154
Chöông III
CÔ SÔÛ CUÛA PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH ÑAÁT, CHAÁT RAÉN
VAØ CHAÁT THAÛI
Trong chöông naøy seõ giôùi thieäu phöông phaùp laáy maãu vaø chieát caùc chaát raén cuûa
ñoái töôïng nghieân cöùu. Ñaây laø giai ñoaïn caàn thieát tröôùc khi hoaøn taát phaân tích baèng
caùc kyõ thuaät duïng cuï.
III.1.CAÙC MAÃU VAÄT ÑOÄNG VAÄT VAØ THÖÏC VAÄT
Ñaây laø moái quan taâm tröïc tieáp aûnh höôûng ñoä ñoäc cuûa hôïp chaát tyû leä vôùi noàng ñoä
cuûa noù beân trong sinh vaät. Söï nghieân cöùu cuõng seõ thích ñaùng cho caùc maãu vaät xa
hôn theo chuoãi daây truyeàn thöïc phaåm khi xaùc ñònh con ñöôøng di chuyeån cuûa chaát oâ
nhieãm trong moâi tröôøng.
Thöïc vaät vaø ñoäng vaät coù theå söû duïng nhö laø sinh vaät chæ thò ñeå quan traéc chaát oâ
nhieãm tìm ñöôïc ôû noàng ñoä thaáp trong moâi tröôøng roäng hôn. Ví duï, nhieãm baån kim
loaïi naëng trong nöôùc bieån thöôøng ñöôïc quan traéc baèng caùch phaân tích taûo bieån hôn
laø phaân tích tröïc tieáp nöôùc bieån.
AÛnh höôûng cuûa chaát oâ nhieãm tôùi sinh vaät soáng coù theå cuõng ñöôïc nghieân cöùu
baèng caùch kieåm soaùt möùc caùc thaønh phaàn tìm thaáy trong töï nhieân cuûa sinh vaät. AÛnh
höôûng cuûa möa axit tôùi caây coái, ví duï nhö laøm giaûm noàng ñoä cuûa caùc ion kim loaïi
kieàm thoå trong laù.
III.2. ÑAÁT VAØ ÑAÁT BÒ OÂ NHIEÃM
Ñaát laø moät vaät lieäu phöùc taïp bao goàm caùc thaønh chính sau ñaây:
- Ñaù phong hoùa
- Muøn
- Nöôùc
- Khoâng khí
Ñaát cung caáp chaát boå döôõng cho thöïc vaät cuõng nhö laø nôi cho caây moïc leân vaø
phaùt trieån. Caùc chaát boå döôõng bao goàm nitô (trong daïng nitrat vaø amoni), phospho
(trong daïng orthophosphat) vaø veát caùc kim loaïi nhö laø Cu, Fe, Mn vaø Zn… Tuy
nhieân khoâng phaûi taát caû caùc chaát ion trong ñaát coù theå ñöôïc haáp thuï bôûi thöïc vaät,
moät soá chaát lieân keát raát maïnh trong caáu truùc cuûa ñaát.
III.3. CHAÁT THAÛI VAØ VÒ TRÍ CHOÂN LAÁP CHAÁT THAÛI
Phöông phaùp xöû lyù chaát thaûi raén hieän nay laø choân laáp. Chaát thaûi coù theå chöùa moät
löôïng lôùn caùc vaät lieäu deã phaân raõ sinh hoïc vôùi noàng ñoä thaáp cuûa caùc chaát ñoäc (chaát
thaûi ñoâ thò) hoaëc chöùa noàng ñoä cao caùc vaät lieäu ñoäc haïi (chaát thaûi ñoäc haïi hoaëc chaát
thaûi ñaëc bieät).
155
Khi baõi choân laáp bò ñaày, lôùp treân ñöôïc phuû moät lôùp ñaát seùt. Maët duø coù tính beàn
vaät lyù, nhöng nôi choân laáp khoâng beàn veà phöông dieän hoùa hoïc vaø thaønh phaàn cuûa
noù tieáp tuïc thay ñoåi trong nhieàu naêm. Chaát thaûi thoaùt ra ôû daïng nöôùc roø ræ coù theå
laøm aûnh höôûng ñeán nöôùc ngaàm. Do vaäy, nôi choân laáp chaát thaûi caàn thieát phaûi ñöôïc
kieåm soaùt.
