và 2 lít với khóa vòi PTFE. - Ống chiết liquid-liquid liên tục: sức chứa 1 lít mẫu, thích hợp cho sử dụng với dung môi nước hay nặng hơn.

- Những mảnh PTFE hoặc Carbonrundum, được rửa với hexane trước khi sử dụng.

- Phễu Buchner 15cm.

- Bình lọc: sử dụng với phễu Buchner, sức chứa 1 lít.

- Các dụng cụ thủy tinh và các loại giấy lọc cần thiết khác.

4. Thuốc thử và chất chuẩn 4.1. Hóa chất làm thuốc thử: Phải được sử dụng trong tất cả các thí nghiệm. Nó phải bảo đảm độ tinh khiết để không làm giảm đi độ chính xác của phép phân tích. Nó phải được bảo quản trong lọ bằng thủy tinh để tránh sự thấm qua gây ô nhiễm của các bình chứa bằng nhựa.

Tất cả dung môi phải bảo đảm chất lượng, được chưng cất trong dụng cụ thủy tinh. Dung môi cần được đuổi khí trước khi sử dụng.

Những mẫu chất nên được chiết bởi các dung môi cho hiệu quả tối ưu, có thể chiết hoàn toàn các chất cần xác định ở nồng độ quan tâm. Việc lựa chọn dung môi chiết thì phụ thuộc vào chất phân tích và không có dung môi nào là sử dụng được cho tất cả các nhóm chất cần phân tích. Các dung môi phải thỏa mãn tiêu chuẩn của Hội Hóa học Mỹ (ACS). Bất cứ hệ dung môi nào được sử dụng cho phép phân tích thì nhân viên phân tích phải chứng minh được sự phát hiện những chất phân tích ở mức hàm lượng mong muốn. Hệ dung môi được sử dụng ở đây là: - Hexane, C6H14 - Methanol, CH3OH - Methylene chloride, CH2Cl2 - Toluene, C6H5CH3 - Isooctane, (CH3)3CCH2CH(CH3)2 - Cyclohexane, C6H12 13

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

- Acetone, CH3COCH3 - Tridecane, CH3(CH2)11CH3 - Nonane, C9H20 - Cát thạch anh trắng: tỉ lệ mắc lưới 60/70, sử dụng cho ống chiết Soxhlet-Dean-Stark (SDS). Nung ở 450oC trong ít nhất 4 giờ.

- Na2SO4 (dạng hạt, khan): được làm tinh khiết bằng cách đun ở nhiệt độ o 400 C trong 4 giờ trong một khay nông, hoặc bằng cách chiết với diclo metan.

Nếu, sau đun nóng, Na2SO4 chuyển thành dạng xám (bởi sự có mặt của cacbon trong hỗn hợp tinh thể), thì mẻ đó không thể sử dụng và nên loại bỏ. Sự chiết với CH2Cl2 có thể thu được Na2SO4 thích hợp để sử dụng, nhưng sự chiết sau đó, mẫu trắng phải được phân tích để chứng minh rằng không có nhiều gây ra từ Na2SO4.

- Axit sunfuric H2SO4, đặc: chuẩn ACS, khối lượng riêng đặc trưng 1,84.

- Kali hydroxit KOH: chuẩn ACS, chuẩn bị dung dịch 20% (khối lượng/thể tích trong nước.

- Natri clorua NaCl: chuẩn ACS, chuẩn bị dung dịch 5% (w/v) trong nước.

- Axit clohydric HCl, đặc: chuẩn ACS, khối lượng riêng 1,17. Chuẩn bị dung dịch 1N trong nước cho tiền xử lý mẫu tro bụi.

4.2. Thuốc thử cho cột sắc ký Các loại thuốc thử này được sử dụng cho quá trình làm sạch mẫu được chiết ra. Chất lượng của 2 trong số các loại thuốc thử này, oxit nhôm và silica gel có tính quyết định cho sự thành công của phép phân tích.

- Nhôm, có tính axit: Supelco 19996-6C (hoặc tương đương). Soxhlet chiết với CH2Cl2 khoảng 18 giờ bằng cách đun nóng đến 130oC ít nhất 12 giờ.

- Than cacbon: Cacbon hoạt tính, Carbopak C (Supelco) hoặc tương đương, rửa trước với CH3OH và làm khô chân không ở 110oC. - Celite 545 (Supelco) hoặc tương đương.

- Silica gel: độ tinh khiết cao, kiểu mắc lưới 60, 70-230. Soxhlet chiết với CH2Cl2 khoảng 21 giờ và hoạt hóa bằng cách đun nóng trong bình chứa thủy tinh được bao phủ lá kim loại khoảng 24 giờ ở 190oC. - Silica gel tẩm với 2% (w/w) NaOH: thêm 1 phần lượng của dung dịch 1M NaOH vào 2 phần silica gel (đã chiết và hoạt hóa) trong bình có nút vặn và trộn với đũa thủy tinh đến khi không còn vón cục.

- Silica gel tẩm với 40% (w/w) H2SO4: thêm 2 phần lượng H2SO4 đặc vào 3 phần silica gel (đã chiết và hoạt hóa), trộn với đũa thủy tinh đến khi không còn vón cục, bảo quản trong lọ thủy tinh có nắp vặn.

4.3. Dung dịch hiệu chỉnh (bảng 2.3) Chuẩn bị 5 dung dịch tridecane (hay nonane) (CC1-CC5) có chứa 10 hợp chất không gắn nhãn đồng vị và 7 hợp chất có gắn nhãn đồng vị Cacbon của PCDDs/PCDFs ở nồng độ đã biết để hiệu chỉnh thiết bị. Một trong 5 dung dich j này được sử dụng như dung dịch xác nhận hiệu chỉnh và chứa 7 đồng phân 2,3,7,8- không gắn nhãn đồng vị thêm vào. Khoảng nồng độ là tương đồng hay 14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

phụ thuộc, với hàm lượng thấp nhất cùng với các dẫn xuất tetra- và penta- của dioxin và furan (0,1 - 2,0 ng/µl), và hàm lượng cao nhất với những hợp chất đồng đẳng dẫn xuất octa-, hexa- (0,5 - 10,0 ng/µl).

Những chất chuẩn sẵn có trên thị trường chứa tất cả 17 chất phân tích không gắn nhãn trong mỗi dung dịch có thể được sử dụng. Tất cả các chất chuẩn nên được bảo quản ở nơi có nhiệt độ thấp (≤ 6oC) và tránh ánh sáng khi không sử dụng (nhiệt độ -10oC được đề nghị) và nên được chuẩn bị lại 1 lần 1 năm hay sớm hơn nếu những chất chuẩn này biểu hiện có vấn đề. Chất chuẩn xác nhận hiệu chỉnh nên được chuẩn bị, khi cần thiết và được lưu giữ ở nhiệt độ ≤ 6oC. Những dung dịch được trộn lẫn trước khi sử dụng được lưu trữ theo tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất và cất trữ ở nhiệt độ đề nghị.

4.4. Dung dịch nội chuẩn (bảng 2.4) Chuẩn bị 1 dung dịch chứa 5 chất nội chuẩn trong tridecane (hoặc nonane) với hàm lượng nhỏ như ở bảng 1.4. Trộn 10 µl với 1 ml acetone trước khi thêm vào mỗi mẫu chất và mẫu trắng.

4.5. Dung dịch khôi phục chuẩn (bảng 2.4) Chuẩn bị 1 dung dịch trong hexane chứa những chất chuẩn khôi phục, 13 C12-1,2,3,4-TCDD và 13C12-1,2,3,7,8,9-HxCC, ở hàm lượng 5 ng/µl.

Bảng 2.4. Dung dịch nội chuẩn, khôi phục và làm sạch

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

DUNG DỊCH CHẤT NỘI CHUẨN Các chất nội chuẩn Hàm lượng 13 Cl2-2,3,7,8-TCDD 5 ng/µL 13 Cl2-2,3,7,8-TCDF 5 ng/µL 13 Cl2-1,2,3,6,7,8-HxCDD 5 ng/µL 13 10 ng/µL Cl2-1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 13 Cl2-OCDD 10 ng/µL DUNG DỊCH CHUẨN PHỤC HỒI Chất chuẩn phục hồi Hàm lượng 13 Cl2-1,2,3,4-TCDD 5 ng/µL 13 Cl2-1,2,3,4-TCDD 5 ng/µL DUNG DỊCH CHUẨN LÀM SẠCH Chuẩn làm sạch Hàm lượng 37 5 ng/µL Cl4-2,3,7,8-TCDD

4.6. Dung dịch xác nhận hiệu chỉnh (bảng 2.5) Chuẩn bị 1 dung dịch chứa những chất chuẩn được sử dụng cho nhận dạng và định lượng chất cần phân tích.

Bảng 2.5. Dung dịch xác nhận hiệu chỉnh

Thể tích

Dung dịch

500 µl

CC4 (bảng 2.3) 15

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Thể tích

Dung dịch

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

125 µl Dung dịch hiệu chỉnh bổ sung (bên dưới) 50 µl Dung dịch nội chuẩn (Bảng 2.4) 50 µl Dung dịch phục hồi chuẩn (Bảng 2.4) 50 µl Dung dịch chuẩn làm sạch (Bảng 2.4) 225 µl Tridecane (hoặc nonane) Dung dịch này sẽ đưa đến một thể tích cuối cùng 1 ml ở nồng độ đặc trưng cho dung dịch CC3 ở bảng 2.3 Dung dịch hiệu chuẩn bổ sung được chuẩn bị từ những nguồn có sẵn trên thị trường Chất phân tích Nồng độ (ng/µl) 2,3,4,7,8-PeCDF 4 1,2,3,7,8,9-HxCDD 10 1,2,3,4,7,8-HxCDD 10 1,2,3,4,7,8-HxCDF 10 1,2,3,7,8,9-HxCDF 10 2,3,4,6,7,8-HxCDF 10 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 10

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

4.7. Chất chuẩn làm sạch Chuẩn bị 1 dung dịch chứa nhãn đồng vị 37Cl4-2,3,7,8-TCDD ở hàm lượng 5 ng/µl (5 µg/ml) trong tridecane (hoặc nonane). Thêm dung dịch này vào tất cả các mẫu trước khi làm sạch. Dung dịch có thể được thêm ở nồng độ này, hoặc được pha loãng vào nồng độ lớn hơn của dung môi. Sự phục hồi của những hợp chất này được sử dụng để đánh giá hiệu quả của quá trình làm sạch.

4.8. Chuẩn đánh dấu mẫu (bảng 2.6) Chuẩn bị dung dịch chứa 10 đồng phân của các dẫn xuất 2,3,7,8- ở nồng độ được cho ở bảng 1.6 trong tridecane (hoặc nonane). Sử dụng dung dịch này để chuẩn bị cho tỉ lệ của mẫu được đánh dấu. Pha loãng 10 µl của chất chuẩn này với 1 ml acetone và thêm vào theo tỉ lệ đã chọn để đánh dấu.

Bảng 2.6. Dung dịch đánh dấu mẫu

Chất phân tích 2,3,7,8-TCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD

Hàm lượng (ng/µl) 2.5 2.5 6.25 6.25 6.25 6.25 6.25 6.25 16

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Chất phân tích

Hàm lượng (ng/µl)

OCDD OCDF

12.5 12.5

4.9. Hỗn hợp xác định hiển thị (bảng 2.7) Chuẩn bị 1 dung dịch chứa đồng phần thoát ra đầu tiên và sau cùng của mỗi đồng đẳng cho trong bảng 1.7. Sử dụng dung dịch này để xác nhận rằng thời gian chuyển giữa các lần hiển thị được thiết lập một cách tương ứng.

Bảng 2.7. Hỗn hợp xác định cửa sổ hiển thị

n

Hàm lượng xấp xỉ (µg/ml) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

N

1,2,8,91,2,8,91,2,3,8,91,2,3,8,91,2,3,4,6,71,2,3,4,8,91,2,3,4,6,7,81,2,3,4,7,8,9-

Q uy

1,3,6,81,3,6,81,2,4,7,91,3,4,6,81,2,4,6,7,91,2,3,4,6,81,2,3,4,6,7,91,2,3,4,6,7,8-

ạy

Kè

TCDD TCDF PeCDD PeCDF HxCDD HxCDF HpCDD HpCDF

hơ

Thoát ra đầu tiên Thoát ra cuối cùng

m

Đồng đẳng

e.

co

m /+

D

4.10. Dung dịch kiểm tra cột Độ phân giải sắc ký được xác nhận bằng việc sử dụng một hỗn hợp kiểm tra tương ứng với mỗi cột, cụ thể như sau: Hỗn hợp kiểm tra cột DB-5: - 1,2,3,7-TCDD/1,2,3,8-TCDD - 2,3,7,8-TCDD - 1,2,3,9-TCDD

G

oo

gl

Hỗn hợp kiểm tra cột DB-225:

- 2,3,4,7-TCDF - 2,3,7,8-TCDF - 1,2,3,9-TCDF

Hỗn hợp kiểm tra cột SP-2231:

- 2,3,7,8-TCDD - 1,4,7,8-TCDD - 1,2,3,7-TCDD - 1,2,3,8-TCDD Hàm lượng của những đồng phân nên ở khoảng 0,5 ng/µl trong tridecane (hoặc nonane).

Nếu sử dụng một cột khác có thứ tự đi ra khỏi cột khác với những cột được chỉ ra ở đây, thì phải chắc rằng những đồng phân đi ra gần nhất với 2,3,7,8-TCDD được đại diện trong dung dịch kiểm tra cột.

17

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

5. Quy trình phân tích Có 5 quy trình chiết mẫu được thực hiện trong phép phân tích này, phụ thuộc vào loại mẫu và thiết bị sẵn có.

- Những mẫu chất thải hóa học được chiết bằng thực hiện dòng chảy ngược với ống tách chiết nước Dean-Stark.

- Những mẫu tro bụi và những mẫu đất/trầm tích có thể được chiết bằng sự kết hợp của ống chiết Soxhlet với ống chiết nước Dean-Stark.

- Những mẫu nước được lọc và sau đó phần lọc ra được chiết sử dụng hoặc là quy trình chiết phễu hoặc là quy trình chiết liquid-liquid liên tục.

- Những phần hạt nhỏ sau khi lọc được chiết bằng sự kết hợp ống chiết Soxhlet với ống chiết tách nước Dean-Stark.

- Những mẫu tro bụi, đất/trầm tích, và những mẫu rắn khác có thể được tách sử dụng phương pháp PFE, hoặc chiết microwave.

5.1. Tổng quan chung về sử dụng thiết bị Soxhlet-Dean-Stark (SDS) Những quy trình sau áp dụng để sử dụng thiết bị SDS cho việc chiết các mẫu bằng phương pháp này.

Sự kết nối của ống chiết Soxhlet và bẫy Dean-Stark được sử dụng cho tách nước và chiết dẫn xuất PCDDs/PCDFs từ các mẫu tro bụi, đất/trầm tích, và phần hạt rắn lọc ra của mẫu nước.

Với những mẫu đất/trầm tích, những kết quả của phép phân tích này được báo cáo dựa trên khối lượng ẩm của mẫu. Tuy nhiên, việc sử dụng SDS cho phép lượng nước trong mẫu được xác định từ tỉ lệ giống nhau của mẫu cũng được tách trong phép phân tích. Lượng nước lấy ra từ mẫu trong quá trình chiết được sử dụng để tính gần đúng phần trăm lượng chất rắn trong mẫu. Dữ liệu phần trăm chất rắn có thể được xử lý bằng người phân tích để tính gần đúng hàm lượng khối lượng khô. Sự xác định phần trăm chất rắn không áp dụng để chiết những phần hạt rắn thu được từ việc lọc mẫu nước hoặc để chiết những mẫu tro bụi (được xử lý bằng HCl trước khi chiết).

Quá trình chiết mẫu đất/trầm tích, tro bụi, và mẫu hạt rắn lọc từ mẫu nước đòi hỏi phải sử dụng ống lồng Soxhlet (Soxhlet thimble). Trước khi chuẩn bị chiết, chuẩn bị ống lồng bằng cách thêm 5 gam silica gel 70/230 vào ống lồng để thu được một lớp mỏng ở phần dưới của ống lồng. Lớp này sẽ bẫy phần hạt nhỏ ở lại trong ống lồng. Thêm 80-100 gam cát thạch anh trên phần trên của silica gel, và đặt ống lồng vào trong ống chiết.

Chiết trước SDS khoảng 3 giờ với Toluen, sau đó làm mát dụng cụ và lấy ống lồng ra. Trộn khối lượng tương ứng của mẫu với cát trong ống lồng, cẩn thận không làm ảnh hưởng đến lớp silica gel.

Nếu tỉ lệ mẫu được chiết chứa lượng những hạt lớn, hoặc là khó trộn trong ống lồng, thì cát và mẫu có thể được trộn trong bình chứa khác. Lấy khoảng 2/3 lượng cát từ ống lồng vào trong bình chứa sạch, cẩn thận không làm ảnh hưởng đến lớp silica gel. Trộn hoàn toàn cát với mẫu với dao trộn sạch, và đưa hỗn hợp mẫu/cát vào ống lồng.

18

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Nếu mẫu có độ ẩm quá cao thì để được chiết, thì cần phải lại một lượng nhỏ hơi ẩm trong mẫu. Điều này sẽ làm cho nước thoát qua ống lồng nhanh hơn trong những giờ đầu của quá trình chiết. Khi độ ẩm được tách khỏi trong những giờ đầu của quá trình chiết, mẫu sẽ được chiết một cách đồng nhất.

5.2. Chiết mẫu chất thải hóa học (bao gồm dầu nhiên liêu ẩm/bùn dầu và cặn dầu) Lắp ráp một bình thót cổ, một bẫy Dean-Stark, và một thiết bị làm lạnh, và tiền chiết với Toluen trong 3 giờ. Sau khi tiền chiết, làm mát dụng cụ và loại bỏ toluen sử dụng hoặc gom lại cho phép phân tích sau để làm sạch dụng cụ thủy tinh.

Cân khoảng 1 gam mẫu chất thải đến 2 chữ số thập phân vào bình 125 ml.

Thêm 1 ml dung dịch nội chuẩn loãng trong acetone vào mẫu trong bình. Nối ống tách chiết Dean-Stark tiền chiết với thiết bị làm lạnh vào bình chứa mẫu. và chiết mẫu bằng dòng chảy ngược với 50 ml Toluen ít nhất trong 3 giờ.

