Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10883:2016 Xác định dioxin và furan clo hóa từ tetra đến octa trong đất và trong trầm tích bằng phương pháp sắc ký khí-Khối phổ phân giải cao pha loãng đồng vị

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10883:2016

XÁC ĐỊNH DIOXIN VÀ FURAN CLO HÓA TỪ TETRA ĐẾN OCTA TRONG ĐẤT VÀ TRONG TRẦM TÍCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ - KHỐI PHỔ PHÂN GIẢI CAO PHA LOÃNG ĐỒNG VỊ

Determination of tetra-through octa-chlorinated dioxins and furans in soil sediment by isotope dilution high resolution gas chromatography-high resolution mass spectrometry

Lời nói đầu

TCVN 10883:2016 được xây dựng trên cơ sở tham khảo EPA Method 1613B của Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ.

TCVN 10883:2016 do Văn phòng Ban Chỉ đạo 33 biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này không nhằm để hướng dẫn đào tạo phân tích. Vì vậy, quy trình phân tích trong tiêu chuẩn này được sử dụng cho những người phân tích đã được đào tạo tối thiểu về các nguyên lý cơ bản của phân tích hóa học và sử dụng các thiết bị phân tích trong phòng thí nghiệm hóa học.

Tiêu chuẩn này đưa ra phương pháp phân tích các chất dioxin/furan (PCDD/PCDF) trong đất, trầm tích, gồm các nội dung chính là xử lí mẫu sơ bộ (phơi mẫu, nghiền), chiết mẫu, làm sạch dịch chiết, cô đặc làm giàu mẫu, tách và phân tích trên thiết bị HRGC/HRMS, định tính dựa trên thời gian lưu của ion m/z đặc trưng, định lượng bằng phương pháp nội chuẩn và pha loãng đồng vị.

XÁC ĐỊNH DIOXIN VÀ FURAN CLO HÓA TỪ TETRA ĐẾN OCTA TRONG ĐẤT VÀ TRONG TRẦM TÍCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ - KHỐI PHỔ PHÂN GIẢI CAO PHA LOÃNG ĐỒNG VỊ

Determination of tetra-through octa-chlorinated dioxins and furans in soil sediment by isotope dilution high resolution gas chromatography-high resolution mass spectrometry

1  Phạm vi áp dụng

1.1  Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định policlodibenzo-p-dioxin (PCDD) và policlodibenzofuran (PCDF) trong mẫu đất, trầm tích sử dụng thiết bị sắc ký khí phân giải cao ghép nối khối phổ phân giải cao (HRGC/HRMS).

1.2  Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định mười bảy chất đồng loại của PCDD/PCDF được liệt kê ở Bảng A.1 (xem Phụ lục A). Các chi tiết kỹ thuật cũng được cung cấp để xác định riêng 2 chất đồng loại 2,3,7,8-tetraclodibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD) và 2,3,7,8-tetraclodibenzofuran (2,3,7,8-TCDF).

1.3  Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp này đối với các PCDD/PCDF phụ thuộc vào các chất cản trở trong nền mẫu hơn là những giới hạn của thiết bị. Mức tối thiểu (ML) được đưa ở Bảng 1 là mức nồng độ PCDD/PCDF thấp nhất có thể xác định được với giả thiết bỏ qua ảnh hưởng của nền mẫu. Giá trị ML của phương pháp này đối với 2,3,7,8-TCDD trong mẫu rắn là 1 ng/kg.

1.4  Những người áp dụng tiêu chuẩn này phải thông thạo các thao tác thí nghiệm thông thường. Tiêu chuẩn này không đề cập đến các vấn đề về an toàn mà chỉ chủ yếu tập trung vào cách sử dụng. Người áp dụng tiêu chuẩn có trách nhiệm thiết lập các thao tác thích hợp, an toàn, không gây hại cho sức khỏe và đảm bảo phù hợp với các quy định của luật pháp hiện hành.

2  Thuật ngữ, định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau.

2.1  Chất phân tích (analyte)

Các chất PCDD hoặc PCDF được xác định bằng phương pháp này, được liệt kê trong Bảng A.1 (Phụ lục A).

2.2  Dung dịch chuẩn để đánh giá độ thu hồi và độ chụm (precision and recovery standard)

PAR

Dung dịch chuẩn trung gian được pha loãng và thêm chuẩn để tạo ra mẫu chuẩn đánh giá độ thu hồi và độ chụm của lần phân tích đang thực hiện.

2.3  Dung dịch chuẩn pha loãng cấp 1 (primary dilution standard)

Dung dịch có chứa các chất phân tích cụ thể được mua hoặc được chuẩn bị từ các dung dịch gốc và được pha loãng từ dung dịch chuẩn gốc đến mức cần thiết để chuẩn bị các dung dịch chuẩn để dựng đường chuẩn và các dung dịch khác.

2.4  Dung dịch chuẩn để dựng đường chuẩn (calibration standard)

Dung dịch được chuẩn bị từ một dung dịch chuẩn trung gian hoặc dung dịch chuẩn gốc dùng để thiết lập sự phụ thuộc của sự đáp ứng của thiết bị (thường là diện tích hoặc chiều cao pic) vào nồng độ chất phân tích.

2.5  Dung dịch chuẩn để hiệu chuẩn đường chuẩn (calibration verification standard)

VER

Dung dịch chuẩn có nồng độ ở điểm giữa của đường chuẩn (CS3) được dùng để hiệu chỉnh đường chuẩn. Xem tại Bảng 3.

2.6  Dung dịch gốc (stock solution)

Dung dịch chứa chất phân tích được chuẩn bị bằng cách sử dụng vật liệu có nguồn gốc được xác minh, có độ tinh khiết được chứng nhận.

2.7  Lượng đáp ứng tương đối (relative response)

RR

Lượng tương ứng tương đối của mỗi PCDD/PCDF so với nồng độ của một chất đánh dấu trong dung dịch chuẩn tính được theo phép hồi quy tuyến tính (12.6.2).

2.8  Độ chụm và độ thu hồi ban đầu (initial precision and recovery)

IPR

Phân tích bốn mẫu chuẩn pha loãng từ dung dịch chuẩn PAR để thiết lập giá trị cho độ chụm và độ thu hồi chấp nhận được. IPR được thực hiện trước khi phương pháp này được áp dụng lần đầu tiên và bất cứ khi nào phương pháp hoặc thiết bị có thay đổi.

2.9  Độ độc tương đương (toxic equivalence quantity)

TEQ

Tổng nồng độ của 17 đồng loại độc của dioxin, được tính bằng nồng độ của chúng nhân với hệ số độc tương ứng, trong đó chất động nhất được quy ước là 1 (Hệ số TEQ tính theo TEQ_{WHO, 2005}). Xem Bảng A.2 (Phụ lục A).

2.10  Độ lệch chuẩn tương đối (relative standard deviation)

RSD

Bằng độ lệch chuẩn nhân với 100 rồi chia cho giá trị trung bình. Còn được gọi là hệ số biến thiên.

2.11  Mẫu chuẩn đánh giá độ thu hồi và độ chụm của lần phân tích đang thực hiện (ongoing precision and recovery standard)

OPR

Một mẫu trắng phòng thí nghiệm được thêm một lượng chất phân tích đã biết nồng độ. Mẫu OPR được phân tích với quy trình giống như mẫu thật. Mục đích của phân tích mẫu OPR là để đảm bảo các kết quả phân tích của phòng thí nghiệm còn nằm trong giới hạn quy định về độ chụm và độ thu hồi của phương pháp này.

2.12  Mẫu kiểm soát phòng thí nghiệm (laboratory control sample)

LCS

Một mẫu trắng phòng thí nghiệm được thêm một lượng chất phân tích đã biết nồng độ nhằm mục đích kiểm tra song song các kết quả phân tích của phòng thí nghiệm. Xem mẫu chuẩn OPR.

2.13  Mẫu trắng (blank sample)

Một phần nước thuốc thử hoặc nền mẫu đối chứng khác được chứa trong bình chứa mẫu, đặt tại phòng thí nghiệm hoặc hiện trường, được xử lý như một mẫu thật ở tất cả các công đoạn, bao gồm tất cả sự tiếp xúc các điều kiện tại vị trí lấy mẫu, lưu trữ, bảo quản và tất cả các bước của quy trình phân tích. Mục đích của việc phân tích mẫu trắng là để phát hiện sự nhiễm bẩn vào mẫu từ hiện trường hoặc qui trình vận chuyển mẫu và môi trường phòng thí nghiệm.

