Nghiên cứu xác định các hidrocacbon thơm nhóm BTEX bằng phương pháp vi chiết pha rắn và sắc ký khí

• Tác giả: Đào Thu Giang
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Đức Huệ
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Xác Định Các Hidrocacbon Thơm Nhóm BTEX Bằng Phương Pháp Phân Tích Động Lực Học Kết Hợp Với Vi Chiết Pha Rắn Màng Kim Rỗng Và Sắc Kí Khí
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIỚI THIỆU NHÓM CHẤT HỮU CƠ BAY HƠI BTEX
• 1.2. Cấu tạo và tính chất của các hợp chất hiđrocacbon thơm BTEX
• 1.3. Giới hạn cho phép của các hợp chất hiđrocacbon thơm nhóm BTEX trong nước
• 1.4. ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP VI CHIẾT TRONG PHÂN TÍCH CÁC HỢP CHẤT NHÓM BTEX
• 1.4.1. Một số kỹ thuật chuẩn bị mẫu hiện đại
• 1.4.2. Kĩ thuật không gian hơi trực tiếp
• 1.4.3. Kĩ thuật vi chiết pha rắn thường (sử dụng sợi chiết)
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. HOÁ CHẤT VÀ THIẾT BỊ
• 2.2. CHẾ TẠO THIẾT BỊ VI CHIẾT MÀNG KIM RỖNG PHỦ TRONG
• 2.2.1. Bơm và kim tiêm trong vi chiết màng kim rỗng
• 2.2.2. Pha tĩnh và dung dịch pha tĩnh
• 2.2.3. Cách phủ pha tĩnh
• 2.2.4. Tính toán độ dày màng pha tĩnh
• 2.3. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA KIM
• 2.3.1. Khảo sát thời gian giải hấp
• 2.3.2. Khảo sát khả năng sử dụng của kim
• 2.4. XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH CÁC HỢP CHẤT NHÓM BTEX TRONG MẪU NƯỚC
• 2.4.1. Điều kiện phân tích sắc kí của các chất nhóm BTEX
• 2.4.2. Xây dựng đường chuẩn phân bố các chất nhóm BTEX trong không gian hơi mẫu nước
• 2.4.3. Xác định các hợp chất thơm nhóm BTEX trong một số mẫu nước thật
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. THIẾT BỊ VI CHIẾT MÀNG KIM RỖNG PHỦ TRONG
• 3.2. PHA TĨNH SỬ DỤNG TRONG THIẾT BỊ VI CHIẾT MÀNG KIM RỖNG PHỦ TRONG
• 3.2.1. Nguyên tắc lựa chọn pha tĩnh phủ lên thành trong của kim tiêm rỗng
• 3.2.2. Độ dày màng pha tĩnh phủ trong kim vi chiết
• 3.2.3. Tính toán độ dày màng phủ và quan sát trên kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.3. KIM VI CHIẾT
• 3.3.1. Thời gian giải hấp của kim vi chiết
• 3.3.2. Khả năng sử dụng của kim vi chiết
• 3.4. QUÁ TRÌNH GIẢI HẤP CÁC CHẤT KHỎI MÀNG PHA TĨNH
• 3.5. PHÂN TÍCH CÁC HỢP CHẤT BTEX TRONG MẪU NƯỚC
• 3.5.1. Quy trình phân tích nhóm BTEX trong mẫu nước
• 3.5.2. Các thông số đánh giá phương pháp phân tích các chất nhóm BTEX trong mẫu nước
• 3.5.3. Kết quả phân tích các chất nhóm BTEX trong một số mẫu nước thật
• 3.6. PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC - ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM
• 3.7. SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ CÁC THÔNG SỐ THỐNG KÊ PHÂN TÍCH CỦA KĨ THUẬT CỦA MÌNH VỚI CÁC KĨ THUẬT TÁCH CHẤT KHÁC TRONG SỰ PHÂN TÍCH CÁC CHẤT NHÓM BTEX TRONG MẪU NƯỚC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1. Sắc kí đồ của mẫu thực tế BTEX-2
• Phụ lục 2. Sắc kí đồ của mẫu thực tế BTEX-4
• Phụ lục 3. Sắc kí đồ của mẫu thực tế BTEX-5
• Phụ lục 4. Sắc kí đồ của mẫu thực tế BTEX-6

I. Tổng quan về nghiên cứu xác định hidrocacbon thơm BTEX

Nghiên cứu xác định các hợp chất hidrocacbon thơm nhóm BTEX (Benzen, Toluen, Etylbenzen, Xylen) là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. Các hợp chất này thường có mặt trong nước thải và khí thải từ các ngành công nghiệp, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc phát hiện và định lượng chính xác các hợp chất này là cần thiết để đảm bảo an toàn môi trường.