Tiếp tục cho chảy ngược mẫu cho đến khi tất cả nước được tách ra. Làm lạnh mẫu, và lọc mẫu chiết Toluen qua một giấy lọc sợi thủy tinh vào bình chứa tròn 100 ml. Rửa giấy lọc với 10 ml Toluen, và trộn mẫu chiết với lượng vừa lọc ra. Cô đặc dung dịch đến khoảng 10 ml sử dụng hoặc là thiết bị bay hơi K-D hoặc là thiết bị bay hơi R-110. Cho phần cô đặc vào phễu tách 125 ml. Rửa bình với Toluen và thêm lượng rửa đó vào phễu chiết. Sau đó xử lý làm sạch mẫu.

Chuẩn bị 2 tỉ lệ 1 gam của mẫu được chọn để đánh dấu. Sau khi cân mẫu trong bình (cân cả bình), thêm 1 ml dung dịch chuẩn đánh dấu mẫu loãng trong acetone vào 2 tỉ lệ đã chọn. Sau khi cho dung dịch đánh dấu đạt cân bằng trong 1 giờ, thêm dung dịch nội chuẩn và chiết những mẫu đánh dấu như các bước nói trên.

5.3. Chiết mẫu tro bụi Cân khoảng 10 gam tro bụi chính xác đến 2 chữ số thập phân, cho vào một hủ chiết. Thêm 1 ml dung dịch chất nội chuẩn pha loãng trong acetone vào mẫu.

Thêm 150 ml dung dịch HCl 1N vào mẫu trong hủ. Đậy hủ với một nắp đậy vặn có màng PTFE, đặt vào máy lắc cơ học, và lắc khoảng 3 giờ ở nhiệt độ phòng.

Rửa giấy lọc Whatman #1 (hoặc tương đương) với Toluen, và sau đó lọc mẫu qua giấy lọc bằng phễu Buchner vào bình chứa dung tích 1 lít. Rửa mẫu tro bụi với khoảng 500 ml nước hoạt hóa (organic-free reagent water).

Trộn mẫu tro bụi với cát trong ống lồng tiền chiết. Đặt giấy lọc lên trên cát. Đặt ống lồng trong ống chiết SDS, thêm 200 ml Toluen, và chiết khoảng 16 giờ. Dung môi nên đi vòng hoàn toàn qua hệ thống 5-10 lần/giờ. Làm nguội và lọc mẫu đã chiết qua trong Toluen qua một giấy lọc sợi thủy tinh vào trong bình chứa 500 ml. Rửa giấy lọc với 10 ml Toluen. Cô cạn mẫu chiết ra. Sau đó cho mẫu vào phễu chiết 125 ml. Rửa bình với Toluen và thêm phần rửa đó vào phễu chiết. Xử lý làm sạch mẫu và thực hiện phân tích.

19

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

* Một mẫu trắng đối chiếu nên được phân tích sử dụng mẫu giấy lọc trong cùng cách thức như với mẫu tro bụi.

Chuẩn bị 2 tỉ lệ 10 gam của mẫu được chọn thêm vào để đánh dấu việc sử dụng cho đánh dấu mẫu và nhân đôi đánh dấu mẫu. Cho mỗi tỉ lệ đánh dấu đó vào hủ chiết và thêm 1 ml dung dịch chuẩn đánh dấu pha loãng trong acetone vào mỗi tỉ lệ đó. Sau khi cho dung dịch đánh dấu mẫu đạt cân bằng trong khoảng 1 giờ, thêm dung dịch nội chuẩn và chiết các dung dịch như các bước nói trên.

5.4. Chiết mẫu đất/trầm tích Những mẫu quá ướt đòi hỏi phải sử dụng ly tâm để tách bớt phần nước trong mẫu đi.

Cân khoảng 10 gam mẫu đất đến 2 chữ số thập phân và cho vào ống lồng trước khi chiết. Trộn mẫu với cát thạch anh, và thêm 1 ml dung dịch nội chuẩn pha loãng trong acetone và hỗn hợp mẫu. Thêm phần nhỏ dung dịch ở nhiều vị trí lên trên bề mặt của hỗn hợp mẫu. Đặt ống lồng vào trong thiết bị SDS, thêm 200-250 ml Toluen, và cho chảy ngược trong 16 giờ. Dung môi nên chảy vòng qua hoàn toàn hệ thống 5-10 lần/giờ. Ước lượng phần trăm lượng đất trong mẫu đất/trầm tích bằng việc đo lượng nước thoát ra trong quá trình chiết SDS. Đối với mẫu quá ẩm, bẫy DeanStark có thể cần thiết để làm khô một hoặc nhiều lần trong 16 giờ chiết. Gom nước từ bẫy, và đo thể tích của nó đến gần 0,1 ml. Giả sử khối lượng riêng là 1g/ml, và tính toán ra phần trăm lượng đất theo công thức sau: Khối lượng mẫu ẩm - Khối lượng nước x

Khối lượng mẫu ẩm ướt

100

e.

co

Phần trăm = đất trong mẫu

G

oo

gl

Cô cạn phần chiết này. Cho vào phễu chiết 125 ml. Rửa bình với Toluen và cho phần rửa đó vào phễu chiết. Thực hiện quá trình làm sạch và thực hiện phân tích.

Chuẩn bị 2 mẫu có tỉ lệ 10 gam của mẫu được chọn cho việc đánh dấu sử dụng như đánh dấu mẫu và nhân đôi đánh dấu. Sau đó, cho các mẫu đánh dấu đó vào ống lồng trước khi chiết, thêm 1 ml dung dịch chuẩn đánh dấu nền pha loãng trong acetone vào mỗi mẫu đánh dấu. Sau khi cho dung dịch đánh dấu đạt cân bằng trong khoảng 1 giờ, thêm chất nội chuẩn và chiết những mẫu này y như các bước trên.

5.5. Chiết mẫu nước Cho mẫu ở nhiệt độ môi trường, sau đó đánh dấu mặt khum của trên thành của lọ mẫu 1 lít để xác định chính xác thể tích mẫu.

Thêm 1 ml dung dịch nội chuẩn pha loãng trong acetone vào lọ mẫu. Đậy nắp lọ, và trộn mẫu bằng lắc chậm khoảng 30 giây.

20

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Lọc mẫu qua giấy lọc 0,7 µm đã được rửa qua bởi Toluen. Thu gom phần lọc ra vào bình sạch. Nếu tổng lượng chất rắn hòa tan và lơ lửng quá nhiều khi lọc qua giấy lọc 0,7 µm, ly tâm mẫu, gạn chất lỏng và sau đó lọc phần chất lỏng.

Ngoài ra, việc xếp chồng giấy lọc để làm giảm những phần hở có thể được thực hiện. Quy trình chiết của phần chất rắn lọc ra được nêu ở phần 1.5.5.1 bên dưới.

Phần chất lỏng có thể được chiết sử dụng kỹ thuật phễu chiết hoặc là cột chiết liquid-liquid liên tục trước khi thực hiện chiết.

5.5.1. Phần chất rắn sau khi lọc Gộp phần chất rắn trên giấy lọc và cả giấy lọc và nếu ly tâm được dùng thì cả những chất rắn trong chai lọc với cát trong ống lồng Soxhlet trước khi chiết. Đặt giấy lọc trên hỗn hợp phần chất rắn với cát và đặt ống lồng vào trong thiết bị SDS. Thêm 200-250 ml Toluen vào thiết bị SDS và cho chảy ngược trong 16 giờ. Dung môi nên chảy qua toàn bộ hệ thống 5-10 lần/giờ. Để nguội ống Soxhlet, lấy Toluen và cô đặc mẫu chiết này.

Phương pháp chiết lưu chất áp lực PFE và chiết microwave có thể được sử dụng và cũng có thể cho dữ liệu mong muốn.

5.5.2. Phần dung dịch lọc ra Phần dung dịch lọc ra có thể được chiết bằng hoặc là kỹ thuật phễu lọc tách hoặc là quy trình chiết liquid-liquid liên tục.

- Phương pháp chiết phễu tách: Rót mẫu lỏng đã lọc vào trong phễu tách 2 lít. Thêm 60 ml CH2Cl2 vào mẫu, đậy kín, và lắc 60 giây để rửa bề mặt bên trong. Cho dung môi vào phễu chiết và chiết mẫu bằng lắc phễu khoảng 2 phút với sự làm thông khí định kỳ. Cho lớp hữu cơ để tách từ pha nước ít nhất 10 phút. Cho hết chất chiết CH2Cl2 vào thiết bị cô đặc K-D (được lắp với ống cô đặc 10 ml) bằng cách đưa mẫu chiết qua 1 phễu được chứa len thủy tinh và một nửa Na2SO4 khan. Chiết mẫu nước nhiều hơn 2 lần sử dụng 60 ml CH2Cl2 mỗi lần. Cho hết mẫu chiết qua phễu vào trong thiết bị K-D. Sau lần chiết thứ 3, rửa Na2SO4 với ít nhất 30 ml CH2Cl2. Cô đặc mẫu chiết này theo các bước sẽ được nêu bên dưới.

- Chiết bằng phương pháp liquid-liquid liên tục: Một ống chiết LLE được sử dụng trong phễu chiết khi thực hiện với mẫu từ nguồn đã cho chỉ ra rằng vấn đề mẫu dạng nhũ tương sẽ gây kết quả hay khi mẫu nhũ tương bị gặp phải sử dụng phễu chiết. Quy trình sau được sử dụng cho phương pháp LLE. + Tiền chiết ống chiết LLE khoảng 3 giờ bằng CH2Cl2 và nước reagent. Để nguội ống chiết, loại bỏ phần CH2Cl2 và nước reagent và thêm vào mẫu lỏng đã lọc vào trong ống LLE liên tục. Thêm 60 ml CH2Cl2 vào lọ đựng mẫu, đậy kín và lắc khoảng 30 giây. + Cho dung môi vào ống chiết. Lặp lại việc rửa lọ mẫu bằng phần nhỏ 50100 ml CH2Cl2 thêm vào và thêm phần rửa đó vào trong ống chiết. thêm 200500 ml CH2Cl2 vào bình chưng cất và đủ nước reagent để bảo đảm việc vận hành thích hợp. Chiết khoảng 16 giờ. Để nguội, sau đó gỡ kết nối bình và làm khô mẫu bằng cách chạy nó qua phễu rửa chứa sợi len thủy tinh và 5 gam 21

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Na2SO4 khan vào trong bình K-D 500 ml. Cô đặc mẫu theo các bước sẽ nêu bên dưới.

5.5.3. Kết hợp các phần đã chiết Những phần chiết từ 2 phần: phần chất rắn sau lọc và phần chất lỏng lọc ra được cô đặc cùng nhau theo quy trình được mô tả bên dưới.

5.5.4. Đo mẫu nước ban đầu bằng cách làm đầy lọ mẫu đến điểm đánh dấu và cho chất lỏng vào ống hình trụ có chia độ 1 lít. Ghi lại thể tích mẫu đến gần nhất 5 ml.

5.5.5. Chuẩn bị 2 lượng mẫu đánh dấu 1 lít có tỉ lệ của mẫu được chọn để đánh dấu mẫu và nhân đôi đánh dấu. Thêm 1 ml dung dịch chuẩn đánh dấu mẫu pha loãng trong acetone vào mỗi mẫu đánh dấu trong lọ mẫu ban đầu. Sau khi cho dung dịch đánh dấu đạt cân bằng khoảng 1 giờ, thêm dung dịch nội chuẩn và lọc và chiết như các bước ở trên.

5.6. Quy trình cô đặc macro (dùng cho tất cả các mẫu) Trước khi làm sạch, những mẫu chiết ra từ tất cả các mẫu phải được cô đặc đến khoảng 10 ml. Thêm vào đó, như ở trên đã nói, phần chiết được cô cạn từ phần lọc ra và phần chất rắn còn lại sau lọc của mẫu nước phải được kết hợp lại trước khi làm sạch Hai quy trình có thể được sử dụng cho cô đặc macro: bay hơi quay, hoặc là Kuderna-Danish (K-D). Việc cô đặc của Toluen bằng K-D bao gồm việc giữ nhiệt, bởi vì điểm sôi của Toluen ở trên điểm sôi của nước. Cụ thể 2 quy trinh như sau: 5.6.1. Cô đặc bằng K-D Thêm 1 hoặc 2 mảnh nhỏ (để làm sôi đều) vào trong bình và nối cột Snyder 3 bi. Làm ướt cột trước bằng cách thêm khoảng 1 ml Toluen qua phần đỉnh thiết bị.

Nối bộ phận làm lạnh khôi phục dung môi, đặt bình dưới trong bộ phận giữ nhiệt và áp dụng nhiệt độ cần thiết để hoàn thành quá trình cô đặt trong khoảng 15-20 phút. Ở tốc độ chưng cất hợp lý, những quả bi của cột sẽ dịch chuyển liên tục nhưng bình chứa không bị tràn.

Khi thể tích nhìn thấy của chất lỏng tiến đến 10 ml, gỡ thiết bị K-D ra khỏi bồn nước và cho nó cạn và nguội ít nhất 10 phút.

5.6.2. Cô đặc bằng phương pháp cô quay (rotary evaporator) Lắp ráp hệ thống cô đặc theo hướng dẫn của nhà sản xuất, làm nóng nước đến 45oC. Làm sạch hệ thống bằng 100 ml dung dịch chiết sạch. Lưu giữ cả hai dung môi sau khi làm sạch qua hệ thống và dung môi sạch ban đầu để kiểm tra độ sạch khi cần thiết. Giữa các mẫu, 3 tỉ lệ từ 2-3 ml Toluen nên được rửa xuống ống cung cấp vào bình chứa chất thải.

Nối bình phía dưới để chứa mẫu chiết ra. Lấy chân không chậm và bắt đầu cho quay mẫu. Hạ thấp bình mẫu vào trong nước và điều chỉnh tốc độ quay để có thể hoàn thành việc cô đặc trong 15-20 phút. Ở tốc độ cô đặc thích hợp, dòng dung môi ngưng tụ vào trong bình chứa sẽ điều đặn.

22 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Khi thể tích chất lỏng nhìn thấy được tiến đến mức 10 ml, tắt chân không và hệ thống quay. Cho không khí đi chậm vào trong hệ thống, cẩn thận không làm tóe phần mẫu chiết ra khỏi bình chứa.

5.7. Quy trình làm sạch axit-bazơ Những mẫu chiết ra được cô đặc từ tất cả các dạng mẫu được thực hiện một loạt các quy trình làm sạch nói chung bắt đầu từ sự rửa axit-bazơ, và tiếp tục với một cột sắc ký silica gel, sắc ký oxit nhôm, và sắc ký cacbon. Sự rửa axit-bazơ có thể không cần thiết cho những mẫu chiết không màu, nhưng tất cả quy trình làm sạch khác nên được thực hiện, không quan tâm đến màu của mẫu chiết ra. Bắt đầu những quy trình làm sạch này bằng cách chuyển có định lượng mẫu chiết được cô đặc đến một phễu tách 125 ml.

Trước khi làm sạch, tất cả các mẫu chiết được đánh dấu với chất chuẩn làm sạch 37Cl4-2,3,7,8-TCDD. Sự khôi phục của chất chuẩn này được sử dụng để đánh giá hiệu quả của quy trình làm sạch. Đánh dấu 5 ml của chất chuẩn làm sạch (hay một thể tích lớn hơn của dung dịch pha loãng chứa 25 ng 37Cl42,3,7,8-TCDD) vào trong mỗi phễu tách chứa một mẫu chiết ra, kết quả thu được một hàm lượng 0,25 ng/µl trong mẫu chiết cuối cùng được phân tích bởi GC/MS. Lưu ý: Axit và bazơ đặc sinh nhiệt khi trộn với những dung dịch nước, và có thể gây cho dung dịch sôi hay bắn tung tóe. Thực hiện những quá trình chiết sau cẩn thận, cho nhiệt và áp suất trong phễu tách tan đi trước khi lắc phễu.

Ngăn phần mẫu chiết được cô đặc với 40 ml axit sunfuric đặc. Lắc 2 phút.

Lấy và loại bỏ lớp axit. (Thực hiện việc rửa axit tối đa 4 lần).

Ngăn mẫu chiết được cô đặc với 40 ml dung dịch NaCl 5% (Chú ý: axit sinh ra trong mẫu chiết có thể sinh nhiệt khi trộn với dung dịch NaCl). Lắc khoảng 2 phút. Lấy và loại bỏ lớp nước (ở dưới).

Ngăn phần mẫu chiết được cô đặc với 40 ml dung dịch KOH 20% (cho nhiệt thoát hết trước khi lắc). Lắc khoảng 2 phút. Lấy và loại bỏ lớp bazơ (ở dưới). Lặp lại quá trình rửa bazơ cho đến khi màu không còn ở lớp bazơ ở dưới (thực hiện tối đa 4 lần). Bazơ mạnh (KOH) được biết là có thể phân hủy PCDDs/PCDFs; do đó, thời gian thực hiện nên là ngắn nhất có thể.

Ngăn phần mẫu chiết được cô đặc với 40 ml dung dịch NaCl 5% (Lưu ý: axit trong mẫu chiết có thể sinh nhiệt khi trộn lẫn với dung dịch NaCl). Lắc 2 phút. Lấy và loại bỏ lớp dung dịch phía dưới. Làm khô lớp hữu cơ bằng cách rót qua một chiết phễu chứa lớp lọc điền đầy 1/2 phễu của Na2SO4 khan. Thu mẫu chiết trong lượng thích hợp (100-250 ml) vào bình ở dưới. Rửa phễu tách bởi 2 phần 15 ml hexane, rót qua phễu và trộn vào mẫu chiết.

Cô đặc mẫu chiết từ tất cả các loại mẫu ban đầu đến 1 ml hexane sử dụng quy trình sau đây (mục 5.8). Việc trao đổi dung môi thu được bằng cách cô đặc mẫu chiết đến khoảng 100 µl, thêm 2-3 ml hexane vào ống cô đặc và tiếp tục cô đặc đến thể tích cuối cùng là 1 ml.

23 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

5.8. Quy trình cô đặc vi mô (cho tất cả các mẫu tiến hành) Khi nồng độ cô đặc hơn nữa được đòi hỏi, hoặc là dùng kỹ thuật cột micro-Snyder hoặc là kỹ thuật bay hơi nitrogen được sử dụng để điều chỉnh mẫu chiết đến thể tích cuối cùng được yêu cầu.