2.14  Mẫu trắng phương pháp (method blank)

Một phần nước thuốc thử được xử lý giống như một mẫu thật bao gồm sự tiếp xúc với tất cả dụng cụ thủy tinh, thiết bị, dung môi, thuốc thử, chất nội chuẩn, chất đồng hành được dùng để phân tích mẫu thật. Mẫu trắng phương pháp được sử dụng để phát hiện sự có mặt của chất phân tích hay chất cản trở có mặt trong môi trường phòng thí nghiệm, thuốc thử hoặc thiết bị.

2.15  Mẫu kiểm tra chất lượng (quality control check sample)

QCS

Một mẫu có chứa tất cả hoặc một nhóm các chất phân tích đã biết nồng độ. Mẫu QCS có được từ nguồn bên ngoài phòng thí nghiệm hoặc được điều chế từ chất chuẩn có nguồn gốc khác với chất chuẩn dùng để dựng đường chuẩn. Mẫu này được sử dụng để kiểm tra năng lực phòng thí nghiệm và kiểm tra các vật liệu được chuẩn bị khác so với các quá trình chuẩn bị thông thường.

2.16  Mức nồng độ tối thiểu (minimum level)

ML

Mức nồng độ mà tại đó toàn bộ hệ thống phân tích phải đưa ra một tín hiệu có thể nhận biết được và một điểm chuẩn chấp nhận được cho chất phân tích. Mức này tương đương với nồng độ của điểm chuẩn thấp nhất trong đường chuẩn, giả thiết rằng tất cả các chi tiết kĩ thuật như trọng lượng mẫu, thể tích, các qui trình làm sạch đều được áp dụng.

2.17  Nước thuốc thử (reagent water)

Nước được chứng minh là không có các chất phân tích và các hợp chất cản trở có nồng độ ở mức giới hạn phát hiện của phương pháp đối với các phân tích.

3  Các từ viết tắt

3.1  CDD: Clodibenzo-p-dioxin. Các đồng phân và đồng loại của tetra- đến octaclodibenzo-p-dioxin.

3.2  CDF: Clodibenzofuran. Các đồng phân và đồng loại của tetra- đến octa clodibenzofuran.

3.3  CS1, CS2, CS3, CS4, CS5 (Calibration standards): Các dung dịch chuẩn để dựng đường chuẩn được ghi tại Bảng 3.

3.4  GC (Gas Chromatography): Sắc ký khí.

3.5  TEF (Toxic Equivalence Factor): Hệ số độc tương đương (Xem Phụ lục A, Bảng A.2).

3.6  RF (Response factor): Các hệ số đáp ứng đối với yêu cầu của đường chuẩn.

3.7  HRGC (High Resolution Gas Chromatography): Sắc ký khí phân giải cao.

3.8  HRMS (High Resolution Mass Spectrometry): Khối phổ phân giải cao.

3.9  K-D (Kudema-Danish Concentrator): Thiết bị cô đặc Kudema-Danish, được sử dụng để cô đặc các chất phân tích trong dung môi.

3.10  MS (Mass Spectrometry): Khối phổ.

3.11  PFK (Perfluorokerosene): Hỗn hợp của các hợp chất được sử dụng để hiệu chỉnh thang m/z chính xác trong HRMS.

3.12  SDS (Soxhlet/Dean-Stark Extractor): Thiết bị chiết Soxhlet/Dean-Stark, được sử dụng để chiết các mẫu rắn và bán rắn.

3.13  SICP (Selected Ion current profile): Sắc đồ dòng ion chọn lọc. Sắc đồ được ghi tại các tín hiệu tại giá trị m/z chính xác

3.14  TCDD: Tetraclodibenzo-p-dioxin

3.15  TCDF: Tetraclodibenzo-furan.

4  Tóm tắt phương pháp

4.1  Xử lý mẫu

Xử lý mẫu bao gồm 3 bước chính là chiết mẫu, làm giàu và làm sạch mẫu. Mẫu sau khi được làm khô và nghiền đến kích thước phù hợp sẽ được chiết Soxhlet với dung môi hoặc phân hủy bằng HCI và chiết lỏng - rắn. Trước khi chiết, bổ sung dung dịch chuẩn đánh dấu vào mẫu để đánh giá hiệu suất thu hồi của quá trình chiết. Sau khi chiết, thêm vào dịch chiết dung dịch chuẩn làm sạch ³⁷Cl₄-2,3,7,8- TCDD để đánh giá hiệu quả của quá trình làm sạch. Quá trình làm sạch mẫu có thể bao gồm việc xử lý mẫu bằng axit, bazơ, muối, silicagel, nhôm oxit và than hoạt tính.

4.2  Phân tích trên máy sắc ký khối phổ (GC-MS)

Sau khi làm sạch, cô cạn dịch chiết cho đến gần khô. Cho vào dịch chiết chất nội chuẩn trước khi phân tích trên GC, một thể tích dịch chiết nhất định sẽ được bơm vào máy sắc ký khí. Các chất phân tích sẽ được tách và phát hiện bằng thiết bị sắc kí khí - khối phổ. Hai mảnh ion m/z sẽ được ghi cho mỗi chất phân tích.

Các PCDD/PCDF được nhận biết bằng cách so sánh thời gian lưu trong sắc kí khí và tỷ số cường độ ion của hai m/z chính xác có thời gian lưu tương ứng của chất chuẩn kiểm tra và tỷ số cường độ ion của hai m/z chính xác thu được hay dựa trên lý thuyết của các chất chuẩn kiểm tra. Các đồng phân hoặc đồng loại không có clo thế ở vị trí 2,3,7,8 được nhận biết khi thời gian lưu và tỷ số cường độ ion trùng với các giới hạn được định rõ từ trước. Đặc trưng đồng loại cho 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF sẽ được xác định khi sử dụng cột GC, có thể tách được những đồng loại này ra khỏi các đồng phân tetra khác.

4.3  Tính toán kết quả

Phân tích định lượng được thực hiện bằng cách sử dụng các diện tích pic của sắc đồ dòng ion chọn lọc (SICP) theo một trong 3 cách sau:

Đối với 15 PCDD/PCDF có clo thế ở vị trí 2,3,7,8 có chất chuẩn đánh dấu tương ứng (Bảng A.1), hệ thống GC/MS được hiệu chuẩn, nồng độ của mỗi hợp chất được xác định bằng cách sử dụng pha loãng đồng vị.

Đối với 1,2,3,7,8,9-HxCDD, OCDF và các hợp chất đánh dấu, hệ thống GC/MS được hiệu chuẩn, nồng độ của mỗi hợp chất được xác định bằng cách sử dụng nội chuẩn.

Đối với đồng phân không có clo thế ở vị trí 2,3,7,8 và tất cả đồng phân có cùng mức clo hóa (ví dụ tổng TCDD), nồng độ được xác định bằng sử dụng hệ số đáp ứng từ đường chuẩn các PCDD/PCDF có cùng mức clo hóa.

4.4  Chất lượng của phép phân tích được đảm bảo thông qua đường chuẩn tái lập và các phép kiểm tra quá trình chiết, làm sạch và hệ thống GC/MS. Quy trình phân tích xem Hình 1.

Hình 1 - Sơ đồ khối qui trình phân tích PCDD/PCDF trong đất và trầm tích bằng thiết bị HRGC/HRMS

5  Các chất nhiễm bẩn và cản trở

5.1  Khái quát

Trong quá trình phân tích siêu vi lượng (cỡ ng/kg) các chất PCDD/PCDF trong đối tượng môi trường cần phải kiểm soát sự nhiễm bẩn và loại bỏ các chất cản trở vì sự có mặt của các chất này trong dung dịch phân tích sẽ làm cho tín hiệu của đường nền cao và phức tạp, cản trở việc phát hiện và định lượng chất phân tích. Các mục từ 5.2 đến 5.10 sau đây đưa ra các nguồn gây nhiễm bẩn mẫu và cách loại bỏ các chất cản trở.

5.2  Dung môi, hóa chất, dụng cụ thủy tinh và dụng cụ xử lý mẫu có thể chứa những chất cản trở làm cho tín hiệu của đường nền dâng cao gây ra sai số cho phép phân tích, cần phải lựa chọn các hóa chất có độ tinh khiết đạt yêu cầu và tinh chế dung môi bằng cách chưng cất lại trong hệ dụng cụ thủy tinh. Khi cần thiết, hóa chất và dụng cụ phải được làm sạch bằng cách chiết hay tráng rửa với dung môi.

5.3  Làm sạch dụng cụ thủy tinh là rất quan trọng, vì dụng cụ thủy tinh không chỉ làm nhiễm bẩn mẫu mà còn có thể lấy đi chất cần phân tích do quá trình hấp phụ trên bề mặt thủy tinh.

