Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
1

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Phƣơng
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ
KHÍ KHỐI PHỔ (GC-MS) XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG DIOXIN
TRONG MỘT SỐ LOẠI ĐẤT KHU VỰC SÂN BAY BIÊN HÕA. Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN XUÂN TRUNG Hà Nội - 2014

Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
3
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp phân


Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
4
LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Xuân Trung đã
tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm thực nghiệm cũng
nhƣ hoàn thành bản luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Đại tá PGS TS Đinh Ngọc Tấn; Đại tá
ThS Nguyễn Trọng Dân; Đại tá TS Phạm Văn Âu; Đại úy ThS Trần Đức
Hùng cùng các cán bộ phòng Công nghệ xử lý môi trƣờng và cán bộ Viện
Hóa học – Môi trƣờng Quân sự đã luôn quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ và
đóng góp nhiều ý kiến bổ ích về mặt khoa học để tôi hoàn thành bản luận văn
này.

Ngày 18 tháng 02 năm 2014

Nguyễn Thị Phƣơng
1.3.2. Các kỹ thuật ion hóa phổ biến
10
1.3.2.1. Ion hóa hóa học
10
1.3.2.2. Ion hóa va chạm electron
10
1.3.2.3. Ion hóa trƣờng…………………………………………………
12
1.3.2.4. Ion hóa bằng bắn phá ion…………… …………………………
12
1.3.2.5. Ion hóa bằng bắn phá nguyên tử nhanh (FAB)…………………
12
1.3.2.6. Giới thiệu về phƣơng pháp ion hóa hóa học, ion âm (NCI)……
13
1.3.3. Bộ phân tích khối…… …………………………………… ……
14
CHƢƠNG 2 - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM………
16
2.1. Thiết bị, vật tƣ, hóa chất………………….……………………………
16
2.1.1. Hóa chất, vật tƣ……………………………………………………
16
2.1.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm……………………………………
17
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu………………………………………………
18
2.2.1. Thiết lập điều kiện phân tích sắc ký khí…………………………….
18
2.2.2. Thiết lập điều kiện làm việc của detector khối phổ………….……
18

2.2.5. Đánh giá khả năng phân tích các hợp chất dioxin/furan …………
22
2.2.5.1. Giới hạn phát hiện……………………………………………….
22
2.2.5.2. Đánh giá độ lặp lại
22
2.2.5.3. Độ tái lặp
22
2.2.6. Ứng dụng phƣơng pháp phân tích, phân tích mẫu thực lấy tại sân
bay Biên Hòa

23
2.2.6.1. Đặc điểm địa chất, thổ nhƣỡng…… ………………………….
23
2.2.6.2. Phƣơng pháp lấy mẫu……… ………………………………
24
CHƢƠNG 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………….
26
3.1. Thiết lập điều kiện phân tích sắc ký khí………………………………
26
3.2. Chuẩn hóa detector khối phổ với nguồn ion hóa hóa học, ion âm
(Tuning NCI)………………………………………….……………

27
3.3. Nghiên cứu lựa chọn khí tác nhân ion hóa trung gian tối ƣu
29
3.4. Nghiên cứu, khảo sát, lựa chọn lƣu lƣợng tối ƣu của khí ion hóa
trung gian

31

3.7.2. Đánh giá độ tuyến tính và khoảng tuyến tính của phƣơng pháp
50
3.7.3. Độ chụm của phƣơng pháp…………………………………
52
3.7.3.1. Độ lặp lại………………………………………………………
52
37.3.2. Độ tái lặp
54
3.7.4. Đánh giá độ đúng của phƣơng pháp
57
3.8. Áp dụng phƣơng pháp phân tích để phân tích mẫu lấy tại sân bay
Biên Hòa

59
3.8.1. Danh sách mẫu phân tích
59
3.8.2. Tính toán kết quả phân tích
60
3.8.3. Kết quả phân tích thu đƣợc
62
3.8.4. Đánh giá độ sai lệch so với mẫu đối chứng
66
3.8.5. Đánh giá sơ bộ về hiện trạng ô nhiễm dioxin
67
KẾT LUẬN………………………………… ……… ……………….…
70
TÀI LIỆU THAM KHẢO…… ………………
71
PHỤ LỤC……………………………… ……….………………………
74

PCI
Ion hóa hóa học, ion dƣơng
NCI
Ion hóa hóa học, ion âm
TCDD
Tetrachlorodibenzo-p-dioxin
TCDF
Tetrachlorodibenzofuran
TEQ
Độc tính
tƣơng đƣơng

ECD
Detector cộng kết điện tử Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích

Bảng 3.6
Tỷ lệ tín hiệu/nhiễu khi phân tích 17 đồng phân của
dioxin/furan ở các nồng độ khác nhau bằng kỹ thuật GC-
MS/EI và GC-MS/NCI
48
Bảng 3.7
Khoảng tuyến tính và hệ số hồi quy tuyến tính R
2
khi phân tích
nhóm dioxin/furan bằng kỹ thuật GC-MS/NCI
51
Bảng 3.8
Danh sách mẫu phân tích hàm lƣợng dioxin lấy tại sân bay
Biên Hòa
59
Bảng 3.9
Kết quả phân tích hàm lƣợng dioxin lấy tại sân bay Biên Hòa
64
Bảng 3.10
Kết quả tính độ sai lệch so với mẫu phân tích đối chứng
66
Bảng 3.11
Kết quả phân tích sắp xếp theo độ sâu lấy mẫu
67

Hình 3.4
Ảnh hƣởng của phần trăm lƣu lƣợng khí tác nhân ion hóa trung
gian lên diện tích peak của các dioxin/furan
34
Hình 3.5
Sắc ký đồ xếp chồng của: A) OCDD; B) 1,2,3,4,7,8,9 và
1,2,3,4,6,7,8 HpCDF với các lƣu lƣợng khí ion hóa 30%; 35%;
40%
35
Hình 3.6
Ảnh hƣởng của nhiệt độ buồng ion tới diện tích pic của các đồng
phân dioxin/furan
36
Hình 3.7
Sắc ký đồ xếp chồng của các đồng phân dioxins/furan ở các nhiệt
độ buồng ion: (1) 170
o
C; (2) 180
o
C và (3) 200
o
C
37
Hình 3.8
Sắc ký đồ của 17 đồng phân dioxin/furan
37
Hình 3.9
Sơ đồ quá trình xử lý mẫu phân tích dioxin/furan trong đất và trầm
tích
38

Đƣờng chuẩn của OCDD và OCDF
52
Hình 3.18
Kết quả phân tích dioxin/furan 5 lần liên tiếp
53
Hình 3.19
Sự suy giảm hàm lƣợng oxy và hơi nƣớc trong buồng ion theo thời
gian chờ ổn định thiết bị
54
Hình 3.20
Ảnh hƣởng của thời gian ổn định hệ thiết bị tới kết quả phân tích
các chất dioxin/furan
55
Hình 3.21
Diện tích pic của các dioxin/furan tại các thời điểm sau khi tắt và
bật lại máy
56
Hình 3.22
So sánh kết quả phân tích dioxin/furan với hàm lƣợng chuẩn
58
Hình 3.23
Sơ đồ quy trình chuẩn bị mẫu tại Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga
63
Hình 3.24
Sắc đồ phân tích dioxin/furan trong mẫu CD.3.4.1
65
Hình 3.25
Sắc đồ phân tích dioxin/furan trong mẫu CD.6.7.1
65
Hình 3.26

mức hấp thụ hàng ngày cho con ngƣời, các nhà hóa học thƣờng dùng chỉ số “độ độc
tƣơng đƣơng” (toxicity equivalence – TEQ) để chỉ lƣợng dioxin trong máu hay sữa
mẹ Thí dụ khi nói 1ng TEQ có nghĩa là hỗn hợp dioxin hiện diện trên tƣơng đƣơng
với 1ng 2,3,7,8-TCDD [1, 2].
Theo kết quả của các nhà dịch tễ học thuộc Đại học Columbia (New York)
kéo dài hơn 3 năm, công bố trên tập san Nature ngày 17/4/2003, bộ 422, trang 681-
687 với tựa đề “The extent and patterns of usage of Agent Orange other herbicides
on Vietnam”. Trong khoảng 10 năm từ 1961-1971, Mỹ đã phun rải ở Miền Nam
Việt Nam 76.9 triệu lít hóa chất, trong đó có khoảng 64% là chất độc da cam (hay
49,3 triệu lít), một hàm lƣợng dioxin tƣơng đƣơng 366kg 2,3,7,8 - TCDD (trong khi
đó khoảng 30kg dioxin thải ra môi trƣờng sẽ để lại di chứng cho sức khỏe và sinh
sản 30 năm sau, chỉ cần 80g tan trong hệ thống cấp nƣớc có thể tiêu diệt một thành
phố 8 triệu dân). Trong đó, sân bay Biên Hòa là một căn cứ chính của chiến dịch
Ranch Hand, đã lƣu giữ khoảng 98.000 thùng chất da cam, 45.000 thùng chất trắng

Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
13
và 16.000 thùng chất xanh (US DOD report, 2007). Hơn 11.000 thùng chất diệt cỏ
đã đƣợc vận chuyển ra khỏi sân bay Biên Hòa trong chiến dịch Pacer Ivy vào năm
1970. Các nghiên cứu gần đây cho thấy mức độ ô nhiễm dioxin tại Biên Hòa là rất
cao [3, 20, 21]. Nhƣ vậy, việc phân tích phát hiện nồng độ của dioxin trong môi
trƣờng là rất cần thiết…
Tuy nhiên, việc phân tích các chất dioxin ở nƣớc ta còn nhiều khó khăn, đặc
biệt hạn chế trong việc phân tích các mẫu có hàm lƣợng siêu vết. Với mục tiêu
nghiên cứu thiết lập kỹ thuật phân tích hàm lƣợng dioxin trong mẫu đất, Luận văn
đã thực hiện nghiên cứu, khảo sát, tìm các điều kiện tối ƣu phân tích hàm lƣợng 17
đồng loại độc dioxin/furan trong mẫu đất trên máy sắc ký khí phân giải cao - khối
phổ phân giải thấp, dùng nguồn ion hóa va chạm điện tử (EI). Đông thời, nghiên
cứu ứng dụng kỹ thuật ion hóa hóa học, ion âm (CI). Phƣơng pháp này đƣợc xây

cấu trúc phân tử tổng quát trên hình 1.1 [23]. Chúng đƣợc tạo ra không chủ định do
sự đốt cháy không hoàn toàn một số nhiên liệu cũng nhƣ trong quá trình sản xuất
một số loại thuốc bảo vệ thực vật và các hoá chất khác. Ngoài ra, một số hình thức
tái chế kim loại, nghiền và tẩy trắng giấy cũng có thể sinh ra các dioxin. Các chất
này còn có trong khí thải động cơ, khói thuốc lá và khói than.
Đồng loại độc độc nhất trong họ các chất dioxin/furan là 2,3,7,8-
Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD). Ở điều kiện thƣờng 2,3,7,8-TCDD ở
thể rắn, rất bền vững trong môi trƣờng, ít bị phân huỷ do các yếu tố bên ngoài nhƣ
nhiệt độ, độ ẩm, tia cực tím và các hoá chất.
2,3,7,8-TCDD hầu nhƣ không tan trong nƣớc (0.2g/l) và tan trong một số
dung môi hữu cơ (MeOH 10mg/l; Metanol 48mg/l; Axeton 118; Benzen 500mg/l)
LD
50
(Liều lƣợng gây chết) : 70(mg/kg)
Tỷ trọng rắn ở 25
0
C : 1,83 ( g/cm
3
)
Hình 1.1: Công thức cấu tạo của các chất thuộc nhóm dioxin/furan Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích

trắng (4-amino-3,5,6-trichloropicolinic axit). Trong đó, chất da cam có chứa sản
phẩm phụ là các chất dioxin/furan, có độc tính cao và nguy hiểm nhất mà loài ngƣời
từng biết đến, hiện còn tồn tại một lƣợng lớn trong môi trƣờng đất tại các điểm
nóng thuộc 3 sân bay: Đà Nẵng, Biên Hoà và Phù Cát [3, 5].
Năm 1997, Tổ chức quốc tế về nghiên cứu ung thƣ (IARC) thuộc WHO đã
công bố 2,3,7,8-TCDD là chất gây ung thƣ nhóm 1. Đồng thời, tháng 1 năm 2001,
Hội nghị Độc học Quốc gia Hoa Kỳ đã chuyển dioxin vào nhóm “các chất gây ung

Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
16
thƣ cho ngƣời”. Cuối cùng, trong một nghiên cứu kiểm định năm 2003, các nhà
khoa học cũng khẳng định không có một liều lƣợng nào là an toàn hoặc ngƣỡng
dioxin mà dƣới nó thì không gây ung thƣ. Điều này có thể hiểu là nếu một ngƣời
phơi nhiễm dioxin dù lƣợng nhỏ nhất thì đã mang trong mình hiểm họa ung thƣ.
Ngoài ung thƣ, dioxin còn có thể liên quan đến một số bệnh nguy hiểm khác
nhƣ bệnh rám da, bệnh đái tháo đƣờng, bệnh ung thƣ trực tràng không Hodgkin,
thiểu năng sinh dục cho cả nam và nữ, sinh con quái thai hoặc thiểu năng trí tuệ, đẻ
trứng (ở nữ) [5].
Cơ chế phân tử của dioxin tác động lên các tế bào và cơ thể ngƣời, động vật
vẫn đang còn nhiều tranh cãi về chi tiết. Thông thƣờng, dioxin gây độc tế bào thông
qua một thụ thể chuyên biệt cho các hydratecarbon thơm có tên là AhR
(Arylhydrocarbon Receptor). Phức hợp dioxin - thụ thể sẽ kết hợp với protein vận
chuyển ArnT (AhR nuclear Translocator) để xâm nhập vào trong nhân tế bào. Tại
đây dioxin sẽ gây đóng mở một số gene giải độc quan trọng của tế bào nhƣ Cyp1A,
Cyp1B,… Đồng thời, một số thí nghiệm trên chuột cho thấy dioxin làm tăng nồng
độ các gốc ion tự do trong tế bào. Điều này, có thể là làm phá huỷ các cấu trúc tế
bào, các protein quan trọng và quan trọng hơn cả, nó có thể gây đột biến trên phân
tử ADN [3, 5].
Trong một đánh giá về rủi ro và nghiên cứu các vấn đề chính sách đƣợc đƣa

có điều kiện phân tích riêng, với nhóm chất dioxin/furan là nhóm chất có các đồng
loại độc rất khó phân tách.
Tuy nhiên, các nƣớc trên thế giới hết sức quan tâm, đặc biệt Cộng hòa liên
bang Đức là một trong những nƣớc đi đầu về lĩnh vực này. Các phòng thí nghiệm
hiện đại của CHLB Đức nhƣ Viện môi trƣờng Bayrouth, Viện vệ sinh an toàn thành
phố Freigburg, Berlin, cơ quan bảo vệ môi trƣờng Đức,… đã nghiên cứu và xây
dựng một số các quy trình phân tích dioxin và các đồng loại độc trên thiết bị phân
tích sắc ký khí, sắc ký khí khối phổ. Hiện nay, các quy trình phân tích dioxin trên
máy sắc ký khí khối phổ có độ phân giải cao, độ phân giải thấp đã đƣợc áp dụng
phổ biến trên thế giới.
Các phƣơng pháp phân tích dioxin hiện nay gồm có:

Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
18
- Method 23: phân tích dioxin trong khí thải
- TO-9: phân tích, quan trắc dioxin trong không khí xung quanh
- Phƣơng pháp EPA 1613 cho phân tích dioxin và furan trong nƣớc thải, sử
dụng thiết sắc ký khí có độ phân giải cao cùng với khối phổ độ phân giải cao.
- Một số phƣơng pháp phân tích dioxin trong đất, nƣớc đƣợc phát triển bởi
cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa kỳ US EPA nhƣ : 8280a, 8280b, 8290, 1613…
trong đó 8280b là phƣơng pháp phân tích đƣợc áp dụng cho máy sắc ký khí khối
phổ phân giải thấp.
Ở nƣớc ta, hiện nay chƣa có một phƣơng pháp tiêu chuẩn để phân tích các
chất dioxin/furan mà chỉ có một số tiêu chuẩn quốc gia, tiêu chuẩn ngành về phân
tích các thuốc bảo vệ thực vật và PCB trong các đối tƣợng mẫu.
Hiện nay, nƣớc ta đã chú trọng đầu tƣ cho việc phân tích hàm lƣợng
dioxin/furan và có một số cơ sở đã phân tích xác định hàm lƣợng nhóm chất
dioxin/furan đó là:
- Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga/Bộ Quốc phòng;