5.8.1. Kỹ thuật cột micro-Snyder Thêm 1 hoặc 2 mảnh làm sôi vào ống cô đặc và nối cột micro-Snyder.

Làm ướt cột bằng cách thêm 0,5 ml Toluen vào cột. Đặt bình ở dưới trong lớp giữ nhiệt và gia nhiệt như yêu cầu để hoàn thành cô đặc trong 5-10 phút. Ở tốc độ thích hợp khi chưng cất, những quả bóng của cột sẽ kêu lạch cạch, nhưng buồng chứa sẽ không bị tràn.

Khi thể tích chất lỏng thấy được tiến đến 0,5 ml, gỡ thiết bị K-D từ bồn nước và cho nó sạch và làm mát ít nhất 10 phút. Gỡ cột Snyder và rửa bình và những điểm thấp hơn của nó với khoảng 0,2 ml dung môi và thêm vào ống cô đặc. Điều chỉnh thể tích cuối cùng đến 1 ml với dung môi.

5.8.2. Kỹ thuật bay hơi nitrogen Đặc ống cô đặc trong bồn nước ấm (khoảng 35oC) và cho bay hơi thể tích dung môi đến mức yêu cầu sử dụng dòng nitrogen khô, sạch (được lọc qua một ống chứa than hoạt tính). Lưu ý: không sử dụng ống làm bằng nhựa giữa bẫy than và mẫu).

Thành trong của mẫu phải được rửa xuống vài lần với dung môi thích hợp trong quá trình vận hành. Trong quá trình làm bay hơi, mức dung môi trong ống phải được đặt để ngăn nước ngưng tụ thành mẫu (mức dung môi nên dưới mức nước trong bồn). Dưới điều kiện vận hành bình thường, mẫu chiết không nên được cho thành khô.

Khi thể tích nhìn thấy của chất lỏng tiến đến 0,5 ml, gỡ ống cô đặc từ bồn nước. Điều chỉnh thể tích cuối cùng đến 1 ml với dung môi.

5.9. Quy trình sắc ký cột Silica gel và oxit nhôm 5.9.1. Cột Silica gel: Gắn sợi len thủy tinh vào phía dưới của cột trọng lượng (cột thủy tinh 1 x 30 cm) vừa với khóa van PTFE. Thêm 1 g silica gel và gõ nhẹ để cho silica gel rơi xuống. Thêm 2 g NaOH-có trộn với silica gel, 1g silica gel, 4 g axit sunfuric trộn silica gel và 2 g silica gel. Gõ nhẹ cột sau mỗi lần thêm vào. Một áp suất nhỏ (5 psi) của nitrogen có thể sử dụng nếu cần thiết.

5.9.2. Cột nhôm oxit: Gắn sợi thủy tinh vào phía dưới của cột trọng lực (cột thủy tinh 1 x 30 cm) gắn với khóa PTFE. Thêm 6 g nhôm oxit hoạt tính. Gõ nhẹ phía trên cột.

Thêm hexane vào mỗi cột cho đến khi trong cột không có bóng bóng khí.

Một áp suất nhỏ (5 psi) của khí nitrogen có thể được sử dụng nếu cần thiết.

Kiểm tra cột có tạo dòng chảy không. Nếu dòng chảy xuất hiện, loại bỏ cột.

Không gõ vào cột ẩm.

Lắp ráp 2 cột lại để mà chất thoát ra từ cột silica gel sẽ đi trực tiếp vào cột nhôm oxit. Hoặc là 2 cột có thể được tách rời ra.

Cho các mẫu đã cô đặc ở trên vào cột silica gel. Rửa bình với lượng vừa đủ hexane (1-2 ml).

24

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Sử dụng 90 ml hexane, tách chất chiết từ cột 1 trực tiếp vào cột 2 chứa nhôm oxit. Không cho cột nhôm oxit chạy khô.

Thêm 20 ml hexane vào cột 2, và tách rửa cho đến khi mức hexane thấp hơn phần trên của nhôm oxit. Không bỏ hexane tách ra, thu nó trong một bình tách rời và giữ nó để sử dụng về sau, nó sẽ hữu ích khi xác định chất phân tích có gắn nhãn bị mất đi đâu nếu hệ số phục hồi nhỏ hơn 50%.

Thêm 20 ml dung dịch 20% CH2Cl2 - 80% hexane (về thể tích) vào cột 2 và thu chất tách ra.

Cô đặc mẫu đến 2-3 ml.

Chú ý: Không làm bay hơi mẫu đến khô.

5.10. Quy trình sắc ký cột cacbon Trộn 9 g cacbon hoạt tính (Cacbopak C) và 41 g Celite 545 để hình thành hỗn hợp 18 % (về khối lượng). Hoạt hóa mẫu ở 130oC trong 6 h, và giữ trong bình hút ẩm.

Chuẩn bị cột thủy tinh dài 4 inch bằng cách cắt phần cuối của pipet huyết thanh dùng 1 lần 10 ml. Nối sợi thủy tinh vào phần cuối của cột, và đóng chặt nó với 1 g hỗn hợp cacbon/Celite. Nối sợi thủy tinh nữa vào đầu còn lại.

Rửa cột với: - 4 ml Toluen - 2 ml CH2Cl2/methanol/Toluen (75:20:5 về thể tích) - 4 ml cyclohexane/CH2Cl2 (50:50 về thể tích) Trong khi cột vẫn ẩm, chuyển mẫu vào cột cacbon đã chuẩn bị. Rửa bình chứa với 2 phần 0,5 ml hexane và chuyển lượng rửa đó vào cột cacbon. Tách rửa cột với những dung môi sau: - 10 ml cyclohexane/CH2Cl2 (50:50 về thể tích) - 5 ml CH2Cl2/methanol/Toluen (75:20:5 về thể tích) Một khi các dung môi đã thoát qua cột, lật cột lại và tách rửa phần PCDD/PCDF với 20 ml Toluen và thu phần tách ra.

5.11. Cô đặc lần cuối Cho bay hơi Toluen của mẫu thu được ở bước trên đến khoảng 1 ml, sử dụng quy trình ở mục 5.6. Chuyển mẫu chiết đến bình nón 2 ml sử dụng Toluen để rửa bình.

Lưu ý: không cho bay hơi mẫu đến khô.

Thêm 100 µl tridecane (hoặc nonane) vào mẫu chiết và làm giảm thể tích đến 100 µl sử dụng dòng hơi nhẹ của nitrogen khô, sạch. Thể tích cuối cùng là 100 µl tridecane (hoặc nonane). Đậy kín bình và giữ mẫu chiết trong bóng tối ở nhiệt độ phòng cho đến khi phân tích.

5.12. Điều kiện vận hành sắc ký Thiết lập những điều kiện vận hành GC cần thiết để thu được độ phân giải và độ nhạy yêu cầu cho phép phân tích, sử dụng những điều kiện sau cho cột DB-5: Tốc độ dòng Helium: 35-40 cm/s ở 240oC 170oC Nhiệt độ ban đầu: 25

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

10 phút Thời gian đầu: Chương trình nhiệt độ: tăng đến 320oC với tốc độ 8oC/phút Thời gian giữ: Cho đến khi OCDF thoát ra Thời gian tổng cộng: 40-45 phút Trên cột DB-5, độ phân giải của sắc ký được đánh giá sử dụng chất hiệu chỉnh CC3 trong cả 2 lần hiệu chỉnh ban đầu và hiệu chỉnh xác nhận. Sự tách peak sắc ký giữa 13C12-2,3,7,8-TCDD và 13C12-1,2,3,4-TCDD phải được phân giải với phần chênh lệch (valley) ≤ 25%, ở đó: % Valley = (x/y).100 Với y là chiều cao peak của bất kỳ đồng phân TCDD x là đại lượng được tính như trên hình 2.1

m /+

Hình 2.1. Độ chênh lệch giữa 2,3,7,8-TCDD và những đồng phân gần khác thoát ra trên cột GC DB-5

G

oo

gl

e.

co

Tiêu chuẩn độ phân giải phải được đánh giá sử dụng sự đo lường được làm trên cấu hình dòng ion chọn lọc (SCIP) cho những ion xấp xỉ cho mỗi đồng phân. Phép đo không được thực hiện từ cấu hình dòng ion tổng.

Tối ưu hóa điều kiện vận hành cho độ nhạy và độ phân giải và sử dụng cũng điều kiện cho cả hai phép phân tích mẫu và hiệu chỉnh.

5.13. Hiệu chỉnh GC/MS Hiệu chỉnh hệ thống bao gồm 3 quy trình tách rời: hiệu chỉnh khối lượng MS, thiết lập cửa sổ thời gian lưu và hiệu chỉnh chất phân tích mục tiêu.

Lưu ý: Tất cả thể tích các mẫu chiết, mẫu trắng và mẫu kiểm soát chất lượng và dung dịch hiệu chỉnh phải như nhau.

5.13.1. Hiệu chỉnh khối lượng Hiệu chỉnh khối lượng của MS được thực hiện trước khi phân tích dung dịch hiệu chỉnh, mẫu trắng và mẫu chất. Thiết bị cần được hiệu chỉnh đến độ nhạy cao hơn trong khoảng khối lượng cao để thu kết quả tốt hơn cho những hợp chất thoát ra sau. Tối ưu kết quả bằng cách sử dụng FC-43 cho hiệu chỉnh khối lượng có thể thu được bằng quét từ 222-510 amu mỗi giây hoặc ít hơn, sử 26

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

dụng điện thế 70 V năng lượng electron trong kiểu ion hóa điện tử. Dưới những điều kiện này, m/z 414 và m/z 502 sẽ khoảng 30-50% m/z 264 (peak nền).

5.13.2. Cửa sổ thời gian lưu Trước khi hiệu chỉnh chất phân tích mục tiêu, cần phải thiết lập thời gian vận hành cho các mức hiển thị SIM (bảng 1.8) Bảng 2.8. Các mức hiển thị SIM đề xuất

m

ạy

D

n

Mức 4 345 361 379 395 408 410 420 422 424 426 442 444 458 460 470 472 480 514

hơ

Q uy

N

Mức 3 311 327 345 361 374 376 390 392 402 404 408 410 420 422 424 426 446 480

Kè

Mức 2 277 293 311 327 338 340 342 354 356 358 374 376 390 392 402 404 410 446

m /+

co

Mức 1 243 259 277 293 304 306 316 318 320 322 328 332 334 340 342 356 358 376

G

oo

gl

e.

Thời gian vận hành được xác định bằng việc phân tích hỗn hợp xác định cửa sổ, chứa những đồng phân đầu và cuối thoát ra trong mỗi dãy đồng đẳng (bảng 2.7). Các hỗn hợp thì có sẵn cho các loại cột khác nhau.

Những ion của mỗi chế độ hiển thị đề xuất được sắp xếp để mà có sự chồng lên nhau giữa các chế độ hiển thị. Những ion cho những đồng phân TCDD, TCDF, PeCDD và PeCDF trong phần hiển thị đầu tiên, những ion cho PeCDD, PeCDF, HxCDD và HxCDF trong phần hiển thị thứ hai, những ion cho đồng phân HxCDD, HxCDF, HpCDD và HpCDF trong phần hiển thị thứ ba và những ion cho những đồng phân HpCDD, HpCDF, OCDD và OCDF trong phần hiển thị thứ tư. Thời gian vận hành hiển thị được thiết lập như vậy để những đồng phân thoát ra từ GC trong cửa sổ thời gian lưu đã cho sẽ cũng là những ion của đồng phân đó được hiển thị. Những đồng đẳng chồng lên nhau giữa các phần hiển thị, phòng thí nghiệm sẽ sử dụng để suy xét thiết lập thời gian lưu.

Tuy nhiên, không thiết lập thời gian vận hành mô tả như vậy để một sự thay đổi 27

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

trong phần hiển thị xảy ra ở hoặc gần thời gian lưu mong đợi của bất kỳ đồng phân của 2,3,7,8- nào.

5.13.3. Hiệu chỉnh chất phân tích mục tiêu Hai kiểu quy trình hiệu chỉnh, hiệu chỉnh ban đầu và hiệu chỉnh xác nhận, là cần thiết. Hiệu chỉnh ban đầu là cần thiết trước khi bất kỳ mẫu nào được phân tích, và không liên tục suốt sự phân tích mẫu, khi được quyết định bằng kết quả của hiệu chỉnh xác nhận. Hiệu chỉnh xác nhận là cần thiết ở lúc bắt đầu của chu kỳ thời gian 12 giờ mẫu được phân tích. * Hiệu chỉnh ban đầu: Khi hỗn hợp hiển thị đã được phân tích và thời gian vận hành hiển thị được xác nhận.

Tiêu chuẩn có mặt ion tương ứng với PCDDs/PCDFs có mặt trong bảng 1.9 nên được nhìn thấy cho tất cả các peak bao gồm cả chất nội chuẩn và chất chuẩn khôi phục, trong tất cả các mẫu. Giới hạn trên và giới hạn dưới của tỉ lệ ion có mặt ở khoảng ±15% xung quanh tỉ lệ lý thuyết cho mỗi cặp ion được chọn. Tiêu chuẩn sạch của 37Cl4-2,3,7,8-TCDD là không chứa 35Cl, như vậy tỉ lệ ion không áp dụng cho hợp chất này. * Tính toán hệ số đáp ứng (RF) cho những 17 chất phân tích mục tiêu không gắn nhãn tương ứng với nội chuẩn thích hợp (RFn) (bảng 2.9) theo công thức bên dưới. Cho 7 chất phân tích không gắn nhãn và chất chuẩn sạch 37Cl42,3,7,8-TCDD được tìm thấy trong dung dịch CC3, chỉ duy nhất 1 chỉ số RF được tính cho mỗi chất phân tích. Cho 10 hợp chất không gắn nhãn còn lại, tính hệ số RF của mỗi chất trong mỗi chuẩn hiệu chỉnh.

m /+

Bảng 2.9. Quan hệ của chất nội chuẩn đến chất phân tích, và chuẩn phục hồi đến chất nội chuẩn, chuẩn làm sạch và chất phân tích

C12-TCDD

gl

e.

13

co

Các chất nội chuẩn và chất phân tích Chất phân tích Chất nội chuẩn

C12-HxCDD

13

C12-OCDD

13

C12-TCDF

13

C12-HpCDF

G

oo

13

2,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 1,2,3,4,6,7,8,9-OCDD 1,2,3,4,6,7,8,9-OCDF 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,5,8,9-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF

28 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Tính toán hệ số RFs cho 5 chất nội chuẩn gắn nhãn và chuẩn làm sạch tương ứng với chuẩn phục hồi thích hợp (RFis) (bảng 2.9), trong mỗi chuẩn hiệu chỉnh, theo công thức sau: (An1 + An2) x Qis RFn

=

(Ais1 + Ais2) x Qn (Ais1 + Ais2) x Qrs

RFis

(Ars1 + Ars2) x Qis

hơ

n

=

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

Trong đó: An1 và An2 là diện tích tích phân của 2 ion định lượng của đồng phần quan tâm (bảng 2.7) Ais1 và Ais2 là diện tích tích phân của 2 ion định lượng của chất nội chuẩn thích hợp (bảng 2.7) Ars1 và Ars2 là diện tích tích phân của 2 ion định lượng của chất chuẩn khôi phục (bảng 2.7) Qn là lượng chất mục tiêu không gắn nhãn được tiêm vào (ng) Qis là lượng chất nội chuẩn thích hợp được tiêm vào (ng) Qrs là lượng chất chuẩn phục hồi thích hợp được tiêm vào (ng)

G

oo

gl

e.

co

m /+

Chỉ có một ion định lượng cho chuẩn làm sạch 37Cl. Tính toán hệ số đáp ứng tương đối như được miêu tả cho RFis, sử dụng một diện tích cho chất chuẩn làm sạch, và tổng các diện tích của các ion từ chuẩn phục hồi.

Chỉ số RFn và x RFis là đại lượng không thứ nguyên, do đó đơn vị được sử dụng để thể hiện Qn, Qis và Qrs phải giống nhau.

Tính toán hệ số đáp ứng cho PCDDs/PCDFs không gắn nhãn liên quan đến chuẩn phục hồi (RFrs), ở đó: RFrs = RFn + RFis Hệ số đáp ứng tương đối này là cần thiết khi mẫu được pha loãng đến mức độ ở đó tỉ lệ S/N cho chất nội chuẩn nhỏ hơn 10.0.

Tiêu chuẩn hệ số đáp ứng tương đối: Tính toán hệ RF trung bình và phần trăm độ lệch chuẩn tương đối (%RSD) của 5 chỉ số RFs (CC1 đến CC5) cho mỗi hợp chất PCDD/PCDF không gắn nhãn và chất nội chuẩn gắn nhãn có mặt trong tất cả 5 dung dịch hiệu chỉnh nồng độ. Không tính toán nào có thể cho hệ số RF trung bình và %RSD cho những đồng phân thế của 2,3,7,8- hay chuẩn làm sạch tìm thấy trong dung dịch CC3. Độ ệ ê ẩ % =

29 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Chỉ số %RSD của 5 số RFs (CC1 đến CC5) cho những chất không gắn nhãn PCDDs/PCDFs và chất nội chuẩn không được vượt quá 20%.

Những hệ số đáp ứng được sử dụng để xác định hàm lượng đồng đẳng tổng.

5.13.4. Xác nhận hiệu chỉnh Xác nhận hiệu chỉnh bao gồm 2 phần: đánh giá độ phân giải sắc ký và xác nhận giá trị RF để sử dụng cho định lượng. Ở phần đầu của mỗi chu kỳ 12 giờ, độ phân giải sắc ký được xác nhận trong cùng cách thức như trong hiệu chỉnh ban đầu, thông qua sự phân tích của dung dịch CC3 trên cột DB-5, hoặc thông qua phân tích dung dịch hiển thị cột trên cột SP-2331.

Chuẩn bị dung dịch CC3 bằng trộn thể tích của dung dịch cho trong bảng 2.5 để thu được thể tích cuối cùng là 1 ml ở hàm lượng được liệt kê cho dung dịch CC3 trong bảng 2.3. Hoặc có thể sử dụng những dung dịch có sẵn chứa các hợp chất mục tiêu ở hàm lượng CC3 được cho trong bảng 2.3.

Với cột DB-5, bắt đầu chu kỳ 12 giờ với việc phân tích dung dịch CC3.