5.4  Dụng cụ thủy tinh nên được tráng rửa với dung môi và rửa bằng dung dịch chất tẩy rửa càng sớm càng tốt sau khi sử dụng. Rung siêu âm dụng cụ thủy tinh trong dung dịch chất tẩy rửa khoảng 30 s sẽ giúp để làm sạch chúng. Các van, khóa bằng teflon cần phải được tháo ra khỏi dụng cụ thủy tinh, phiễu chiết trước khi rửa bằng chất tẩy rửa.

5.5  Sau khi rửa bằng dung dịch chất tẩy rửa, nên tráng rửa dụng cụ thủy tinh ngay lập tức, trước tiên với metanol, sau đó với nước nóng. Rửa bằng nước máy sau khi rửa metanol một lần nữa, sau đó là axeton và cuối cùng là diclometan.

5.6  Không nên nung thủy tinh đã sử dụng trong lò. Việc nung có thể cần khi gặp phải mẫu quá bẩn nhưng việc này nên hết sức hạn chế. Việc nung dụng cụ thủy tinh nhiều lần có thể tạo ra những vị trí hoạt động trên bề mặt thủy tinh hấp phụ bất thuận nghịch PCDD/PCDF.

5.7  Ngay trước khi sử dụng, thiết bị Soxhlet nên được làm sạch bằng cách chiết với toluen trong khoảng 3 h. Phễu chiết nên được lắc với diclometan/toluen (80/20,v/v) trong hai phút, tháo bỏ, và sau đó lắc với diclometan tinh khiết trong 2 min.

5.8  Tất cả vật liệu sử dụng trong quá trình phân tích phải được chứng minh là không bị nhiễm bẩn bằng cách chạy mẫu trắng với nền mẫu đối chứng từ đầu và cùng mỗi mẻ phân tích mẫu trong thời gian 12 h, tối đa 20 mẫu.

5.8.1  Nền mẫu đối chứng phải được mô phỏng càng giống với nền mẫu thật càng tốt. Một cách lý tưởng, nền mẫu đối chứng không được chứa PCDD/PCDP ở hàm lượng có thể phát hiện, nhưng phải chứa những tạp chất ở nồng độ nhất định có thể tìm thấy trong mẫu phân tích.

5.8.2  Khi không có nền mẫu đối chứng giống với nền mẫu thật, có thể lấy cát thạch anh trắng sử dụng để mô phỏng nền mẫu trầm tích.

5.9  Các tạp chất được chiết cùng với chất phân tích từ mẫu cho thấy sự ảnh hưởng đáng kể phụ thuộc vào sự phức tạp của vị trí lấy mẫu. Hợp chất cản trở có thể phát hiện ở mức nồng độ cao hơn nồng độ PCDD/PCDF. Những chất cản trở thường gặp có thể kể ra như polyclo biphenyl (PCBs), polymethoxy biphenyl (PMBs), hydroxydlphenyl ether, benzylphenyl ether, hợp chất thơm đa vòng (PAHs) và hóa chất bảo vệ thực vật. Vì PCDD/PCDF tồn tại trong mẫu ở hàm lượng rất thấp nên để có thể phân tích được các chỉ tiêu PCDD/PCDF bằng phương pháp này, việc loại bỏ các chất ảnh hưởng là rất cần thiết. Các bước làm sạch đưa ra tại 8.4 có thể áp dụng để làm giảm hay loại bỏ các chất ảnh hưởng và do đó cho phép xác định được PCDD/PCDF chính xác với mức nồng độ được chỉ ra trong Bảng 1.

5.9  Mỗi dụng cụ thủy tinh dùng lại nên được đánh dấu cho từng loại mẫu riêng. Điều này giúp phòng thí nghiệm trong việc theo dõi nguồn nhiễm bẩn có thể xảy ra đối với từng loại mẫu cụ thể. Dụng cụ thủy tinh dùng cho các mẫu có hàm lượng chất phân tích cao cần được đánh dấu để làm sạch kĩ hơn, và quyết định khi nào nên bỏ dụng cụ thủy tinh đó đi.

Bảng 1 - Chất tham khảo thời gian lưu và định lượng, thời gian lưu tương đối và mức tối thiểu cho các PCDD/PCDF

6  Thuốc thử và dung dịch chuẩn

6.1  Hóa chất điều chỉnh pH và chiết rửa mẫu

6.1.1  Kali hydroxit: Hòa tan 20 g KOH (tinh khiết cấp thuốc thử) trong 100 mL nước thuốc thử.

6.1.2  Axit sulfuric: tinh khiết thuốc thử (tỉ trọng 1,84).

6.1.3  Natri clorua: tinh khiết thuốc thử, chuẩn bị dung dịch 5 % (w/v), trong nước thuốc thử.

6.2  Hóa chất loại nước và đuổi dung môi

6.2.1  Làm khô dung dịch: natri sunfat, tinh khiết thuốc thử, dạng hạt, khan, rửa bằng diclometan (20 mL/g), nung ở 400 °C trong ít nhất 1 h, để nguội trong bình hút ẩm, giữ trong chai thủy tinh sạch có nắp vặn để ngăn ẩm. Nếu sau khi nung natri sunfat có màu xám (do sự xuất hiện của cacbon trong nền tinh thể) thì phải bỏ và chuẩn bị một mẻ natri sunfat khác. Cũng có thể chuẩn bị natri sunfat bằng cách chiết với diclometan và nung ở nhiệt độ thấp hơn.

6.2.2  Khí nitơ tinh khiết.

6.3  Hóa chất để chiết mẫu

6.3.1  Dung môi: axeton, toluen, xyclohexan, hexan, metanol, diclometan và nonan, được cất trong các thiết bị thủy tinh, độ tinh khiết thuốc trừ sâu, được chứng nhận không có các chất cản trở.

6.3.2  Cát thạch anh trắng: kích thước 60/70 mesh, dùng cho thiết bị chiết Soxhlet/Dean Stark. Nung ở 450 °C trong ít nhất 4 h.

6.4  Chất hấp phụ để làm sạch mẫu

6.4.1  Silicagel

6.4.1.1  Silicagel hoạt hóa: kích thước hạt 100 mesh đến 200 mesh, rửa với diclometan, nung ở 180 °C trong ít nhất 1 h, để nguội trong bình hút ẩm, giữ trong chai thủy tinh sạch có nắp vặn để ngăn ẩm.

6.4.1.2  Silicagel tẩm axit (30 % w/w): trộn kỹ 44 g axit sunfuric đặc với 100 g silica gel hoạt hóa trong một bình chứa sạch. Dùng que khuấy, khuấy cho đến khi thu được hỗn hợp đồng nhất. Giữ trong chai có nắp vặn lót teflon.

6.4.1.3  Silicagel tẩm kiềm: trộn kỹ 30 g natri hydroxit 1 N với 100 g silicagel hoạt hóa trong một bình chứa sạch. Dùng que khuấy khuấy đều cho đến khi thu được hỗn hợp đồng nhất. Giữ trong chai nắp vặn lót teflon.

6.4.1.4  Kalisilicat

6.4.1.4.1  Hòa tan 56 g kali hydroxit trong 300 mL methanol trong một bình cầu đáy bằng dung tích 750 ml - 1000 mL.

6.4.1.4.2  Thêm 100 g silica gel và một thanh khuấy, và khuấy trên một đĩa nóng ở 60 °C đến 70 °C trong 1 h đến 2 h.

6.4.1.4.3  Gạn chất lỏng và rửa kali silicat hai lần, mỗi lần với 100 mL metanol, sau đó rửa tiếp bằng 100 mL diclometan.

6.4.1.4.4  Trải đều kali silicat trên giấy nhôm đã được tráng bằng dung môi và làm khô trong 2 h đến 4 h trong tủ hút

6.4.1.4.5  Hoạt hóa qua đêm ở nhiệt độ từ 200 °C đến 250 °C.

6.4.2  Nhôm oxit: hai loại nhôm oxit có tính axit và nhôm oxit có tính bazơ đều có thể được sử dụng để làm sạch dịch chiết mẫu và phải đáp ứng được các yêu cầu kĩ thuật về độ thu hồi của các hợp chất đánh dấu đã được đề cập trong 6.3. Phải sử dụng cùng một loại nhôm oxit cho tất cả các mẫu, bao gồm cả những mẫu đánh giá độ thu hồi và độ chụm.

6.4.2.1  Nhôm oxit có tính axit: Hoạt hóa bằng cách nung nóng tới 130 °C trong ít nhất 12 h.

6.4.2.2  Nhôm oxit có tính bazơ: Hoạt hóa bằng cách nung nóng tới 600 °C trong ít nhất 24 h. Ngoài ra, còn có thể hoạt hóa bằng cách nung nóng trong một lò ống ở 650 °C đến 700 °C dưới dòng không khí 400 ml/min. Không hoạt hóa ở nhiệt độ trên 700 °C, vì điều này có thể dẫn đến làm giảm dung lượng hấp phụ của nhôm oxit. Giữ ở 130 °C trong bình kín. Sử dụng trong vòng năm ngày kể từ ngày nung.

