Mục tiêu phát hiện
Xác định tổng lượng hydrocarbon dầu mỏ có thể thu hồi trong chất thải rắn
Tổng quan
Dung dịch này tuân thủ Phương pháp EPA 8440 Xác định tổng lượng hydrocarbon dầu mỏ có thể thu hồi bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại. Tiêu chuẩn này được sử dụng để đo tổng lượng hydrocarbon dầu mỏ có thể thu hồi (TRPH) được chiết xuất bằng carbon dioxide siêu tới hạn từ các mẫu trầm tích, đất và bùn. Nó không áp dụng được cho việc đo xăng và các phân đoạn dầu mỏ dễ bay hơi khác do tổn thất bay hơi.
Các mẫu đất được chiết xuất bằng carbon dioxide siêu tới hạn. Các chất gây nhiễu được loại bỏ bằng silica gel, bằng cách lắc dịch chiết với silica gel dạng bột hoặc bằng cách cho dịch chiết đi qua cột chiết pha rắn silica gel. Sau khi phân tích hồng ngoại (IR) dịch chiết, TRPH được định lượng bằng cách so sánh trực tiếp với các chất chuẩn.
Phạm vi áp dụng
Phương pháp này có thể áp dụng để xác định 10 N-methylcarbamate, bao gồm Aldicarb (Temik), Aldicarb Sulfone, Carbaryl (Sevin), Carbofuran (Furadan), Dioxacarb, 3-Hydroxycarbofuran, Methiocarb (Mesurol), Methomyl (Lannate), Promecarb và Propoxur (Baygon), trong đất, nước và chất thải bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại.
Phương pháp này cũng thích hợp để xác định tổng lượng hydrocarbon dầu mỏ có thể thu hồi (TRPHS) trong dịch chiết chất thải rắn thu được bằng phương pháp sắc ký chất lỏng siêu tới hạn. Tuy nhiên, nó không áp dụng được cho việc phân tích xăng hoặc các thành phần dễ bay hơi khác.
Phương pháp này có thể phát hiện các hợp chất có thể chiết xuất ở nồng độ 10 mg/L. Khi chiết xuất mẫu 3 g (giả sử hiệu suất chiết xuất là 100%), điều này tương ứng với giới hạn phát hiện là 10 mg/kg trong đất.
Nguyên tắc
Mẫu được chiết xuất bằng phương pháp chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn (SFE), và các chất gây nhiễu được loại bỏ bằng cách sử dụng gel silica khối hoặc các hộp chiết xuất pha rắn gel silica (SPE). Mẫu được phân tích bằng quang phổ hồng ngoại (IR) bằng cách so sánh với các mẫu chuẩn.
Thuốc thử và vật liệu
Tetrachloroethylene, loại dùng trong quang phổ.
Vật liệu hỗn hợp dầu tham khảo, loại dùng cho phân tích quang phổ.
1) n-Hexadecane
2) Isooctan
3) Clorobenzen
Gel silica
1) Ống chiết pha rắn silica gel (kích thước hạt 40 μm, lỗ xốp 60 Å), 0,5 g.
2) Gel silica, cỡ hạt 60-200 mesh (đã khử hoạt tính bằng 112% nước).
Hỗn hợp hiệu chuẩn
1) Dầu tham khảo: Cho 15,0 ml n-hexane, 15,0 ml isooctane và 10,0 ml chlorobenzene vào chai thủy tinh có nút đậy kín 50 ml. Vặn chặt nút để tránh bay hơi. Bảo quản ở 4°C.
2) Dung dịch chuẩn gốc: Chuyển 0,5 ml dầu tham chiếu vào bình định mức 100 ml đã được cân trước và đậy kín ngay lập tức. Cân lại và pha loãng đến vạch bằng Tetrachloroethylene.
3) Dung dịch chuẩn làm việc: Chuyển một thể tích thích hợp dung dịch chuẩn gốc vào bình định mức 100 ml dựa trên kích thước cuvet. Pha loãng đến thể tích bằng Tetrachloroethylene. Tính nồng độ dựa trên dung dịch chuẩn gốc.
Hiệu chuẩn làm sạch bằng gel silica
1) Chuẩn bị dung dịch gốc dầu ngô và dầu khoáng bằng cách cho 1 ml (0,5-1 g) mỗi loại vào bình định mức 100 ml đã được cân trước. Cân đến miligam gần nhất. Pha loãng đến vạch bằng Tetrachloroethylene, trộn đều và hòa tan cho đến khi toàn bộ chất lỏng tan hoàn toàn.
2) Chuẩn bị dung dịch pha loãng đến nồng độ mục tiêu mong muốn khi cần thiết.
3) Chuyển 2 ml (hoặc thể tích thích hợp) mẫu dầu ngô/dầu khoáng đã pha loãng vào lọ đựng mẫu. Thêm 0,3 g silica gel dạng khối và lắc hỗn hợp trong 5 phút, hoặc cho hỗn hợp đi qua cột SPE silica gel 0,5 g. Nếu sử dụng cột SPE, hãy tiền xử lý cột bằng 5 ml Tetrachloroethylene. Rửa giải bằng Tetrachloroethylene và thu lấy 3 ml dịch rửa giải. Nếu sử dụng silica gel dạng khối, hãy lọc dịch chiết qua bông thủy tinh sạch (sử dụng pipet thủy tinh dùng một lần).
4) Chuyển dịch rửa giải hoặc dịch chiết vào cốc đo IR sạch. Xác định các phân đoạn rửa giải chứa hydrocarbon (2800-3000 cm⁻¹).-1) không có sự can thiệp của dầu ngô (1600-1800 cm-1(dải este). Nếu kết quả quét IR cho thấy khả năng hấp phụ của gel silica quá mạnh hoặc không đủ (tức là dầu ngô cùng được tách ra với các hydrocarbon mục tiêu), hãy chọn một lô gel silica hoặc hộp SPE mới.
Nhạc cụ và phụ kiện
Máy quang phổ FTIR HKL-8440 dùng để đo tổng lượng hydrocarbon dầu mỏ có thể thu hồi., loại quét hoặc loại bước sóng cố định, có khả năng quét gần 950 cm-1.
Cuvet, có chiều dài đường truyền 10 mm, 50 mm và 100 mm, được làm bằng natri clorua hoặc thủy tinh chuyên dụng cho tia hồng ngoại.
Máy khuấy từ, được trang bị thanh khuấy phủ PTFE.
Quy trình thử nghiệm
1. Chuẩn bị mẫu bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng (LLE) hoặc chiết pha rắn (SPE) pha thuận.
2. Thêm 0,3 g silica gel dạng khối vào dịch chiết và lắc hỗn hợp trong 5 phút. Hoặc, cho dịch chiết đi qua cột SPE chứa 0,5 g silica gel (đã được xử lý trước với 5 ml Tetrachloroethylene). Nếu sử dụng silica gel dạng khối, lọc dịch chiết qua bông thủy tinh sạch (sử dụng pipet thủy tinh dùng một lần).
3. Sau khi làm sạch bằng silica gel, chuyển dung dịch vào cuvet IR và đo độ hấp thụ. Nếu độ hấp thụ vượt quá phạm vi tuyến tính của máy quang phổ IR, hãy pha loãng mẫu thích hợp và phân tích lại. Hiệu quả hấp phụ của silica gel cũng có thể được đánh giá bằng cách lặp lại quá trình làm sạch và phân tích.
4. Chọn dung dịch chuẩn làm việc có nồng độ thích hợp và chọn kích thước cuvet phù hợp dựa trên các hướng dẫn sau:
Chiều dài đường đi (mm) | Khoảng nồng độ (μg/ml, chiết xuất) | Thể tích (ml) |
10 | 5–500 | 3 |
50 | 1–100 | 15 |
100 | 0,5–50 | 30 |
5. Hiệu chuẩn thiết bị bằng cách sử dụng một loạt dung dịch chuẩn và cuvet phù hợp. Đo độ hấp thụ của mỗi dung dịch trực tiếp tại bước sóng cực đại (~2950 cm⁻¹).-1và xây dựng đường cong hiệu chuẩn nồng độ hydrocarbon dầu mỏ so với độ hấp thụ.
Tính toán kết quả
Nồng độ TRPH trong mẫu được tính bằng công thức sau: ω (TRPH)= (R×D×V)/W
Ở đâu:
R = nồng độ TRPHs (mg/ml), thu được từ đường cong hiệu chuẩn
V = Thể tích dịch chiết (ml)
D = Hệ số pha loãng của dịch chiết (nếu có)
W = Khối lượng của mẫu vật rắn (kg)