TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9464:2012 (ASTM D 6010-96) VỀ CHẤT THẢI RẮN – PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÁC VẬT LIỆU RẮN BẰNG DUNG MÔI TRONG BÌNH KÍN VỚI NĂNG LƯỢNG VI SÓNG

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9464:2012

ASTM D 6010-96

CHẤT THẢI RẮN – PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÁC VẬT LIỆU RẮN BẰNG DUNG MÔI TRONG BÌNH KÍN VỚI NĂNG LƯỢNG VI SÓNG

Standard practice for closed vessel microwave solvent extraction of organic compounds from solid matrices

Lời nói đầu

TCVN 9464:2012 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận hoàn toàn tương đương với ASTM D6010-96, Standard practice for closed vessel microwave solvent extraction of organic compounds from solid matrices, đã được rà soát năm 2006 và không thay đổi về nội dung kỹ thuật với sự cho phép của ASTM quốc tế, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn ASTM D6010-96 thuộc bản quyền ASTM quốc tế.

TCVN 9464:2012 do Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 200 Chất thải rắn biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CHẤT THẢI RẮN – PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÁC VẬT LIỆU RẮN BẰNG DUNG MÔI TRONG BÌNH KÍN VỚI NĂNG LƯỢNG VI SÓNG

Standard practice for closed vessel microwave solvent extraction of organic compounds from solid matrices

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này qui định phương pháp chiết các loại đất, cặn lắng, bùn thải và chất thải trong bình kín với năng lượng vi sóng để sau đó xác định tiếp các hợp chất hữu cơ không bay hơi và bán bay hơi với các kỹ thuật như sắc ký khí và sắc ký khí khối phổ.

1.1.1 Có thể chiết các hợp chất nêu trong các bảng từ Bảng 1 đến Bảng 5 từ các vật liệu có sẵn.

1.2. Phương pháp này có thể áp dụng cho các mẫu lọt qua sàng 10 mesh (cỡ lỗ 2 mm).

1.3 Giới hạn phát hiện và dải nồng độ tuyến tính đối với từng hợp chất phụ thuộc vào kỹ thuật sắc ký khí và sắc ký khí khối phổ được sử dụng và có thể tham khảo thêm sổ tay đi kèm thiết bị sử dụng.

1.4. Tiêu chuẩn này không đề cập đến các quy tắc an toàn liên quan đến việc áp dụng tiêu chuẩn. Người sử dụng tiêu chuẩn này phải có trách nhiệm lập ra các quy định thích hợp về an toàn và sức khoẻ, đồng thời phải xác định khả năng áp dụng các giới hạn quy định trước khi sử dụng. Xem thêm các thông tin về các mối nguy cụ thể (xem Điều 8).

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 2117:2009 (ASTM 1193-06), Nước thuốc thử- Yêu cầu kỹ thuật.

ASTM D3976, Practice for Preparation of Sediment Samples for Chemical Analysis (Phương pháp chuẩn bị các mẫu cặn lắng dùng cho các phép phân tích hóa học).

ASTM D5368, Test Methods for Gravimetric Determination of Total Solvent Extractable Content (TSEC) of Solid Waste Samples (Phương pháp xác định trọng lượng tổng hàm lượng được chiết bằng dung môi (TSEC) của các mẫu chất thải rắn).

United States Enviromental Protection Agency (USEPA), Test methods for evaluating solid vvaste Volume 1A: Laboratory manual physical/chemical methods (Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ (USEPA), Các phương pháp xác định chất thải rắn, Tập 1A: Sổ tay các phương pháp hóa/lý của phòng thử nghiệm).

Title 21, Code of Federal Regulations (CFR), Part 1030, and Title 47, Part 18 (Mục 21, Qui chuẩn Liên bang (CFR), Phần 1030, và Mục 47, Phần 18).

3. Tóm tắt phương pháp

3.1 Quy trình này đảm bảo cho nền mẫu tiếp xúc tốt với dung môi chiết ở 115 ^oC.

3.2. Phần mẫu chất rắn có khối lượng từ 1 g đến 5 g được chiết trong bình kín trong suốt với năng lượng vi sóng chứa 30 mL aceton-hexan (1+1).

3.3. Có thể đồng thời tiến hành chiết tới 12 mẫu.

3.4. Sau khi chiết, làm nguội các bình đến nhiệt độ phòng, mở nắp bình, tách riêng dung môi và mẫu bằng cách lắng, gạn, lọc hoặc ly tâm.

3.5. Quy trình này cung cấp mẫu phù hợp dùng cho các phép phân tích bằng sắc ký khí hoặc sắc ký khí khối phổ.

4. Ý nghĩa và ứng dụng

4.1. Việc chiết các chất ô nhiễm hữu cơ từ chất thải có thể đưa ra thông tin về độ nhạy của các hợp chất trong các đièu kiện ngâm chiết, những thay đổi chất lượng nước, hoặc các điều kiện tại chỗ khác.

4.2. Việc gia nhiệt nhanh, kết hợp với nhiệt độ vượt quá điểm sôi của dung môi hữu cơ ở điều kiện áp suất khí quyển, sẽ làm giảm thời gian chiết mẫu.

4.3. Một lượng nhỏ dung môi (30 mL) được sử dụng sẽ làm giảm chi phí và thời gian chuẩn bị mẫu.

5. Cản trở

5.1. Các tạp chất có trong dung môi, dụng cụ của phòng thí nghiệm, và các dụng cụ kim loại khác được dùng trong quá trình xử lý mẫu có thể gây cản trở cho phương pháp dẫn đến các hiện tượng giả hoặc nâng các đường nền trong biểu đồ sắc ký khí. Thông qua phép phân tích các mẫu trắng thuốc thử, người phân tích phải chứng minh rằng hệ thống thiết bị và các vật liệu không gây cản trở.

5.2. Sử dụng các dung môi có độ tinh khiết cao sẽ làm giảm thiểu các cản trở.

5.3. Các tạp chất gây cản trở trong nền mẫu cùng được chiết khỏi mẫu. Mức độ cản trở của nền mẫu có thể khác nhau đáng kể đối với từng mẫu.

5.4. Sau khi làm sạch, các lớp lót và nắp bình phải được bảo quàn trong môi trường sạch, tránh sự tích tụ các chất nhiễm bẩn.

Bảng 1 – Độ thu hồi chất phân tích khó bay hơi từ đất tầng mặt mới được thêm chuẩn

Chất phân tích	Mức thêm chuẩn, mg/kg	Độ thu hồi trung bình, %	RSD, %
Acenaphthen	5,0	97,6	9,8
Acenaphthylen	5,0	100	10
Acetophenon	5,0	92,2	12
4-Aminobiphenyl	5,0	77,3	9,5
Aniline	5,0	68,1	7,5
Anthracen	5,0	108	9,2
Benzidin	5,0	0
Benzoic acid	5,0	42,3	13
Benzo(a)anthracen	5,0	113	9,4
Benzo(b)fluoranthen	5,0
Benzo(k)fluoranthen	5,0	116	9,3
Benzo(g,h,i)perylen	5,0	111	4,7
Benzo(a)pyren	5,0	110	8,6
Benzyl alcohol	5,0	96,1	9,0
Bis(2-chbroethoxy)methan	5,0	92,4	9,8
Bis(2-chloroethybether	5,0	96,0	11
Bis(2-chloroisopropyl)ether	5,0	95,2	12
Bis(2-ethylhexybphthalate	5,0	116	9,3
4-Bromophenylphenyl ether	5,0	108	9,0
Butyl benzyl phthalat	5,0	116	9,8
4-Chloroanilin	5,0	97,0	9,2
1-Chloronaphthalen	5,0	104	12
2-Chloronaphthalen	5,0	91,8	7,3
4-Chloro-3-methylphenol	5,0	107	12
2-Chlorophenol	5,0	94,5	7,8
4-Chlorophenyl phenyl ether	5,0	106	9,7
Chrysene	5,0	111	8,8
Dibenzo(a,j)acridin	5,0	10,6	34
Dibenzo(a,h)anthracen	5,0	110	5,9
Dibenzofuran	5,0	98,8	9,9
Di-n-butyl phthalat	5,0	113	9,4
1,2-Dichlorobenzen	5,0	89,9	12
1,3-Dichlorobenzen	5,0	87,6	13
1,4-Dichlorobenzen	5,0	87,3	13
3,3-Dichlorobenzidin	5,0	96,8	12
2,4-Dichlorophenol	5,0	97,5	8,0
2,6-Dichlorophenol	5,0	93,1	12
Diethyl phthalate	5,0	111	8,0
Dimethylaminoazobenzen	5,0	116	11
7,12-Dimethylbenz(a)anthracen	5,0	128	7,0
-Dimethylphenethylamin	5,0	7,0	4,1
2,4-Dimenthylphenol	5,0	107	9,4
Dimethyl phthalat	5,0	106	8,4
4,6-Dinitro-2-methylphenol	5,0	57,6	9,3
2,4-Dinitrophenol	5,0	17,2	39
2,4-Dinitrotoluen	5,0	98,2	6,2
2,6-Dinitrotoluen	5,0	98,5	9,9
1,2-Diphenylhydrazin B	5,0	108	11
Di-n-octyl phthalat	5,0	117	12
Ethyl methanesulfonat	5,0	77,9	10
Fluoranthen	5,0	110	8,7
Fluoren	5,0	101	10
Hexachlorobenzen	5,0	108	8,9
Hexachlorobutadien	5,0	89,5	11
Hexachlorocyclopentadien	5,0	60,9	14
Hexachloroelhan	5,0	83,7	13
lndeno(1,2,3-cd)pyren	5,0	99,2	6,2
Isophoron	5,0	88,7	8,5
3-Methylcholanthren	5,0	117	8,6
Methyl methanesulfonat	5,0	48,5	28
2-Methylnaphthalen	5,0	104	9,3
2-Methylphenol	5,0	95,1	8,5
4-Methylphenol	5,0	92,4	11
Naphthalene	5,0	95,0	12
1-Naphthylamin	5,0	57,8	8,7
2-Naphthylamin	5,0	73,5	9,0
2-Nilroanilin	5,0	100	7,7
3-Nitroanilin	5,0	96,8	8,5
4-Nitroanilin	5,0	99,0	8,5
Nitrobenzen	5,0	88,4	19
2-Nitrophenol	5,0	85,3	10
4-Nitrophenol	5,0	104	6,0
N–nitroso-di-n-butylamin	5,0	97,5	9,3
N-nitroso-di-n-propylamin	5,0	87,5	20
N-nitrosopiperidin	5,0	90,8	7,6
Pentachlorobenzen	5,0	101	9,1
Pentachloronitrobenzen	5,0	109	9,7
Pentachlorophenol	5,0	86,2	8,1
Phenacetin	5,0	97,0	12
Phenanthren	5,0	109	8,5
Phenol	5,0	97,3	9,2
2-Picolin	5,0	7,7	30
Pronamid	5,0	120	11
Pyren	5,0	113	8,4
1,2,4,5-Tetrachlorobenzen	5,0	91,2	8,6
2,3,4,6-Tetrachlorophenol	5,0	104	7,3
1,2,4-Trichlorobenzen	5,0	89,3	11
2,4,5-Trichlorophenol	5,0	95,1	12
2,3,6-Trichbrophenol	5,0	96,4	6,7
2-Fluorobipenyl	5,0	92,9	8,0
2-Fluorophenol	5,0	95,4	7,7
Nitrobenzene-d5	2,5	92,2	9,8
Phenol-d5	5,0	98,9	9,7
Terphenyl-d14	2,5	112	10
2,4,6-Tribromophenol	5,0	92,3	7,7
A Đất mặt được sấy khô khi thêm chuẩn. Số lượng phép xác định bằng ba. Các phép xác định được tiến hành theo phương pháp sắc ký khí khối phổ. Tất cả độ thu hồi được hiệu chỉnh cho các chất phân tích bị mất trong quá trình bay hơi dung môi xác định, đặc biệt đối với độ thu hồi bằng phương pháp chiết trong bình kín với năng lượng vi sóng. B Được xác định như azobenzen.

6 Thiết bị, dụng cụ

6.1. Hệ thống gia nhiệt bằng vi sóng

Hệ thống gia nhiệt của phòng thử nghiệm dùng bình có khả năng phân phối tối thiểu 900 w công suất của bình. Hệ thống này phải có khả năng điều chỉnh được công suất 1 % và thời gian 1 s. Bình phải có khả năng đo và kiểm soát nhiệt độ của dung môi trong bình chiết. Khoang của bình phải được chế tạo sao cho ngăn được kim loại phóng hồ quang xảy ra từ khi xuất hiện trong khoang đó. Khoang bình phải có hệ thống thông gió để tạo được sự thay đổi không khí trong khoang 10 lần trên phút. Hệ thống thông gió có chứa bộ cảm biến dòng không khí và cảm biến dung môi, có khả năng phát hiện khi không có dòng không khí đi qua và nồng độ dung môi thấp hơn giới hạn gây nổ và tắt nguồn vi sóng. Khoang bình phải có bàn xoay dao động 360° để đảm bảo gia nhiệt đều cho mẫu và có thể lấy dung môi chứa trong bình-được thông khí. Phải có hệ thống khóa liên động an toàn ngắt công suất điện từ trong cơ cấu mở cửa của khoang bình. Hệ thống thiết bị này phải phù hợp với các yêu cầu về rò rỉ vi sóng vả phải phù hợp với các tiêu chuẩn về sức khỏe và phục vụ con người của quốc gia đang sử dụng 1

6.2. Bình chiết

Bình chiết kín được lót có dung tích bằng khoảng 100 mL. Bình có lớp lót trong và nắp đậy bằng fluoropolime để chứa và cách ly dung dịch dung môi với phần thân bình phía ngoài chịu áp được làm bằng polime có độ bền cao hơn. Thân bình phải trong suốt cho năng lượng vi sóng xuyên qua và chịu được áp suất trong 200 psi (13,8 X 10⁶ dyn/cm² ) và nhiệt độ 200 ^oC. Thân bình phải có bộ giảm áp an toàn, để phòng ngừa vỡ bình và bộ này được nối với hệ thống thông gió kín có khả năng thoát hơi dung môi bay ra từ khoang bình.

6.3 Bình có bộ kiểm soát áp suất-nhiệt độ

Bình chiết được lót kín có các cổng theo dõi nhiệt độ và áp suất có khả năng chịu được áp suất trong 200 psi (13,8 X 10⁶ dyn/cm²) và nhiệt độ 200 ^oC. Bộ bình phải có bộ giảm áp an toàn, để phòng ngừa có thể nổ bình và bộ giảm áp này được nối với hệ thống thông gió kín có khả năng thoát hơi dung môi bay thông từ khoang bình.

Bảng 2 – Độ thu hồi chất phân tích bán bay hơi từ mẫu đất ERA (Lô 324) ^A

Bảng 3 – Độ thu hồi thuốc trừ sâu clo từ mẫu đất tầng mặt đã được thêm chuẩn

Thuốc trừ sâu	Mức thêm chuẩn	Độ thu hồi trung bình, % A	RSD, %
Alachlor	200	87,6	2,3
Aldrin	20	87,0	2,1
-BHC	20	94,4	4,1
-BHC	20	90,4	3,6
-BHC	20	89,6	1,3
-BHC	20	96,9	2,8
Captafol	200	122	4,7
Captan	200	105	1,7
Chlorobenzilat	100	82,6	5,6
-Chlordan	20	80,0	3,9
-Chlordan	20	86,2	2,9
Chloroneb	100	69,6	2,4
Chloropropylat	100	86,0	5,6
Chlorothalonil	60	83,4	0,9
DBCP	100	55,1	19,8
DCPA	60	93,3	1,5
4,4′-DDD	20	76,9	4,5
4,4′-DDE	20	84,7	3,1
4,4′-DDT	20	116	5,6
Diallat	200	98,6	4,1
Dichlon	200	77,7	2,6
Dichloran	60	110	9,3
Dieldrin	20	85,9	3,8
Endosulfan I	20	86,8	3,1
Endosulfan II	20	71,9	6,3
Endosulfan sultat	20	81,6	6,5
Endrin	20	97,4	1,9
Endrin aldehyd	20	78,3	3,5
Endrin keton	20	90,6	3,0
Etridiazol	100	92,6	14
Heptachlor	20	110	1,4
Heptachlor epoxid	20	95,3	2,7
Hexachlorobenzen	200	80,8	1,6
Hexachlorocyclopentadien	100	107	12
Isodrin	20	103	1,3
Methoxychlor	60	90,9	2,7
Mirex	20	93,5	3,4
Nitrofen	100	90,2	3,6
PCNB	100	94,5	1,8
Perthane	200	86,8	4,0
Propachlor	100	91,5	8,4
Trans-Nonachlor	20	81,7	5,4
Cis-Permethrin	60	81,2	4,8
Trans-Permethrin	60	103	32
Trifluralin	40	101	2,4
A Số lượng phép xác định bằng ba. Tất cả độ thu hồi được hiệu chỉnh cho các chất phân tích bị mất trong quá trình bay hơi dung môi xác định, đặc biệt đối với độ thu hồi bằng phương pháp chiết trong bình kín với năng lượng vi sóng.

7. Thuốc thử

7.1. Độ tinh khiết của thuốc thử, sử dụng hóa chất cấp thuốc thử trong tất cả các phép chiết. Nếu không có quy định riêng, thì sử dụng các hóa chất có độ tinh khiết tương đương nhưng không được làm giảm độ chính xác của phép thử.

7.2. Aceton, chất lượng thuốc trừ sâu hoặc loại tương đương.

7.3. Hexan, chất lượng thuốc trừ sâu hoặc loại tương đương.

7.4. Độ tinh khiết của nước, Nếu không có các quy định riêng, thì nước được đề cập đến trong tiêu chuẩn này là nước thuốc thử, loại III như quy định tại TCVN 2117 (ASTM D1193-06).

Bảng 4 – Độ thu hồi của thuốc trừ sâu photpho hữu cơ và hợp chất hóa chất công nghiệp từ mẫu đất mặt đã được thêm chuẩn

Bảng 5 – Độ thu hồi PCB từ các loại đất

8. Các mối nguy

8.1. Hệ thống bình phải được vận hành và bảo trì phù hợp với các qui định về đảm bảo an toàn do nhà sản xuất khuyến nghị.

8.2. Sử dụng và bảo trì các bình chiết phải phù hợp với các qui định về đảm bảo an toàn do nhà sản xuất khuyến nghị.

8.3. Chỉ sử dụng các hệ thống vi sóng và các bình đã được phê duyệt dùng cho dung môi.

9. Lấy mẫu

9.1. Sử dụng kỹ thuật lấy mẫu phù hợp để lấy mẫu đất, cặn, bùn hoặc chất thải.

9.2. Chuẩn bị mẫu đất, cặn, bùn hoặc chất thải phù hợp theo ASTM D3976, ASTM D5368, và phương pháp của EPA (Cục bảo vệ môi trường Hoa kỳ) về xác định chất thải rắn, Tập 1 A.