6.4.3  Than hoạt tính

6.4.3.1  Than hoạt tính: Carbopak C (Supelco 1-0258 hoặc tương đương).

6.4.3.2  Chất trợ lọc: Celite 545 (Supelco 2-0199 hoặc tương đương).

6.4.3.3  Trộn kỹ 9 g Carbopak C và 41 g Celite 545 để tạo ra hỗn hợp có tỉ lệ 18 % w/w. Hoạt hóa hỗn hợp ở 130 °C trong ít nhất 6 h, Giữ trong bình hút ẩm.

6.4.4  Cột đa lớp: nhồi cột ở 6.4.2.3 theo thứ tự từ dưới lên trên: 1 g silicagel (6.4.1.1), 4 g silicagel tẩm kiềm (6.4.1.3), 1 g silicagel (6.4.1.1), 8 g silicagel tẩm axit (6.4.1.2), 2 g silicagel (6.4.1.1) và 4 g natri sunfat khan (6.2.1). Dung môi sử dụng để nhồi cột là hexan.

6.5  Nền mẫu đối chứng: Nền mẫu đối chứng đảm bảo trong đó không phát hiện được PCDD/PCDF và các hợp chất cản trở bằng phương pháp này.

6.5.1  Nền mẫu đối chứng có tỉ lệ chất rắn cao: Cát hoặc vật liệu tương tự. Chuẩn bị bằng cách chiết với diclometan và/hoặc nung ở 450 °C trong ít nhất 4 h.

6.5.2  Các nền mẫu khác: phương pháp này có thể được kiểm tra trên bất kì nền mẫu đối chứng nào bằng các thử nghiệm tại 8.2. Nền mẫu lý tưởng phải không có các PCDD/PCDF, nếu không thì mức nền của các PCDD/PCDF trong nền mẫu không được vượt quá 3 lần mức thấp nhất đưa ra trong Bảng A.2. Nếu các PCDD/PCDF có mặt trong nền mẫu đối chứng ở mức nền thấp thì mức thêm chuẩn các chất phân tích được sử dụng tại 8.2 phải được tăng lên để cho tỷ lệ thêm đối với mức nền nằm trong khoảng từ 1:1 đến 5:1.

6.6  Dung dịch chuẩn: Cần mua các dung dịch hoặc hỗn hợp có chứng nhận về độ tinh khiết, nồng độ, và độ tin cậy hoặc chuẩn bị từ các vật liệu có độ tinh khiết và thành phần đã biết. Nếu độ tinh khiết hóa học lớn hơn hoặc bằng 98 % thì lượng cân sẽ không cần hiệu chỉnh lại khi tính nồng độ của chất chuẩn. Khi chưa sử dụng, chất chuẩn phải được lưu giữ ở chỗ tối ở nhiệt độ phòng trong lọ có nắp vặn lót lớp teflon và phải đánh dấu mức dung dịch có trong lọ để có thể phát hiện sự mất dung dịch do bay hơi. Nếu dung môi bị bay hơi thì dung dịch phải được thay thế.

6.7  Các dung dịch gốc

6.7.1  Chuẩn bị: Chuẩn bị trong nonan theo từng bước dưới đây hoặc mua các dung dịch loãng hơn.

6.7.2  Hòa tan một lượng phù hợp chất đối chứng thử nghiệm trong dung môi. Ví dụ, cần khoảng 1 mg đến 2 mg 2,3,7,8-TCDD chính xác đến ba chữ số trong 1 bình định mức 10 mL có nút nhám rồi định mức đến vạch mức bằng nonan. Sau khi TCDD tan hoàn toàn chuyển dung dịch vào lọ sạch 15 mL có nắp lót teflon.

6.7.3  Kiểm tra các dấu hiệu của sự phân hủy các dung dịch chuẩn gốc trước khi chuẩn bị các dung dịch chuẩn để đảm bảo dựng đường chuẩn và các dung dịch chuẩn hóa khác. Các chuẩn đối chứng có thể được sử dụng để xác định độ chụm của các dung dịch dùng để dựng đường chuẩn mà hóa chất mua được từ các hãng hóa chất khác nhau.

6.8  Dung dịch gốc PAR

6.6.1  Tất cả các PCDD/PCDF: Dùng các dung dịch ở 6.7, chuẩn bị dung dịch gốc PAR có chứa các PCDD/PCDF ở những nồng độ ghi tại Bảng 2. Dung dịch này khi pha loãng dung dịch sẽ trở thành PAR (6.13).

6.6.2  Nếu chỉ xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF thì chuẩn bị dung dịch gốc PAR chỉ chứa hai hợp chất này.

6.9  Dung dịch chuẩn chất đánh dấu

6.9.1  Tất cả các PCDD/PCDF: Từ dung dịch gốc hoặc từ hỗn hợp mua sẵn, chuẩn bị dung dịch có chứa các chất đánh dấu trong nonan theo nồng độ chỉ ra ở Bảng 2. Những dung dịch này được pha loãng bằng axeton trước khi dùng (6.9.3).

6.9.2  Nếu chỉ xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF thì chuẩn bị các dung dịch chỉ chứa hai hợp chất này. Dung dịch này được pha loãng bằng axeton trước khi dùng (6.9.3).

6.9.3  Pha loãng một thể tích phù hợp dung dịch chất đánh dấu (xem 6.9.1 hoặc 6.9.2) theo hệ số là 1:50 bằng axeton để chuẩn bị dung dịch thêm chuẩn. Mỗi mẫu cần thêm chuẩn 1 mL dung dịch loãng. Chỉ nên chuẩn bị lượng dung dịch đủ để sử dụng trong một ngày.

6.10  Dung dịch chuẩn đánh giá quá trình làm sạch: Chuẩn bị dung dịch ³⁷CI₄-2,3,7,8-TCDD trong nonan theo nồng độ ở Bảng 2. Dung dịch chuẩn này sẽ được thêm vào tất cả các dịch chiết trước khi làm sạch để đánh giá hiệu quả quá trình làm sạch.

6.11  Chất nội chuẩn

6.11.1  Để xác định tất cả các chất PCDD/PCDF: Chuẩn bị dung dịch nội chuẩn ¹³C₁₂-1,2,3,4-TCDD và ¹³C₁₂-1,2,3,7,8,9-HxCDD trong nonan theo nồng độ ghi ở Bảng 2.

6.11.2  Nếu chỉ xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF thì chuẩn bị dung dịch nội chuẩn chỉ chứa ¹³C₁₂-1,2,3,4-TCDD.

Bảng 2 - Nồng độ các dung dịch chuẩn gốc, dung dịch chuẩn để thêm chuẩn chứa PCDD/PCDF và các hợp chất đánh dấu đồng vị

6.12  Các dung dịch chuẩn để dựng đường chuẩn (CS1 đến CS5): Sử dụng các dung dịch đã chuẩn bị ở 6.8 đến 6.11 để chuẩn bị 5 dung dịch chuẩn trong nonan, cụ thể xem Bảng 3. Những dung dịch này được dùng để tìm hàm số biểu diễn sự phụ thuộc của sự đáp ứng tương đối (chất đánh dấu với chất chuẩn thường) và hệ số đáp ứng vào nồng độ chất phân tích. Dung dịch chuẩn CS3 được sử dụng để hiệu chuẩn lại đường chuẩn (VER). Nếu chỉ xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF thì chuẩn bị các dung dịch chuẩn tương ứng với các chất này.

Bảng 3 - Nồng độ của các PCDD/PCDF trong đường chuẩn và dung dịch hiệu chuẩn đường chuẩn

6.13  Mẫu chuẩn đánh giá độ chụm và độ thu hồi (PAR): Được sử dụng để đánh giá độ chụm và độ thu hồi ban đầu (11.3) và lần phân tích đang thực hiện (9.6). Pha loãng 10 μL dung dịch chuẩn đánh giá độ chụm và độ thu hồi (6.9.1 hoặc 6.9.2) đến 2,0 mL bằng axeton cho mỗi nền mẫu và mỗi mẻ mẫu. Cần 1 mL các dung dịch chuẩn này cho mẫu trắng và mẫu OPR cho từng nền mẫu trong mỗi mẻ phân tích.

6.14  Dung dịch xác định cửa sổ thời gian lưu sắc kí khí và chuẩn kiểm tra đồng phân đặc trưng: được dùng để xác định thời điểm bắt đầu và kết thúc của pic sắc kí đối với các đồng phân dioxin và furan và để chứng minh đặc trưng đồng phân của cột GC để xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF. Chuẩn này phải chứa các hợp chất được ghi tại Bảng 3 (CIL EDF-4006, hoặc tương đương) ở mức thấp nhất. Không cần thiết phải theo dõi cửa sổ thời gian lưu của các hợp chất nếu chỉ xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF. Trong trường hợp này, có thể sử dụng chuẩn kiểm tra đặc trưng đồng phân chứa hầu hết các đồng phân được rửa giải rất gần nhau như đã liệt kê tại Bảng 4 (CIL EDF-4033, hoặc tương đương).

Bảng 4- Dung dịch xác định cửa sổ thời gian lưu sắc kí khí và chuẩn kiểm tra đặc trưng đồng phân

6.15  Mẫu kiểm soát chất lượng (Mẫu QC): Mẫu QC cần phải có nguồn gốc độc lập với các dung dịch hiệu chuẩn. Tốt nhất mẫu kiểm tra QC là mẫu đối chứng đã được chứng nhận (CRM) có chứa PCDD/PCDF ở nồng độ đã biết trong nền mẫu tương tự như nền mẫu thử nghiệm.

6.16  Độ ổn định của các dung dịch: Các dung dịch chuẩn dùng để định lượng (6.6 đến 6.12) cần được phân tích kiểm tra định kỳ và cần được đánh giá bằng các chuẩn đối chứng (6.7) trước khi dùng tiếp.

7  Thiết bị và dụng cụ

7.1  Thiết bị làm sạch dụng cụ thủy tinh: Bồn rửa trong phòng thí nghiệm với tủ hút phía trên.

7.2  Thiết bị để chuẩn bị mẫu

7.2.1  Tủ hút: một tủ hút có kích thước phù hợp đủ để chứa các thiết bị cho việc chuẩn bị mẫu được liệt kê dưới đây.

7.2.2  Găng tay (tùy chọn).

7.2.3  Dụng cụ nghiền mẫu (tùy chọn)

7.2.4  Thiết bị xác định độ ẩm

7.2.4.1  Tủ sấy: có khả năng duy trì nhiệt độ 110 °C ± 5 °C.

7.2.4.2  Bình hút ẩm.

7.2.5  Cân

7.2.5.1  Cân phân tích: Độ chính xác đến 0,1 mg.

7.2.5.2  Cân kĩ thuật: Độ chính xác đến 10 mg.

7.3  Thiết bị chiết Soxhlet/Dean-Stark

7.3.1  Bộ chiết Soxhtet: đường kính trong 50 mm, dung tích 200 mL, bình cầu đáy tròn 500 mL hoặc bình cầu đáy bằng 300 mL.

7.3.2  Ống giấy đựng mẫu: kích thước 43 mmx123 mm, dùng cho bộ chiết Soxhlet.

7.3.3  Bẫy ẩm: Bộ Dean Stark hoặc Barret có khóa teflon, để lắp vào bộ chiết Soxhlet.

7.3.4  Bếp điện: dạng bán cầu, phù hợp cho bình đáy tròn 500 mL.

7.4  Thiết bị làm sạch

7.4.1  Pipet

7.4.1.1  Pipet Pasteur dùng 1 lần, dài 150 mm, đường kính trong 5 mm.

7.4.1.2  Pipet huyết thanh: dùng 1 lần, 10 mL, đường kính trong 6 mm.

7.4.2  Các cột sắc ký bằng thủy tinh

7.4.2.1  Cột có chiều dài 150 mm, đường kính trong 8 mm, có lớp lót bằng sợi thủy tinh hoặc bông thủy tinh và bình chứa dung môi 250 mL.

7.4.2.2  Cột có chiều dài 200 mm, đường kính trong 15 mm, có lớp lót bằng sợi thủy tinh hoặc bông thủy tinh và bình chứa dung môi 250 mL.

7.4.2.3  Cột có chiều dài 300 mm, đường kính trong 25 mm, với bình chứa dung môi 300 mL và khóa bằng thủy tinh hoặc teflon.

7.5  Lò sấy: có khả năng duy trì liên tục nhiệt độ (± 5 °C) trong khoảng từ 105 °C đến 250 °C.

7.6  Thiết bị cô đuổi dung môi

7.6.1  Thiết bị cô quay có trang bị bể nước điều nhiệt.

7.6.1.1  Nguồn chân không cho máy cô quay được trang bị với van ngắt ở máy cô quay và đồng hồ đo chân không.

7.6.1.2  Dùng máy bơm tuần hoàn và bộ làm lạnh, vì sử dụng nước để làm mát thiết bị cô quay sẽ lãng phí một lượng lớn nước và có thể dẫn tới hoạt động không hiệu quả khi nhiệt độ nước và áp suất khác nhau.

7.6.1.3  Bình cầu đáy tròn 100 mL, 500 mL và lớn hơn, với cổ nối phù hợp với thiết bị cô quay.

7.6.2  Thiết bị cô đặc Kudema-Danish (K-D)

7.6.2.1  Ống cô: 10 mL, có chia độ, đã được hiệu chuẩn. Nút thủy tinh mài (kích thước 19/22) dùng để ngăn sự bay hơi của dịch chiết.

7.6.2.2  Bình bay hơi: 500 mL, nối với ống cô bằng bộ phận ghép nối.

7.6.2.3  Cột Snyder: loại ba bóng lớn.

7.6.2.4  Đá bọt

7.6.2.4.1  Xỉ thủy tinh hoặc cacbua silic: kích thước khoảng 10/40 mesh, được chiết với diclometan và nung ở nhiệt độ 450 °C trong ít nhất 1 h.

7.6.2.4.2  Teflon (tùy chọn): được chiết với diclometan.

7.6.2.5  Bể nước điều nhiệt: với nắp vòng đồng tâm có khả năng duy trì nhiệt độ trong khoảng ± 2 °C, được đặt trong tủ hút.

7.6.3  Thiết bị thổi nitơ: được trang bị bể nước điều nhiệt, kiểm soát nhiệt độ trong khoảng 30 °C đến 60 °C, đặt trong tủ hút

7.6.4  Lọ đựng mẫu

7.6.4.1  Lọ thủy tinh màu hổ phách, từ 2 mL đến 5 mL, có nắp vặn lót teflon.

7.6.4.2 Lọ thủy tinh 0,3 mL, hình nón, có nắp vặn lót teflon hoặc nút đậy.

7.7  Hệ thống sắc ký khí: Chọn chế độ bơm mẫu không chia dòng hoặc có cổng bơm mẫu liên cột đối với cột mao quản, chương trình nhiệt độ đẳng nhiệt, và đáp ứng các yêu cầu trong Điều 11.

7.7.1  Cột sắc ký khí (GC) dùng cho các chất PCDD/PCDF và đặc hiệu cho đồng loại 2,3,7,8-TCDD: Cột mao quản silica nung chảy pha liên kết, thành phần pha tĩnh 5 % phenyl, 94 % methyl, 1 % vinyl silicon, có kích thước: chiều dài (60 ± 5) m, đường kính trong (0,32 ± 0,02) mm; bề dày lớp phim 0,25 μm.

7.7.2  Cột sắc ký khí (GC) dùng cho các chất PCDD/PCDF và đặc hiệu cho đồng loại 2,3,7,8-TCDF: Cột mao quản silica nung chảy pha liên kết có kích thước: chiều dài (30 ± 5) m, đường kính trong (0,32 ± 0,02) mm.

7.8  Bộ phận khối phổ: ion hóa va đập electron từ 28 eV đến 40 eV, phải có khả năng ghi lặp lại một cách chọn lọc tối thiểu 12 mảnh m/z chính xác ở độ phân giải cao (≥ 10000) trong khoảng thời gian xấp xỉ 1 s, và phải đáp ứng tất cả các chi tiết kĩ thuật nêu tại Điều 9.

7.9  Bộ phận ghép nối GC/MS: bộ phận khối phổ phải kết nối với hệ thống sắc ký khí sao cho đầu ra của cột mao quản giới hạn trong 1 cm của nguồn ion nhưng không cản trở electron hoặc chùm ion.

7.10  Hệ thống dữ liệu: bộ phận có khả năng thu nhận, ghi và lưu trữ dữ liệu khối phổ.

8  Quy trình xử lý mẫu

8.1  Khái quát

Qui trình xử lí mẫu cho phân tích PCDD/PCDF trong mẫu đất, trầm tích bằng phương pháp GC/MS bao gồm 3 bước cơ bản là xử lí mẫu sơ bộ, tách chiết, làm sạch dịch chiết và các bước cô đặc mẫu. Mục đích của qui trình xử lí mẫu là tách được triệt để các chất phân tích ra khỏi nền mẫu, loại bỏ các chất ảnh hưởng bị chiết cùng với chất phân tích, cô đặc mẫu để giảm giới hạn phát hiện. Các mục từ 8.2 đến 8.4 sau đây đưa ra các bước cụ thể của qui trình xử lí mẫu.

8.2  Xử lí mẫu sơ bộ: Mẫu đất, trầm tích sau khi thu thập sẽ được bảo quản ở nhiệt độ dưới 4 °C và tránh ánh sáng cho đến khi xử lí. Mục đích của bước xử lí mẫu sơ bộ là đưa mẫu và dạng khô tuyệt đối, có kích thước hạt xác định và đồng nhất. Các kĩ thuật được sử dụng ở bước này là phơi hoặc sấy, kĩ thuật nghiền phù hợp và rây, cuối cùng là đồng nhất mẫu bằng cách trộn. Yêu cầu của bước này là không làm mất mát chất phân tích, không đưa thêm chất ảnh hưởng vào mẫu cũng như không gây ô nhiễm môi trường phòng thí nghiệm bởi bụi từ mẫu.

8.2.1  Mẫu được phơi khô ở nhiệt độ phòng, hoặc làm khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 40 °C đến 50 °C.

8.2.2  Các phương pháp nghiền, trộn, đồng nhất mẫu được trình bày sau đây.

8.2.2.1  Nghiền, trộn và đồng nhất mẫu: mẫu có kích thước hạt > 1 mm cần được nghiền, đồng nhất, hoặc trộn. Các phương pháp làm giảm kích thước hạt đến < 1 mm còn phụ thuộc nền mẫu. Kích thước các hạt rắn có thể được giảm bằng cách nghiền bằng tay dùng cối và chày.

8.2.2.2  Mỗi phương pháp làm giảm kích thước hạt đối với mỗi nền mẫu cần được kiểm chứng qua phép thử nghiệm tại 8.3 trước khi quy trình được ứng dụng thường xuyên.

8.2.2.3  Các quy trình nghiền, đồng nhất, hoặc trộn được thực hiện trong hộp găng tay hoặc tủ hút khí để hạn chế sự ô nhiễm bụi trong môi trường phòng thí nghiệm.

8.2.2.4  Mẫu đất, trầm tích có thể nghiền trong máy nghiền Wiley hoặc trong máy xay sinh tố. Trong một số trường hợp, cần sử dụng kĩ thuật nghiền lạnh bằng sự hỗ trợ của làm lạnh mẫu trong tủ lạnh, dùng nước đá khô hoặc nitơ lỏng. Trong quá trình nghiền, nhiệt độ của mẫu không được vượt quá 50 °C. Khi nghiền mẫu trắng và các nền mẫu đối chứng phải sử dụng máy nghiền sạch.

8.2.3  Một phần mẫu đất, trầm tích được dùng để xác định khối lượng khô tuyệt đối của mẫu. Cân chính xác khối lượng đĩa petri và khoảng 5 g mỗi mẫu, sấy đến khối lượng không đổi ở 105 °C trong tủ sấy, cân lại khối lượng sau khi sấy khô. Phần trăm khối lượng khổ của mẫu được tính như sau:

8.3  Tách chiết: Mục đích của bước tách chiết là chuyển chất phân tích từ nền mẫu của nó vào dung môi hữu cơ hoặc hỗn hợp dung môi thích hợp. Có thể tiến hành chiết mẫu khô đã được đồng nhất tại 8.2 hoặc cũng có thể tiến hành chiết mẫu ướt sau khi trộn với Na₂SO₄ để làm khô. Kĩ thuật chiết được áp dụng là chiết soxhlet.

8.3.1  Thêm 5 g silicagel kích thước hạt 100/200 mesh và 100 g cát thạch anh trắng vào ống đựng mẫu, rồi đặt vào bộ chiết soxhlet. Thêm từ 30 mL đến 40 mL toluen vào cột chiết soxhlet ở phía trên và từ 200 mL đến 250 mL toluen vào bình cầu phía dưới. Tiến hành chiết trong ít nhất 3 h để làm sạch hệ thống. Sau khi chiết, để nguội và rửa ống đựng mẫu bằng toluen và để khô trong không khí.

8.3.2  Cân 10 g mẫu và chuyển vào ống đựng mẫu, trộn đều mẫu với lớp cát thạch anh bằng thìa kim loại sạch, nghiền nhỏ các hạt mẫu có kích thước lớn. Lắp lại bộ chiết soxhlet và thêm dung môi toluen mới vào bộ chiết với thể tích tương tự như 8.3.1. Tiến hành chiết hồi lưu mẫu trong khoảng thời gian từ 16 h đến 24 h.

8.3.3  Cô đặc dịch chiết về khoảng 10 mL sử dụng thiết bị cô quay theo 8.4.1.

8.4  Làm sạch và làm giàu mẫu: Dịch chiết mẫu thu được sau bước chiết tách và cô đặc tiếp tục được làm sạch. Tùy thuộc và nền mẫu mà dịch chiết mẫu sẽ được xử lí bằng axit, kiềm, muối và các chất hấp phụ khác nhau như cột silicagel đa lớp, cột than hoạt tính và cột nhôm oxit

8.4.1  Cô đặc mẫu: Trước khi làm sạch, dung dịch chiết của các mẫu môi trường được cô đặc trên thiết bị cô quay đến thể tích khoảng 10 mL.

8.4.1.1  Kiểm tra hoạt động của thiết bị cô quay theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Trước và sau khi hoạt động, rửa sạch toàn bộ sinh hàn bằng 100 mL axeton. Giữa các mẫu khác nhau, rửa ống dẫn dung môi ba lần, mỗi lần 5 mL đến 10 mL bằng dung môi hòa tan mẫu.

8.4.1.2  Khi nhiệt độ bề điều nhiệt đạt 50 °C, lắp bình cầu có chứa dung dịch chiết vào thiết bị cô quay. Bật bơm hút chân không và làm giảm từ từ áp suất trong máy, điều chỉnh tốc độ quay. Nhấn nút hạ bình chứa mẫu xuống bể điều nhiệt Điều chỉnh bơm hút chân không và tốc độ quay sao cho thời gian cô đuổi dung môi (khoảng 200 mL) đến thể tích cần thiết là 30 min đến 35 min. Tốc độ cô đuổi dung môi hợp lý khi dòng dung môi ngưng tụ chảy vào bình thu phải ổn định, không thấy xuất hiện bọt khí hoặc sôi trong bình chứa mẫu.

8.4.1.3  Khi dung môi trong bình chứa mẫu còn khoảng 10 mL, nhấn nút nâng bình chứa mẫu khỏi bể điều nhiệt, ngừng quay và tắt bơm chân không, xả từ từ không khí qua sinh hàn.

Chú ý: Xả không khí phải làm từ từ, tránh để dung dịch chiết bắn lên bám vào thành bình và ống dẫn dung môi.

8.4.2  Làm sạch bằng các dung dịch axit, muối và kiềm

8.4.2.1  Dịch chiết mẫu sau khi cô đặc đến thể tích 10 mL, được chuyển vào phễu chiết 250 mL.

8.4.2.2 Thêm 1 mL dung dịch chuẩn đánh giá quá trình làm sạch (6.10) vào dịch chiết mẫu.

8.4.2.3  Thêm 50 mL dung dịch kali hidroxit (6.1.1) vào phễu chiết và lắc trong 2 min. Loại bỏ lớp nước phía dưới sau khi chất lỏng phân lớp rõ. Hạn chế thời gian tiếp xúc giữa dịch chiết mẫu và dung dịch kiềm để tránh sự phân hủy của các PCDD/PCDF. Lặp lại quá trình này cho đến khi lớp nước không còn màu. Số lần lắc với dung dịch KOH tối đa là 4 lần.

8.4.2.4  Thêm 50 mL dung dịch natri clorua (6.1.3) vào phễu chiết và tiến hành lắc tương tự như bước xử lí với dung dịch KOH (xem 8.4.2.3). Loại bỏ lớp nước.

8.4.2.5  Thêm 50 mL axit sunfuric (6.1.2) vào phễu chiết và tiến hành lắc tương tự như 8.4.2.3. Lặp lại quá trình này cho đến khi lớp axit không còn màu. Số lần lắc với axit sunfuric tối đa là 4 lần.

8.4.2.6  Lặp lại bước xử lí với dung dịch natri clorua (8.4.2.4). Loại bỏ lớp nước.

8.4.2.7  Làm khô dịch chiết bằng cách cho qua cột làm khô có chứa natri sunfat (6.2.1). Rửa phễu chiết bằng 30 mL đến 50 mL toluen và cho qua cột làm khô. Thu dịch chiết vào bình cầu và cô đặc dung dịch theo 8.4.1.

8.4.3  Chuyển dung môi

8.4.3.1  Dịch chiết trước khi được làm sạch sử dụng các loại chất hấp phụ như silica gel, than hoạt tính, nhôm oxit được chuyển sang dung môi hexan.

8.4.3.2  Chuyển mẫu vào thiết bị đuổi dung môi bằng khí nitơ (6.2.2). Điều chỉnh tốc độ dòng khí nitơ sao cho bề mặt của dung môi dao động nhẹ.

8.4.3.3  Khi thể tích dung môi còn khoảng 100 μL thêm 2 mL đến 3 mL hexan và tiếp tục cô đặc về thể tích khoảng 100 μL. Lặp lại việc thêm hexan và cô đặc 1 lần nữa. Thêm hexan đến thể tích 1 mL.

8.4.4  Làm sạch trên cột silicagel đa lớp.

8.4.4.1  Dịch chiết mẫu sau khi được làm sạch bằng axit, muối, kiềm và chuyển dung môi (8.4.2 và 8.4.3) tiếp tục được làm sạch trên cột đa lớp (6.4.4).

8.4.4.2 Chuyển dung dịch mẫu lên cột silicagel đa lớp, cho dung dịch chảy đến khoảng cách 1 mm so với chất nhồi cột.

8.4.4.3  Rửa bình chứa mẫu hai lần, mỗi lần bằng 1 mL hexan và đưa lên cột. Rửa giải các chất PCDD/PCDF bằng 100 mL hexan.

8.4.4.4  Cô đặc dung dịch rửa giải đến thể tích khoảng 1 mL (8.4.1 và 8.4.3).

8.4.5  Làm sạch trên cột nhôm oxit

8.4.5.1  Chuẩn bị cột nhôm oxit: Chèn bông thủy tinh vào phía dưới cột (6.4.2.2). Nếu sử dụng cột nhôm oxit có tính axit, thêm 6 g nhôm oxit có tính axit (6.4.2.1). Nếu sử dụng cột nhôm oxit có tính kiềm thì thay bằng 6 g nhôm oxit có tính kiềm (6.4.2.2). Sử dụng từ 50 mL đến 100 mL hexan để nhồi cột.

8.4.5.2  Chuyển dung dịch mẫu lên cột nhôm oxit, cho lớp dung dịch chảy đến khoảng cách 1 mm so với chất nhồi cột

8.4.5.3  Tráng bình đựng mẫu bằng hai lần, mỗi lần bằng 1 mL hexan và đưa lên cột. Rửa cột bằng 100 mL hexan để loại bỏ các chất ảnh hưởng.

8.4.5.4  Đối với cột nhôm oxit có tính axit, rửa giải các chất PCDD/PCDF bằng 20 mL hỗn hợp diclometan:hexan (20:80, v/v). Thu lấy dung dịch rửa giải.

8.4.5.5  Đối với cột nhôm oxit có tính kiềm, rửa giải các chất PCDD/PCDF bằng 20 mL hỗn hợp diclometan:hexan (50:50, v/v). Thu lấy dung dịch rửa giải.

8.4.5.6  Cô đặc dung dịch rửa giải đến thể tích khoảng 1 mL (8.4.1 và 8.4.3).

8.4.6  Làm sạch trên cột than hoạt tính

8.4.6.1  Cắt 2 đầu của pipet huyết thanh (7.4.1.2) để tạo thành cột có chiều dài 10 cm. Chèn bông thủy tinh vào 1 đầu và nhồi cột bằng 0,55 g than hoạt tính (6.4.3.3). Chèn bông thủy tinh vào đầu còn lại để cố định lớp chất hấp phụ.

8.4.6.2  Hoạt hóa cột lần lượt bằng các dung môi sau: 5 mL toluen, 2 mL hỗn hợp diclometan : metanol:toluen (15:4:1, v/v), 1 mL hỗn hợp diclometan:cyclohexan (1:1, v/v) và 5 mL hexan.

8.4.6.3  Chuyển dung dịch mẫu lên cột. Tráng bình chứa mẫu 2 lần, mỗi lần bằng 1 ml hexan và đưa lên cột. Rửa cột bằng 2 mL hexan.

8.4.6.4  Để loại bỏ các chất ảnh hưởng, rửa cột bằng lần lượt các dung môi sau: 2 lần, mỗi lần bằng 3 mL hexan; 2 mL hỗn hợp diclometan:cyclohexan (1:1, v/v); 2 mL hỗn hợp diclometan:metanol:toluen (15:4:1, v/v). Loại bỏ các dung môi rửa cột trên.

8.4.6.5  Đảo ngược cột, rửa giải các chất PCDD/PCDF bằng 20 mL toluen. Nếu có hạt than trong dung môi rửa giải thì phải loại bỏ bằng cách lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh.

8.4.6.6  Cô đặc dung dịch rửa giải đến thể tích khoảng 1 mL (8.4.1 và 8.4.3).

8.4.7  Chuyển dung môi trước khi phân tích trên máy GC-MS

8.5  Sau các bước làm sạch bằng các loại chất hấp phụ, dung dịch mẫu được chuyển vào lọ đựng mẫu hình nón có thể tích 0,3 mL; cô đặc dung dịch mẫu và thể tích khoảng 100 μL bằng khí nitơ. Thêm 10 μL nonan và tiếp tục cô đặc về thể tích 10 μL. Đậy kín lọ đựng mẫu và ghi nhãn. Bảo quản ở nhiệt độ thường và tránh ánh sáng đến khi phân tích trên hệ thống GC-MS. Nếu không tiến hành phân tích ngay trong ngày, bảo quản lọ đựng mẫu ở nhiệt độ dưới -10 °C.

9  Phân tích mẫu trên máy

9.1  Thiết lập các điều kiện vận hành hệ thống HRGC-HRMS như trong 12.2.

9.2  Thêm 10 μL dung dịch nội chuẩn thích hợp (6.11) vào dịch chiết mẫu ngay trước khi bơm để giảm thiểu khả năng mất mát do bay hơi, hấp phụ hay phản ứng. Nếu muốn phân tích lại mẫu trong trường hợp mẫu đã bị bay hơi thì không thêm chất nội chuẩn. Thay vào đó, điều chỉnh thể tích mẫu về giá trị ban đầu (ví dụ đưa về 19 μL nếu đã bơm 1 μL) bằng nonan tinh khiết.

9.3  Bơm 1,0 µL hoặc 2,0 µL dịch chiết đã cô đặc có chứa các dung dịch nội chuẩn, sử dụng kiểu bơm trực tiếp trên cột hoặc không chia dòng. Các thể tích được bơm cần phải đồng nhất với thể tích được sử dụng để lập đường chuẩn). Bắt đầu thu thập dữ liệu MS sau khi xuất hiện pic của dung môi. Ngừng thu thập dữ liệu sau khi OCDD và OCDF được rửa giải. Nếu chỉ xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF, ngừng thu thập dữ liệu sau khi các hợp chất này được rửa giải. Đưa cột trở về nhiệt độ ban đầu để tiếp tục phân tích các dịch chiết hoặc dung dịch chuẩn.

9.4  Hiệu lực của hệ thống HRGC-HRMS và phòng thí nghiệm

9.4.1  Tại thời điểm bắt đầu tiến hành mỗi lần phân tích mẫu (thường kéo dài 12 h) cần xác nhận lại hiệu lực của hệ thống GC-MS và đường chuẩn cho tất cả PCDD/PCDF và các hợp chất đánh dấu. Đối với các kiểm tra này, sự phân tích dung dịch chuẩn hiệu chuẩn CS3 (VER) (6.1.3 và Bảng 3) và các chuẩn kiểm tra đặc trưng đồng phân Bảng 4) được sử dụng để xác nhận tất cả các tiêu chí thực hiện. Việc điều chỉnh và/hoặc hiệu chuẩn lại phải được thực hiện cho đến khi tất cả các tiêu chí thực hiện được đáp ứng. Chỉ sau khi tất cả tiêu chí thực hiện được đáp ứng các mẫu, mẫu trắng, IPR và OPR mới có thể được tiến hành phân tích.

9.4.2  Độ phân giải MS: Khả năng phân giải tĩnh ít nhất 10 000 (độ xen phủ giữa 2 pic liền nhau 10 %) phải được chứng minh tại m/z thích hợp trước khi phân tích được thực hiện. Kiểm tra khả năng phân giải tĩnh phải được thực hiện ngay từ đầu và ở cuối mỗi ca phân tích 12 h theo quy trình trong 12.2.2. Việc điều chỉnh phải được thực hiện bất cứ khi nào khả năng phân giải không đáp ứng được yêu cầu.

9.4.3  Hiệu chuẩn đường chuẩn

9.4.3.1  Bơm chuẩn VER sử dụng quy trình trong Điều 9.

9.4.3.2  Tỷ số cường độ m/z cho tất cả PCDD/PCDF phải nằm trang giới hạn ở Bảng 10, nếu không, máy khối phổ phải được điều chỉnh cho đến khi tỷ số cường độ m/z đạt tỷ lệ nằm trong giới hạn quy định và lặp lại phép kiểm tra. Nếu việc điều chỉnh làm thay đổi độ phân giải của máy khối phổ, độ phân giải phải được kiểm tra (12.2.2) trước khi lặp lại phép kiểm tra.

9.4.3.3  Các pic đại diện cho mỗi PCDD/PCDF và hợp chất đánh dấu trong chuẩn VER phải có mặt với tỷ lệ S/N ít nhất là 10, nếu không, máy khối phổ phải được điều chỉnh và lặp lại phép kiểm tra.

9.4.3.4  Tính nồng độ của từng hợp chất PCDD/PCDF bằng phương pháp pha loãng đồng vị (12.6) cho những hợp chất nào có hợp chất đánh dấu tương ứng (Bảng A.1). Tính nồng độ của các hợp chất đánh dấu bằng phương pháp nội chuẩn (12.7). Những nồng độ này được tính toán dựa trên cơ sở các dữ liệu đường chuẩn tại Điều 12.

9.4.3.5  Đối với mỗi hợp chất, so sánh nồng độ với giới hạn hiệu chuẩn đường chuẩn trong Bảng 5. Nếu chỉ xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF, so sánh nồng độ với giới hạn trong Bảng 5A. Nếu tất cả các hợp chất đáp ứng được các giá trị được chấp nhận, đường chuẩn đã được hiệu chuẩn và có thể tiến hành phân tích các dung dịch chuẩn và dịch chiết mẫu. Tuy nhiên, nếu bất kỳ hợp chất nào không đáp ứng được các giá trị giới hạn của nó, hệ thống đo đã không được thực hiện đúng cách cho hợp chất đó. Trong trường hợp này, chuẩn bị một đường chuẩn mới hoặc khắc phục sự cố gây ra vấn đề và lặp lại phép kiểm tra độ phân giải (9.4.2), hiệu chuẩn đường chuẩn (9.4.3) hoặc dựng lại đường chuẩn (Điều 12).

Bảng 5 - Giới hạn chấp nhận được cho phép kiểm tra hiệu lực của phương pháp đối với tất cả các PCDD/PCDP¹

Bảng 5A - Giới hạn chấp nhận được cho phép kiểm tra hiệu lực của phương pháp đối với các hợp chất tetra dioxin và furan¹

9.5  Thời gian lưu và độ phân giải GC

9.5.1  Thời gian lưu

9.5.1.1  Thời gian lưu tuyệt đối: Thời gian lưu tuyệt đối của các chất nội chuẩn ¹³C₁₂-1,2,3,4-TCDD và ¹³C₁₂-1,2,3,7,8,9-HxCDD trong phép kiểm tra hiệu chuẩn phải nằm trong khoảng ± 15 s so với thời gian lưu thu được trong đường chuẩn

9.5.1.2  Thời gian lưu tương đối: Thời gian lưu tương đối của PCDD/ PCDF và các hợp chất đánh dấu trong các phép kiểm tra hiệu chuẩn phải nằm trong giới hạn đưa ra trong Bảng 1.

9.5.2  Độ phân giải GC

9.5.2.1  Phân tích các chuẩn kiểm tra đặc trưng đồng phân ) trên các cột tương ứng của chúng.

9.5.2.2  Độ xen phủ giữa 2,3,7,8-TCDD và các đồng phân tetra-dioxin khác tại m/z = 319,8965; và giữa 2,3,7,8-TCDF và các đồng phân tetra-furan khác tại m/z = 303,9016 không được vượt quá 25 % trên các cột tương ứng của chúng (Hình 2 và Hình 3).

9.5.3  Nếu thời gian lưu tuyệt đối của hợp chất bất kì không nằm trong giới hạn quy định hoặc nếu các đồng phân 2,3,7,8 không tách được, hoặc điều kiện GC không phù hợp. Trong trường hợp này, điều chỉnh điều kiện máy GC và lặp lại các phép kiểm tra hiệu chuẩn (9.4.3). Có thể dựng lại đường chuẩn hoặc thay cột GC khác.

Thời gian lưu (min)

Hình 2 - Sắc đồ tách các đồng phân TCDD bằng cột DB-5

Thời gian lưu (min)

Hình 3 - Sắc đồ tách các đồng phân TCDF bằng cột DB-5

9.6  Độ chụm và độ thu hồi của lần phân tích đang thực hiện

9.6.1  Phân tích dịch chiết của mẫu đánh giá độ chụm và độ thu hồi của lần phân tích đang thực hiện (OPR) trước mỗi mẻ phân tích.

9.6.2  Tính nồng độ của từng PCDD/PCDF bằng phương pháp pha loãng đồng vị cho các hợp chất nào có chất đánh dấu tương ứng (12.6). Tính nồng độ của 1,2,3,7,8,9-HxCDD, OCDF và các hợp chất đánh dấu theo phương pháp nội chuẩn (12.7).

9.6.3  Đối với mỗi hợp chất PCDD/PCDF và hợp chất đánh dấu, so sánh nồng độ với giới hạn OPR được cho tại Bảng 5. Nếu chỉ xác định 2,3,7,8-TCDD và 2,3,7,8-TCDF, so sánh nồng độ với các giới hạn trong Bảng 5A. Nếu tất cả các hợp chất đáp ứng các tiêu chí chấp nhận được, hiệu lực của hệ thống được xác nhận và có thể bắt đầu tiến hành phân tích mẫu. Tuy nhiên, nếu nồng độ của bất kỳ chất nào không nằm trong phạm vi cho phép, các quá trình xử lí mẫu đã không được thực hiện đúng cho hợp chất đó. Trong trường hợp này, tiến hành lại các bước chiết tách và làm sạch mẫu rồi đánh giá lại độ chụm và độ thu hồi của lần phân tích đang thực hiện (9.6).

9.6.4  Bổ sung các kết quả đã đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật tại 9.6.3 vào các dữ liệu ban đầu và các lần phân tích thực hiện trước đó cho mỗi hợp chất trong từng loại nền mẫu. Cập nhật biểu đồ QC để biểu diễn dưới dạng đồ thị hiệu lực phòng thí nghiệm liên tục. Tăng cường độ chụm của phòng thí nghiệm cho mỗi PCDD/PCDF trong từng loại nền mẫu bằng cách tính toán phần trăm độ thu hồi trung bình (R) và độ lệch chuẩn của phần trăm độ thu hồi (S_R). Biểu thị độ chụm như một khoảng độ thu hồi từ R - 2S_R đến R + 2S_R. Ví dụ, nếu R = 95 % và S_R = 5 %, độ chụm là 85 % đến 105 %.

9.7  Mẫu trắng: Mẫu trắng phương pháp được phân tích cùng mỗi mẻ mẫu sau khi phân tích mẫu OPR để chứng minh không có sự nhiễm bẩn cũng như sự nhiễm chéo từ mẫu OPR. Các kết quả phân tích của mẫu trắng phải đáp ứng các thông số kỹ thuật tại 11.5.2 trước khi tiến hành phân tích các mẫu thật.

10  Tính toán kết quả

10.1  Phân tích định tính: Một hợp chất PCDD/PCDF hoặc hợp chất đánh dấu được nhận biết trong chuẩn, mẫu trắng, hoặc mẫu thực phải thỏa mãn tất cả các tiêu chí sau đây.

10.1.1  Các tín hiệu cho hai m/z chính xác trong Bảng 7 phải có mặt và phải có thời gian lưu nằm trong khoảng không quá 2 s.

10.1.2  Tỷ lệ tín hiệu/nhiễu (S/N) cho pic GC ở mỗi m/z chính xác phải lớn hơn hoặc bằng 2,5 cho mỗi CDD hoặc CDF được phát hiện trong dịch chiết mẫu, và lớn hơn hoặc bằng 10 cho tất cả các PCDD/PCDF trong dung dịch chuẩn (12.3.3 và 12.5.3.3).

10.1.3  Tỷ lệ các diện tích tích phân của hai m/z chính xác được chỉ định trong Bảng 6 phải nằm trong giới hạn trong Bảng 10, hoặc trong khoảng ± 10 % của tỷ lệ ở trung điểm (CS3) và hiệu chuẩn đường chuẩn (VER).

Bảng 6 - Độ thu hồi của các hợp chất đánh dấu đối với tất cả các PCDD/PCDF