1.1. Đặc điểm và tính chất của hidrocacbon thơm BTEX

Hidrocacbon thơm BTEX là nhóm hợp chất hữu cơ bay hơi, có cấu trúc phức tạp và tính chất hóa học đặc trưng. Chúng có khả năng bay hơi cao, dễ dàng hòa tan trong nước và có thể gây ô nhiễm môi trường. Các hợp chất này thường được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất sơn, dệt may, và hóa chất.

1.2. Tác động của BTEX đến sức khỏe con người

Các hợp chất BTEX có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như suy yếu hệ thần kinh, kích ứng da, và thậm chí là ung thư. Do đó, việc kiểm soát nồng độ BTEX trong môi trường là rất quan trọng.

II. Vấn đề và thách thức trong phân tích BTEX

Phân tích các hợp chất BTEX trong môi trường gặp nhiều thách thức do tính chất bay hơi cao và nồng độ thấp của chúng. Các phương pháp phân tích hiện tại cần phải được cải tiến để đảm bảo độ chính xác và độ nhạy cao hơn.

2.1. Khó khăn trong việc phát hiện BTEX

Nồng độ của các hợp chất BTEX trong môi trường thường rất thấp, điều này làm cho việc phát hiện và định lượng trở nên khó khăn. Hơn nữa, sự hiện diện của nhiều chất khác trong mẫu cũng có thể gây ảnh hưởng đến kết quả phân tích.

2.2. Giới hạn của các phương pháp phân tích hiện tại

Các phương pháp phân tích truyền thống như sắc ký khí có thể không đủ nhạy để phát hiện nồng độ thấp của BTEX. Do đó, cần phát triển các phương pháp mới có độ nhạy và độ chính xác cao hơn.

III. Phương pháp vi chiết trong phân tích BTEX

Phương pháp vi chiết pha rắn (SPME) kết hợp với sắc ký khí là một trong những phương pháp hiệu quả để phân tích các hợp chất BTEX. Phương pháp này cho phép tách và làm giàu các hợp chất hữu cơ mà không cần sử dụng dung môi độc hại.

3.1. Nguyên lý của phương pháp vi chiết

Phương pháp vi chiết dựa trên nguyên lý hấp thụ các hợp chất hữu cơ từ mẫu vào sợi chiết, sau đó giải hấp để đưa vào máy sắc ký khí. Điều này giúp tăng cường độ nhạy và độ chính xác của phân tích.

3.2. Ưu điểm của phương pháp vi chiết pha rắn

Phương pháp vi chiết pha rắn có nhiều ưu điểm như thao tác đơn giản, thời gian chuẩn bị mẫu ngắn, và không cần sử dụng dung môi độc hại. Điều này giúp giảm thiểu tác động đến môi trường và tiết kiệm chi phí.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã áp dụng phương pháp vi chiết pha rắn để phân tích các hợp chất BTEX trong mẫu nước thực tế. Kết quả cho thấy phương pháp này có độ chính xác cao và có thể được áp dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về ô nhiễm môi trường.

4.1. Kết quả phân tích các mẫu nước

Kết quả phân tích cho thấy nồng độ của các hợp chất BTEX trong mẫu nước vượt quá giới hạn cho phép, cho thấy sự ô nhiễm nghiêm trọng trong khu vực nghiên cứu. Điều này cần có các biện pháp xử lý kịp thời.

4.2. Ứng dụng phương pháp trong đánh giá ô nhiễm

Phương pháp vi chiết pha rắn có thể được áp dụng để đánh giá ô nhiễm BTEX trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ công nghiệp đến nông nghiệp, giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu

Nghiên cứu xác định hidrocacbon thơm BTEX bằng phương pháp vi chiết và sắc ký khí đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả. Các phương pháp này cần được tiếp tục phát triển và hoàn thiện để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong việc bảo vệ môi trường.

5.1. Tương lai của nghiên cứu BTEX

Nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp phân tích mới, cải thiện độ nhạy và độ chính xác, đồng thời mở rộng ứng dụng của các phương pháp này trong thực tiễn.

5.2. Vai trò của công nghệ trong bảo vệ môi trường

Công nghệ hiện đại sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện và xử lý ô nhiễm môi trường, đặc biệt là trong việc phân tích các hợp chất hữu cơ bay hơi như BTEX.