III.4. TRAÀM TÍCH VAØ BUØN COÁNG RAÕNH
Caùc hôïp chaát höõu cô coù ñoä tan thaáp trong nöôùc vaø caùc ion kim loaïi coù khuynh
höôùng tích luyõ bôûi söï haáp thuï cuûa traàm tích soâng hoaëc traàm tích bieån. Phaân tích kim
loaïi coù noàng ñoä cao hôn trong traàm tích coù theå laø moät nhieäm vuï deã daøng hôn laø
phaân tích moâi tröôøng nöôùc ôû xung quanh. Quaù trình bao goàm phaân tích caùc chaát haáp
thuï hoaëc toång traàm tích. Trong tröôøng hôïp phaân tích toång traàm tích coù theå phaân chia
thaønh caáp haït tröôùc khi phaân tích. Ñieàu naøy heát söùc quan troïng vì söï haáp phuï chaát oâ
nhieãm thöôøng lieân quan tieát dieän beà maët nghóa laø lieân quan ñeán kích thöôùc caùc haït.
Kích thöôùc haït cuõng aûnh höôûng ñeán söï di chuyeån cuûa traàm tích vaø khaû naêng tieâu
hoùa cuûa sinh vaät bieån.
Buøn coáng laø vaät lieäu trô taïo ra ñöôïc xem laø saûn phaåm cuoái cuûa quaù trình xöû lyù
nöôùc thaûi. Buøn coáng ñoâi khi ñöôïc traûi roäng treân maët ñaát ñeå laøm maøu môõ cho ñaát
hoaëc coù theå xöû lyù baèng caùch thieâu ñoát, hoaëc choân nhö laø chaát thaûi. Quan taâm lôùn
nhaát laø löôïng buøn naøy coù chöùa haøm löôïng kim loaïi, coù theå toàn taïi vôùi noàng ñoä raát
cao.
III.5. NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ CHUNG TRONG PHAÂN TÍCH CHAÁT RAÉN
III.5.1. Laáy maãu
Noàng ñoä cuûa chaát phaân tích coù theå thay ñoåi raát roäng giöõa caùc maãu, caû veà phaïm
vi ñòa phöông (nhö laø caùc maãu ñaát ñöôïc laáy gaàn nhau) caû veà phaïm vi lôùn hôn (caùc
caùnh ñoàng lieàn keà). Thöïc vaät ñöôïc bieát coù theå coù möùc nhieãm baån khaùc nhau. Ví duï,
caùc laù ôû höôùng gioù cuûa caây bò oâ nhieãm khoâng khí lôùn hôn caùc laù phía döôùi gioù. Söï
thay ñoåi hoaëc khoâng ñoàng nhaát phaûi ñöôïc phaûn aùnh trong moät soá maãu ñöôïc laáy.
Pheùp phaân tích sau ñoù coù theå ñoái vôùi moãi maãu rieâng bieät hoaëc keát hôïp soá lôùn maãu
vaø phaân chia nhoû maãu ñöôïc laáy ñeå thu ñöôïc noàng ñoä trung bình. Caùc vò trí laáy maãu
phaûi ñöôïc löïa choïn caån thaän. Ñeå quan traéc moät dieän tích roäng lôùn, löïa choïn keá
hoaïch caån thaän vò trí laáy maãu. Moät soá phöông phaùp chung ñöôïc söû duïng ñöa ra
trong Baûng 3.1.
Tính khoâng ñoåi nhö ñòa hình hoaëc coù caùc maãu thöïc vaät thích hôïp cho vieäc thu
maãu.
Baát cöù luùc naøo coù theå, maãu ñaát ñöôïc laáy ôû moãi moät vò trí ñeå ñaùnh giaù tính khoâng
ñoàng nhaát cuïc boä. Neáu nhö quan traéc lieân quan ñeán nguoàn ñieåm ñi vaøo trong khí
quyeån (phaùt ra töø nhaø maùy), thì phaûi xem xeùt höôùng gioù hieän taïi, vôùi söï taêng leân soá
vò trí laáy maãu trong vuøng bò nhieãm baån cao nhaát. Theâm nöõa, doøng nöôùc chaûy hieän
taïi cuõng neân xem xeùt.
156
Maãu kieåm tra neân ñöôïc laáy ôû moät ñieåm xa vuøng nghieân cöùu vaø coá gaéng laøm
sao cho vò trí kieåm tra gaàn vôùi vò trí laáy maãu. Ví duï, neáu nhö söï thaûi ra cuûa nhaø maùy
ôû trong moâi tröôøng ñoâ thò ñöôïc quan traéc, vaäy thì vò trí kieåm tra neân ôû vò trí ñoâ thò ôû
ñoù khoâng coù theå oâ nhieãm töông töï.
Laáy maãu vuøng bò oâ nhieãm coù theå söû duïng caùc kyõ thuaät laáy maãu baèng caùch
khoan hoaëc ñaøo. Ñaây laø söï tieàm taøng gaây nhieãm baån maãu töø caùc duïng cuï söû duïng
vaø cuõng raát khoù laøm saïch duïng cuï giöõa caùc laàn laáy maãu. Caùc thaønh phaàn cuûa duïng
cuï laáy maãu tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi maãu phaûi trô vaø ñöôïc laøm baèng theùp khoâng ræ
hoaëc polyethylene coù maät ñoä cao. caån thaän cuõng heát söùc caàn thieát ñeå ngaên caûn söï oâ
nhieãm giaùn tieáp töø bôm, hoaëc moâtô söû duïng ñeå laáy maãu hoaëc töø baát cöù caùi gì töø nôi
laáy maãu.
Baûng 3.1. Moät soá phöông phaùp chung ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh vò trí laáy maãu
Phöông phaùp Trình baøy
Keû oâ quy taéc Vuøng ñöôïc chia nhoû baèng söû duïng caùc oâ, vaø maãu ñöôïc
ñöôïc laáy khôùp vôùi vò trí treân bieåu maãu. OÂ vuoâng thöôøng
ñöôïc söû duïng, maëc duø ñoâi khi kieåu maãu phöùc taïp nhö
kieåu chöõ chi.
Laáy maãu phaân Nôi laáy maãu ñöôïc chia thaønh caùc vuøng nhoû coù kích thöôùc
taàng ngaãu nhieân töông ñöông vaø ñaùnh soá ñieåm laáy maãu löïa choïn moät
caùch ngaãu nhieân beân trong moãi vuøng.
Laáy maãu khoâng Söû duïng ñeå nghieân cöùu sô boä ñöa ra vuøng noàng ñoä cao
ñeàu nhau kích thöôùc cuûa vuøng laáy maãu vaø soá maãu ñöôïc quyeát ñònh
ñeå xaùc ñònh vuøng nhieãm baån chính xaùc hôn.
III.5.2. Xöû lyù tröôùc maãu
Quaù trình xöû lyù tröôùc maãu bao goàm:
- Röûa maãu
- Laøm khoâ maãu
- Nghieàn/ laøm ñoàng ñeàu
Caùc quy trình xöû lyù maãu thöôøng cho laø ñôn giaûn, nhöng caàn heát söùc chuù yù vì haàu
heát caùc maãu ñang xaûy ra caùc hoaït ñoäng hoùa hoïc vaø sinh hoïc vaø thaäm chí xaûy ra
trong khi röûa, laøm aám keùo daøi, hoaëc löu giöõ ôû nhieät ñoä phoøng coù theå thay ñoåi thaønh
phaàn cuûa chuùng. Theâm vaøo ñoù moät soá chaát phaân tích coù theå khoâng beàn nhieät, bay
157
hôi hoaëc thaäm chí khoâng beàn quang hoùa. Nhieãm baån hoaëc chaát phaân tích bò maát
cuõng coù theå xaûy ra ôû moãi giai ñoaïn cuûa quy trình phaân tích.