Tiêm tỉ lệ 2 µl của dung dịch xác nhận hiệu chỉnh (CC3) vào trong GC/MS. Những điều kiện GC/MS/DS sử dụng cho phép phân tích của những dung dịch hiệu chỉnh ban đầu phải được sử dụng cho dung dịch xác nhận hiệu chỉnh. Đánh giá độ phân giải sắc ký thông qua tiêu chuẩn QC nêu ở mục 5.12. Đánh giá hệ số RFs cho 17 chất phân tích mục tiêu không gắn nhãn tương ứng với những chất nội chuẩn thích hợp của chúng (RFn) và những hệ số đáp ứng cho 5 chất nội chuẩn gắn nhãn và chuẩn làm sạch tương ứng với chuẩn phục hồi thích hợp (RFis) theo công thức nêu ở mục 5.13.3.

Tính toán hệ số RFs cho những chất không gắn nhãn PCDDs/PCDFs tương ứng với chuẩn phục hồi (RFrs), sử dụng công thức ở mục 5.13.3.

Không tiếp tục thực hiện phân tích mẫu cho đến khi tiêu chuẩn xác nhận hiệu chỉnh được đáp ứng cho: - Tiêu chuẩn độ phân giải cột GC: độ phân giải sắc ký trên cột DB-5 phải đạt được tiêu chuẩn ở mục 5.12. Thêm vào đó, sự tách peak sắc ký giữa 1,2,3,4,7,8-HxCDD và 1,2,3,6,7,8-HxCDD trong dung dịch CC3 phải được phân giải với độ chênh lệch %valey ≤ 50% (hình 1.1).

- Tiêu chuẩn có mặt giàu ion: sự có mặt ion tương đối được cho trong bảng 2.10.

Bảng 2.10. Tiêu chuẩn cho xác định tỉ lệ đồng vị đối với các chất PCDDs/PCDFs

Chất phân tích TCDD PeCDD HxCDD HpCDD OCDD TCDF

Những ion được chọn 320/322 356/358 390/392 424/426 458/460 304/306

Sự có mặt ion theo lý thuyết 0.77 1.55 1.24 1.04 0.89 0.77

Các giới hạn kiểm soát 0.65 - 0.89 1.32 - 1.78 1.05 - 1.43 0.88 - 1.20 0.76 - 1.02 0.65 - 0.89 30

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

13

Cl2-1,2,3,4-TCDD Cl2-1,2,3,6,7,8-HxCDD 13 Cl2-OCDD 13 Cl2-2,3,7,8-TCDF 13 Cl2-1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 13

Cl2-,1,2,3,4-TCDD Cl2-1,2,3,7,8,9-HxCDD

N

13

Q uy

13

Các giới hạn kiểm soát 1.32 - 1.78 1.05 - 1.43 0.88 - 1.20 0.76 - 1.02 0.65 - 0.89 1.05 - 1.43 0.76 - 1.01 0.65 - 0.89 0.88 - 1.20

n

PeCDF HxCDF HpCDF OCDF

Những ion Sự có mặt ion được chọn theo lý thuyết 340/342 1.55 374/376 1.24 1.04 408/410 442/444 0.89 Các chất nội chuẩn 0.77 332/334 402/404 1.24 0.89 470/472 0.77 316/318 1.04 420/422 Các chuẩn phục hồi 332/334 0.77 402/404 1.24

hơ

Chất phân tích

0.65 - 0.89 1.05 - 1.43

% độ

ệ

=

−

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

- Tiêu chuẩn độ nhạy thiết bị: Cho dung dịch CC3, tỉ lệ S/N phải lớn hơn 2,5 cho những ion PCDD/PCDF và lớn hơn 10 cho những chất nội chuẩn và phục hồi.

- Tiêu chuẩn hệ số đáp ứng: Giá trị RF xác định được của mỗi chất phân tích và chất nội chuẩn trong dung dịch CC3 phải trong khoảng ± 20% của giá trị RF trung bình thiết lập trong suốt quá trình hiệu chỉnh ban đầu cho những chất phân tích trong tất cả 5 chất chuẩn hiệu chỉnh, và trong khoảng ± 20% của giá trị RF điểm đơn trong hiệu chỉnh ban đầu cho những chất phân tích khác có mặt trong chất chuẩn CC3.

G

oo

Ở đó: là hệ số đáp ứng tương đối trung bình được thiết lập trong suốt quá trình hiệu chỉnh ban đầu.

RFc là hệ số đáp ứng tương đối được thiết lập trong suốt quá trình xác nhận hiệu chỉnh.

Để chứng minh rằng hệ thống GC/MS đã giữ được độ nhạy tương đương trong quá trình phân tích mẫu, chuẩn thấp nhất từ hiệu chỉnh ban đầu được phân tích ở cuối của chu kỳ 12 giờ mà trong đó mẫu được phân tích. Phép phân tích này phải sử dụng lượng tiêm giống nhau và điều kiện vận hành thiết bị giống nhau như được sử dụng cho phép phân tích mẫu trước đó.

Kết quả phép phân tích phải đáp ứng tiêu chuẩn chấp nhận cho thời gian lưu, sự có mặt của ion và tỉ lệ S/N được liệt kê ở mục 5.13.4 cho chuẩn hiệu chỉnh tiếp tục. Hệ số đáp ứng không cần được đánh giá trong phân cuối của 31 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

chuẩn này. Nếu phép phân tích này thiếu hoặc là sự có mặt ion hoặc là tiêu chuẩn tỉ lệ S/N, sau đó bất kỳ mẫu nào được phân tích trong chu kỳ 12 giờ chỉ ra sự có mặt của bất cứ hợp chất PCDD/PCDF nào dưới giới hạn định lượng phương pháp hay ở đó hàm lượng lớn nhất có thể được báo cáo phải được phân tích lại. Những mẫu với những kết quả tích cực trên giới hạn định lượng phương pháp không cần phân tích lại.

5.14. Phép phân tích GC/MS mẫu Lấy phần chiết của mẫu và mẫu trắng từ nơi cất trữ. Xoay nhẹ dung môi trên phần nhỏ của bình đựng để đảm bảo sự hòa tan hoàn toàn của PCDDs/PCDFs. Chuyển 1 tỉ lệ 50 µl của phần chiết vào bình đựng 0,3 ml, và thêm đủ lượng dung dịch chuẩn phục hồi để thu được hàm lượng 0,5 ng/µl. Cho bay hơi thể tích dung dịch đến 50 µl sử dụng dòng hơi nhẹ nitrogen khô.

Tiêm 1 tỉ lệ 2 µl của phần chiết vào thiết bị GC/MS. Đậy kín bình chứa phần chiết ban đầu. Phân tích phần chiết đó bằng GC/MS và hiển thị tất cả ion được liệt kê trong bảng 1.8. Các thông số MS giống nhau được dùng để phân tích những dung dịch hiệu chỉnh phải được sử dụng cho những phần chiết của mẫu.

Pha loãng mẫu chiết là cần thiết nếu hàm lượng của bất kỳ chất phân tích nào vượt quá mức hiệu chỉnh, hay nếu detector bị bão hòa. Một sự pha loãng thích hợp sẽ đem lại kết quả trong peak lớn nhất trong mẫu pha loãng rơi vào giữa điểm giữa và điểm cao của khoảng hiệu chỉnh.

Pha loãng được thực hiện sử dụng tỉ lệ của phần chiết ban đầu. Lấy một lượng tỉ lệ thích hợp từ bình đựng và thêm nó đến lượng thể tích đủ của tridecane (hoặc nonane) trong bình nón sạch 0,3 ml. Thêm dung dịch chuẩn phục hồi để thu được hàm lượng 0,5 ng/µl. Cho bay hơi thể tích xuống còn 50 µl sử dụng dòng hơi nitrogen khô.

Hệ số pha loãng được xác định như thể tích tổng của tỉ lệ mẫu và dung môi sạch được chia bởi thể tích của tỉ lệ mẫu pha loãng.

Tiêm 2 µl phần chiết mẫu đã pha loãng vào GC/MS và phân tichstheo các bước như nêu trên.

Pha loãng những mẫu trong đó sự hiển thị MS cả bất kỳ nội chuẩn nào lớn hơn hoặc bằng 10% của hiển thị MS của chất nội chuẩn đó trong hầu hết chuẩn xác nhận hiệu chỉnh gần đó được định lượng sử dụng chất nội chuẩn.

Pha loãng những mẫu trong đó sự hiển thị MS cả bất kỳ nội chuẩn nào nhỏ hơn hoặc bằng 10% của hiển thị MS của chất nội chuẩn đó trong hầu hết chuẩn xác nhận hiệu chỉnh gần đó được định lượng sử dụng chuẩn phục hồi. * Tiêu chuẩn phát hiện: cho peak sắc ký khí để được nhận biết không mơ hồ như PCDD hay PCDF, nó phải đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn nêu sau đây: - Thời gian lưu: Để phát hiện những đồng phân 2,3,7,8- mà một nội chuẩn gắn nhãn đồng vị hay chuẩn phục hồi có mặt trong mẫu, thời gian lưu tuyệt đối (RT) ở chiều cao peak lớn nhất của chất phân tích phải nằm trong khoảng từ -1 đến 3 giây thời gian lưu của chất chuẩn gắn nhãn tương ứng.

32

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Để phát hiện những đồng phân 2,3,7,8- ở đó không có chuẩn gắn nhãn, thời gian lưu tương đối (RRT) của chất phân tích phải trong vòng 0,05 đơn vị RRT của RRT được thiết lập bằng bởi xác nhận hiệu chỉnh. Giá trị RRT được tính như sau: Thời gian lưu của chất phân tích RRT = Thời gian lưu của chất nội chuẩn tương ứng

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Cho các hợp chất không thế ở vị trí 2,3,7,8- (tetra đến hepta), thời gian lưu phải trong vòng cửa sổ thời gian lưu được thiết lập bởi hỗn hợp xác định cửa sổ cho đồng đẳng tương ứng. Để đảm bảo rằng bước nhảy thời gian lưu không tác động bất lợi đến sự phát hiện PCDDs/PCDFs, thời gian lưu tuyệt đối của 2 chuẩn phục hồi thêm vào đến mỗi mẫu chiết ngay trước phân tích phải không thay đổi hơn ±10 giây so với thời gian lưu của chúng trong chuẩn xác nhận hiệu chỉnh.

- Nhận dạng peak: Tất cả các ion liệt kê ở bảng 2.11 cho mỗi dãy đồng đẳng PCDD/PCDF và những chuẩn đánh dấu phải có mặt trong SICP. Dòng ion đáp ứng cho 2 ion định lượng và ion M-[COCl]+ cho những chất phân tích phải lớn nhất đồng thời (±2 giây). Yêu cầu này cũng áp dụng cho những chất nội chuẩn và phục hồi. Cho chuẩn làm sạch, chỉ có 1 ion duy nhất được quét.

co e.

G

oo

gl

TCDD PeCDD HxCDD HpCDD OCDD TCDF PeCDF HxCDF HpCDF OCDF 13

Cl2-1,2,3,4-TCDD Cl2-1,2,3,6,7,8-HxCDD 13 Cl2-OCDD 13 Cl2-2,3,7,8-TCDF 13 Cl2-1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 13

13 13

Các ion định lượng 320 322 356 358 390 392 424 426 458 460 304 306 340 342 374 376 408 410 442 444 Các chất nội chuẩn 332 334 402 404 470 472 316 318 420 422 Các chuẩn phục hồi 332 334 402 404

m /+

Chất phân tích

D

Bảng 2.11. Những ion được xác định bởi chế độ SIM của PCDDs/PCDFs

Cl2-,1,2,3,4-TCDD Cl2-1,2,3,7,8,9-HxCDD

M-[COCl]+ 259 293 327 361 395 243 277 311 345 379

33 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Chất phân tích 37

Cl4-2,3,7,8-TCDD

M-[COCl]+ 265

n

HxCDPE HpCDPE OCDPE NCDPE DCDPE

Các ion định lượng Chuẩn làm sạch 328 Các ete diphenyl polyclo 376 410 446 480 514

Hình 2.2. Xác định tỉ lệ S/N

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

- Tỉ lệ tín hiệu/nhiễu (S/N): Dòng ion hợp nhất cho mỗi ion phân tích được liệt kê ở bảng 2.11 phải ít nhất 2,5 lần nền nhiễu và không có sự bão hòa của detector (hình 2.2).

G

oo

gl

Những ion nội chuẩn phải ở mức ít nhất 10 lần nền nhiễu và không có sự bão hòa detector. Tuy nhiên, nếu ion M-[COCl]+ không đáp ứng yêu cầu S/N nhưng đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn liệt kê ở mục này và theo phán xét của các chuyên viên đó là PCDD/PCDF, peak đó có thể được chấp nhận.

- Tỉ lệ ion: Tiêu chuẩn giàu sự có mặt của ion liệt kê trong bảng 2.10 cho những chất phân tích không gắn nhãn và những chất nội chuẩn phải được đáp ứng sử dụng diện tích peak để tính tỉ lệ.

Nếu nhiễu xảy ra và tỉ lệ giàu ion không được đáp ứng sử dụng diện tích peak, nhưng tất cả tiêu chuẩn phát hiện khác được đáp ứng (RT, S/N, có mặt tất cả 3 ion), sau đó sử dụng chiều cao peak để đánh giá tỉ lệ ion.

Nếu trong nhận xét của các nhà phân tích, peak đó là của PCDD/PCDF, sau đó báo cáo tỉ lệ giàu ion được xác định sử dụng chiều cao peak, định lượng peak sử dụng chiều cao peak thay vì diện tích cho cả hai chất phân tích mục tiêu và nội chuẩn, đánh dấu kết quả trên báo cáo.

- Nhiễu của ete diphenyl polyclo (PCDPE) 34

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sự phát hiện của peak sắc ký PCDF không thể thực hiện nếu một tín hiệu có S/N lớn hơn 2,5 được phát hiện ở cùng thời gian lưu (±2 giây) trong tần số tương ứng của PCDPE (bảng 2.11).

Nếu PCDPE được phát hiện, hàm lượng lớn nhất ước lượng (EMPC) nên được tính toán cho peak GC này theo mục 5.15.6, không cần quan tâm đến tỉ lệ giàu ion và báo cáo.

5.15. Tính toán 5.15.1. Với những peak GC đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn phát hiện ở mục 5.14, tính toán hàm lượng của PCDD hay PCDF riêng lẻ sử dụng công thức sau: Với mẫu không phải mẫu nước:

hơ

Cn (µg/kg) =

n

Qis x (An1 + An2) W x (Ais1 + Ais2) x RFn

Q uy

N

Với mẫu nước:

Qis x (An1 + An2) =

V x (Ais1 + Ais2) x RFn

m

Cn (ng/L)

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

Ở đó: An1 và An2 là độ giàu ion (diện tích peak) của những ion định lượng của đồng phân quan tâm (bảng 2.11) Ais1 và Ais2 là độ giàu ion (diện tích peak) của những ion định lượng của chất nội chuẩn thích hợp (bảng 2.11) Cn là hàm lượng của PCDD/PCDF không gắn nhãn tìm thấy trong mẫu W là khối lượng mẫu chiết ra (gam) V là thể tích của mẫu chiết ra (lít) Qis là khối lượng chất nội chuẩn thêm vào mẫu trước khi chiết (ng) RFn là hệ số đáp ứng tương đối từ xác nhận hiệu chỉnh (mục 5.13.4)

G

oo

gl

5.15.2. Ngoài hàm lượng của các đồng phân riêng biệt, hàm lượng tổng của nhóm đồng đẳng cũng được báo cáo. Tính hàm lượng tổng của mỗi dãy đồng đẳng của PCDDs/PCDFs như sau: Hàm lượng tổng = tổng hàm lượng của tất cả các đồng phân thuộc dãy đồng đẳng đó

5.15.3. Nếu diện tích của chất nội chuẩn trong mẫu pha loãng nhỏ hơn 10% diện tích chất nội chuẩn đó trong chuẩn xác nhận hiệu chỉnh, khi đó hàm lượng của PCDD/PCDF trong mẫu phải được ước lượng sử dụng chuẩn phục hồi, sử dụng công thức dưới đây. Mục đích là để bảo đảm rằng có sự đáp ứng tương ứng của MS cho định lượng trong mẫu pha loãng. Khi sử dụng tỉ lệ nhỏ hơn của mẫu phải yêu cầu độ pha loãng nhỏ hơn và do đó thu được diện tích peak lớn hơn cho chất nội chuẩn trong mẫu chiết pha loãng, thực nghiệm này 35 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

dẫn đến mối quan tâm khác về tính đồng nhất của mẫu và sự đại diện của tỉ lệ mẫu cho phép chiết.

Với mẫu không phải mẫu nước: Qrs x (An1 + An2) x D Cn (µg/kg) =

W x (Ars1 + Ars2) x RFrs

Với mẫu nước: Qrs x (An1 + An2) x D Cn (ng/L)

=

n

V x (Ars1 + Ars2) x RFrs

Q uy

N

hơ

Ở đó: D là hệ số pha loãng (mục 5.14) Các đại lượng khác được định nghĩa ở mục 5.13.3 và 5.15.1

5.15.4. Tính toán phần trăm phục hồi (Ris) cho mỗi chất nội chuẩn và chuẩn làm sạch trong mẫu chiết, sử dụng công thức sau: =

Kè

Ris (%)

m

Qrs x (Ais1 + Ais2)

(Ars1 + Ars2) x RFis x Qis

x 100

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

5.15.5. Giới hạn định lượng ước lượng đặc trưng mẫu (EQL): là sự ước lượng thực hiện bằng thí nghiệm hàm lượng của 1 chất phân tích đã cho được yêu cầu để cho tín hiệu với chiều cao peak ít nhất gấp 2,5 lần mức tín hiệu nền.

Sự ước lượng là đặc trưng cho phép phân tích đặc biệt của mẫu và sẽ bị ảnh hưởng bởi kích thước mẫu, pha loãng…

- Một số EQL được tính cho mỗi đồng phân 2,3,7,8- không xác định được, mà không quan tâm đến dù không có những đồng phân không phải thế 2,3,7,8- trong dãy đồng đẳng đó có mặt. Chỉ số này còn được tính cho những đồng phân 2,3,7,8- cho cả hai ion định lượng có nhỏ hơn 2,5 lần mức nền.

Sử dụng công thức dưới đây để tính toán chỉ số EQL cho mỗi hợp chất PCDD/PCDF thế 2,3,7,8- không có mặt. Mức nền Hn được xác định bằng đo chiều cao của nhiễu ở thời gian lưu mong đợi của cả hai ion định lượng của đồng phân thế 2,3,7,8- riêng biệt.

Với mẫu không phải mẫu nước: 2,5 x Qis x (Hn1 + Hn2) x D EQL (µg/kg) =

W x (His1 + His2) x RFn

Với mẫu nước: 2,5 x Qis x (Hn1 + Hn2) x D EQL (ng/L)

=

V x (His1 + His2) x RFn 36

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ở đó: Hn1 và Hn2 là chiều cao peak của nhiễu cho cả hai ion của đồng phân 2,3,7,8- quan tâm His1 và His2 là chiều cao của cả hai ion định lượng của chất nội chuẩn tương ứng D là hệ số pha loãng.

hơ

n

5.15.6. Ước lượng hàm lượng có thể lớn nhất (EMPC): là tính toán cho những đồng phân có thế 2,3,7,8- được đặc trưng bởi một sự đáp ứng với tỉ lệ S/N ít nhất bằng 2,5 lần cho cả hai ion định lượng và đáp ứng tất cả tiêu chuẩn phát hiện nêu trên. Chỉ số EMPC là sự ước lượng trong trường hợp tệ nhất. Tính toán EMPC như sau: Với mẫu không phải mẫu nước:

Q uy

EMPCn (µg/kg) =

N

Qis x (An1 + An2) x D

W x (Ais1 + Ais2) x RFn

m

Với mẫu nước:

Qis x (An1 + An2) x D

Kè

EMPCn (ng/L) =

ạy

V x (Ais1 + Ais2) x RFn

m /+

D

Ở đó: Ax1 và Ax2 là diện tích của cả hai ion định lượng

oo

gl

e.

co

5.15.7. Tính toán hàm lượng tương đương độc tố (TEQ): Hàm lượng tương đương độc tố của 2,3,7,8-TCDD có mặt trong mẫu được tính theo phương pháp được đề xuất bởi nhóm nghiên cứu dioxin (CDWG) của EPA và Trung tâm kiểm soát bệnh (CDC). Phương pháp này chỉ định một hệ số tương đương độc tố 2,3,7,8-TCDD (TEF) cho mỗi đồng phân trong 17 hợp chất PCDDs/PCDFs thể hiện trong bảng 2.12.

G

Bảng 2.12. Hệ số tương đương độc tố 2,3,7,8-TCDD cho các hợp chất PCDDs/PCDFs

Hợp chất

Mono-, di-, and trichloro dibenzo-p-dioxin 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Các hợp chất tetrachloro-dibenzo-p-dioxin khác 1,2,3,7,8-pentachloro-dibenzo-p-dioxin Các hợp chất pentachloro-dibenzo-p-dioxin khác 1,2,3,4,7,8-hexachloro-dibenzo-p-dioxin 1,2,3,6,7,8-hexachloro-dibenzo-p-dioxin 1,2,3,7,8,9-hexachloro-dibenzo-p-dioxin Các hợp chất hexachloro-dibenzo-p-dioxin khác

Hệ số tương đương độc tố (TEF) 0.0 1.0 0.0 0.5 0.0 0.1 0.1 0.1 0.0 37

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n

ạy

Kè

m

Q uy

N

1,2,3,4,6,7,8-heptachloro-dibenzo-p-dioxin Các hợp chất heptachloro-dibenzo-p-dioxin khác Octachloro-dibenzo-p-dioxin Các hợp chất mono-, di-, and trichloro dibenzofuran 2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran Các hợp chất tetrachlorodibenzofuran khác 1,2,3,7,8-pentachlorodibenzofuran 2,3,4,7,8-pentachlorodibenzofuran Các hợp chất pentachlorodibenzofuran khác 1,2,3,4,7,8-hexachlorodibenzofuran 1,2,3,6,7,8-hexachlorodibenzofuran 1,2,3,7,8,9-hexachlorodibenzofuran 2,3,4,6,7,8-hexachlorodibenzofuran Các hợp chất hexachlorodibenzofuran khác 1,2,3,4,6,7,8-heptachlorodibenzofuran 1,2,3,4,7,8,9-heptachlorodibenzofuran Các hợp chất heptachlorodibenzofuran khác Octachlorodibenzofuran

Hệ số tương đương độc tố (TEF) 0.01 0.0 0.001 0.0 0.1 0.0 0.05 0.5 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 0.01 0.01 0.0 0.001

hơ

Hợp chất

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

Chỉ số TEQ 2,3,7,8-TCDD của các hợp chất dioxin có trong mẫu được tính bằng tổng sản phẩm của hàm lượng cho mỗi hợp chất được liệt kê trong bảng 2.12 và hệ số TEF cho mỗi hợp chất. Mục đích chính của thực hiện phép tính này là để cung cấp dữ liệu với giá trị đơn nhất, tiêu chuẩn hóa độc tính của 2,3,7,8-TCDD, được sử dụng trong những quyết định liên quan đến hỗn hợp của những hợp chất độc tính cao hơn này.

Sự loại trừ của những đồng đẳng như mono-, di- và những đồng phân không có nhóm thế 2,3,7,8- trong những dãy đồng đẳng cao hơn không có nghĩa rằng chúng không độc. Độc tính của chúng, như ước lượng ở thời điểm này, là ít hơn nhiều độc tính của các hợp chất nêu ở bảng 2.12. Do đó, chỉ có những đồng phân thế 2,3,7,8- được bao gồm trong phép tính TEF. Khi tính toán chỉ số TEQ của một mẫu, bao gồm những đồng phân thế 2,3,7,8- được phát hiện trong mẫu và đáp ứng tất cả tiêu chuẩn phát hiện nêu trên. Không bao gồm giá trị EMPC hay EQL trong phép tính TEQ.

II. PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ ĐỘ PHÂN GIẢI CAO/PHỔ KHỐI LƯỢNG PHÂN GIẢI CAO (HRGC/HRMS) - Method 8290A (US.EPA)9

1. Phạm vi ứng dụng Phương pháp này sử dụng để phát hiện và định lượng các dẫn xuất polyclo của dibenzo-p-dioxin (PCDDs) và dibenzofuran (PCDFs) ở hàm lượng rất nhỏ từ ppt đến ppq trong môi trường. Những hợp chất có thể được phân tích bởi phương pháp này giống như được nêu ở phần I, mục 1.

38 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

- Phương pháp này yêu cầu sử dụng sắc ký khí độ phân giải cao và phổ khối lượng phân giải cao (HRGC/HRMS) đối với mẫu sạch được chiết ra. Bảng 2.13 liệt kê những loại mẫu khác nhau được sử dụng trong phương pháp này, các giới hạn hiệu chỉnh phương pháp dựa trên 2,3,7,8-TCDD (MCLs) và thông tin hữu ích khác. Những mẫu chứa hàm lượng các chất phân tích cùng loại (PCDDs và PCDFs) được xem xét trong phạm vi phương pháp này lớn hơn 10 lần giới hạn trên MCLs phải được phân tích phải được phân tích bằng phương pháp được sử dụng cho những mức hàm lượng như vậy (phương pháp HRGC/LRMS).

Tro bụi

Mô cá

Mô chất béo người

0.01 2

1.0 200

1.0 200

1.0 200

1000

10

10

20

1

100

100

10-50

10-50

Cặn bã

1.0 200

5.0 1000

10 200

10

2

1

100

100

500

1000

10-50

10-50

50

50

Q uy m

Kè ạy

D

50

hơ

Bùn Dầu thô

N

Đất Trầm tích Bột giấy

m /+

MCL dưới MCL trên Khối lượng mẫu (g) Mức đánh dấu IS (ppt) Thể tích chiết cuối cùng (µl)

Nước

n

Bảng 2.13. Các loại mẫu, kích thước mẫu và giới hạn hiệu chỉnh dựa trên 2,3,7,8-TCDD (ppt)

G

oo

gl

e.

co

- Độ nhạy của phương pháp này thì phụ thuộc trên mức nhiễu trong nền đã cho. Mức hiệu chỉnh của phương pháp cho 1 lít mẫu nước là 10-2000 ppq cho TCDD/TCDF và PeCDD/PeCDF và 1-200 ppt cho mẫu đất, trầm tích, tro bụi hay mẫu giấy vụn (bảng 2.13). Phép phân tích 1/10 tỉ lệ của mẫu cho phép định lượng lên đến 10 lần giới hạn trên MCL. Những giới hạn định lượng thực tế sẽ khác mức giới hạn dưới MCL, phụ thuộc vào sự phức tạp của mẫu.

2. Tổng quát phương pháp phân tích - Phương pháp này sử dụng sự chiết đặc trưng của từng loại mẫu, sự làm sạch đặc trưng cho chất phân tích và kỹ thuật phân tích sắc ký khí cột mao quản độ phân giải cao/phổ khối lượng độ phân giải cao (HRGC/HRMS).

- Số lượng được sử dụng của mẫu đất, trầm tích, tro bụi, nước, bùn (bao gồm bột giấy), dầu thô, bã phản ứng hóa học, mô cá hoặc mô chất béo của người được đánh dấu với một dung dịch chứa lượng đặc trưng của một trong 9 hợp chất PCDDs/PCDFs gắn nhãn 13C12 được cho trên cột trái của bảng 2.14. Mẫu sau đó được chiết theo quy trình chiết đặc trưng cho từng mẫu. Những mẫu nước chứa 1% hay nhiều hơn chất rắn và mẫu rắn chứa nước được lọc, pha rắn (bao gồm giấy lọc) và pha lỏng được chiết một cách riêng lẻ và các phần chiết được trộn lại với nhau trước khi làm sạch. Quy trình chiết là: 39

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

+ Toluene: phép chiết Soxhlet cho mẫu đất, trầm tích, tro bụi và mẫu bột giấy.

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

+ Methylene chloride CH2Cl2: chiết lỏng - lỏng cho mẫu nước. + Toluen: chiết Dean-Stark cho mẫu dầu thô và mẫu bùn nhão. + Chiết Toluen cho mẫu cặn bã. + Hỗn hợp hexane/CH2Cl2 hoặc CH2Cl2: chiết Soxhlet cho mẫu mô cá. + Chiết CH2Cl2 cho mẫu mô chất béo người. + Tùy chọn khác, tất cả các mẫu đều có thể được chiết với Toluene sử dụng hệ thống chiết Soxhlet/Dean Stark hoặc sử dụng sự phép chiết lưu chất áp lực (PFE) hay chiết sóng siêu âm. + Các mẫu nước cũng có thể được chiết sử dụng phép chiết lỏng - rắn (SPE).

Quyết định chọn lựa quy trình chiết cho mẫu bã của phản ứng hóa học dựa trên thực tế (tính đồng nhất, độ nhớt) của mẫu. Nói chung, các mẫu có thể được vận dụng theo quy trình cho mẫu cặn bã hay bùn hóa học.

- Các mẫu chiết được cho qua xử lý với axit - bazơ và làm khô. Sau một bước trao đổi dung môi, mẫu chiết được làm sạch bằng cột sắc ký cột trên nền oxit nhôm, silica gel và than hoạt tính.

- Mẫu chiết từ các mẫu mô chất béo người được xử lý với silica gel được tẩm với axit sunfuric trước khi sắc ký trên cột silica gel có tính axit, oxit nhôm trung tính và than hoạt tính.

- Mẫu mô cá và bột giấy được xử lý với chỉ axit, trước khi sắc ký trên cột oxit nhôm và than hoạt tính.

- Sự chuẩn bị mẫu chiết cuối cùng cho phép phân tích HRGC/HRMS được hoàn thành bằng thêm 10-50 µl (tùy theo mẫu) của dung dịch nonane chứa 50 pg/µl chất chuẩn phục hồi 13C12-1,2,3,4-TCDD và 13C12-1,2,3,7,8,9-HxCDD (bảng 2.14).

gl

Bảng 2.14. Thành phần của dung dich ổn định mẫu và dung dịch chuẩn phục hồi

oo

Chất phân tích

13

G

C12-2,3,7,8-TCDD C12-2,3,7,8-TCDF 13 C12-1,2,3,4-TCDD 13 C12-1,2,3,7,8-PeCDD 13 C12-1,2,3,7,8-PeCDF 13 C12-1,2,3,6,7,8-HxCDD 13 C12-1,2,3,4,7,8-HxCDF 13 C12-1,2,3,7,8,9-HxCDD 13 C12-1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 13 C12-1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 13 C12-OCDD 13

Hàm lượng dung dịch ổn định mẫu (pg/µl) 10 10

Hàm lượng dung dịch chuẩn phục hồi (pg/µl)

50 10 10 25 25 50 25 25 50 40

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Một tỉ lệ của mẫu chiết được cô đặc được tiêm vào hệ thống HRGC/HRMS có khả năng hiển thị sự quét ion chọn lọc ở độ phân giải ít nhất 10000 (10% độ chênh lệch valley).

Sự nhận dạng của OCDD và 9 trong 19 hợp chất cùng loại của 2,3,7,8(bảng 2.20), cho những chất chuẩn gắn nhãn 13C có sẵn trong mẫu và dung dịch chuẩn phục hồi (bảng 2.14), được dựa trên sự thoát ra của chúng ở thời gian lưu chính xác của chúng (trong vòng 0,005 đơn vị thời gian lưu đo được trong hiệu chỉnh thủ tục) và sự định lượng đồng thời của 2 ion nhiều nhất trong vùng ion phân tử. 6 hợp chất thế 2,3,7,8- còn lại (2,3,4,7,8-PeCDF; 1,2,3,4,7,8-HxCDD; 1,2,3,6,7,8-HxCDF; 1,2,3,7,8,9-HxCDF; 2,3,4,6,7,8-HxCDF, and 1,2,3,4,7,8,9HpCDF), cho những chất nội chuẩn không gắn nhãn C có sẵn trong dung dịch ổn định mẫu và tất cả các chất cùng loại PCDD/PCDF khác được phát hiện khi những thời gian lưu của chúng rơi vào trong cửa sổ thời gian lưu mong đợi, như được thiết lập từ dữ liệu hiệu chỉnh thủ tục và sự định lượng đồng thời của 2 ion nhiều nhất trong vùng ion phân tử. Sự phát hiện cũng được dựa trên sự so sánh tỉ lệ nhiều ion xâm nhập của những mảnh ion phân tử so với tỉ lệ lý thuyết của chúng.

Sự định lượng những chất cùng loại riêng lẻ, hàm lượng tổng PCDDs và hàm lượng tổng PCDFs thu được trong sự kết hợp với sự thiết lập của đường cong hiệu chỉnh đa điểm (5 điểm) cho mỗi đồng đẳng trong đó mỗi dung dịch hiệu chỉnh được phân tích 1 lần.

3. Quy trình 3.1. Thêm chất nội chuẩn Dung dịch ổn định mẫu (bảng 2.14) chứa các chất nội chuẩn gắn nhãn C được thêm vào mỗi mẫu trước khi chiết.

- Chọn tỉ lệ mẫu có kích cỡ thích hợp. Sự đòi hỏi kích thước mẫu cho những loại mẫu khác nhau được cho trong mục 3.4 và trong bảng 2.13. Chuyển phần mẫu vào bình cân và xác định khối lượng của nó.

Ngoại trừ mẫu mô chất béo, thêm lượng thích hợp hỗn hợp ổn định mẫu vào mẫu. Tất cả các mẫu nên được đánh dấu với 100 µl hỗn hợp ổn định mẫu để hàm lượng chất nội chuẩn ở mức được chỉ ra trong bảng 2.13. Ví dụ, với 13C122,3,7,8-TCDD, một lượng 10 gam mẫu rắn đòi hỏi thêm 1000 pg 13C12-2,3,7,8TCDD để đạt được mức ổn định yêu cầu là 100 ppt. Mẫu mô cá (20 g) phải được đánh dấu với 100 µl dung dịch chất nội chuẩn, bởi vì nửa mẫu chiết sẽ được sử dụng để xác định hàm lượng lipid.

Cho sự ổn định của mẫu đất, trầm tích, tro bụi, nước, mô cá, bột giấy và mẫu bùn ẩm, trộn dung dịch ổn định mẫu với 1 ml acetone.

Không pha loãng dung dịch nonane cho các loại mẫu khác.

Sự ổn định mẫu mô chất béo được thực hiện ở thời điểm đồng nhất mẫu.

3.2 Sự chiết và làm sạch mẫu cá và mẫu bột giấy - Thêm 60 g Na2SO4 khan vào 20 g mẫu cá đã đồng nhất và trộn hoàn toàn bằng dao trộn thép không gỉ. Sau khi đập nhỏ các cục, đặt hỗn hợp cá/Na2SO4 khan vào trong thiết bị Soxhlet. Thêm 250 ml CH2Cl2 hoặc hỗn hợp 41

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

hexane/CH2Cl2 (1:1) vào thiết bị Soxhlet và cho chảy ngược khoảng 16 giờ.

Dung môi phải chạy vòng qua cột 5-10 lần/giờ. Sử dụng quy trình này cho mẫu bột giấy (sử dụng 10 g mẫu, 30 g Na2SO4 và 200 ml Toluen).

Lưu ý: thiết bị cô quay có thể được sử dụng trong thiết bị K-D cho cô đặc mẫu chiết.

- Thêm 1 lượng hạt làm sôi PTFE. Cô đặc mẫu trong bồn nước đến thể tích 10 ml. Gỡ thiết bị khỏi bồn nước và để nguội khoảng 5 phút.

- Thêm 50 ml hexane và hạt sôi mới vào bình K-D. Cô đặc trong bồn nước đến thể tích 5 ml. Gỡ bỏ thiết bị ra khỏi bồn nước và để nguội khoảng 5 phút.

Lưu ý: CH2Cl2 phải được đuổi hết trước khi tiếp tục bước tiếp theo.

Gỡ và đảo ngược cột Snyder và rửa nó vào trong thiết bị K-D với 2 lượng 1 ml hexane. Gạn phần dung dịch trong thiết bị K-D và ống cô đặc vào trong phễu chiết 125 ml. Rửa thiết bị K-D với 2 phần 5 ml hexane và thêm phần rửa đó vào phễu. Tiếp tục quá trình làm sạch thích hợp theo mục 3.5.

3.3. Chiết và làm sạch mẫu mô chất béo người 3.3.1. Mẫu mô chất béo của người phải được giữ ở nhiệt độ -20oC hay thấp hơn từ thời điểm lấy mẫu đến thời điểm phân tích. Việc sử dụng vật liệu là hợp chất chứa clo khi lấy mẫu phải được tránh. Những mẫu được lấy bằng kẹp, dao trộn hay kéo làm bằng thép không gỉ. Tất cả các lọ chứa mẫu (bằng thủy tinh) được làm sạch. Nắp đậy phải có đệm bằng PTFE. 3.3.2. Chiết mẫu mô chất béo: Cân 10 g mẫu mô chất béo làm lạnh, cho vào ống cấy (2,2x15cm). Để cho mẫu mô lên đến nhiệt độ phòng (khoảng 2 giờ).

Thêm 10 ml CH2Cl2 và 100 µl dung dịch ổn định mẫu. Đồng nhất hóa hỗn hợp khoảng 1 phút bằng dụng cụ đồng nhất hóa mô. Để hỗn hợp tách ra, sau đó lấy phần chiết CH2Cl2 ra khỏi phần bã rắn còn lại với pipet dùng 1 lần. Lọc phần chiết này qua phễu lọc chứa sợi thủy tinh sạch và 10 g Na2SO4 khan. Thu phần chiết khô trong bình chứa dung tích 100 ml có chia độ.

Thêm 10 ml CH2Cl2 vào mẫu và đồng nhất mẫu khoảng 1 phút. Gạn phần dung môi, cho bay hơi và chuyển nó vào bình 100 ml ở trên.

Rửa ống cấy với ít nhất 2 phần CH2Cl2 (mỗi phần 10 ml) và chuyển toàn bộ vào phễu lọc chứa Na2SO4 khan. Rửa phễu lọc và Na2SO4 bằng 20-40 ml CH2Cl2 vào bình 100 ml. Điều chỉnh thể tích mẫu đến điểm 100 ml bằng CH2Cl2.

3.3.3. Tính toán hàm lượng lipid mô chất béo: Cân 1 bình thủy tinh sạch.

Cho chính xác 1 ml phần chiết cuối cùng trong bình chứa 100 ml vào bình. Làm bay hơi phần chiết trong bồn nước (50-60oC) bằng dòng hơi nhẹ nitrogen sạch cho đến khi còn bã dầu. Nitrogen sẽ bay hơi cho đến khi khối lượng bình ổn định.

42

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Lưu ý: Khi kích thước mẫu nhỏ hơn 10 g, khi đó nhà phân tích phải sử dụng phần lớn hơn (lên đến 10%) của phần chiết để xác định lipid.

Cân chính xác bình đựng với phần bã và tính lượng lipid trong bình dựa trên sự khác nhau về khối lượng cân được.

Tính toán % lipid chứa trong mẫu ban đầu như sau:

% =

Trong đó: Wlr là khối lượng lipid còn lại trong bình sau khi làm khô (g).

Wext là tổng thể tích (100 ml) của mẫu (g).

Wat là khối lượng mẫu mô chất béo ban đầu (ml).

Val là thể tích của tỉ lệ phần chiết cuối (ml) sử dụng cho tính toán định lượng phần lipid còn lại (1ml) Ghi lại khối lượng phần lipid còn lại và % lượng lipid trong mẫu.

3.3.4. Cô cạn phần chiết mẫu mô chất béo: Chuyển phần chiết còn lại (99 ml) vào bình Erlenmeyer 500 ml. Rửa bình với 20-30 ml CH2Cl2 và cho phần rửa vào bình.

Cô cạn mẫu chiết bằng cô quay và bồn nước ở 40oC cho đến khi còn phần dầu còn lại.

3.3.5. Làm sạch phần chiết mẫu mô chất béo: Thêm 200 ml hexane vào phần lipid đã làm khô trong bình 500 ml và khuấy đến tan bã lipid.

Thêm chậm cùng với khuấy 100 g axit sunfuric 40% được thấm silica gel.

Khuấy với máy khuấy từ khoảng 2 giờ ở nhiệt độ phòng. Để pha rắn ổn định và gạn phần chất lỏng qua một bình chứa 10 g Na2SO4 khan trên đầu ống sợi thủy tinh vào bình 500 ml khác.

Rửa phần pha rắn với 2 phần 50 ml hexane. Khuấy mỗi phần rửa 15 phút, gạn và làm khô như bước trên. Kết hợp các phần chiết hexane với nhau.

Rửa phần Na2SO4 trong phễu lọc bằng 25 ml hexane và kết hợp phần rửa với phần chiết bằng hexane thu được.

Chuẩn bị cột axit silica và rửa cột bằng hexane để bảo đảm khong có bóng không khí và không xuất hiện các dòng chảy liên tục.

Chuyển phần chiết hexane từ bình 500 ml vào cột silica gel. Để phần chiết bằng hexane thấm qua cột và thu phần chất lỏng trong thiết bị K-D 500ml.

Hoàn thành việc tách bằng thấm qua bằng 50 ml hexane qua cột vào thiết bị K-D. Cô cạn phần thu được trên bồn hơi đến 5 ml. Sử dụng hơi nitrogen để thu được thể tích cuối cùng 100 µl.

Phần chiết được tiếp tục xử lý với cột làm sạch mô tả ở mục 3.5.

3.4. Chiết và làm sạch mẫu chất thải 3.4.1. Bùn nhão/dầu thô ẩm - Chiết mẫu bùn nhão hay dầu ẩm bằng cho chảy ngược mẫu với 50 ml Toluen trong bình 125 ml được nối với thiết bị tách nước Dean-Stark. Tiếp tục cho chảy ngược mẫu cho đến khi nước được tách ra.

43

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Làm mát mẫu, lọc phần chiết với Toluene qua thiết bị lọc sợi thủy tinh vào trong bình tròn 100 ml.

Rửa thiết bị lọc với 10 ml Toluene và kết hợp với phần chiết.

Cô cạn phần thu được đến gần khô trên thiết bị cô quay ở 50oC hoặc cho bay hơi nitrogen. Tiếp tục các bước ở mục 3.4.4.

3.4.2. Mẫu cặn/dầu Chiết mẫu cặn hoặc dầu bằng trộn 1 phần mẫu (10 g) với 10 ml Toluene trong cốc nhỏ và lọc dung dịch qua lọc sợi thủy tinh vào trong bình tròn 50 ml.

Rửa cốc và lọc với 10 ml Toluene.

Cô cạn phần dung dịch thu được đến gần khô trên máy cô quay ở 50oC hoặc bay hơi nitrogen. Tiếp tục như ở mục 3.4.4.

3.4.3. Mẫu tro bụi Cân 10 g mẫu tro bụi vào chuyển vào hũ chiết. Thêm 100 µl dung dịch ổn định mẫu được pha loãng 1 ml với acetone vào mẫu. Thêm 150 ml HCl 1M vào mẫu. Đậy hũ với nắp vặn PTFE và lắc khoảng 3 giờ ở nhiệt độ phòng.

Rửa lọc với Toluene và lọc mẫu qua giấy lọc đặt trong phễu Buchner vào bình 1 lít. Rửa lọc với 500 ml nước khử hữu cơ và làm khô lọc ở nhiệt độ phòng trong tủ sấy.

Thêm Na2SO4 khan, trộn hoàn toàn, để trong bình chứa khoảng 1 giờ, trộn lại, để 1 giờ nữa và trộn lại. Đặt mẫu và giấy lọc vào trong ống lồng và chiết trong thiết bị Soxhlet được nạp với 200 ml Toluen trong 16 giờ sử dụng lịch trình 5 vòng/giờ.

Làm mát và lọc phần chiết Toluene qua lọc sợi thủy tinh vào trong bình tròn 500 ml. Rửa lọc với 10 ml Toluene. Thêm phần rửa vào phần chiết và cô cạn dung dịch chiết thu được đến gần khô trên thiết bị cô quay hoặc sử dụng bay hơi nitrogen. Tiếp tục như ở mục 3.4.4.

3.4.4. Chuyển phần cô cạn đến phễu 125 ml sử dụng 15 ml hexane. Rửa bình với 2 phẩn 5 ml hexane và thêm phần rửa vào phễu. Lắc phần dung dịch thu được trong phễu tách khoảng 2 phút với 50 ml NaCl 5%, bỏ lớp chất lỏng, tiếp tục như ở mục 3.5.

3.4.5. Mẫu nước Để mẫu đến nhiệt độ phòng, sau đó đánh dấu phần chất lỏng trên bình 1 lít cho sự tính toán về sau. Thêm lượng cần thiết dung dịch ổn định mẫu pha loãng trong acetone.

Khi mẫu được xét thấy chứa 1% hay nhiều hơn chất rắn, mẫu phải được lọc qua sợi lọc thủy tinh và được rửa với Toluene. Nếu chất rắn lơ lửng quá lớn với để lọc qua giấy lọc 0,45 µm, ly tâm mẫu, gạn và sau đó lọc pha nước.

Kết hợp phần chất rắn từ bình ly tâm với phần trên giấy lọc và tiếp tục với chiết Soxhlet như miêu tả ở mục 3.4.6.

Gỡ và đảo ngược cột Snyder và rửa nó vào thiết bị K-D với 2 phần 1 ml hexane.

Rót phần chất lỏng vào phễu tách 2 lít. Thêm 60 ml CH2Cl2 vào bình chứa mẫu, đậy kín và lắc khoảng 30 giấy để rửa bề mặt bên trong. Chuyển dung môi 44

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

đến phễu tách và chiết mẫu bằng lắc phễu khoảng 2 phút với sự thông hơi theo chu kỳ. Để lớp hữu cơ tách ra từ pha nước khoảng 10 phút. Nếu phần ranh giới giữa các lớp nhiều hơn 1/3 thể tích lớp dung môi, nhà phân tích phải dùng kỹ thuật cơ học để tách pha (ví dụ dùng que khuấy thủy tinh).

Thu phần CH2Cl2 vòa trong thiết bị K-D bằng cho mẫu chiết qua phễu lọc được nhồi bằng các chốt sợi thủy tinh và 5 g Na2SO4 khan.

Lặp lại quá trình chiết 2 lần với 60 ml CH2Cl2. Sau lần chiết thứ ba, rửa Na2SO4 khan bằng 30 ml CH2Cl2 để bảo đảm định lượng. Kết hợp tất cả các phần chiết và rửa trong thiết bị K-D. Gắn cột Snyder và cô đặc mẫu chiết trên bồn nước cho đến khi thể tích chất lỏng là 5 ml. Gỡ thiết bị K-D và để cạn và làm mát ít nhất 10 phút.

Gỡ cột Snyder, thêm 50 ml hexane, thêm phần cô đặc thu được từ thiết bị Soxhlet của chất rắn lơ lửng, nếu có thể, gắn lại cột Snyder và cô đặc đến 5 ml.

Thêm hạt sôi vào thiết bị K-D trước khi tiếp tục bước cô đặc thứ hai.

Rửa bình và đầu nối dưới với 2 phần 5 ml hexane với kết hợp phần rửa với phần chiết để thu được thể tích cuối cùng khoảng 15 ml.

Xác định thể tích mẫu ban đầu bằng làm đầy bình chứa mẫu đến điểm đánh dấu và chuyển nước đến bình trụ có chia độ. Ghi lại thể tích mẫu đến gần 5 ml. Tiếp tục như ở mục 3.5.

3.4.6. Mẫu đất/trầm tích Thêm 10 g bột Na2SO4 khan vào tỉ lệ mẫu (10 g hoặc ít hơn) và trộn đều với dao trộn thép không gỉ. Sau khi làm nhỏ các cục, đặt phần hỗn hợp đất/ Na2SO4 vào trong thiết bị Soxhlet.

Thêm 200-250 ml Toluene vào thiết bị Soxhlet và cho chảy ngược khoảng 16 giờ. Dung môi phải chảy hoàn toàn qua hệ thống 5 lần/giờ.

Làm mát và lọc phần chiết qua lọc sợi thủy tinh vào bình tròn 500 ml cho bay hơi Toluene. Rửa lọc với 10 ml Toluene và cô đặc phần kết hợp đến gần khô trên thiết bị cô quay ở 50oC. Gỡ bình khỏi bồn nước và để nguội khoảng 5 phút.

Chuyển phần còn lại đến phễu chiết 125 ml, sử dụng 15 ml hexane. Rửa bình với 2 phần hexane và thêm phần rửa đó vào phễu. Tiếp tục như phần 3.5.

3.5. Làm sạch phần chiết 3.5.1. Làm sạch axit-bazơ Ngăn phần chiết trong hexane với 40 ml axit sunfuric đặc. Lắc 2 phút.

Lấy và loại bỏ lớp axit ở dưới. Lặp lại rửa axit cho đến khi không có mãu trong lớp axit (thực hiện tối đa 4 lần rửa axit).

Bỏ qua bước này đối với phần chiết từ mẫu cá. Ngăn phần chiết với 40 ml KOH 20%. Lắc khoảng 2 phút. Lấy và bỏ lớp nước ở dưới (thực hiện tối đa 4 lần rửa bazơ). Bazơ mạnh được biết có thể phân hủy PCDDs/PCDFs, do đó thời gian tiếp xúc phải nhỏ nhất.

Ngăn phần chiết với 40 ml NaCl 5%. Lắc khoảng 2 phút. Lấy và bỏ phần nước phía dưới. Làm khô phần chiết bằng cách rót nó qua phễu chứa Na2SO4 45

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

khan và thu nó vào trong bình tròn 50 ml. Rửa phễu với Na2SO4 bằng 2 phần 15 ml hexane, thêm phần rửa vào bình 50 ml và cô đặc dung dịch đến gần khô trên thiết bị cô quay (bồn nước 35oC) hay bay hơi nitrogen, chắc rằng tất cả vết Toluen đều được lấy đi.

3.5.2. Làm sạch cột silica gel/nhôm oxit Chuẩn bị cột silica gel và oxit nhôm. Rửa cột bằng 10 ml hexane và đóng khóa trước khi phơi lớp silica gel/nhôm oxit vào không khí. Loại bỏ phần thoát ra. Kiểm tra cột không có dòng chảy liên tục. Nếu dòng chảy liên tục xuất hiện, bỏ cột và không gõ cột đã ướt.

Làm tan phần còn lại từ mục 3.5.1 trong 2 ml hexane và cho dung dịch hexane vào cột silica gel. Rửa bình với đủ lượng hexane (3-4 ml) và cho phần rửa vào cột.

Tách cột silica gel với 90 ml hexane, cô đặc phần tác ra trên thiết bị cô quay (35oC) đến khoảng 1 ml và cho phần cô đặc vào cột oxit nhôm. Rửa bình cô quay 2 lần với 2 ml hexane và thêm phần rửa vào cột oxit nhôm.

Thêm 20 ml hexane vào cột oxit nhôm và tách cho đến khi mức hexane ở dưới phần đỉnh của Na2SO4. Không bỏ phần hexane tách ra mà thu nó vào bình tách để sử dụng về sau, nó sẽ có ích cho việc xác định các chất phân tích gắn nhãn bị mất ở đấu nếu những sự phục hồi không thỏa mãn.

Thêm 15 ml CH2Cl2 60% trong hexane (về thể tích) vào cột oxit nhôm và thu phần tách ra vào ống cô đặc hình nón (15 ml). Với 1 dòng hơi nitrogen được điều chỉnh, cô đặc phần chiết dung dịch CH2Cl2 60% trong hexane đến khoảng 2 ml.

3.5.3. Làm sạch bằng cột cacbon Chuẩn bị cột cacbon và Celite.

Rửa cột với: + 4 ml Toluene + 2 ml CH2Cl2/methanol/Toluene (75:20:5 về thể tích) + 4 ml cyclohexane/ CH2Cl2 (50:50 về thể tích) Tốc độ dòng chảy nhỏ hơn 0,5 ml/phút. Bỏ tất cả các chất rửa cột.

Trong khi cột vẫn còn ướt, chuyển phần chất lỏng tách ra từ mục 3.5.2 vào cột cacbon. Rửa bình chứa với 2 phần 0,5 ml hexane và cho vào cột. Tách cột với chuỗi các dung môi sau: + 10 ml cyclohexane/CH2Cl2 (50:50 về thể tích) + 5 ml CH2Cl2/methanol/Toluene (75:20:5 về thể tích) Một khi các dung môi tách ra khỏi cột, lật cột lại và tách phần PCDD/PCDF với 20 ml Toluene và thu phần tách ra.

Cô đặc phần Toluene đến khoảng 1 ml trên thiết bị cô quay bằng sử dụng bồn nước ở 50oC hay bay hơi nitrogen. Chuyển cẩn thận phần cô đặc vào trong bình nhỏ 1 ml và cô đặc lần nữa ở nhiệt độ cao (50oC), cô đặc thể tích đến 100 µl sử dụng dòng hơi nitrogen và bồn cát. Rửa bình cô quay 3 lần với 300 µl dung dịch 1% Toluen trong CH2Cl2 và thêm phần rửa vào phần cô đặc. Thêm 10 µl dung dịch chuẩn phục hồi nonane đối với mẫu đất, trầm tích, nước, cá, bột 46

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

hơ

n

giấy và mẫu mô chất béo hay 50 µl dung dịch chuẩn phục hồi cho mẫu bùn, cặn bã và tro bụi. Giữ mẫu ở nhiệt độ phòng trong bóng tối.

3.6. Các điều kiện sắc ký/phổ khối lượng và các thông số thu thập dữ liệu 3.6.1. Các điều kiện vận hành sắc ký khí Loại cột: DB-5 Độ dày lớp phim: 0,25 µm Kích thước cột: 60 m x 0,32 mm Nhiệt độ tiêm: 270oC Thời gian đóng mở: 45 s Nhiệt độ bề mặt phân cách: là hàm số của nhiệt độ cuối Chương trình nhiệt độ Nhiệt độ đầu: Thời gian giữ ban đầu: Thang nhiệt độ lần 1: Thang nhiệt độ lần 2: Thang nhiệt độ lần 3:

Kè

m

Q uy

N

200oC 2 phút 5oC/phút đến 220oC, giữ khoảng 16 phút 5oC/phút đến 235oC, giữ khoảng 7 phút 5oC/phút đến 330oC, giữ khoảng 5 phút 60 phút

ạy

Tổng thời gian:

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

3.6.2. Máy phổ khối lượng Máy đo quang phổ khối lượng phải được vận hành trong chế độ hiển thị ion được chọn (SIM) với thời gian vòng tổng (bao gồm thời gian reset lại điện áp) là 1 giây hoặc ít hơn (mục 3.6.3). Ở mức nhỏ nhất, các ion được liệt kê trong bảng 2.15 cho mỗi một trong 5 mức chế độ SIM phải được hiển thị. Lưu ý rằng với sự ngoại trừ của mức hiển thị cuối cùng (OCDD/OCDF), tất cả các mức đều chứa 10 ion. Sự chọn lọc (bảng 2.15) của các ion phân tử M và M+2 đối với 13CHxCDF và 13C-HpCDF hơn là ion M+2 và M+4, thậm chí dưới những điều kiện phổ khối lượng phân giải cao, các loại nhiễu xảy ra trong 2 ion này đối với mẫu chứa mức cao của HxCDD và HpCDD. Duy trì mức độ hiển thị giống nhau của các ion là quan trọng đối với cả hai bước hiệu chỉnh và phân tích mẫu đã chiết.

