Ứng dụng phần mềm AIQS-DB phân tích các hợp chất hữu cơ trong nước thải chăn nuôi lợn tại tỉnh Bắc Giang

Bài viết này trình bày kết quả của các hợp chất hữu cơ vi mô trong 5 mẫu nước thải trang trại lợn ở Việt Yên Distrit, tỉnh Bắc Giang bằng phần mềm AIQS-DB (Nhận dạng tự động và Hệ thống định lượng với cơ sở dữ liệu) sử dụng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC / MS) cho phân tích 943 hợp chất hữu cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng phần mềm AIQS-DB phân tích các hợp chất hữu cơ trong nước thải chăn nuôi lợn tại tỉnh Bắc GiangTạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 21, Số 4/2016ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AIQS-DB PHÂN TÍCH CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠTRONG NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẠI TỈNH BẮC GIANGĐến tòa soạn 20 - 08 - 2016Nguyễn Thanh Thảo, Dương Thị Hạnh, Lê Trung ViệtViện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn Lâm Khoa học Việt NamNguyễn Quang TrungTrung tâm Đào tạo, Tư vấn và Chuyển giao Công nghệ,Viện Hàn Lâm Khoa học Việt NamSUMMARYAPPLICATION OF AIQS-DB SOFTWARE FOR ANALYSING MULTI - ORGANICCOMPOUNDS IN PIG FARM WASTEWATERS INBAC GIANG PROVINCEThis paper present the results of micro-organic compounds in 5 pig farm wastewater samples inViet Yen Distrit, Bac Giang province by AIQS-DB software (Automated Identification andQuantification System with a database) using gas chromatograph-mass spectrometry (GC/MS) for theanalysis of 943 organic compounds. The results show that: 45/943 compounds were detected, includingsteroid compounds (2,6 - 1986 µg/L) , organochloride pesticide compounds (0,7 - 694,7 µg/L ) andPAHS (0,04 – 12,2 µg/L) which were found in almost of the samples analyzed. The four sterols such ascholesterol, beta-sitosterol, coprostanol, coprostanone appeared in almost of samples. AIQS-DBsoftware was also calibrated by using surrogate standard from Kanto Chemical Co (18 compounds).Mixed- n-alkanes solution (C9-C33) was used to estimate real retention time of analysis compoundscompare to retention time in database. AIQS-DB software perfectly suited to determine the qualitativeand quantitative and over 943 organic compounds in livestock wastewater without the use ofstandards.Key words: Software AIQS-DB, livestock wasterwater, organic compounds, pollution.1. MỞ ĐẦUNg y nay, ng nh chăn nu i nư c ta đang có những ịch chuyển nhanh chóng từchăn nu i n ng h sang chăn nu i trang tr i, c ng nghiệp Tuy nhiên, kéo theo đó ltình tr ng nhiễm m i trường nư c Nư c thải chăn nu i heo l lo i nư c g y nhiễmn ng nhất vì nó có chứa các chất v cơ, hữu cơ, khoáng chất… H m lượng chất hữu cơ19trong nư c thải chăn nu i heo chiếm từ 70- 80 %, ao gồm: protein, lipi , hy rocacbonv các ẫn xuất như cellulose, aci amin H m lượng các chất v cơ chiếm từ 20 -30%,ao gồm: đất, cát, ụi muối phosphate, muối nitrat, ion Cl-, SO4 2-, PO4 3-, vi khuẩn…[8]. M t phương pháp ph n tích đồng thời 943 hợp chất hữu cơ trong mẫu nư c, trầmtích đ được phát triển từ năm 2009 o giáo sư Ka okami, trường đ i học Kytakiushu,Nhật Bản v đ được ứng ụng trong nhiều nghiên cứu về nhiễm các chất hữu cơtrong m i trường t i nhiều nư c như Nhật, Trung Quốc, Austria, Việt Nam [3;4;5;7Nghiên cứu n y đ ứng ụng phương pháp ph n tích n y để ph n tích các mẫu nư cthải chăn nu i lợn2. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ, PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH2.1. Hóa chất- Các hoá chất: n-hexan, aceton, diclomethan của hãng JT. Baker, USA và muối NaCl,Na2SO4, NaH2PO4, Na2HPO4 (nung 7000C, 4h) của hãng Merck; Dung dịch nội chuẩn(Internal Standard mixtrue) bao gồm 08 chất (4-Chlorotoluene; 1,4-Dichlorobenzend4; Naphathalene; Acenaphthanene-d10; Phenantherene- d10; Fluoranthene- d10;Chrysene- d12; Perylene- d12); Dung dịch chuẩn kiểm soát: n-alkanes (C9 – C33) dùngđể xác định thời gian lưu (1ppm); Dung dịch chuẩn đồng hành (surrogate compound):dung dịch 18 chất (1ppm) có trong cơ sở dữ liệu phần mềm AIQS-DB .2.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệmCân phân tích độ chính xác đến 10-4g, máy siêu âm ultrasonic. Hệ chiết mẫu lỏngtự động Shaker A - 300. Hệ thống cất quay chân không Buchi R - 200 với hệ điều khiểnV-800. Bộ thổi khí N2. Thiết bị sắc ký khí GC/MS-QP 2010, Shimadzu, một số dụng cụthủy tinh khác.2.3. Quy trình xử lý mẫu [1;6]Mẫu nước được để đến nhiệt độ phòng trước khi phân tích. Lấy 500mL mẫu nướccho vào phễu chiết dung tích 1L, thêm 30 g muối NaCl vào để tăng khả năng phân táchgiữa pha nước và pha dung môi. Thêm 1 ml dung dịch đệm photphat (nồng độ 1M, pH7) và 100µl dung dịch chuẩn đồng hành có nồng độ 10µg/Ml vào bình chiết. Tiến hànhchiết mẫu 3 lần bằng dung môi dichloromethane với thể tích dung môi lần lượt là100ml, 50ml, 50ml. Sau khi chiết, dịch chiết được loại nước bằng cách cho chảy quaphễu thủy tinh chứa muối Na2SO4 khan (10g). Sau loại nước, dịch chiết được cô đặc về2-3ml bằng máy cất quay chân không. Chuyển dung môi bằng cách thêm 10 ml n hexanvào dịch chiết, sau đó cô về 5ml. Quy trình này được lặp lại 2 lần. Dịch chiết cuối cùngđược làm giàu chính xác về 1ml sử dụng dòng khí N2. Sau đó thêm 100 µl dung dịch nộichuẩn có nồng độ 10µg/mL. Tiến hành đo mẫu trên thiết bị GC/MS và xử lý kết quảphân tích trên phần mềm AIQS-DB.202.4. Điều kiện phân tích tối ưu trên GCMSC t mao quản DB5–MS, AgilentChương trình l : Nhiệt đ an đầu 40oC giữ trong 2ph t Tăng đến 310oC v i tốc đ 8oC/ph t giữ trong4 ph t Tổng thời gian ph n tích l 39 75 ph tÁp suất c t l : 71,4kPa;Nhiệt đ cổng ơm: 250oC;Nhiệt đ c t : 40oC,Thể tích mẫ ...