III.5.3. Chieát chaát phaân tích
Ñeàu naøy coù theå lieân quan baáy kyø caùc quaù trình sau ñaây, phuï thuoäc vaøo söï phaân
tích seõ ñöôïc tieán haønh:
- Chieát vaøo dung moâi höõu cô – chaát höõu cô baùn bay hôi
- Chieát pha – hôi – chaát höõu cô bay hôi
- Tro hoùa vaø hoøa tan tieáp theo – thaønh phaàn caùc nguyeân toá
- Chieát baèng caùch söû duïng dung dòch nöôùc – caùc ion coù saün.
Nhieàu chaát phaân tích laø nhöõng chaát nhieãm baån khaù phoå bieán (nhö laø DDT) coù
theå cuõng coù maët trong taùc nhaân chieát hoaëc haáp phuï treân caùc duïng cuï. Caùc taùc nhaân
coù ñoä saïch cao ñaëc bieät cho phaân tích seõ ñöôïc söû duïng. Ví duï, caùc dung moâi loaïi
khoâng coù thuoác tröø saâu coù saün töø caùc nhaø saûn xuaát. Maãu traéng cuõng neân ñöa vaøo sô
ñoà phaân tích ñeå kieåm tra söï nhieãm baån trong quaù trình phaân tích, nhöng chuaån bò
maãu traéng cuõng seõ raát khoù vì chaát nhieãm baån kieåu nhö DDT.
III.5.4. Laøm saïch maãu
Quaù trình taùch chieát chaát phaân tích töø caùc maãu raén seõ khoâng theå traùnh ñöôïc caùc
hôïp chaát khaùc cuøng chieát. Caùc hôïp chaát cuøng chieát bao goàm khoâng chæ caùc chaát höõu
cô coù khoái löôïng phaân töû thaáp (coù theå caùc chaát oâ nhieãm khaùc) maø coøn caùc vaät lieäu
coù khoái löôïng phaân töû cao. Thuaät ngöõ “ lipid – chaát beùo” thöôøng ñöôïc söû duïng cho
caùc chaát höõu cô coù khoái löôïng phaân töû lôùn tìm thaáy trong töï nhieân coù theå bò chieát
vaøo dung moâi höõu cô. Nhö vaäy laøm saïch maãu laø quaù trình heát söùc caàn thieát tröôùc
khi tieán haønh saéc kyù. Loaïi boû lipid ñaõ ñöôïc trình baøy trong caùc phaàn saéc kyù coät vaø
chieát pha – raén. Caùc kyõ thuaät khaùc cuõng ñöôïc söû duïng ñeå loaïi lipid nhö laø saéc kyù
thaám gel taùch caùc hôïp chaát töông öùng vôùi kích thöôùc phaân töû. Duïng cuï söû duïng ñeå
taùch lipid coù theå laø coät saéc kyù aùp suaát thaáp coå ñieån hoaëc saéc kyù loûng cao aùp. Phöông
phaùp hoùa hoïc cuõng ñaõ ñöôïc aùp duïng nhö laø xaø phoøng hoùa hoaëc oxi hoùa (axit
sulfuric ñaäm ñaëc) cho caùc chaát oâ nhieãm thoâ nhö thuoác tröø saâu chöùa phot pho höõu
cô…
III.6. PHAÂN TÍCH CAÙC MAÃU SINH HOÏC
III.6.1 Laáy maãu vaø löu giöõ maãu thöïc vaät
Caùc maãu thöïc vaät coù theå laø boä laù, reã hoaëc toaøn boä caû caây. Neáu nhö chæ laáy laù
khoâng thì chieàu cao toái thieåu cuûa maãu ñöôïc laáy phaûi laáy vaø khoâng bò nhieãm baån töø
ñaát. Löôïng maãu thích hôïp thöôøng töø 500 – 1000 g. Maãu coù theå ñöôïc giöõ trong tuû
laïnh trong vaøi ngaøy neáu nhö khoâng theå phaân tích ngay sau khi laáy maãu
158
III.6.2 Xöû lyù sô boä
III.6.2.1 Röûa maãu
Chaát phaân tích cuõng coù theå bò maát trong quaù trình röûa maãu. Söû duïng giaáy lau ñeå
laøm khoâ maãu cuõng coù theå laøm nhieãm baån kim loaïi naëng cho maãu. Neân traùnh röûa
toaøn boä maãu cuøng moät luùc. Röûa nheï töøng boä phaän cuûa maãu döôùi doøng nöôùc chaûy
nheï vaø coù theå duøng baøn chaûi meàm chaø nheï leân caùc maãu vaät. Laøm saïch maãu laø moät
quaù trình heát söùc quan troïng ñoái vôùi phaân tích veát kim loaïi vì coù theå noàng ñoä kim
loaïi caàn phaân tích trong maãu thaáp hôn noàng ñoä veát kim loaïi trong moâi tröôøng xung
quanh.
Moät soá chaát oâ nhieãm coù theå laéng ñoïng töø khí quyeån leân beà maët laù. Neáu nhö
nghieân cöùu söï haáp thu chaát oâ nhieãm bôûi thöïc vaät thì neân söû duïng phöông phaùp röûa.
Neáu nhö nghieân cöùu söï di chuyeån cuûa chaát oâ nhieãm trong chuoãi daây truyeàn thöïc
phaåm thì neân löu yù ñeán taát caû caùc tröôøng hôïp haáp thu chaát oâ nhieãm keå caû söï laéng
ñoïng chaát oâ nhieãm treân beà maët cuûa laù. Ví duï dioxin khoâng bò haáp thu bôûi thöïc vaät,
nhöng coù theå ñi vaøo daây chuyeàn thöïc phaåm baèng caùch laéng ñoïng treân laù sau ñoù bò
tieâu thuï bôùi caùc ñoäng vaät aên coû.
III.6.2.2 Saáùy khoâ vaø laøm ñoàng ñeàu maãu
Hai yeáu toá caàn phaûi xem xeùt ñeå saáy khoâ maãu sinh hoïc ñoù laø nhieät ñoä vaø thôøi
gian laøm khoâ. Nhieät ñoä quaù thaáp vôùi thôøi gian saáy quaù daøi seõ taêng nhanh söï hoaït
ñoäng cuûa vi sinh vaät vaø nhieät ñoä quaù cao vôùi thôøi gian ngaén hôn thì daãn ñeán laøm
maát caùc chaát deã bay hôi.
Quy trình laøm khoâ maãu ñieån hình laø thoåi doøng khoâng khí khoâ qua maãu trong
thôøi gian 12 giôø. Nhieät ñoä khoâng vöôït quaù 500C. Ngoaøi ra maãu cuõng coù theå laøm
ñoâng khoâ, nghóa laø laøm ñoâng saâu maãu giaûm aùp suaát vaø loaïi boû nöôùc baèng thaêng
hoa.
Laøm ñoàng ñeàu maãu, maãu ñaõ saáy khoâ thöôøng ñöôïc söû duïng maùy nghieàn toác ñoä
cao. Caàn phaûi chuù yù ñeå ñaûm baûo khoâng laøm oâ nhieãm maãu moät laàn nöõa khi nghieàn
maãu.
III..6.2.3. Kyõ thuaät chieát ñoái vôùi chaát nhieãm baån höõu cô
Neáu nhö chaát nhieãm baån coù maët vôùi noàng ñoä trong khoaûng μg/kg hoaëc thaáp hôn.
Phöông phaùp ñôn giaûn nhaát ñeå chieát chaát höõu cô laø laéc maãu vôùi dung moâi chieát
(hexane hoaëc ether daàu moû ñoái vôùi chaát höõu cô trung tính) vaø ñeå hai pha tieáp xuùc
vôùi nhau trong vaøi giôø. Phöông phaùp thay theá ñöôïc söû duïng laø chieát Soxhlet. (Hình
3.1) Trong phöông phaùp naøy, dung moâi saïch ñöôïc hoài löu lieân tuïc qua maãu ñöôïc
chöùa trong moät caùi oáng ñuïc loã vaø heä thoáng huùt loaïi dòch chieát ngöôïc vaøo dung moâi
hoài löu. Quaù trình chieát hoài löu keùo daøi 12 giôø vaø söû duïng 300 ml dung moâi saïch.
Kyõ thuaät chæ ñöôïc aùp duïng cho chaát phaân tích coù theå chòu ñöïng ñöôïc nhieät ñoä hoài
löu cuûa dung moâi.