9.3. Xác định hàm lượng nước

Trong một số trường hợp nhất định, các kết quả của mẫu thử được báo cáo theo khối lượng-khô. Khi cần số liệu như vậy, phần mẫu để xác định hàm lượng nước cần được cân tại cùng thời điểm với phần mẫu dùng cho phép phân tích các chất hữu cơ. Sau đó xác định hàm lượng nước trên phần mẫu đó theo ASTM D3976.

10. Làm sạch bình

10.1 Áp dụng theo quy trình làm sạch do nhà sản xuất khuyến nghị hoặc tiến hành làm sạch lớp lót và nắp như sau:

10.1.1 Làm sạch từng lớp lót và nắp càng sớm càng tốt ngay sau khi sử dụng, trước tiên súc rửa bằng aceton-hexan (1+1), sau đó rửa bằng nước nóng và chất tẩy rửa, tiếp theo súc rửa dưới nước vòi và cuối cùng tráng bằng nước thuốc thử không có chất hữu cơ. Súc rửa bằng axeton-hexan (1+1), làm khô và bảo quản trong môi trường sạch không có bụi.

11. Cách tiến hành

11.1. Lấy một phần 5 g mẫu đã được chuẩn bị trong 9.2, cân chính xác đến 0,1 mg, và chuyển vào các bình chiết. Trong mỗi đợt cần có thêm một bình chiết rỗng sử dụng như một mẫu trắng. Bình kiểm soát nhiệt độ-áp suất phải chứa 5 g mẫu.

11.2. Cho 30 mL aceton-hexan (1+1) vào từng mẫu và bình chiết rỗng.

11.3. Đậy nắp từng bình chiết theo các quy trình khuyến nghị của nhà sản xuất.

11.4. Đặt bình chiết đậy kín vào bàn xoay của thiết bị và lắp ráp theo quy trình khuyến nghị của nhà sản xuất.

11.5. Đặt bàn xoay đã có các bình được đặt cách đều nhau vào khoang bình, và tạo các sự kết nối chuẩn xác với bình kiểm soát theo các quy trình khuyến nghị của nhà sản xuất.

CHÚ THÍCH 1: Nếu các mẫu có các hàm lượng nước khác nhau, thì các mẫu khô và các mẫu ướt nên được chiết riêng, vì các thể vần mẫu-dung môi của mẫu khô và mẫu ướt sẽ được gia nhiệt ở các tốc độ khác nhau, và do vậy sẽ đạt tới các nhiệt độ khác nhau

11.6. Gia nhiệt các bình theo các thông số nêu trong Bảng 6.

CHÚ THÍCH 2: Nếu số bình ít hơn 7, thì có thể giảm công suất bình xuống dưới 100 %.

11.7. Để các bình nguội đến nhiệt độ phòng.

11.8. Mở các bình ra, tiến hành gạn, lọc hoặc ly tâm để tách dung môi ra khỏi mẫu sử dụng cho quá trình tiếp theo và làm sạch nếu cần trước khi thực hiện phân tích.

Bảng 6 – Các thông số gia nhiệt khi chiết

12. Dữ liệu

12.1. Độ thu hồi chất phân tích thông thường được nêu trong các bảng từ Bảng 1 đến Bảng 5.

12.2. Từng phòng thử nghiệm áp dụng tiêu chuẩn này phải tiến hành một chương trình kiểm soát chất lượng chính thức. Các yêu cầu tối thiểu của chương trình này phải bao gồm những chứng minh về khả năng của phòng thử nghiệm và các phép phân tích mẫu trắng, mẫu kép và mẫu được thêm chuẩn được thực hiện để đánh giá và lập thành văn bản các dữ liệu về chất lượng.

13. Độ chụm và độ chệch

Trách nhiệm của người sử dụng là thiết lập độ chụm và độ chệch của phương pháp chiết này kết hợp với phương pháp đo phân tích.