Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6199-1:1995 (ISO 8165/1:1992) về chất lượng nước - xác định các Fenola đơn hóa trị lựa chọn

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 6199-1:1995

CHẤT LƯỢNG NƯỚC - XÁC ĐỊNH CÁC FENOLA ĐƠN HÓA TRỊ LỰA CHỌN
Water quality - Determination of selected monorealent fenolas

PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ KHÍ SAU KHI LÀM GIÀU BẰNG CHIẾT

Part 1: Gas chromatographic method after enrichment by extraction

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định các fenola liệt kê ở bảng 1 với nồng độ từ 0,1 Pg/l đến 1 mg/l. Dãy nồng độ phụ thuộc vào bản chất của fenola cần xác định và vào phép sắc kí khi sử dụng.

Cũng có thể phân tích theo trình tự này các fenola đơn hóa trị khác, tuy nhiên khả năng áp dụng phải được nghiên cứu cho mỗi trường hợp riêng biệt.

Bảng l – Các fenoin có thể xác định được bằng phương pháp này Fenola

2 – Metylfenola

3 - Metylfenola

4 - Metylfenola

2,4 - Dimetylfenola

4 - Etylfenola

2,6 - Di-tert-butyl-4-metylfenola

2 - Phenylfenola

2 - Benzylfenola

2 - Benzyl-4-metylfenola

2 - Clorofenola

3 - Clorofenola

4 - Clorofenola

4 - Cloro 2 metylfenola

4 - Cloro 3-metylfenola

2,4 - Dicloro 3,5-dimetylfenola

2 - Xyclopentyl 4-clorofenola

6 - Clorotymol

2,3 - Diclorofenola

2,4 - Diclorofenola

2,5 - Diclorofenola

2,6 - Diclorofenola

2,4,6 - Triclorofenola

2,3,5 - Triclorofenola

2,4,5 - Triclorofenola

2,3,6 – Triclorofenola

2,3,4,5 – Tetraclrofenola

2,3,4,6 – Tetraclorofenola

2,3,5,6 - Tetraclorofenola

Bảng l- (kết thúc)

Pentaclorofenola

l- Naphtol

2 - Naphtol

6 - Cloro - 3 metylfenola

2 - Cloro - 4-tert – butylfenola

4 - Cloro - 2-benzylfenola

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

Các tiêu chuẩn sau đây chứa các diều khoản có liên quan mà qua đó tạo nên các điều khoản của tiêu chuẩn này. Vào thời điểm ban hành, các bản in có hiệu lực. Tất cả các tiêu chuẩn đều phải soát xét, và các bên thỏa thuận dựa trên cơ sở của tiêu chuẩn này khuyến khích nghiên cứu khả năng áp dụng những lần xuất bản mới nhất của các tiêu chuẩn ghi dưới đây. Các thành viên của IEC và ISO giữ các số đăng kí các tiêu chuẩn . quốc tế hiện hành.

TCVN 5992: 1995, Chất lượng nước – Lấy mẫu - Phần 2: Hướng dẫn kĩ thuật lấy mẫu;

TCVN 5993: 1995, Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 3: Hướng dẫn bảo quản và xử lí mẫu.

3. Nguyên tắc

Chiết một mẫu không lọc với dietylete và làm giàu các hợp chất fenolaic trong chất chiết trong các điều kiện xác định. Sự đánh giá sắc kí khí có dùng hai cột mao dẫn có độ phân cực khác nhau (tách đồng thời) và phát hiện với detector do ion hóa ngọn lửa (FID) hoặc một detector bắt điện tử (ECD) trong trường hợp các fenola đã clo hóa.

4. Các chất gây nhiễu

Các chất tác động bề mặt, chất nhũ tương hóa hoặc các dung môi nồng độ cao có có cực như axeton, metanol v.v... sẽ ảnh hưởng tới việc chiết. Các phân tử lơ lửng trong mẫu nước cũng có thể làm nhiễu việc chiết. Một pha lỏng thứ hai trong mẫu nước được hợp chất dầu khoáng, hydrocacbon clo hóa dễ bay hơi, chất béo nhũ tương hóa và sáp) ảnh hưởng đến việc xử lí sơ bộ và chiết. Trong trường hợp này, chỉ có pha nước được nghiên cứu và thể tích pha không phải là nước phải được báo cáo cùng với kết quả.

Các chấu gẫy nhiễu của hệ sắc kí khí có thể có các nguyên nhân khác nhau và phải được người ứng dụng nghiên cứu với sự hỗ trợ của sách hướng dẫn thao tác.

5. Thuốc thử

Hàm lượng monofenola trong nước và trong thuốc thử sử dụng cần phải rất thấp. Sự trống không của nước cấn phải được xác định theo 8.3 Nếu cần, nước cần phải được tinh chế bằng chưng cất nước được kiềm hóa bằng natri hydroxit (NaOH).

5.1. Axit sunfuric, U = l,84 g/ml, pha loãng l + 3.

5.2. Natri hydroxit, dung dịch I, C = 2 mol/l.

5.3. Natri hydroxit, dung dịch II, C = 0,2 mo]/l.

5.4. Natri sunfit (Na2SO3).

5.5. Metanol (CH3OH) .

5.6. Dioxan (C4H8S2), mới cất, nếu cần.

5.7. Dietylete (C4H10O) .

Thông thường dietylete được ổn định với 2,6- di-tert-butyl-fenola hoặc 2,6- di- tert- butyl- 4- metVl-fenola và phải được làm sạch trước khi dùng như sau:

Thêm 10ml dung dịch natri hydroxit (5.3) và 500ml dietylete và cất qua một cột vigleux dài 50cm. Bỏ đi một lớp cặn 50ml. Cặn có thể chứa peroxyt và do đó cần phải được xử lí thích hợp.

5.8. Silicagen: cỡ hạt 0,063mm x 0,200mm (tương đương với mắt lưới 70 x 230).

5.9. Dietylamin (C4H11N) vừa cất nếu cần.

Lưu ý: Dietylamin là chất độc.

5.10. Natri sunfat (Na2SO4) khan.

5.11. Dung dịch gốc chuẩn nội bộ

Hòa tan, ví dụ lg 2,4- dibromo fenola hoặc 2,5-dibromo fenola trong 1 lít axeton.

1ml dung dịch này chứa lmg fenola.

5.12. Dung dịch chuẩn nội bộ

Pha loãng, ví dụ lml dung dịch gốc chuẩn nội bộ (5.ll) với axeton đến 100ml.

1ml dung dịch này chứa 10Pg fenola.

5.13. Dung dịch gốc fenola

Hòa tan, ví dụ 10,0mg fenola trong metanol trong một bình định mức 100ml và pha loãng đến thể tích bằng metanol. Dung dịch chứa 0,1mg fenola/lml. Cũng có thể dùng axeton thay cho metanol.

Để xác định đồng thời, có thể hòa tan một số fenola trong thể tích tương ứng của metanol.

Bảo quản dung dịch gốc trong các chai thủy tinh nâu, có nút chặt để trong tủ lạnh.

5.14. Dung dịch chuẩn fenola

Lấy bằng pipet 10ml dung dịch gốc (5.13) cho vào một bình đo 100ml và pha loãng cho đến 100ml bằng metanol.

Dung dịch chứa 0,01mg fenola/ml. Chuẩn bị các dung dịch mới trước khi dùng.

6. Thiết bị

6.1. Chai bảo quản, bằng thủy tinh nâu, dung tích 250ml và 1000ml.

6.2. Bình chưng cách thủy.

6.3. Thiết bị chưng để chưng cất dung môi, ví dụ một bình đáy tròn, dung tích 1000ml,

đầu chưng cất, phần ngưng, ống nối, bình nhận chất chưng cất, ví dụ một bình đáy tròn, dung tích 1000ml

6.4. Thiết bị chưng cất để tập trung chất chiết, bao gồm một bình đáy tròn, dung tích 250ml, với đầu côn, ống dẫn khí vào, nắp chưng cất, nhiệt kế, phần ngưng, ống nối và bình nhận chất chưng cất, ví dụ bình đáy tròn, dung tích 50ml (xem hình 1).

Hình 1: Thiết bị cô đặc fenola từ chất chiết ete trong điều kiện chưng cất đẳng nhiệt.

6.5. Cột thủy tinh, dài 20cm, đường kính trong 12mm, được vuốt thon ở đáy, được nhồi 5cm silicagen (5.8), được rửa sạch trước bằng dietylete (xem 5.7).

6.6. Thiết bị lắc, máy lắc thẳng.

6.7. Phễu tách, với khóa vặn polytetranfloroetylen (PTFE), dung tích 100ml, 250ml và 1000ml.

6.8. Bình đo, dung tích 5ml, 10ml và 1000ml.

6.9. Cốc đun, dung tích 100ml, 250ml và 1000ml.

6.10. Cột vigreux, chiều dài 50cm.

6.11. Bình định cỡ đáy tròn côn, dung tích 10ml.

6.12. Chai đựng mẫu với vách ngăn mạ PTFE, dung tích 2ml và 5ml, hoặc một thiết bị khác để bảo quản chất chiết.

6.13. Bình đo hình trụ, dung tích 250ml

6.14. Máy làm bay hơi, ví dụ máy làm bay hơi Đan mạch Kuderna

6.15. Sắc kí khí, hoàn toàn bằng thuỷ tinh, với đầu dò ion ngọn lửa hoặc đầu dò bắt điện tử (cho các fenola poly hoá) và cấp khí theo hướng dẫn của nhà sản xuất

6.16. ống thêm, dung tích 1Pl, 5Pl, 10Pl, 50Pl, 100Pl.

6.17. Cột mao dẫn cho sắc kí khí (xem bảng 2).

7. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu

Giữ các mẫu trong các chai thủy tinh nâu với vai hình côn, có dung tích 100ml đến 1000ml. Trước đó cho thêm vào đó 2ml axit sunfuric (5.l) cho 1000ml mẫu nước. Đổ đầy mẫu nước vào đầy các chai.

Bảo quản các chai ở khoảng 40C cho đến khi được đưa phân tích, pH phải nhỏ hơn 2, nếu không cho thêm axit nữa.

Bảng 2 - Ví dụ về các điều kiện tách biệt có thể có

Nếu nghi ngờ sự có mặt của các tác nhân oxy hóa, đặc biệt với sự có mặt của clo tự do, thêm vào khoảng 0,1g natri sunflt (5.4) vào l lít mẫu.

Tiến hành làm giàu trong khoảng 48h nếu có thể.

Bảng 3 - Biểu hiện của các cột nêu trong bảng 2

8. Trình tự thử

8.1. Làm giàu

8.1.1. Trình tự chung .

Cho 800ml mẫu nước đã đọc axit hóa vào một phễu tách.

Thêm lml dung dịch nội bộ (5.12) và làm cho đồng nhát bằng cách khuấy trong 1h.

Thêm 180ml dietylete (5.7).

Sau khi khuấy và bù áp suất, lắc cơ học trong 5 phút để chiết mẫu nước. (Tần số lắc phải vào khoảng 100/ph).

Để 30 phút để tách pha, sau đó bỏ pha nước đi.

Chuyển pha ete vào một phễu tách, dung tích 250ml (nếu cần, lọc pha ete qua một miếng len thủy tinh silic dioxyt, trước đó được rửa bằng dietylete).

Lắc chất chiết hai lần với 35ml natri hydroxyt dung dịch II (5.3).

Để tách pha trong 30ph và chuyển pha nước kiềm vào phễu tách dung tích 100ml (6.7)

Thêm 2ml axit sunfuric (5.l) và làm nguội phễu bằng nước đến nhiệt độ môi trường.

Lắc dung dịch với 15ml dietylete (5.7) trong 5ph, sau đó để yên 15ph. Hứng pha ete vào một bình có nút đậy, bỏ pha nước đi.

8.2.1. Chiết nước bị ô nhiễm

Để làm tinh khiết, cho chạy pha ete qua một cột đựng silicagen (6.5) với một lưu lượng khoảng 2 ml/ph.

Hứng pha ete vào bình cô đặc của thiết bị chưng cất (6.4).

Súc bình và cột thủy tinh bằng 10ml dietylete (5.7). Đổ nước rửa vào chất chiết

8.3.1. Cô đặc

Thêm 100Pl dietylamin (5.9) và cô các dung dịch ete (xem 8.l.l và 8.l.2) bằng chưng cất đẳng nhiệt tiến hành ở nhiệt độ môi trường (chưng cất cách thủy, 20⁰C đến 22⁰C) ở 0,4 bar.

Cho nitơ qua dung dịch. Điều này sẽ giúp đề phòng chậm sôi và bảo quản được các hợp chất fenola.

Điều chinh dòng nitơ bằng một kẹp ống, đến mức các bọt cá biệt có thể nhận biết ngay được.

Cô phần chiết đến một thể tích còn lại là 100µ đến 200µl.

Bu áp suất. Xúc ống phân phối khí với 100 µl đến 200 µl, dioxan (5.6), cùng lúc súc thành bình làm giàu bằng cách xoay nó một cách cẩn thận.

Đậy bình cho đến khi chất cô đã tụ lại (se mất khoảng 20 phút).

Lấy dung dịch cặn bằng ống tiêm, xác định thể tích của nó và chuyển nó vào một lọ lấy mẫu nhỏ.

Tiến hành phân tích sắc kí khí cảng sớm càng tốt, nếu không, làm đông chất chiết ở 20⁰C. Thời gian bảo quản tối đa cho phép là một tuần.

Chú thích:

1) Có thể dùng một bơm chân hhông tia nước để có được áp suất chân không.

2) Các loại thiết bị chưng cất khác cũng có thể thích hợp (ví dụ Kuderna Dan Mạch).

3) Bắt đầu bằng một thể tích mẫu 800ml và một thể tích cặn là 200µl, yếu tố làm giàu là 4000. Nó có thể được tăng đến khoảng 104 bằng cách thay đổi các thể tích hoặc giảm trong trường hợp nâng nồng độ bằng cách pha loãng với dioxan (5.6).

8.2. Sắc kí khí

Kiểm tra sự thích hợp của các cột tách (xem sổ tay của nhà chế tạo).

Các cột mao dẫn thích hợp là các cột không hoặc ít cho thấy có cặn và tách được về phía trên đường cơ sở.

Do lượng gây nhiễu có thể có, các chất được xác định có dùng hai cột phân cực khác nhau

Nói chung, có thể dùng một đầu dò ion hóa ngọn lửa để dò. Điều này tạo ra một quan hệ tuyến tính giữa nồng độ của yểu tố xác định và tín hiệu đầu dò. Đối với các fenola polyclo hóa, một đầu dò bắt điện tử có thể là thích hợp hơn do độ nhậy cảm cao hơn của nó. Phạm vi làm việc tuyến tính của đầu dò này bị hạn chế, hệ số phản ứng riêng phải được xác định cho mỗi chất.

Nhằm cho phép một sự xác định tin cậy, có thể ứng dụng một đầu dò lựa chọn khối lượng. Xem bảng 2 về các ví dụ về các điều kiện tách có thể có được.

Chú thích: Để cho phép phun đồng thời, cả hai cột mao dẫn phải được nối với vòi phun. Ngay cả với kĩ thuật này, trong tất cả các trường hợp không thể tránh khỏi một sự phủ định. Chỗ nào có xuất hiện phủ đỉnh, sẽ có được những kết quả định lượng khác nhau và kết quả nhó hơn chắc chắn là kết quả đúng nhất. Trong các trường hợp này, phải áp dụng một hệ thống dò khác, thí dụ một phối kế phối hoặc một trình tự điều chế dẫn xuất để xác định và định lượng việc xác định.

8.3. Xác định mẫu trắng

Trước khi phân tích và, nếu cần, trong khi phân tích, tiến hành xác định mẫu trắng bằng cách dùng nước (xem điều 5).

Tiến hành phân tích mẫu trắng qua toản bộ quá trmh phân tích, bắt dầu bằng việc lấy mẫu và bao gồm tất cả các bước đến việc đánh giá sắc phổ khí.

Thành phần mẫu trắng phải rất thấp, ví dụ như nhỏ hơn 10% của trị số thấp nhất đo được. Nếu như không phải là trường hợp này, áp dụng một trình tự từng bước một để tìm ra lí do và để hạn chế đến mức thấp nhất thành phần mẫu trãng (ví dụ như chiết trước ete). Chỉ cho phép trừ thành phần mẫu trắng khỏi trị số đo được trong các trường hợp độ lệch chuẩn của mẫu trắng không vượt quá độ lệch chuẩn của toàn bộ trình tự, nếu không các trị số trắng phải được giảm đi.

9. Hiệu chỉnh trên toàn bộ trình tự có dùng chuẩn nội bộ

Khi áp dụng trình tự này, việc xác định nồng độ không phụ thuộc vào sai số về phun có thể có và cả ở lnột mức độ nào đấy, phụ thuộc vào thể tích của tác nhân chiết (tỉ số pha thể tích). Việc xác định thỉnh thoảng bị ảnh hưởng bởi những hiệu ứng mạng nào đó trong mẫu, miễn là tốc độ phục hồi từ chất nghiên cứu i và của mẫu chuẩn nội bộ 1 là gần như nhau.

Phải chọn một chất có các tính chất lí hóa tương tự (tính chất chiết, áp suất hơi, thời gian duy trì, tín hiệu đo trong đấu dò, phản ứng trong ECD) đối với những chất xác định cần được chọn làm chuẩn nội bộ. Hợp chất này, hoặc một hợp chất tương tự, không được có mặt trong dung dịch thử. Trước khi phân tích, mẫu chuẩn nội bộ I được cho thêm vào mẫu thử với một nồng độ đã biết. Việc lựa chọn một chất thích hợp thường là khó khăn và khả năng áp dụng của nó phải được thử mỗi lần. Có thể áp dụng một số mẫu chuẩn nội bộ.

Có thể sử dụng các mẫu chuẩn nội bộ sau đây trong trình tự này:

- l,4- dibromo fenola; hoặc

- l,5- dibromo fenola.

Chỉ có thể sử dụng chức năng hiệu chuẩn đã được đánh giá cho một chất riêng biệt trong một dãy nồng độ quy định; nó cũng phụ thuộc vào sắc kí khí và phải được kiểm tra đều đặn.

Khi hiệu chỉnh trên toàn bộ trình tự, cho thêm một khối lượng riêng biệt của chuẩn mẫu nội bộ hòa tan trong axeton (ví dụ l,0Pg) vào phần mẫu thử (ví dụ 800ml).

Nồng độ khối lượng p1 phải như của hiệu chỉnh và các phần mẫu thử. Khi thêm vào mẫu chuẩn nội bộ, thể tích của những chất làm dung môi không được vợt quá l ml/l.

Bảng 4 đưa ra lời giải thích của các chữ ghi bên dưới dùng trong phương trình l và 2 và văn bản tiếp theo.

Bảng 4 - Giải thích các chữ ghi bên dưới dùng trong các kí hiệu

Chuẩn bị các chuẩn hiệu chỉnh bằng cách thêm chuẩn nội bộ tiếp theo bằng cách chiết và xác định sắc kí khí. Chuẩn bị một biểu đồ hiệu chính bằng cách lập biểu đồ tỉ số của các nồng độ khối lượng của chất xác định so với nồng độ của chuẩn nội bộ (Uie/y1) trên hoành độ, đối với tỉ số của các chiều cao đinh hoặc các diện tích của chát xác định và chuẩn mẫu nội bộ (pie/l)

Trong đó:

y_ie là trị số của chất i trong hiệu chỉnh, phụ thuộc vào pie, đơn vị phụ thuộc vào cách thức đánh giá, ví dụ như diện tích đỉnh;

y_Ie là trị số chuẩn của mẫu nội bộ I trong hiệu chỉnh; phụ thuộc vào pl đơn vị phụ thuộc vào cách thức đánh giá, ví dụ như diện tích đỉnh;

p_ie là nồng độ khối lượng, tính bằng microgam trên lít, của chất xác định i trong dung dịch hiệu chỉnh;

p_l là nồng độ khối lượng, tính bằng microgam trên lít, của chuẩn nội bộ l trong dung dịch hiệu chỉnh (nước theo điều 5; nồng độ thêm vào phải luôn luôn như nhau);

m_il là độ nghiêng của đường cong hiệu chỉnh từ yie/yl như một hàm của tỉ số nồng độ khối lượng pie/pl (thường hay gọi là hệ số đáp ứng Fi);

b_il là phần bị chắn của đường cong hiệu chỉnh trên tung độ.

10. Đánh giá

10.1. Xác định các kết quả đơn

Nồng độ khối lượng pl của chất i trong một phần mẫu thử được tính bằng phương trình 2, với điều kiện là nồng độ của chuẩn nội bọ luôn luôn như nhau.

Trong đó:

p_l là nồng độ khối lượng, tính bằng microgam trên lít, của chất i trong phần mẫu thử;

y_i là trị số đo được của chất i trong chất chiết của phần mẫu thử (với điều kiện là cùng một trình tự được áp dụng như với hiệu chỉnh và phép đo phần mẫu thử), đơn vị tùy thuộc vào việc đánh giá, ví dụ như các trị số diện tích;

y_l là trị số đo được cho chuẩn nội bộ trong chất chiết của phần mẫu thử, đơn vị tùy thuộc vào việc đánh giá.

m_il, b_il và p_l, xem phương trình (1).

10.2. Nhận xét về việc xác định tốc dộ phục hồi

Trong các mẫu với một ma trận khó mà ở đó việc đánh giá không chắc chắn vì có những độ lệch trong tốc độ phục hồi, ảnh hưởng của ma trận có thể được kiểm tra bằng sự bổ sung chuẩn mẫu của một chất đã biết.

Một tốc độ phục hồi cao là điều kiện tiên quyết cho một độ lặp lại tốt các kết quả. Những độ lệch lớn hơn từ các trị số này có thể do các khó khăn trong trình tự chiết.

Sự phục hồi có được như vậy chỉ có giá trị đối với tỉ số pha - thể tích đã dùng; với các tỉ số pha - thể tích sai lệch tốc độ phục hồi phải được xác định lại.

10.3. Tóm tắt kết quả

Tính toán kết quả định lượng từ các kết quả đơn có được từ các khảo sát có sử dụng các cột có độ phân cực khác nhau. Có thể dùng các kết quả đơn này chừng nào hiệu số giữa các kết quả từ các cột khác nhau còn nhỏ hơn độ lệch chuẩn của phương pháp.

Trong trường hợp hiệu số lớn hơn, báo cáo trị số nhỏ hơn như là kết quả bởi vì các hỗn hợp không được tách có thể là lí do của độ lệch. Điều này phải được ghi rõ cùng với kết quả.

11. Biểu thị kết quả

Khi công bố kết quả, phải tính đến độ nhạy tương đối của đầu dò đã chọn. Trong trường hợp của đầu dò ion hóa ngọn lửa, cho các trị số nhỏ hơn hoặc bằng 10 chính xác đến Pg/l. Trong trường hợp của các trị số đấu dò bắt điện tử, cho các trị số nhỏ hơn hoặc bằng 1 Pg/l chính xác đến 0,1 Pg/l, nhưng với không quá 2 con số có ý nghĩa.

Ví dụ:

2 - metylfenola15 µg/l

2,4,6 – triclorofenola 0,2 µg /l

12. Biên bản thử

Biên bản thử phải bao gồm các thông tin sau:

a) Ghi tham khảo của tiêu chuẩn này;

b) Xác định mẫu;

c) Kết quả, theo điều 10;

d) Cách xử lí trước đối với mẫu, nếu thích hợp;

e) Mọi sai khác so với trình tự này và mọi tình huống (lựa chọn tác nhân chiết, tỉ số chiết, độ lệch so với tuyến tính trong trình tự hiêu chỉnh) có thể ảnh hưởng đến kết quả.