ƣu cho NCI, do đó kết quả nghiên cứu đƣa ra chỉ mang tính chất thăm dò ban đầu,
chƣa thật sự thấy rõ đƣợc những ƣu, nhƣợc điểm cụ thể của phƣơng pháp NCI để từ
đó có thể nghiên cứu, áp dụng để phát triển thành phƣơng pháp chính thống. Để xây
dựng phƣơng pháp phân tích hiệu quả hàm lƣợng vết các hợp chất dioxin/furan,
trong luận văn này, kỹ thuật GC-MS/NCI sẽ đƣợc nghiên cứu cụ thể áp dụng cho
phân tích trong phòng thí nghiệm.
Viện Hóa học – Môi trƣờng quân sự là một đơn vị đã và đang giữ trọng trách
trong việc xử lý đất nhiễm dioxin, do đó, nhu cầu nghiên cứu phƣơng pháp phân
tích dioxin 8280b để áp dụng phân tích các mẫu đất nhiễm càng trở nên cấp thiết.
Việc phân tích này giúp chúng ta chủ động nắm bắt, đánh giá mức độ nhiễm trên cơ
sở đó điều chỉnh công nghệ thi công hợp lý, hiệu quả hơn.
1.3. Sắc ký khí khối phổ và kỹ thuật ion hóa
1.3.1. Giới thiệu về sắc ký khí khối phổ

Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
20
Nạp mẫu
Khí hóa mẫu

Ion hóa
Tách, lọc ion
Detector
Bơm hút
chân không
Gas Chromatography Mass Spectometry (viết tắt là GC-MS hoặc GCMS,
thƣờng gọi là phƣơng pháp sắc ký khí kết hợp với khối phổ) là một phƣơng pháp
phân tích hiệu quả với độ nhạy cao đƣợc sử dụng trong các nghiên cứu về thành
phần các chất hữu cơ bay hơi và bán bay hơi. Bản chất GC-MS, đúng nhƣ tên gọi
của nó, là sự kết hợp của sắc ký khí (Gas Chromatography) và khối phổ (Mass

tách khối bằng thời gian bay (time of fly)
Dựa vào các kỹ thuật tách khối có thể chia detector khối phổ thành 2 loại:
phân giải cao và phân giải thấp.
Ngƣời ta có thể kết hợp các kỹ thuật ion hóa, kỹ thuật lọc khối để chế tạo ra
các thiết bị đặc trƣng riêng, ứng dụng trong các lĩnh vực: hóa học, sinh học…
Sự kết hợp giữa ion hóa va chạm điện tử với bộ tách khối bằng thanh tứ cực
đƣợc ứng dụng phổ biến nhất vì thiết bị không quá phức tạp, chất lƣợng phổ thu
đƣợc tƣơng đối ổn định, độ nhạy tƣơng đối cao (đạt đến mức picro gam). Ngƣời ta
đã xây dựng hệ thống thƣ viện phổ chuẩn đơn chất EI/MS tƣơng đối rộng giúp định
danh chất không cần chất chuẩn nhƣ thƣ viện NIST, thƣ viện Willey có số lƣợng
đến vài trăm nghìn đơn chất.
1.3.2. Các kỹ thuật ion hóa phổ biến
1.3.2.1. Ion hóa hóa học
Đây là phƣơng pháp cho dòng phân tử khí trung gian va chạm với dòng ion
dƣơng hoặc âm để biến khí trung gian này thành các ion phân tử hay ion mảnh,
chính các ion này lại đƣợc sử dụng nhƣ nguồn ion để ion hóa mẫu phân tích ở dạng
khí. Các khí ion hóa trung gian thƣờng đƣợc sử dụng là: NH
3
, H
2
, CH
4
, C
4
H
10
…
Phƣơng pháp ion hóa hóa học thƣờng có năng lƣợng thấp hơn, nên sản phẩm
ion hóa của khí phân tích hầu hết chứa ion phân tử, do đó thƣờng áp dụng phƣơng
pháp này để xác định khối lƣợng phân tử của mẫu khí cần phân tích.

nhỏ xác định tiếp cận detector. Các phân tử có khối lƣợng không phù hợp va phải
các thành ống hoặc bị loại bỏ bởi khe thoát ion nên không vƣơn tới đƣợc detector.
Tại bộ phận thu ion (ion collector), mỗi cation đến bị trung hòa bởi một
electron. Dòng điện đòi hỏi để trung hòa chùm ion tỉ lệ với số lƣợng các ion đến bộ
phận thu ion này.
Phổ khối là một đồ thị cho thấy dòng điện nhƣ là một hàm của số khối đƣợc
chọn bởi từ trƣờng.
Phƣơng pháp ion hóa bởi tƣơng tác electron (electron impact ionization) cho
phổ khối có nhiều mảnh vỡ. Ion phân tử có thể có hàm lƣợng thấp thậm chí bị biến
mất.
Nếu phân tử lớn thì việc có quá nhiều mảnh vỡ sẽ làm cho việc giải thích
phổ khối của nó gặp nhiều khó khăn. Trong trƣờng hợp này các chƣơng trình máy
tính có thể đƣợc sử dụng để làm khớp phổ của chất chƣa biết này với một phổ khối
đã biết trong thƣ viện phổ lƣu trong máy tính.

Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
23
Năng lƣợng cấp để ion thƣờng đƣợc sử dụng là 70eV. Đây là mức năng
lƣợng đã đƣợc quy chuẩn để lập thƣ viện phổ chuẩn cho các chất hữu cơ vì tại giá
trị này, các chất bị phân mảnh hợp lý nhất [6, 11].
1.3.2.3. Ion hóa trƣờng
Phƣơng pháp này sử dụng một điện trƣờng mạnh để làm bật ra electron từ
phân tử, khi đó ta sẽ thu đƣợc ion phân tử mang điện tích dƣơng. Đây là phƣơng
pháp rất hiệu quả để xác định khối lƣợng phân tử của một chất. Khi đặt phân tử vào
giữa 2 điện cực với một điện trƣờng mạnh cỡ 10
7
-10
8
V/cm, nó chịu một lực tĩnh

chứa nguyên tố thuộc nhóm Halogen nhƣ clo, brom, flo
Ion hóa hóa học là cho dòng phân tử khí va chạm với một dòng ion dƣơng
hoặc âm để biến đổi các phân tử trung hòa thành ion phân tử hay ion mảnh.
Các ion này đƣợc hình thành từ dạng khí làm tác nhân ion hóa trung gian
nhƣ: H
2
, CH
4
, H
2
O, CH
3
OH, i-C
4
H
10
, NH
3
… qua sự ion hóa nhƣ bắn phá chúng
bằng một dòng electron mang năng lƣợng cao. Mỗi phân tử khí có thể tạo ra các ion
khác nhau làm tác nhân ion hóa hóa học.
Bảng 1.1: Ái lực proton của một số tác nhân ion hóa trung gian
TT
Tác nhân ion
hóa trung gian
Ion trung
gian
Ái lực proton
Ion hình đƣợc thành
1

, M+ C
3
H
5
]

+

2
Iso-Butan
(C
4
H
10
)
t- C
4
H
9
+

683 kJ/mol
[M+H]
+
; M+ C
4
H
9
]
+

0eV). Các electron mang năng lƣợng thấp này tác dụng với mẫu khí là các chất dễ
dàng nhận thêm electron và hình thành ion phân tử khối mang điện tích âm. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Nguyễn Thị Phƣơng – K22
Chuyên ngành Hóa phân tích
25

Một số electron mang năng lƣợng thấp cỡ từ 0 đến 15eV, nếu năng lƣợng
này đủ để tiếp tục phân mảnh ion phân tử khối thì sẽ xảy ra quá trình phân mảnh
tiếp để tạo ra các ion khác có số khối thấp hơn. Ngoài 2 quá trình chính xảy ra ở trên, còn xảy ra một số quá trình khác nhƣ: Quá trình ion hóa hóa học, ion âm phụ thuộc rất lớn vào điều kiện ion hóa
trong buồng ion nhƣ: áp suất, nhiệt độ, loại khí làm tác nhân ion hóa trung gian,
hàm lƣợng oxy… Các điều kiện này gây ảnh hƣởng rất lớn đến cƣờng độ các mảnh
phổ thu đƣợc, đặc biệt là ion phân tử khối, do đó ảnh hƣởng trực tiếp đến độ nhạy
của phƣơng pháp.
Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích sắc ký khí khối
phổ (GC-MS) xác định hàm lượng dioxin trong một số loại đất khu vực sân bay
Biên Hòa” sẽ tiến hành nghiên cứu, khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng trong sử dụng kỹ
thuật khối phổ NCI để từ đó đƣa ra điều kiện tối ƣu trong phân tích các chất hữu cơ
chứa clo thuộc nhóm chất hữu cơ gây ô nhiễm khó phân hủy dioxin/furan. Ứng
dụng phƣơng pháp, phân tích các mẫu đất lấy tại sân bay Biên Hòa, so sánh với