TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13817:2023

Fruit juices - Determination of stable oxygen isotope ratio (¹⁸O/¹⁶O) of water- Isotope ratio mass spectrometric method

Lời nói đầu

TCVN 13817:2023 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F10 Rau quả và sản phẩm rau quả biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

NƯỚC QUẢ - XÁC ĐỊNH TỶ SỐ ĐỒNG VỊ ÔXY BỀN (¹⁸O/¹⁶O) CỦA NƯỚC - PHƯƠNG PHÁP ĐO KHỐI PHỔ TỶ SỐ ĐỒNG VỊ

Fruit juices - Determination of stable oxygen isotope ratio (¹⁸O/¹⁶O) of water- Isotope ratio mass spectrometric method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định tỷ số đồng vị ôxy bền (¹⁸O/¹⁶O) của nước trong nước quả bằng máy đo khối phổ tỷ số đồng vị (IRMS).

2  Nguyên tắc

Phép đo tỷ số đồng vị của ôxy 18 với ôxy 16 (¹⁸O/¹⁶O) thu được dựa trên sự cân bằng cacbon dioxit với nước theo phản ứng [1] trao đổi đồng vị:

Tỷ số đồng vị ¹⁸O/¹⁶O được xác định bằng máy đo khối phổ dựa trên tỷ số của hàm lượng các ion có số khối 46 (¹²C ¹⁶O ¹⁸O) với hàm lượng các ion có số khối 44 (¹²C ¹⁶O₂).

3  Thuốc thử

Chỉ sử dụng thuốc thử tinh khiết phân tích, trừ khi có quy định khác.

3.1  Cacbon dioxit (CO₂).

3.2  Mẫu chuẩn nước đại dương được trung bình hóa (SMOW) và mẫu chuẩn nước mưa nghèo đồng vị nặng ở Nam Cực (SLAP) 1).

4  Thiết bị, dụng cụ

Sử dụng các thiết bị, dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường và các thiết bị, dụng cụ cụ thể sau:

4.1  Máy đo khối phổ tỷ số đồng vị

Có khả năng xác định thành phần đồng vị ¹⁸O của khí cacbon dioxit phân bố trong tự nhiên có độ chụm nội bộ đạt 0,05 ‰ hoặc cao hơn [biểu thị bằng giá trị 5 tương đối) (xem Điều 6)]. Độ chụm nội bộ được xác định là chênh lệch giữa hai phép đo của cùng một mẫu cacbon dioxit. Thiết bị bao gồm:

- ba bộ thu nhận có thể thu nhận đồng thời các ion có số khối tương ứng 44, 45, 46 hoặc hai bộ thu nhận có thể thu nhận đồng thời các ion có số khối tương ứng 44 và 46;

- hệ thống dẫn cacbon dioxit vào máy đo khối phổ tỷ số đồng vị sau khi cân bằng với mẫu và chất lỏng chuẩn.

4.2  Chai đựng mẫu

Có thể được hàn kín trong điều kiện chân không thích hợp và có dung tích ít nhất là 10 ml và không lớn hơn 30 ml (dung tích mẫu nước 2 ml và 5 ml, tương ứng), tốt nhất được làm bằng thủy tinh borosilicat.

4.3  Hệ thống bơm, có thể tạo chân không với áp suất 0,13 Pa trong suốt quá trình chuẩn bị mẫu.

4.4  Nồi cách thủy có kiểm soát nhiệt độ, có thể duy trì nhiệt độ ở 25 °C ± 0,5 °C.

5  Cách tiến hành

5.1  Chuẩn bị mẫu

Sản phẩm thường không cần xử lý trước.

5.2  Cân bằng CO₂

Rót ít nhất 2 ml và không quá 5 ml nước quả nguyên liệu (không ly tâm, không lọc) vào một trong các chai đựng mẫu đã hiệu chuẩn, tùy thuộc vào kích cỡ chai đựng mẫu (4.2), sau đó làm lạnh đông đến nhiệt độ - 80 °C.

Đuổi khí trong chai đựng mẫu trong điều kiện chân không, sử dụng bơm (4.3). Sau đó đưa cacbon dioxit (3.1) vào chai đựng mẫu, ở áp suất khoảng 80 000 Pa. Hàn kín chai đựng mẫu sau đó đặt trong nồi cách thủy có kiểm soát nhiệt độ (4.4). Để cân bằng các đồng vị qua đêm (khoảng 15 h), thời gian có thể rút ngắn đến 6 h bằng cách lắc chai đựng mẫu. Sau khi cân bằng, đưa cacbon dioxit trong chai đựng mẫu vào máy đo khối phổ (4.1) qua bẫy đông lạnh được duy trì ở nhiệt độ - 80 °C hoặc qua bẫy hoá học có khả năng loại bỏ hơi nước không phân tách đồng vị của cacbon dioxit.

5.3  Xác định

Sử dụng máy đo khối phổ (4.1) đo giá trị 5, biểu thị bằng phần nghìn ‰) được xác định bằng tỷ số hàm lượng các ion có số khối 46 (¹²C ¹⁶O ¹⁸O) với hàm lượng các ion có số khối 44 (¹²C ¹⁶O₂) thu được trên cacbon dioxit của mẫu đã cân bằng (I₄₆/l₄₄)_s so với tỷ số của cacbon dioxit chuẩn (3.1) (l₄₆/l₄₄)_r theo Công thức (2):

Trong đó:

(I₄₆/l₄₄)_s  là tỷ số hàm lượng các ion có số khối 46 (¹²C ¹⁶O ¹⁸O) với hàm lượng các ion có số khối 44 (¹²C ¹⁶O₂) thu được trên cacbon dioxit của mẫu đã cân bằng:

(l₄₆/l₄₄)_r  là tỷ số hàm lượng các ion có số khối 46 (¹²C ¹⁶O ¹⁸O) với hàm lượng các ion có số khối 44 (¹²O ¹⁶O₂) của mẫu chuẩn.

5.4  Hiệu chuẩn

Tiến hành phép xác định trên mẫu chuẩn nước SMOW và SLAP (3.2) trong cùng các điều kiện phân tích (chất lượng nước, cacbon dioxit, nhiệt độ) giống với đo mẫu, sau đó xác định δ_SMOW và δ_SLAP.

6  Tính kết quả

Cần sử dụng cùng một loại khí cacbon dioxit để cân bằng mẫu thử, mẫu chuẩn nước SMOW và SLAP cũng được dùng để làm khí chuẩn trong máy đo khối phổ tỷ số đồng vị. Thành phần đồng vị ôxy 18 (δ¹⁸O) của mẫu thử so với mẫu chuẩn nước SMOW, được tính theo Công thức (3):

Trong đó:

δ_s  là thành phần đồng vị bền của mẫu, xác định được trong 5.3, tính bằng phần nghìn (‰);

δ_SMOW  là thành phần đồng vị bền của mẫu chuẩn nước SMOW, tính bằng phần nghìn (‰);

δ_SLAP  là thành phần đồng vị bền của mẫu chuẩn nước SLAP, tính bằng phần nghìn (‰).

Giá trị chấp nhận được đối với mẫu chuẩn nước SLAP δ¹⁸O = - 55,5 ‰ SMOW ^[4].

7  Độ chụm

Chi tiết của phép thử liên phòng thử nghiệm về độ chụm của phương pháp được nêu trong Phụ lục A. Giá trị độ chụm thu được từ phép thử liên phòng thử nghiệm có thể không áp dụng cho dải nồng độ và chất nền khác với dải nồng độ và chất nền đã nêu trong Phụ lục A.

7.1  Độ lặp lại

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm độc lập, đơn lẻ, thu được khi sử dụng cùng một phương pháp, trên vật liệu thử giống hệt nhau, trong cùng một phòng thử nghiệm, do cùng một người thực hiện, sử dụng cùng thiết bị, trong cùng một khoảng thời gian ngắn, không quá 5 % các trường hợp lớn hơn giới hạn lặp lại r.

Các giá trị là:

7.2  Độ tái lập

Chênh lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm đơn lẻ, thu được khi sử dụng cùng một phương pháp, trên vật liệu thử giống hệt nhau, trong các phòng thử nghiệm khác nhau, do những người khác nhau thực hiện, sử dụng thiết bị khác nhau, không quá 5 % các trường hợp lớn hơn giá trị giới hạn tái lập R.

Các giá trị là:

8  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải gồm các thông tin sau:

- mọi thông tin cần thiết để nhận biết mẫu thử (loại mẫu, nguồn gốc mẫu, ký hiệu);

- viện dẫn tiêu chuẩn này;

- ngày và loại quy trình lấy mẫu (nếu có);

- ngày nhận mẫu;

- ngày thử nghiệm;

- các kết quả thử và đơn vị biểu thị;

- độ lặp lại của phương pháp được đánh giá;

- mọi điểm đặc biệt quan sát được trong quy trình thử nghiệm.

- mọi thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc tùy chọn có thể ảnh hưởng đến kết quả.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Kết quả thống kê của phép thử liên phòng thử nghiệm

Các thông số sau đã được xác định trong phép thử liên phòng thử nghiệm phù hợp với ISO 5725:1986*). Phép thử đã được xây dựng bởi nhóm công tác 1 (đồng vị) thuộc Ban kỹ thuật tiêu chuẩn CEN/TC 17.

Năm tiến hành thử nghiệm liên phòng     1993

Số lượng phòng thử nghiệm tham gia    15

Số lượng mẫu thử                                 3

Bảng A.1 - Kết quả của phép thử liên phòng thử nghiệm

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ENV 12141:1996 Fruit and vegetable juices - Determination of the stable oxygen isotope ratio (¹⁸O/¹⁶O) of water from fruit juices - Method using isotope ratio mass spectrometry

[2] ISO 5725:1986 Precision of the test methods - Determination of repeatability and reproducibility for a standard test method by inter-laboratory tests

[3] Variation of ¹⁸O content of water from natural sources. Epstein S, Mayeda T., Geoch Cosmochim. Acta 4, 213-244, 1953.

[4] Standards for stable isotope measurements in natural compounds. R. Gonfiantini, Nature 271, 534-536, 1978.