Bảng 2.15. Các ion được hiển thị với phép phân tích HRGC/HRMS các chất PCDDs/PCDFs

Mức hiển thị

Số khối chính xác

Ion nhận dạng

Thành phần cơ bản

Chất phân tích

1

303.9016 305.8987 315.9419 317.9389 319.8965 321.8936

M M+2 M M+2 M M+2

C12H435Cl4O C12H435Cl337ClO 13 C12H435Cl4O C12H435Cl337ClO C12H435Cl4O2 C12H435Cl337ClO2

TCDF TCDF TCDF (S) TCDF (S) TCDD TCDD 47

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

co

e.

oo

gl

4

5

13

Chất phân tích TCDD (S) TCDD (S) HxCDPE PFK PeCDF PeCDF PeCDF (S) PeCDF (S) PeCDD PeCDD PeCDD (S) PeCDD (S) HpCDPE PFK HxCDF HxCDF HxCDF (S) HxCDF (S) HxCDD HxCDD HxCDD (S) HxCDD (S) OCDPE PFK HpCDF HpCDF HpCDF (S) HpCDF HpCDD HpCDD HpCDD (S) HpCDD (S) NCDPE PFK OCDF OCDF OCDD OCDD OCDD (S)

N

hơ

n

C12H435Cl4O2 13 C12H435Cl337ClO2 C12H435Cl537ClO C9F13 C12H335Cl437ClO C12H335Cl337Cl2O 13 C12H335Cl437ClO 13 C12H335Cl337Cl2O C12H335Cl437ClO C12H335Cl337Cl2O2 13 C12H335Cl437ClO2 13 C12H335Cl337Cl2O2 C12H335Cl637ClO C9F13 C12H235Cl537ClO C12H235Cl437Cl2O 13 C12H235Cl6O 13 C12H235Cl537ClO C12H235Cl537ClO2 C12H235Cl437Cl2O2 13 C12H235Cl537ClO2 13 C12H235Cl437Cl2O2 C12H235Cl637Cl2O C9F17 C12H35Cl637ClO C12H35Cl537Cl2O 13 C12H35Cl7O 13 C12H35Cl637ClO C12H35Cl637ClO2 C12H35Cl537Cl2O2 13 C12H35Cl637ClO 13 C12H35Cl537Cl2O2 C12H35Cl737Cl2O C9F17 35 C12 Cl737ClO C1235Cl637Cl2O C1235Cl737ClO2 C1235Cl637Cl2O2 13 C1235Cl737ClO2

Q uy

M M+2 M+2 Khóa M+2 M+4 M+2 M+4 M+2 M+4 M+2 M+4 M+2 Khóa M+2 M+4 M M+2 M+2 M+4 M+2 M+4 M+4 Khóa M+2 M+4 M M+2 M+2 M+4 M+2 M+4 M+4 Khóa M+2 M+4 M+2 M+4 M+2

Thành phần cơ bản

ạy

Kè

331.9368 333.9338 375.8364 [35409792] 339.8597 341.8567 351.9000 353.8970 355.8546 357.8516 367.8949 369.8919 409.7974 [354.9792] 373.8208 375.8178 383.8639 385.8610 389.8156 391.8127 401.8559 403.8529 445.7555 [430.9728] 407.7818 409.7788 417.8250 419.8220 423.7767 425.7737 435.8169 437.8140 479.7165 [430.9728] 441.7428 443.7399 457.7377 459.7348 469.7780

m /+

3

Ion nhận dạng

D

2

Số khối chính xác

m

Mức hiển thị

48 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Mức hiển thị

Số khối chính xác

Ion nhận dạng

471.7750 513.6775 [442.9728]

M+4 M+4 Khóa

Chất phân tích

Thành phần cơ bản 13

C1235Cl637Cl2O2 C1235Cl837Cl2O C10F17

OCDD (S) DCDPE PFK

S là chất nội chuẩn/chuẩn phục hồi

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Máy quang phổ khối lượng điều chỉnh các điều kiện dựa trên những nhóm ion hiển thị trong bảng 2.15. Bằng việc sử dụng khe hở phân tử PFK, điều chỉnh thiết bị để đáp ứng độ phân giải yêu cầu nhỏ nhất là 10000 (10% valley) ở m/z 304,9824 (PTK) hoặc tín hiệu tham khảo khác bất kỳ gần với m/z 303,9016 (từ TCDF). Bằng sử dụng những điều kiện thích hợp peak và peak tham khảo đã kể trước, xác nhận rằng số khối chính xác của m/z 380,9760 (PFK) là trong vòng 5 ppm so với giá trị yêu cầu. Chú ý rằng sự chọn lọc của những ion số khối cao và thấp phải là chúng cung cấp bước nhảy thế lớn nhất được hiển thị ở 1 trong 5 mức hiển thị số khối (bảng 2.15).

3.6.3. Thu thập dữ liệu Thời gian vòng tổng đối với việc thu thập dữ liệu phải ≤ 1 giây. Thời gian vòng tổng bao gồm tổng tất cả thời gian ngừng lại và thời gian hiệu chỉnh điện áp.

Thu thập dữ liệu SIM đối với tất cả các ion trong các mức hiển thị trong bảng 2.14.

3.7. Hiệu chỉnh 3.7.1. Hiệu chỉnh ban đầu - Hiệu chỉnh ban đầu được yêu cầu trước khi bất kỳ mẫu nào được phân tích đối với các hợp chất PCDDs/PCDFs và phải đáp ứng các tiêu chuẩn chấp nhận trong mục 3.7.2. Hiệu chỉnh ban đầu cũng đòi hỏi nếu hiệu chỉnh thủ tục không đáp ứng các tiêu chuẩn yêu cầu trong mục 3.7.4.

- Ở mức thấp nhất, tất cả 5 dung dịch hiệu chỉnh nồng độ phân giải cao được cho trong bảng 2.16 phải được sử dụng cho hiệu chỉnh ban đầu.

G

Bảng 2.16. Các dung dịch hiệu chỉnh nồng độ phân giải cao

Hàm lượng (pg/µl)

Chất phân tích và các chất không gắn nhãn

5

4

3

2

1

2,3,7,8-TCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD

200 200 500 500 500 500 500

50 50 125 125 125 125 125

10 10 25 25 25 25 25

2.5 2.5 6.25 6.25 6.25 6.25 6.25

1 1 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 49

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hàm lượng (pg/µl)

D

m /+

C12-1,2,3,4-TCDD(a) 13 C12-1,2,3,7,8,9-HxCDD(b)

1

25 25 25 25 25 25 25 25 50 50

6.25 6.25 6.25 6.25 6.25 6.25 6.25 6.25 12.5 12.5

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 5 5

50 50 50 50 125 125 125 125 250

50 50 50 50 125 125 125 125 250

50 50 50 50 125 125 125 125 250

50 125

50 125

50 125

hơ

n

2

e.

co

13

3

Q uy

m

C12-2,3,7,8-TCDD C12-2,3,7,8-TCDF 13 C12-1,2,3,7,8-PeCDD 13 C12-1,2,3,7,8-PeCDF 13 C12-1,2,3,6,7,8-HxCDD 13 C12-1,2,3,4,7,8-HxCDF 13 C12-1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 13 C12-1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 13 C12-OCDD 13

125 500 125 500 500 125 500 125 500 125 500 125 500 125 500 125 1000 250 1000 250 Chất nội chuẩn 50 50 50 50 50 50 50 50 125 125 125 125 125 125 125 125 250 250 Chuẩn phục hồi 50 50 125 125

Kè

13

4

ạy

1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDD OCDF

5

N

Chất phân tích và các chất không gắn nhãn

oo

gl

(a) Được sử dụng đối với xác định phục hồi của chất nội chuẩn TCDD, TCDF, PeCDD và PeCDF. (b) Được sử dụng đối với xác định phục hồi của những chất nội chuẩn HxCDD, HxCDF, HpCDD, HpCDF và OCDD.

G

- Điều chỉnh thiết bị với PFK, như mô tả ở mục 3.6.2.

- Tiêm 2 µl dung dịch kiểm tra hiển thị cột GC và thu thập dữ liệu phổ khối lượng SIM như mô tả ở mục 3.6.2. Thời gian vòng tổng phải ≤ 1 giây.

- Bằng việc sử dụng cùng điều kiện GC và MS (mục 3.6.1 và 3.6.2) những kết quả chấp nhận được với dung dịch kiểm tra vận hành cột, phân tích 1 phần 2 µl của mỗi một trong 5 dung dịch hiệu chỉnh nồng độ một lần với các thông số vận hành phổ khối lượng như sau: + Tỉ lệ dòng ion được lấy tích phân đối với các ion xuất hiện trong bảng 2.17 (các ion định lượng cùng nhóm) phải trong vòng giới hạn kiểm soát được chỉ ra (được thiết lập với dãy cùng nhóm) đối với tất cả các chất chuẩn hiệu chỉnh trong bảng 2.16.

50

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bảng 2.17. Tỉ lệ có mặt ion theo lý thuyết và các giới hạn kiểm soát của chúng đối với các hợp chất PCDDs và PCDFs

M/M+2 M+2/M+4 M+2/M+4 M/M+2 M/M+2 M+2/M+4 M+2/M+4

Giới hạn kiểm soát Dưới Trên 0.65 0.89 1.32 1.78 1.05 1.43 0.43 0.59 0.37 0.51 0.88 1.20 0.76 1.02

n

Tỉ lệ có mặt theo lý thuyết 0.77 1.55 1.24 0.51 0.44 1.04 0.89

Loại ion

hơ

Số nguyên tử Clo 4 5 6 6(a) 7(b) 7 8

Q uy

N

(a) Được sử dụng chỉ cho 13C-HxCDF (IS) (b) Được sử dụng chỉ cho 13C-HpCDF (IS)

(An1 + An2) x Qis RFn

=

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

+ Tỉ lệ dòng ion được tích phân đối với các ion thuộc về các chất nội chuẩn và chuẩn phục hồi gắn nhãn cacbon (bảng 2.16) phải trong vòng giới hạn kiểm soát như được quy định trong bảng 2.17.

- Đối với mỗi cấu hình dòng ion được chọn (SICP) và đối với tín hiệu GC tương ứng với sự thoát ra của chất phân tích mục tiêu và của các chất chuẩn gắn nhãn của nó, tỉ lệ S/N phải tốt hơn hoặc bằng 10. Sự tính toán S/N được đòi hỏi đối với bất kỳ peak GC có hiển thị S/N nhỏ hơn 5:1. Kết quả của phép tính có thể xuất hiện trên SICP trên peak GC. - Liên quan đến bảng 2.18, tính toán 17 hệ số đáp ứng tương đối (RF) cho các chất phân tích mục tiêu [RF(n), n = 1-17] tương ứng với các chất nội chuẩn thích hợp của chúng (bảng 2.16) và 9 hệ số RF đối với các chất nội chuẩn gắn nhãn 13C12 [RF(is), is = 18-26] tương ứng với 2 chất chuẩn phục hồi (bảng 2.16) theo công thức sau:

(Ais1 + Ais2) x Qn (Ais1 + Ais2) x Qrs

RFis

=

(Ars1 + Ars2) x Qis

Trong đó: An1 và An2 là tổng sự có mặt ion được tính tích phân của các ion định lượng (bảng 2.14 và 2.19) đối với các hợp chất PCDDs/PCDFs không gắn nhãn.

Ais1 và Ais2 là tổng sự có mặt ion được lấy tích phân của các ion định lượng (bảng 2.15 và 2.19) đối với các chất nội chuẩn có gắn nhãn.

51 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ars1 và Ars2 là tổng sự có mặt ion được lấy tích phân của các ion định lượng (bảng 2.15 và 2.19) đối với các chất chuẩn phục hồi có gắn nhãn.

Qn là lượng chất mục tiêu không gắn nhãn được tiêm vào (pg) Qis là lượng chất nội chuẩn thích hợp được tiêm vào (pg) Qrs là lượng chất chuẩn phục hồi thích hợp được tiêm vào (pg) Bảng 2.18. Quy ước hệ số đáp ứng tương đối RF

m

Kè

ạy

D

m /+

n

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Tên chất cùng loại đặc trưng OCDD OCDF 13 C12-2,3,7,8-TCDD 13 C12-2,3,7,8-TCDF 13 C12-1,2,3,7,8-PeCDD 13 C12-1,2,3,7,8-PeCDF 13 C12-1,2,3,6,7,8-HxCDD 13 C12-1,2,3,4,7,8-HxCDF 13 C12-1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 13 C12-1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 13 C12-OCDD PeCDF tổng HxCDF tổng HxCDD tổng HpCDF tổng

hơ

Số

N

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Tên chất cùng loại đặc trưng 2,3,7,8-TCDD (và TCDD tổng) 2,3,7,8-TCDF (và TCDF tổng) 1,2,3,7,8-PeCDD (và PeCDD tổng) 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD (và HpCDD tổng) 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF

Q uy

Số

oo

gl

e.

co

- Số RFn và RFis là các đại lượng không thứ nguyên, các đơn vị được sử dụng để tính Qis, Qrs và Qn phải giống nhau. và % độ lệch chuẩn tương đối tương ứng của chúng - Tính toán giá trị (%RSD) đối với 5 dung dịch hiệu chỉnh: ∑ () =

G

Ở đó n đặc trưng cho 1 chất cùng loại thế 2,3,7,8- PCDD/PCDF (n = 1-17, bảng 2.18) và j là số mũi tiêm (số dung dịch hiệu chỉnh, j = 1-5).

- Hệ số đáp ứng tương đối được sử dụng đối với việc xác định hàm lượng của các đồng phân tổng trong dãy đồng đẳng (bảng 2.18) được tính toán như sau: + Đối với các chất cùng loại thuộc về dãy đồng đẳng chứa chỉ 1 đồng phân (như OCDD và OCDF) hoặc chỉ đồng phân thế 2,3,7,8- (bảng 2.19; TCDD, PeCDD, HpCDD và TCDF), chỉ số được sử dụng sẽ giống như chỉ số được tính trong mục này ở trên.

52 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bảng 2.19. Các đồng phân của Dioxin và Furan có nhóm thế clo như 1 hàm số của số nguyên tử clo.

75

7

135

10

Q uy

N

Tổng

hơ

n

Số nguyên tử Số đồng phân Số đồng phân Số đồng phân Số đồng phân 2,3,7,8-dioxin 2,3,7,8-furan clo dioxin furan 1 2 4 2 10 16 3 14 28 4 22 1 38 1 5 14 1 28 2 6 10 3 16 4 7 2 1 4 2 8 1 1 1 1

ạy

Kè

m

+ Đối với các chất cùng loại thuộc về dãy đồng đẳng chứa nhiều hơn 1 đồng phân thế 2,3,7,8- (bảng 2.19), chỉ số sử dụng đối với các dãy đồng đẳng đó sẽ là chỉ số được tính cho tất cả các chất cùng loại thế 2,3,7,8- riêng lẻ theo phương trình sau: ∑ =

e.

co

m /+

D

Trong đó: k =27-30 (bảng 2.18) với 27 = PeCDF; 28 = HxCDF; 29 = HxCDD và 30 = HpCDF. t là tổng số các đồng phân 2,3,7,8- có mặt trong các dung dịch hiệu chỉnh (bảng 2.16) đối với mỗi dãy đồng đẳng (như 2 đối với PeCDF, 4 đối với HxCDF, 3 đối với HxCDD, 2 đối với HpCDF).

G

oo

gl

- Hệ số đáp ứng tương đối (RFm) được sử dụng cho việc xác định phần trăm phục hồi đối với 9 chất nội chuẩn được tính theo công thức sau: Aism x Qrs RFm =

=

Ars x Qism

∑

()

Ở đó: m = 18-26 (loại chất cùng loại) và j = 1-5 (số lượng tiêm).

Aism là tổng sự có mặt ion được lấy tích phân của những ion định lượng (bảng 2.15 và 2.18) đối với chất nội chuẩn đã cho (m = 18-26).

53 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Ars là tổng sự có mặt ion được lấy tích phân của các ion định lượng (bảng 2.15 và 2.18) đối với chất chuẩn phục hồi thích hợp (xem bảng 2.16).

Qrs, Qism là lượng của chuẩn phục hồi (rs) và 1 chất nội chuẩn đặc trưng (is = m) được tiêm (pg).

RFm là hệ số đáp ứng tương đối của chất nội chuẩn đặc trưng (m) tương ứng với 1 chất phục hồi thích hợp, như được xác định từ 1 lần tiêm. là hệ số đáp ứng tương đối trung bình của chất nội chuẩn đặc trưng (m) tương ứng với 1 chuẩn phục hồi thích hợp, như được xác định từ 5 lần tiêm hiệu chỉnh ban đầu (j).

3.7.2. Tiêu chuẩn hiệu chỉnh có thể chấp nhận Tiêu chuẩn được liệt kê dưới đây cho hiệu chỉnh có thể chấp nhận phải được đáp ứng trước khi sự phân tích mẫu được thực hiện. và - % Độ lệch chuẩn tương đối đối với hệ số đáp ứng trung bình ( ) từ 17 chất chuẩn không gắn nhãn phải không vượt quá ± 20%, và những chỉ số đó đối với 9 hợp chất đối chứng có gắn nhãn phải không vượt quá ± 20%.

- Tỉ lệ S/N đối với tín hiệu GC có mặt trong mỗi SICP (bao gồm các tín hiệu đối với chuẩn có gắn nhãn) phải ≥ 10.

- Tỉ lệ có mặt ion (bảng 2.17) phải trong vòng giới hạn kiểm soát đặc trưng.

3.7.3. Hiệu chỉnh thủ tục (kiểm tra hiệu chỉnh đang thực hiện) Các hiệu chỉnh thủ tục phải được thực hiện ở lúc bắt đầu của chu kỳ 12 giờ, sau những kiểm tra độ phân giải khối lượng và độ phân giải GC. Một hiệu chỉnh thủ tục cũng được đòi hỏi ở cuối của chu kỳ 12 giờ. Tiêm 2 µl dung dịch chuẩn hiệu chỉnh nồng độ HRCC-3 (bảng 2.16). Bằng việc sử dụng các điều kiện HRGC/HRMS như sử dụng trong mục 3.6.1 và 3.6.2, xác định và chứng minh 1 sự hiệu chỉnh có thể chấp nhận được như ở mục 3.7.4.

3.7.4. Tiêu chuẩn đối với sự hiệu chỉnh thủ tục Tiêu chuẩn sau phải được đáp ứng trước khi phép phân tích sau được thực hiện: - Các giá trị RF xác định [RFn đối với các chất chuẩn không gắn nhãn] thu được trong quá trình hiệu chỉnh thủ tục phải trong vòng ± 20% giá trị trung bình được thiết lập trong hiệu chỉnh ban đầu (mục 3.7.1) - Các giá trị RF [RFm đối với các chất chuẩn gắn nhãn] thu được trong hiệu chỉnh thủ tục phải trong vòng ± 30% giá trị trung bình được thiết lập trong hiệu chỉnh ban đầu (mục 3.7.1).

- Tỉ lệ có mặt ion (bảng 2.17) phải trong vòng giới hạn kiểm soát cho phép.

- Nếu 1 trong các tiêu chuẩn ở mục này không được thỏa mãn, lặp lại một lần nữa. Nếu vẫn không được, quá trình hiệu chỉnh thủ tục phải được làm lại.

Nếu tỉ lệ ion không được thỏa mãn, xem lại các bước ở mục 3.7.1.

3.8. Phân tích 3.8.1. Lấy mẫu và mẫu trắng trong nơi lưu trữ. Cho bay hơi mẫu đến 1050 µl.

54

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Lưu ý: Một thể tích cuối cùng 20 µl hoặc nhiều hơn nên được sử dụng bất cứ khi nào có thể. Một thể tích cuối cùng 10 µl là khó để thực hiện và việc tiêm 2 µl trong 10 µl để lại ít mẫu cho việc xác nhận và lặp lại quá trình tiêm và đối với việc lưu trữ.

3.8.2. Tiêm 1 tỉ lệ 2 µl của mẫu chiết vào GC, vận hành dưới điều kiện đã được thiết lập để có kết quả chấp nhận với dung dịch kiểm tra vận hành.

3.8.3. Thu thập dữ liệu SIM theo mục 3.6.2 và 3.6.3. Sử dụng sự thu thập giống nhau và những điều kiện vận hành thiết bị phổ khối lượng sử dụng trước đây để xác định các hệ số đáp ứng tương đối (mục 3.7.1). Đặc điểm các ion của ete diphenyl poly clo được bao gồm trong các mức hiển thị cho trong bảng 2.15.

3.8.4. Tiêu chuẩn phát hiện Đối với peak GC để được nhận dạng như 1 hợp chất PCDD hay PCDF, nó phải đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn sau: 3.8.4.1 Thời gian lưu: - Đối với các chất cùng loại thế 2,3,7,8- có mặt chất nội chuẩn hay chuẩn phục hồi có gắn nhãn trong mẫu chiết (điều này đại diện cho tổng 10 chất cùng loại bao gồm OCDD; bảng 2.14 và 2.20), thời gian lưu (RRT; ở chiều cao peak lớn nhất) của các thành phần mẫu (như 2 ion được sử dụng cho mục đích định lượng được liệt kê trong bảng 2.15) phải trong khoảng -1 đến 3 giây của chất chuẩn có gắn nhãn.

m /+

PCDD

D

Bảng 2.20. 15 các chất cùng loại 2,3,7,8-PCDD và PCDF

G

oo

gl

e.

co

2,3,7,8-TCDD(*) 1,2,3,7,8-PeCDD(*) 1,2,3,6,7,8-HxCDD(*) 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD(+) 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD(*)

PCDF 2,3,7,8-TCDF(*) 1,2,3,7,8-PeCDF(*) 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF(*) 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF(*) 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF

* chất tương tự gắn nhãn 13C được sử dụng như một chất nội chuẩn + chất tương tự gắn nhãn 13C được sử dụng như một chất nội chuẩn

- Đối với các hợp chất không có chất nội chuẩn có gắn nhãn có mặt trong mẫu chiết (điều này thể hiện tổng của 6 chất cùng loại; bảng 2.20), thời gian lưu phải rơi vào trong 0,005 đơn vị thời gian lưu của thời gian lưu tương đối xác định trong hiệu chỉnh thủ tục. Sự nhận dạng OCDF được dựa trên thời gian lưu của nó tương ứng với 13C12-OCDD như được xác định từ kết quả hiệu chỉnh thủ tục.

55 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

- Đối với các hợp chất không thế 2,3,7,8- (thế tetra- đến octa-; tổng cộng 119 chất cùng loại), thời gian lưu phải trong vòng cửa sổ thời gian lưu đồng đẳng tương ứng được thiết lập bởi phân tích dung dịch kiểm tra vận hành cột.

- Dòng ion đáp ứng cho cả hai ion được sử dụng cho mục đích định lượng (như với TCDDs: m/z 319,8965 và 321,8936) phải tiếp cận mức cao nhất đồng thời (± 2 giây).

- Dòng ion đáp ứng cho cả hai ion sử dụng đối với các chất chuẩn có gắn nhãn (như đối với 13C12-TCDD: m/z 331,9368 và m/z 333,9339) phải tiến tới giá trị lớn nhất đồng thời (± 2 giây).

3.8.4.2. Tỉ lệ có mặt ion: - Dòng ion được lấy tích phân đối với 2 ion sử dụng cho mục đích định lượng phải có tỉ lệ giữa giới hạn trên và dưới được thiết lập cho dãy đồng đẳng mà peak được tính tại đó (mục 3.7.1 và bảng 2.17). iii) Tỉ lệ S/N Tất cả độ nhạy dòng ion phải ≤ 2,5 lần mức nhiễu đối với sự nhận dạng dương của hợp chất không gắn nhãn PCDD/PCDF hoặc 1 nhóm của những đồng phân cùng thoát ra. Hình 2.3 mô tả quy trình được thực hiện sau đối với việc xác định tỉ lệ S/N. Các chất phân tích có gắn nhãn phải có tỉ lệ S/N ≥ 10.

Hình 2.3. Xác định tỉ lệ S/N

3.8.4.3. Nhiễu của ete diphenyl polyclo: Thêm vào tiêu chuẩn nói trên, sự nhận dạng của peak GC như PCDF có thể chỉ được thực hiện nếu không có 1 tỉ lệ S/N ≤ 2,5 được phát hiện ở cùng thời gian lưu (± 2 giây) trong ete diphenyl poly clo tương ứng (PCDPE, bảng 2.15).

3.9. Tính toán 3.9.1. Đối với các peak GC đáp ứng được tiêu chuẩn ở mục 3.8.4, tính toán hàm lượng của PCDD hay PCDF sử dụng công thức sau: 56 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Qis x Ax Cx (pg/g) = Ais x W x

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Trong đó: Cx là hàm lượng các chất cùng loại PCDD/PCDF không gắn nhãn (hay nhóm các đồng phân thoát ra đồng thời trong cùng 1 dãy đồng đẳng) (pg/g).

Ax là tổng sự có mặt ion được lấy tích phân của các ion định lượng (bảng 2.15) đối với các chất PCDDs/PCDFs không gắn nhãn.

Ais là tổng sự có mặt ion được lấy tích phân của các ion định lượng (bảng 2.15) đối với các chất nội chuẩn gắn nhãn.

Qis là lượng chất nội chuẩn được thêm vào mẫu trước khi chiết (pg).

W là khối lượng (g) của mẫu (rắn hoặc lỏng hữu cơ) hoặc thể tích (ml) của 1 mẫu nước.

RF là hệ số đáp ứng tương đối trung bình được tính cho chất phân tích (RF với n = 1-17; mục 3.7.1).

3.9.2. Tính toán % phục hồi của 9 chất nội chuẩn được xác định trong mẫu chiết, sử dụng công thức:

% ụ ồ =

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Trong đó: Ais là tổng sự có mặt ion được tính tích phân của các ion định lượng (bảng 2.15) đối với chất nội chuẩn gắn nhãn.

Ars là tổng có mặt ion được tính tích phân của các ion định lượng (bảng 2.15) đối với chuẩn phục hồi gắn nhãn; sự chọn lựa chuẩn phục hồi phụ thuộc loại các chất cùng loại (bảng 2.16).

Qis là lượng chất nội chuẩn được thêm vào mẫu trước khi chiết (pg).

Qrs là lượng chuẩn phục hồi được thêm vào phần còn lại của mẫu làm sạch trước khi phân tích HRGC/HRMS (pg).

RF là hệ số đáp ứng tương đối trung bình được tính đối với nội chuẩn tương ứng với chuẩn phục hồi thích hợp (bảng 2.16 và mục 3.7.1).

3.9.3. Nếu hàm lượng mẫu chiết cuối của bất kỳ trong 15 hợp chất thế 2,3,7,8- của PCDD/PCDF (bảng 2.20) vượt quá giới hạn hiệu chỉnh phương pháp trên (MCL) được cho trong bảng 2.13 (như 200pg/µl đối với TCDD trong đất), khoảng đường thẳng của hàm lượng chống đáp ứng có thể bị vượt quá và phép phân tích thứ hai của mẫu nên được thực hiện. Thể tích của dung dịch nội chuẩn và chuẩn phục hồi nên duy trì giống như mô tả đối với việc chuẩn bị mẫu.

3.9.4. Hàm lượng tổng cho mỗi dãy đồng đẳng của PCDD và PCDF được tính toán bằng cách cộng lại hàm lượng của tất cả các đồng phân đã nhận biết của dãy đồng đẳng. Do đó, hàm lượng tổng cũng bao gồm các chất cùng loại thế 2,3,7,8-. Tổng số của các tín hiệu GC bao gồm trong hàm lượng tổng của dãy 57

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

đồng đẳng phải được chỉ rõ trong báo cáo. Nếu 1 đồng phân không được phát hiện, sử dụng số 0 trong phép tính này.

3.9.5. Giới hạn định lượng ước lượng đặc trưng (EQL) EQL là hàm lượng của chất phân tích đã cho được đòi hỏi cung cấp tín hiệu với chiều cao peak ít nhất 2,5 lần mức tín hiệu nền. Một giá trị EQL được tính cho mỗi chất cùng loại thế 2,3,7,8- không được phát hiện, không quan tâm đến có hay không các đồng phân không thế 2,3,7,8- có mặt trong mẫu. 2 phương pháp tính có thể được sử dụng, tùy thuộc vào kiểu đáp ứng được thu được trong quá trình phân tích mẫu đặc trưng.

3.9.5.1. Các mẫu cho đáp ứng đối với cả hai ion định lượng (bảng 2.15 và 2.18) ít hơn 2,5 lần mức tín hiệu nền: Sử dụng công thức dưới đây để tính toán 1 hệ số EQL cho mỗi hợp chất thế 2,3,7,8-PCDD/PCDF không có sự đáp ứng với S/N ≥ 2,5 lần. Mức tín hiệu nền được xác định bằng việc đo khoảng nhiễu (peak đến peak) đối với 2 ion định lượng (bảng 2.15) của 1 đồng phân thế 2,3,7,8- riêng biệt trong 1 dãy đồng đẳng, trong vùng SICP tương ứng với sự thoát ra của chất nội chuẩn (nếu chất cùng loại sở hữu 1 chất nội chuẩn) hoặc trong vùng SICP ở đó chất cùng loại mong đợi thoát ra bằng việc so sánh với dữ liệu hiệu chỉnh thủ tục (đối với các chất cùng loại kia không có chuẩn gắn nhãn 13C), nhân chiều cao nhiễu đó 2,5 lần và liên kết sản phẩm với 1 hàm lượng ước lượng sẽ cho ra chiều cao peak đó. Sử dụng công thức: , =

G

oo

gl

e.

co

Trong đó: EQL là giới hạn định lượng ước lượng đối với các hợp chất PCDDs/PCDFs thế 2,3,7,8-.

Hx là tổng chiều cao của mức nhiều đối với mỗi ion định lượng (bảng 2.15) đối với các hợp chất PCDDs/PCDFs không gắn nhãn, được xác định ở hình 2.3.

His là tổng chiều cao của mức nhiều đối với mỗi ion định lượng (bảng 2.15) đối với chất nội chuẩn gắn nhãn, được xác định ở hình 2.3.

3.9.5.2. Hàm lượng ước lượng lớn nhất (EMPC): 1 hàm lượng ước lượng lớn nhất được tính đối với các đồng phân thế 2,3,7,8- có sự đáp ứng với tỉ lệ S/N ít nhất 2,5 lần đối với cả hai ion định lượng và đáp ứng tất cả tiêu chuẩn nhận dạng trong mục 3.8.4 ngoại trừ tiêu chuẩn tỉ lệ có mặt ion hay khi 1 peak đại diện cho hợp chất PCDPE được phát hiện. Giá trị EMPC là sự ước lượng hàm lượng trong trường hợp xấu nhất. Tính toán EMPC theo công thức ở mục 3.9.1.

3.9.6. Phần trăm độ chênh lệch tương đối (RPD) của các mẫu nhân đôi được tính theo công thức sau:

58 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

=

|

− +

|

hơ

n

Ở đó S1 và S2 đại diện cho kết quả của mẫu và mẫu nhân đôi của nó.

3.9.7. Hệ số tương đương độc tố 2,3,7,8-TCDD (TE) của các hợp chất PCDDs/PCDFs có mặt trong mẫu được tính. Cách tính này quy cho hệ số tương đương độc tố 2,3,7,8-TCDD (TEF) cho mỗi một trong 15 hợp chất PCDDs/PCDFs thế 2,3,7,8- (bảng 2.21) và cho OCDD/OCDF, như trong bảng 2.21. Sự loại trừ các dãy đồng đẳng khác như các hợp chất dibenzodioxin và dibenzofuran không có nghĩa là chúng không độc. Tuy nhiên, độc tính của chúng thì thấp hơn nhiều độc tính của các chất được liệt kê trong bảng 2.21.

2,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 1,2,3,4,6,7,8,9-OCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF

1 0.5 0.1 0.1 0.1 0.01 0.001 0.1 0.05

ạy

D

TEF

2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 1,2,3,4,6,7,8,9-OCDF

0.5 0.1 0.1 0.1 0.1 0.01 0.01 0.001

co

m /+

Chất phân tích

m

TEF

Kè

Chất phân tích

Q uy

N

Bảng 2.21. Hệ số tương đương độc tố 2,3,7,8-TCDD đối với các hợp chất dibenzodioxin và dibenzofuran thế nhiều clo

G

oo

gl

e.

3.9.8. Xác định TEF 2 cột GC - Hàm lượng của 2,3,7,8-TCDD được tính toán từ phép phân tích mẫu chiết trên cột mao quản ống silica DB-5 60 m. Các điều kiện thí nghiệm vẫn giống như các điều kiện mô tả trong mục 3.8 và sự tính toán được thực hiện như mục 3.9. Sự tách peak sắc ký giữa 2,3,7,8-TCDD và các chất thoát ra gần với nó phải bằng nhau hoặc nhỏ hơn 25% valley.

- Hàm lượng của 2,3,7,8-TCDF thu được từ phép phân tích mẫu chiết trên cột mao quản silica DB-225 30 m. Tuy nhiên, các điều kiện GC/MS phải được thay đổi để mà: (1) chỉ 3 mức hiển thị đầu (như các chất cùng loại tetra-, pentavà hexa-) của bảng 2.15 được sử dụng và (2) thời gian giữa mức hiển thị 2 (các chất cùng loại penta-) và mức hiển thị 3 (các chất cùng loại hexa-) xảy ra sau sự thoát ra của 13C12-1,2,3,7,8-PeCDD. Sự tính toán hàm lượng được thực hiện như trong mục 3.9. Sự tách peak GC giữa 2,3,7,8-TCDF và các chất thoát ra gần với nó phải bằng hoặc nhỏ hơn 25% valley.

59 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHẦN 3

KẾT LUẬN

G

oo

gl

e.

co

m /+

D

ạy

Kè

m

Q uy

N

hơ

n

Dioxin và các hợp chất thế của nó có độc tính cao và gây ra rất nhiều hậu quả đối với con người và môi trường sinh thái. Việc kiểm soát hàm lượng các hợp chất dioxin trong các nền môi trường (đất, nước, thực phẩm…) là rất quan trọng nhằm hạn chế tác hại của nó đối với con người. Phương pháp xác định hàm lượng các hợp chất dioxin theo các phương pháp của Cơ quan môi trường Mỹ (EPA) cho phép chúng ta định tính và định lượng các hợp chất dioxin ở hàm lượng rất nhỏ. Đó là phương pháp HRGC/LRMS và HRGC/HRMS. Việc thực hiện các phép phân tích này yêu cầu phải có các nhân viên có kinh nghiệm, được huấn luyện và hiểu biết sâu sắc về vấn đề an toàn, có phòng thí nghiệm với máy móc cần thiết được trang bị. Với các phương pháp phân tích đã nêu trên, chúng ta hoàn toàn có thể định tính và định lượng hàm lượng vết của các hợp chất dioxin, từ đó đánh giá được mức độ ảnh hưởng của chúng đối với con người và môi trường./.

60 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. http://vi.wikipedia.org/wiki/Dioxin 2. http://www.chatdocdacam.vn/tai-lieu-da-cam/hau-qua-cua-chat-doc-da-cam/ dioxin-doi-voi-tai-nguyen-rung-viet-nam 3. Drew, C.H., D.A. Grace, S.M. Silbernagel, E.S. Hemmings, A. Smith, W.C. Griffith, T.K. Takaro, and E.M. Faustman, Nuclear waste transportation: case studies of identifying stakeholder risk information needs. Environ Health Perspect, 2003. 111(3): p. 263-72.

Q uy

N

hơ

n

4. Gies, A., G. Neumeier, M. Rappolder, and R. Konietzka. Risk assessment of Dioxins and Dioxin-like PCBs in Food – Comments by the German Federal Environmental Agency. in 24th International Symposium on Halogenated Environmental Organic Pollutants and Persistent Organic Pollutants (POPs) "DIOXIN 2004". 2004. Berlin, Germany.

Kè

m

5. Stellman, J.M., S.D. Stellman, R. Christian, T. Weber, and C. Tomasallo, The extent and patterns of usage of Agent Orange and other herbicides in Vietnam.

Nature, 2003. 422(6933): p. 681-7.

ạy

6. http://www.chatdocdacam.vn/tai-lieu-da-cam/nguong-dioxin-trong-dat-vatram-tich#ja-content

D

7. http://www.rsc.org/EPA sets safe dioxin level

m /+

8. Method 8280B. US.EPA. Revision 2, February 2007.

9. Method 8290A. US.EPA. Revision 1, February 2007.

G

oo

gl

e.

co

10. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs225/en/

61 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn