Soil quality determination of mineral oil content method by infrared spectrometry and gas chromato -graphic method

Chú thích

- tốc độ quét quá nhanh và/hoặc độ rộng băng sóng quá lớn;

- chùm tia bức xạ không đồng nhất, có thể do nguồn bức xạ đã yếu (cũ), hệ thống quang bị nhiễm bẩn và/hoặc sự phá hỏng của cam trong chùm tia so sánh. Lặp lại phép đo với tốc độ quét chậm hơn và/hoặc độ rộng băng sóng, nhỏ hơn sẽ cho câu trả lời quyết định.

8.4.2. Tiến hành đo

Đo độ hấp thụ của dịch chiết đã được làm sạch chuẩn bị theo 8.3 như sau

Đổ đẩy dịch chiết vào cuvet (6.2.l) có chiều dầy bằng 1,00 cm, đậy cuvet và đặt vào chùm tia của mẫu thử, của quang phổ kế (6.2.2). Chuẩn bị khoảng, 50 ml “CFF” (5.l.l) được làm sạch theo quy trình giống như quy trình làm sạch dịch chiết được chuẩn bị theo 8.3. Đổ đầy “CFE” ,vào một cuvet khác t­ương tự, đậy cuvet này lại và đặt vào chùm tia đối chứng của quang phổ kế. Ghi phổ tại số sóng từ 3125 cm^-1 đến 2800 cm^-1. Kẻ một đường thẳng qua hai độ truyền qua đo được tại số sóng 3125 cm^-1 và 2800 cm^-1 và xác định độ hấp thụ tại các điểm cực đại ở khoảng 2925 cm^-1, 2958 cm^-1 và 3030 cm^-1 trên cơ sở đường thẳng này. (Xem hình 2).

Nếu tại một đỉnh có độ hấp thụ lớn hơn 0,8 thì phải pha loãng dịch chiết. Pha loãng một phần của dịch chiết bằng "CFE" đã sạch (hệ số pha loãng, DF) và ghi phổ. Bằng cách khác, có thể sử dung một cuvet có chiều dầy bằng 0,2 cm để đo phổ cho cả chùm tia xác định và đối chứng.

Nếu không có đỉnh nào có độ hấp thụ lớn hơn 0,1 thì cô đặc dịch chiết bằng thiết bị theo 6.3.2 đến thể tích từ 4 ml đến 5 ml (hệ số cô đặc, CF). Đo phổ dịch chiết cô đặc bằng một cuvet có chiều dầy 1,00 cm theo trình tự nêu ở trên, sử dụng "CFE" đã được cô đặc theo cùng cách để đối chiếu.

Chú thích -

24. Độ truyền qua thấp hơn 100% một cách rõ rệt tại 3 125 cm^-1 cho biết sự có mặt của các hợp chất phân cực trong dịch chiết. Điều này phải được đề cập đến trong báo cáo thử nghiệm.

25. Sử dụng pipet là không phù hợp để lấy chính xác "CFE" bởi vì dòng "CFE" từ pipet ra thường đọng lại ở đỉnh do trọng lượng riêng của nó cao.

8.4.3. Tính toán

Tính toán hàm lượng dầu khoáng theo công thức:

DF.SF.V a₁ a₂ a₃ 100

w₀ = ------------- x --- + --- + --- x --------

CF.m.l C₁ C₂ C₃ w_dm

Trong đó:

w₀ là hàm lượng dầu khoáng, tính bằng miligam/kilogam (mg/kg) theo chất khô;

CF là hệ số cô đặc (CF > 1);

DF là hệ số pha loãng (DF > 1);

m là khối lượng đất xử lý sơ bộ lấy để phân tích, tính bằng kilogam;

V là thể tích của dịch chiết "CFE" (5.l.l) ( = 50 ml), tính bằng mililit;

SF là hệ số chất thêm từ quá trình xử lý sơ bộ;

1 là chiều dầy của cuvet, tính bằng centimet;

a₁ là độ hấp thụ của pic tại khoảng 3030 cm^-1 ;

a₂ là độ hấp thụ của pic tại khoảng 2958 cm^-1;

a₃ là độ hấp thụ của pic tại khoảng 2925 cm^-1;

xác định theo thực nghiệm từ các sản phẩm dầu khoáng khác nhau ( = 3,9 ml/mg.cm) (xem [4]);

w_dm là hàm lượng chất khô, được biểu thị bằng phần trăm theo khối lượng.

Làm tròn kết quả đến một con số có nghĩa khi hàm lượng tính được nhỏ hơn 100 mg/kg.

Làm tròn kết quả đến hai con số có nghĩa khi hàm lượng tính được lớn hơn 100 mg/kg.

Kiểm tra hàm lượng t­ương đối của hydrocacbon thơm như sau

Tính th­ương số a₁/(a₂ + a₃)- Nếu th­ương số này lớn hơn 0,12 thì mẫu có chứa hàm lượng hydrocacbon thơm cao. Điều này phải được nêu ra trong báo cáo thí nghiệm.

Chú thích -

27. Th­ương số 0,12 được xác định trong hỗn hợp của gasoil, benzen, toluen và o-xylen có tỷ lệ 3:1:1:1 theo khối lượng.

28. Hệ số chất thêm (bổ sung), SF, hiệu chỉnh cho các chất thêm vào trong khi xử lý sơ bộ mẫu, ví dụ với chất làm khô hóa học như sau:

SF = Khối lượng của đất đem xử lý sơ bộ + Khối lượng của chất làm khô thêm vào/Khối lượng của đất đem xử lý sơ bộ.

8.5.1. Cô đặc dịch chiết.

Cân dịch chiết "CFE" hoặc phần còn lại (m₁) và dùng thiết bị cô đặc theo 6.3.2 cô đặc đến dung tích từ 4 ml đến 5 ml. Thêm 1,00 ml n-hexan (5.3.1) và cô đặc dưới dòng khí nitơ yếu đến thể tích cuối cùng là 1 ml. Cô đặc dịch chiết mẫu trắng (xem 8.1) theo cách t­ương tự.

8.5.2. Kiểm tra sự hoạt động của thiết bị

Dùng một trong các cột đã quy định (6.3.4) để phân tích sắc ký khí. Điều chỉnh sắc ký khí (6.3.3) để cung cấp sự phân tách tối ­ưu. n-alkan chuẩn (5.3.2) phải có đường nền tách biệt. Hệ số tách t­ương đối của n- alkan C₄₀ so với n- alkan C₂₀ ít-nhất là 0,7.

Tối ưu hóa sự phân tách của sắc ký đồ bắt đầu với các điều kiện sau:

Nhiệt độ đầu vào phụ thuộc vào loại buồng bơm mẫu

Nhiệt độ buồng cột 55⁰C trong 5 phút

15⁰C/phút đến 30⁰C/phút đến 300⁰C

300⁰C đến 325⁰C trong 20 phút

Nhiệt độ detector 350⁰C .

8.5.3. Tiến hành đo

Ghi sắc ký đồ của cột bằng cách bơm một thể tích n-hexan (5.3.1). Sau đó bơm ba lần cùng thể tích như nhau dung dịch dầu khoáng chuẩn (5.3.3) và ghi sắc đồ. Hiệu chỉnh ba sắc đồ này đối với cột bị “chảy máu” và tính độ lệch chuẩn của diện tích được đo. Độ lệch chuẩn của dầu khoáng chuẩn phải không lớn hơn 5%. Hiệu chuẩn detector bằng cách đo ít nhất bốn dung dịch dầu khoáng chuẩn.

Dùng các kết quả này để dựng một đồ thị hiệu chuẩn. Phải đảm bảo rằng detector được vận hành trong khoảng tuyến tính của nó. Trong khoảng này, chọn một chuẩn thích hợp để định lượng. Ghi sắc đồ của dịch chiết mẫu trắng và của dịch chiết mẫu thử (xem 8.3) ở cùng một điều kiện. Hiệu chỉnh mẫu thử theo mẫu trắng.

Chú thích -

30. Sự tăng mẫu trắng có thể cho biết việc sử dụng các thuốc thử không tinh khiết hoặc dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh sử dụng bị nhiễm bẩn.

8.5.4. Các thông số tích phân

Để tích phân sắc ký đồ, xác định diện tích tổng từ n-alkan C₄₀ đến n-alkan C₄₀ Bắt đầu tích phân tại thời gian lưu của n-alkan C₁₀ ở mức tín hiệu trước pic của dung môi. Kết thúc tích phân diện tích tổng ngay trước thời gian lưu của n-alkan C₄₀ ở cùng mức tín hiệu (xem phụ lục B). Tích phân chuẩn nội theo cùng một cách với pic riêng biệt.

Chú thích -

32. Sự xuất hiện các pic trên pic dung môi có thời gian lưu nhỏ hơn của n-alkan C₁₀ không phải bắt nguồn từ "CFE" và/hoặc n-hexan chỉ ra rằng mẫu có chứa các cấu tử dễ bay hơi. Điều này phải nêu ra trong báo cáo thử nghiệm.

33. Đường nền không nằm ngang ở cuối của sắc đồ (thời gian lưu lớn hơn n-alkan C₄₀) có tín hiệu lớn hơn tín hiệu từ cột bị “chảy máu”, chỉ ra rằng mẫu thử có thể chứa các hydrocacbon có nhiệt độ sôi cao. Điều này phải đề cập trong báo cáo thử nghiệm.

34. Khoảng nhiệt độ sôi của dầu khoáng có thể xác định từ thời gian lưu tương đối so với điểm sôi của chuẩn n-alkan (5.3.2) (xem Phụ lục B).

8.5.5. Tính toán

Tính hàm lượng dầu khoáng theo công thức

A_s dV_F SF 100

w₀ = ----- x _0,st x V_h x -------- x ------ x ------

A_st m₁ m₂ w_dm

trong đó

A_s là diện tích đã tích phân của dịch chiết mẫu thử;

A_st là diện tích đã tích phân của dung dịch chuẩn;

_o,st là nồng độ của dầu khoáng trong dung dịch chuẩn, tính bằng miligam/miliht;

V_h là thể tích của dịch chiết n-hexan, tính bằng mililit (= 1 ml);

d là tỷ trọng t­ương đối của "CFE" (=l,494);

m₁ là khối lượng của dịch chiết "CFE" còn lại đã được xử lý, tính bằng gam;

V_F là thể tích của dịch chiết freon thu được theo 8.2, tính bằng mililit;

SF là hệ số chất thêm thu được từ xử lý sơ bộ;

m₂ là khối lượng của đất đã xử lý sơ bộ, tính bằng kilogam;

w_dm là hàm lượng chất khô, tính bằng phần trăm.

Làm tròn kết quả đến một con số có nghĩa khi hàm lượng tính được nhỏ hơn 100 mg/kg.

Làm tròn kết quả đến hai con số có nghĩa khi hàm lượng tính được lớn hơn 100 mg/kg.

8.5.6. Kiểm tra chất lượng của việc sử dụng chuẩn nội

Hiệu suất thu hồi của chuẩn nội phải là

A_s,40 dV

----- x ------- x V_h = 10,1

A_st,40 m₁

trong đó

A_st,40 là diện tích của pic C₄₀ của dung dịch chuẩn;

d, V,m₁ và V_h như định nghĩa trong 8.5.5.

Chú thích -

36. Không sử dụng chuẩn nội để định lượng hàm lượng dầu khoáng. Nó chỉ được sử dụng để kiểm tra bước ghi sắc ký đồ, đặc biệt là việc kiểm soát quy trình bơm và hệ thống bơm.

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau:

a) viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) viện dẫn phương pháp đã được sử dụng (phương pháp A hoặc B, quy trình chiết Soxhlet hoặc lắc);

c) dấu hiệu đầy đủ để nhận dạng mẫu thử;

d) kết quả xác định;

e) tất cả những thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này và bất kỳ sự cố nào có ảnh hưởng đến kết quả thử.

PHỤ LỤC A

VÍ DỤ VỀ TÍCH PHÂN SẮC KÝ ĐỒ CỦA DẦU KHOÁNG

Hình A.1 là sắc ký đồ của một dầu khoáng chuẩn và hình A.2 là sắc ký đồ của một dịch chiết từ mẫu đất bị nhiễm bẩn bởi dầu khoáng.

Hình A.1 a) và A.2 a) là sắc ký đồ gốc, hình A.l b) và A.2 b) là sắc ký đồ của cột bị “chảy máu” sau khi bơm n-hexan và hình A.l c) và A.2 c) là sắc ký đồ gốc đã loại bỏ tín hiệu của cột bị “chảy máu”. Sắc ký đồ được tích phân từ n-decan (C₄₀) đến n-tetracontan (C₄₀). Phần tích phân có hình cong.

Các sắc ký đồ được chuẩn bị dưới các điều kiện sau:

Kỹ thuật bơm on-column

Thể tích bơm 0,2 l

Cột WCOT bằng thủy tinh dẻo

Chiều dài cột 10 m

Đường kính trong của cột 0,25 mm

Pha lỏng CP-Sil-5 CB

Chiều dầy phim 0,13 m

Khí mang nitơ

Áp suất 15 kPa

Detector ion hóa ngọn lửa

Nhiệt độ detector 325⁰C

Nhiệt độ buồng cột 50⁰C trong 5 phút

15⁰C /phút đến 300⁰C

300⁰C trong 10 phút

320⁰C trong 20 phút (làm sạch).

GIẢI THÍCH SỰ XÁC ĐỊNH KHOẢNG NHIỆT ĐỘ SÔI CỦA DẦU KHOÁNG TRÊN SẮC KÝ ĐỒ

Bảng B.l liệt kê các nhiê độ sôi của các n-alkan có từ 2 đến 44 nguyên tử cachon (C₂ đến C₄₄ sử dụng các nhiệt độ sôi này có sự so sánh giữa dịch chiết từ đất và hỗn hợp các n- alkan có thể được thực hiện để xác định-khoảng nhiệt độ sôi.

Bảng B.l - Nhiệt độ sôi của các n-alkhan

Số nguyên tử cácbon	Nhiệt độ sôi 0C
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44	-89 -42 0 36 69 98 126 151 174 196 216 235 253 271 287 302 317 331 344 356 369 380 391 402 412 422 432 441 450 459 468 476 483 491 498 505 512 518 525 531 537 543 548

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO