Phân tích hàm lượng một số cation kim loại nặng trong nước thải và nước sinh hoạt khu vực lâm thao – phú thọ bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH HẰNG PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC THẢI VÀ NƢỚC SINH HOẠT KHU VỰC LÂM THAO - PHÚ THỌ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỐ HỌC Thái Ngun - Năm 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH HẰNG PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC THẢI VÀ NƢỚC SINH HOẠT KHU VỰC LÂM THAO - PHÚ THỌ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUN TỬ Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Đặng Xuân Thƣ Thái Nguyên - Năm 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc hoàn thành trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Thái Nguyên Bản luận văn tơi hồn thành khơng nỗ lực nghiên cứu, học hỏi thân mà thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình, quan nhiệt tình giúp đỡ động viên tơi nhiều suốt q trình Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đặng Xuân Thư tập tình hướng dẫn, định hướng bảo tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Nguyễn Quang Tuyển giúp đỡ, tạo điều kiện suốt thời gian nghiên cứu thực nghiệm Tôi chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa, thầy giáo, giáo khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, đặc biệt thầy cô tổ mơn Hóa học Phân tích dạy dỗ kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn sở GD&ĐT Quảng Ninh đặc biệt BGH trường PT DTNT tỉnh tạo điều kiện thuận lợi động viên tơi nhiều q trình học tập nghiên cứu Qua cho phép tơi gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp nhiệt tình giúp đỡ cổ vũ tơi q trình học tập q trình tơi nghiên cứu để hồn thành luân văn Hà Nội, tháng 08 năm 2011 Nguyễn Minh Hằng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 1.1.3 Tình hình sử dụng nƣớc sinh hoạt Thạch Sơn 1.1.4 Những vấn đề môi trƣờng 1.1.5 Tình hình bệnh ung thƣ Thạch Sơn 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG 1.2.1 Trạng thái tự nhiên, vai trị tác dụng sinh hố Đồng 1.2.2 Trạng thái tự nhiên, vai trị tác dụng sinh hố Chì 1.2.3 Trạng thái tự nhiên, vai trò tác dụng sinh hoá Cadimi 10 1.2.4 Trạng thái tự nhiên vai trị sinh hố Mangan 11 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG 14 1.3.1 Nhóm phƣơng pháp phân tích cơng cụ 14 1.3.2 Nhóm phƣơng pháp phân tích hóa học 20 1.4 PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ XỬ LÍ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 24 1.4.1 Phƣơng pháp xử lí kết phân tích 24 1.4.2 Phƣơng pháp xử lí thống kê đƣờng chuẩn 25 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1.1 Sự xuất phổ hấp thụ nguyên tử 27 2.1.2 Nguyên tắc phƣơng pháp 27 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.3 Phép định lƣợng phƣơng pháp 29 2.1.4 Ƣu, nhƣợc điểm phƣơng pháp 30 2.1.5 Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 31 2.2 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ MÁY MÓC 32 2.2.1 Dụng cụ 32 2.2.2 Thiết bị máy móc 32 2.2.3 Hóa chất 33 2.2.4 Xử lý kết thực nghiệm 33 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 34 3.1 KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN ĐO PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ DÙNG NGỌN LỬA TRỰC TIẾP CỦA MỘT SỐ CATION KIM LOẠI (FAAS) 34 3.1.1 Khảo sát thông số máy 34 3.1.2 Khảo sát điều kiện nguyên tử hoá mẫu 39 3.1.3 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng tới phép đo 41 3.2 ĐÁNH GIÁ CHUNG 49 3.2.1 Phạm vi tuyến tính đồng, chì, cadimi, mangan 49 3.2.2 Tóm tắt điều kiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng lửa trực tiếp xác định số cation kim loại 51 3.3 XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG 52 3.3.1 Chuẩn bị dung dịch xây dựng đƣờng chuẩn 52 3.3.2 Xây dựng đƣờng chuẩn đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan 52 3.4 PHÂN TÍCH MẪU THỰC 56 3.4.1 Lấy mẫu xử lí mẫu 56 3.4.2 Phƣơng pháp xử lý kết 59 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.4.3 Kết xác định hàm lƣợng đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan mẫu 60 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt AAS Tiếng Anh Tiếng Việt Atomic AbsorptionSpectrometry Quang phổ hấp thụ nguyên tử Flame Atomic Quang phổ hấp thụ nguyên tử AbsorptionSpectrometry lửa ETA- Electron-Thermal Atomization Quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Atomic AbsorptionSpectrometry không lửa ICP Inductivity Coupled Plasma Plasma cao tầm cảm ứng Cu Copper Đồng Cd Cadmium Cadimi Pb Lead Chì Mn Manganese Mangan Zn Zinc Kẽm F-AAS Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Danh mục Trang Sơ đồ địa chất khu Công nghiệp Lâm Thao Cá chết nƣớc thải nhà máy làng ung thƣ Thạch Sơn, Phú Thọ Khu dân cƣ trù phú trƣớc (đã đƣợc di dời), thành cánh đồng ô nhiễm Hình 1.4 Quan hệ I-E phƣơng pháp cực phổ 14 Hình 2.1 Quan hệ A C 30 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống máy hấp thụ nguyên tử (máy Shimadzu 6300- Nhật Bản) 32 Hình 3.1 Sự phụ thuộc độ hấp thụ đông vào axit 43 Hình 3.2 Sự phụ thuộc độ hấp thụ chì vào axit 43 Hình 3.3 Sự phụ thuộc độ hấp thụ cadimi vào axit 44 Hình 3.4 Sự phụ thuộc độ hấp thụ mangan vào axit 45 Hình 3.5 Phạm vi tuyến tính nồng độ đồng 50 Hình 3.6 Phạm vi tuyến tính nồng độ chì 50 Hình 3.7 Phạm vi tuyến tính nồng độ cadimi 50 Hình 3.8 Phạm vi tuyến tính nồng độ mangan 51 Hình 3.9 Đƣờng chuẩn xác định đồng 54 Hình 3.10 Đƣờng chuẩn xác định cadimi Hình 3.11 Đƣờng chuẩn xác định chì 54 Hình 3.12 Đƣờng chuẩn xác định mangan Hình 3.13 Đƣờng chuẩn xác định kẽm 55 Hình 3.14 Mƣơng xỉ khu (đợt lấy mẫu: đợt đợt 3) Hình 3.15 Mƣơng xỉ khu (đợt lấy mẫu: đợt đợt 3) 58 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 55 58 http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.16 Ao hồ khu 10 (đợt lấy mẫu: đợt đợt 3) Hình 3.17 Đồ thị phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn Hình 3.18 Biểu đồ biểu diễn nồng độ cadimi số mẫu nƣớc sinh hoạt Hình 3.19 Biểu đồ biểu diễn nồng độ đồng số mẫu nƣớc sinh hoạt Hình 3.20 Biểu đồ biểu diễn nồng độ mangan số mẫu nƣớc sinh hoạt Hình 3.21 Biểu đồ biểu diễn nồng độ kẽm số mẫu nƣớc sinh hoạt Biểu đồ biểu diễn nồng độ đồng Hình 3.22 số mẫu nƣớc thải Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 59 60 69 69 70 70 71 Biểu đồ biểu diễn nồng độ cadimi 71 số mẫu nƣớc thải Biểu đồ biểu diễn nồng độ mangan số mẫu nƣớc thải Biểu đồ biểu diễn nồng độ kẽm số mẫu nƣớc thải Biểu đồ biểu diễn nồng độ chì số mẫu nƣớc sinh hoạt Biểu đồ biểu diễn nồng độ chì số mẫu nƣớc thải Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 72 73 73 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Danh mục Bảng 3.1a Vạch đo đặc trƣng nguyên tố đồng, chì, cadimi, mangan Bảng 3.1b Bảng 3.2a Bảng 3.2b Bảng 3.2c Kết khảo sát bƣớc sóng hấp thụ khác đồng, chì, cadimi, mangan Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử đồng cadimi vào cƣờng độ dòng đèn Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử chì vào cƣờng độ dịng đèn Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử mangan vào cƣờng độ dòng đèn 34 35 36 37 37 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ đồng 40 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ chì 40 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Ảnh hƣởng tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ cadimi Ảnh hƣởng tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ mangan Kết độ hấp thụ đồng dung dịch axit khác nồng độ khác Kết độ hấp thụ chì dung dịch axit khác nồng độ khác Kết độ hấp thụ cadimi dung dịch axit khác nồng độ khác Kết độ hấp thụ mangan dung dịch axit khác nồng độ khác Bảng 3.11 Ảnh hƣởng số cation đến phổ hấp thụ đồng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 40 42 43 44 44 46 http://www.lrc-tnu.edu.vn 64 Ta4 05/03 - - 0,3927 0,9400 Ta5 05/03 - 0,0675 73,869 0,2805 2,3945 Ta6 05/03 - 0,3379 9,1988 0,6731 2,5916 Ta7 05/03 0,0049 0,0675 10,824 - Ta8 05/03 - - Ta9 05/03 - 0,5069 10 Ta10 05/03 - 11 Ta11 05/03 12 Ta12 13 14 61,879 1,0265 0,1122 0,7356 89,088 0,4487 3,5437 0,1013 28,204 - 0,9760 - 0,8279 87,138 0,4487 3,7625 05/03 - 0,1182 16,549 1,6829 Ta13 05/03 - - 0,1122 0,7525 Ta14 05/03 - 0,0675 24,662 0,1122 15 Ta15 05/03 - - 15,839 0,2244 16 Ta16 05/03 - - 84,279 - 7,0297 17 Ta17 05/03 - 0,2196 46,613 0,8975 2,4185 18 Ta18 05/03 - 0,0169 34,851 - 2,4089 19 Ta19 05/03 0,0171 - 19,0742 0,7853 0,7356 20 Tb1 27/03 0,0742 - 7,7547 - 0,7957 21 Tb2 27/03 - - 32,747 - 0,7116 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21,564 18,352 6,0491 2,1637 1,3896 http://www.lrc-tnu.edu.vn 65 22 Tb3 27/03 - - 21,206 1,1780 2,4233 23 Tb4 27/03 - - 32,048 0,3366 1,4953 24 Tb5 27/03 - - 76,655 0,4487 2,3176 25 Tb6 27/03 - - 32,406 0,3927 1,3054 26 Tb7 27/03 - - 6,7314 - 0,9760 27 Tb8 27/03 - - 4,1616 - 0,7645 28 Tb9 27/03 1,2427 94,220 98,435 0,8975 30,292 29 Tb10 27/03 - - - 0,6298 30 Tb11 27/03 1,0859 82,527 97,349 1,1219 29,982 31 Tb12 27/03 - - 9,4490 - 0,6948 32 Tb13 27/03 - - 12,519 - 0,9977 33 Tb14 27/03 - - 13,673 0,2244 1,0145 34 Tb15 27/03 - - 13,496 - 1,4376 35 Tb16 27/03 1,1962 95,589 97,946 0,6731 30,220 36 Tb17 27/03 - - 14,139 0,2244 2,9955 37 Tb18 27/03 - 0,8110 19,756 0,6731 4,7722 38 Tb19 27/03 - - 14,150 - 1,3896 39 Tc1 17/04 0,0503 - 8,4370 - 0,6779 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9,0510 http://www.lrc-tnu.edu.vn 66 40 Tc2 17/04 - - 31,923 - 0,6251 41 Tc3 17/04 - 1,5546 27,6591 1,6830 3,2408 42 Tc4 17/04 - - 34,890 - 1,1492 43 Tc5 17/04 - 0,0592 51,275 0,6732 4,5943 44 Tc6 17/04 - - 69,674 0,2244 1,1780 45 Tc7 17/04 - - 18,431 0,3366 1,0674 46 Tc8 17/04 - - 19,585 0,0000 0,7164 47 Tc9 17/04 - 9,0655 61,560 0,2805 10,698 48 Tc10 17/04 - - 52,936 0,2244 1,1107 49 Tc11 17/04 - 0,9463 60,315 - 10,256 50 Tc12 17/04 - - 26,055 0,2244 0,4352 51 Tc13 17/04 - - 9,5741 0,2805 1,0771 52 Tc14 17/04 - - 19,307 - 0,8029 53 Tc15 17/04 - - 18,375 0,1122 1,2790 54 Tc16 17/04 0,0907 39,286 70,065 0,5049 22,404 55 Tc17 17/04 - 4,4778 60,469 0,8976 10,890 56 Tc18 17/04 - - 80,748 1,4586 9,3185 57 Tc19 17/04 - - 9,7446 - 1,6949 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 67 Xác định hàm lượng đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan số mẫu theo phương pháp thêm chuẩn Phƣơng pháp đƣờng chuẩn phƣơng pháp đơn giản, dễ thực hiện, phù hợp cho phân tích hàng loạt Tuy nhiên, gặp đối tƣợng phân tích có thành phần phức tạp chuẩn bị đƣợc dãy mẫu phù hợp thành phần với mẫu phân tích tốt dùng phƣơng pháp thêm chuẩn Để so sánh kết phân tích đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan tiến hành phƣơng pháp đƣờng chuẩn, chọn số mẫu để phân tích theo phƣơng pháp thêm chuẩn Kết đƣợc trình bày bảng sau: Bảng 3.21 : Kết phân tích kẽm, mangan theo phương pháp thêm chuẩn phương pháp đường chuẩn Mẫu Nồng độ mangan kẽm Nồng độ mangan theo phƣơng pháp thêm kẽm theo phƣơng pháp chuẩn (mg/l) đƣờng chuẩn (mg/l) Sai số % Mn Zn Mn Zn Mn Zn Ga2 0,3661 0,1054 0,3738 0,1022 2,06 3,13 Ga6 22,542 1,0783 22,295 1,0557 1,11 2,14 Ga11 7,5073 0,6962 7,5799 0,7158 0,96 2,74 Ta5 73,029 2,2993 73,869 2,3945 1,14 3,97 Ta7 10,621 1,0167 10,825 1,0266 1,88 0,96 Ta19 18,709 0,7556 19,074 0,7357 1,91 2,70 Nhƣ vậy, sau tiến hành phân tích phƣơng pháp thêm chuẩn số mẫu Chúng tơi nhận thấy: kết hàm lƣợng đồng, chì, cadimi, kẽm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 68 mangan theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn không sai khác nhiều so với kết theo phƣơng pháp thêm chuẩn Qua đó, chúng tơi khẳng định rằng: phƣơng pháp đƣờng chuẩn loại trừ đƣợc hoàn toàn ảnh hƣởng thành phần mẫu nhƣ cấu trúc vật lí chất tạo thành mẫu Vậy kết đo theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn phân tích hàng loạt đáng tin cậy Nhận xét hàm lượng đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan mẫu phân tích Để đánh giá chất lƣợng nƣớc khu vực nghiên cứu, áp dụng tiêu chẩn TCVN 5942 – 1995 nƣớc nƣớc thải tiêu chuẩn TCVN 5944 – 1995 nƣớc sinh hoạt, đƣợc trình bày bảng 3.22 Bảng 3.22 : Giá trị giới hạn cho phép nồng độ chất ô nhiễm nƣớc mặt nƣớc ngầm STT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn theo tiêu chuẩn TCVN 5942 – 1995 (đối với nƣớc mặt) Giá trị giới hạn theo tiêu chuẩn TCVN 5944 – 1995 A B (đối với nƣớc ngầm) Đồng mg/l 0,10 1,00 1,00 Chì mg/l 0,05 0,10 0,05 Cadimi mg/l 0,01 0,02 0,01 Kẽm mg/l 1,00 2,00 5,00 Mangan mg/l 0,10 0,80 0,10 Trong đó: Cột A áp dụng với nƣớc mặt dùng làm nguồn cấp nƣớc sinh hoạt Cột B áp dụng với nƣớc mặt dùng làm nguồn cấp nƣớc thải Sau so sánh kết phân tích mẫu nƣớc sinh hoạt nƣớc thải với bảng giá trị giới hạn cho phép nồng độ chất ô nhiễm nƣớc ngầm nƣớc mặt theo TCVN, chúng tơi nhận thấy: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 69 + Nhìn chung, mẫu nƣớc sinh hoạt có kim loại đồng, cadimi, kẽm, mangan hầu hết có kết mẫu lấy lần cao lần 2, lần lại cao lần Phải nguyên nhân kết mẫu lần cao lấy mẫu vào cuối xuân, thời tiết mƣa phùn lâu ngày, nên kim loại nặng nhiễm vào nguồn nƣớc giếng dễ dàng, lấy mẫu lần khơng có mƣa phùn nhƣng sau nhiều ngày nắng lại có mƣa, nên hàm lƣợng kim loại nặng tƣơng đối cao Còn mẫu lấy lần có lẽ thời tiết nắng nhiều ngày khơng có mƣa, nên nguồn nƣớc ngầm bị ảnh hƣởng môi trƣơng xung quanh Cụ thể : 0,03 0,025 lần1 lần2 lần3 C_Cd 0,02 0,015 0,01 giới hạn Cd 0,005 -0,005 10 15 Mẫu nƣớc SH Hình 3.18: biểu đồ biểu diễn nồng độ cadimi số mẫu nƣớc SH Nhận xét: Biểu đồ hình 3.18 cho thấy kết đa số nằm dƣới giới hạn Cadimi, chứng tỏ khu vực nghiên cứu nói chung khơng nhiễm Cadimi Nhƣng có mẫu mẫu lần lấy lần có lƣợng Cadimi cao vƣợt giới hạn Đây mẫu thuộc khu vực thị trấn Lâm Thao gần hồ nƣớc thải thị trấn (mẫu T1) 0,12 0,1 C_Cu 0,08 0,04 lần1 lần2 lần3 0,02 giới hạn Cu 0,06 -0,02 10 15 Mẫu nƣớc SH Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 70 Hình 3.19: biểu đồ biểu diễn nồng độ đồng số mẫu nƣớc SH Nhận xét: Trong biểu đồ hình 3.19 khơng có đƣờng vƣợt giới hạn Cu song có nhiều điểm gần với giới hạn Điều chứng tỏ khu vực nghiên cứu khơng nhiễm đồng nhƣng số nơi khu vực có nguy nhiễm 25 lần1 lần2 lần3 20 C_Mn 15 10 giới hạn Mn -5 10 mẫu nƣớc SH 15 Hình 3.20: biểu đồ biểu diễn nồng độ mangan số mẫu nƣớc SH Nhận xét: Trong biểu đồ hình 3.20 kết lần lấy mẫu vƣợt nhiều so với giới hạn Mn, chứng tỏ khu vực nghiên cứu nhiễm Mangan nặng Phải nhà máy supe photphat Lâm Thao chủ yếu sử dụng nguyên liệu C_Zn quặng pyrit nên thải nhiều xỉ chứa Mangan 3,5 2,5 1,5 0,5 lần1 lần2 lần3 giới hạn Zn 10 15 Mẫu nƣớc SH Hình 3.21: biểu đồ biểu diễn nồng độ kẽm số mẫu nƣớc SH Nhận xét: Trong biểu đồ hình 3.21 nhiều điểm gần với giới hạn Zn có số mẫu vƣợt giới hạn Đây mẫu 7, mẫu thuộc khu đƣợc lấy gia đình sống gần mƣơng xỉ khu (mẫu T16) mƣơng nhiễm kẽm cao Nên nói nƣớc giếng khu vực nghiên cứu tình trạng bắt đầu nhiễm kẽm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 71 + Các mẫu nƣớc thải lấy thời điểm khác khơng có độ chênh lệch nhiều Vì nguồn nƣớc mặt, bị ảnh hƣởng điều kiện tự nhiên Song có số kết mẫu lần thứ cao hẳn lần lần 3, lần cao lần Nguyên nhân kết mẫu lần cao có mƣa lớn kim loại nặng từ cống nƣớc thải nhà máy Supe photphat Hoá chất Lâm Thao chảy theo mƣơng khu 1, 2, Đây lí mẫu T9, T11, T16 (mƣơng khu 1, 2, 7) có hàm lƣợng kim loại nặng cao Mẫu lần thứ cao lần 1, lần vào đợt nắng nhiều, nƣớc cạn nên nồng độ kim loại tăng lên (Hình 3.14, 3.15, 3.16) Cụ thể : 120 C_Cu 100 60 Lần Lần Lần 40 Giới hạn Cu 80 20 11 13 15 17 19 Mẫu nƣớc thải Hình 3.22: biểu đồ biểu diễn nồng độ đồng số mẫu nƣớc thải Nhận xét : Nếu nhƣ mẫu nƣớc giếng khơng có mẫu nhiễm đồng quan sát biểu đồ hình 3.22 mẫu nƣớc thải hầu hết không nhiễm đồng Nhƣng lại có mẫu T9, T11,T16 vƣợt giới hạn cho phép nhiều C_Cd 1,5 Lần Lần Lần Giới hạn Cd 0,5 11 13 15 17 19 Mẫu nƣớc thải Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 72 Hình 3.23: biểu đồ biểu diễn nồng độ cadimi số mẫu nƣớc thải Nhận xét : Trong biểu đồ hình 3.23 nồng độ cacdimi đa số dƣới giới hạn có mẫu T9, T11, T16 vƣợt qua giới hạn Cd nhiều nhƣ nồng độ đồng biểu đồ hình 3.22 Ngoài ra, mẫu T1 vƣợt giới hạn cho phép Cadimi Đây mẫu hồ khu thị trấn Lâm Thao gần với nhà máy Supe 120 C_Mn 100 Lần Lần Lần 80 60 40 Giới hạn Mn 20 11 13 15 17 19 Mẫu nƣớc thải Hình 3.24: biểu đồ biểu diễn nồng độ mangan số mẫu nƣớc thải Nhận xét : Qua biểu đồ hình 3.24 cho thấy, ngồi mẫu T9, T11, T16 có hàm lƣợng mangan vƣợt giới hạn nhiều mẫu khác vƣợt Cùng với khảo sát hàm lƣợng nƣớc sinh hoạt ( Hình 3.20) cho thấy khu vực nghiên cứu nhiễm mangan nặng Điều chứng tỏ việc sử dụng nguyên liệu C_Zn quặng pyrit nhà máy thải xỉ gây nhiễm nặng nề cho tồn khu vực 35 30 25 20 15 10 Lần Lần Lần Giới hạn Zn 11 13 15 17 19 Mẫu nƣớc thải Hình 3.25: biểu đồ biểu diễn nồng độ kẽm số mẫu nƣớc thải Nhận xét : Trong biểu đồ hình 3.25 đa số mẫu gần với giới hạn nhƣ mẫu nƣớc sinh hoạt Và tƣơng tự nhƣ khảo sát Cu, Cd, Mn nƣớc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 73 thải kẽm có mẫu T9, T11, T16 vƣợt giới hạn nhiều Điều lần khẳng định hệ thống nƣớc thải nhà máy Supe photphat Lâm Thao trƣớc nhờ qua hệ thống mƣơng tƣới tiêu xã Thạch Sơn + Cịn riêng kim loại chì, mẫu nƣớc sinh hoạt lẫn mẫu nƣớc thải không theo quy luật lần lấy mẫu nhƣ khảo sát kim loại đồng, cadimi, kẽm mangan Cụ thể : Với mẫu nƣớc sinh hoạt (Hình 3.26) kết mẫu lần cao lần lần lại cao lần Với mẫu nƣớc thải (Hình 3.27) nói chung thƣờng kết mẫu lần cao lần lần Phải chăng, nguyên nhân nhà máy Ắc quy Vĩnh Phú (Sản phẩm pin Ắc quy) chuyển Việt Trì cách năm 0,8 lần1 lần2 lần3 C_Pb 0,6 0,4 0,2 giới hạn Pb -0,2 10 15 Mẫu nƣớc SH Hình 3.26: biểu đồ biểu diễn nồng độ chì số mẫu nƣớc SH Lần Lần Lần Giới hạn C_Pb 1,5 0,5 Pb 11 13 15 17 19 Mẫu nƣớc thải Hình 3.27: biểu đồ biểu diễn nồng độ chì số mẫu nƣớc thải Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 74 Tóm lại, nƣớc sinh hoạt nƣớc thải đƣợc lấy ba thời điểm khác song hầu hết mẫu không nhiễm đồng, vài mẫu nhiễm kẽm cadimi, nhiều mẫu nhiễm chì Cịn mangan 100% mẫu vƣợt mức cho phép Nhƣ nguồn nƣớc ngầm khu vực Lâm Thao – Phú Thọ bị nhiễm kim loại nặng diện rộng Còn mẫu nƣớc thải lại nhiễm kim loại nặng tập trung nhiều mẫu T9, T11, T16 – Là khu vực cống nƣớc thải nhà máy supe thải qua mƣơng tƣới tiêu xã Thạch sơn Vì vây, cho thấy nguồn nƣớc mặt nƣớc ngầm khu vực khảo sát bị nhiễm trầm trọng, có ngun nhân từ việc xả nƣớc thải nhà máy Mà nƣớc thành phần quan trọng sống ngƣời Do cần có biện pháp quản lí bảo vệ nguồn nƣớc chặt chẽ Nƣớc thải phải đƣợc xử lí triệt để đƣợc xả vào hồ, mƣơng Đặc biệt, với dân cƣ sinh sống nơi cần hiểu rõ mức nguy hại tình trạng nhiễm nguồn nƣớc Tuyệt đối không sử dụng nƣớc giếng khoan thời gian dài Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 75 KẾT LUẬN Với mục đích ứng dụng kỹ thuật F_AAS để phân tích, đánh giá hàm lƣợng kim loại nói chung kim loại nặng nói riêng mẫu nƣớc sinh hoạt nƣớc thải, chúng tơi tìm hiểu đối tƣợng, tham khảo tài liệu lần lƣợt tiến hành khảo sát điều kiện thích hợp tiến hành phân tích mẫu thực Kết thu đƣợc nhƣ sau: Khảo sát đƣợc thông số máy nhƣ vạch phổ đặc trƣng, cƣờng độ dòng đèn, độ rộng khe đo, chiều cao đèn (burner), lƣu lƣợng khí axetilen cho phép xác định đồng, chì, cadimi, mangan Đã khảo sát ảnh hƣởng loại axit HCl, HNO3, H2SO4 nồng độ chúng đến phép đo đồng, chì, cadimi, mangan theo phƣơng pháp F_AAS Đã kiểm tra ảnh hƣởng cation đến phép xác định đồng, chì, mangan, cadimi Trên sở điều kiện chọn, xác định đƣợc khoảng nồng độ tuyến tính, xây dựng đƣờng chuẩn đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan Ứng dụng phƣơng pháp F_AAS phân tích đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan mẫu thực phƣơng pháp đƣờng chuẩn số mẫu thực phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn, cho thấy kết xác định đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn đáng tin cậy Đánh giá đƣợc mức độ ô nhiễm kim loại mẫu nƣớc theo TCVN với tổng số mẫu phân tích 93 mẫu (36 mẫu nƣớc sinh hoạt 57 mẫu nƣớc thải) Cụ thể: 100% mẫu nƣớc có hàm lƣợng Mangan vƣợt ngƣỡng cho phép; với 10/93 mẫu có hàm lƣợng Cadimi 07/93 mẫu có hàm lƣợng Đồng vƣợt tiêu chuẩn, 61/93 mẫu có hàm lƣợng Chì 28/93 mẫu có hàm lƣợng Kẽm vƣợt tiêu chuẩn Đƣa khuyến cáo ngƣời sử dụng nƣớc khu vực Lâm Thao - Phú Thọ Bƣớc đầu tìm hiểu ngun nhân tình trạng nhiễm kim loại đối tƣợng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt Lê Lan Anh, Lê Quốc Hùng, Từ Vọng Nghi, Nghiên cứu phân tích ion kim loại nặng nƣớc tự nhiên phƣơng pháp điện hóa hịa tan điện cực màng thủy ngân, Tạp chí hóa học, số T31, 1993 Báo cáo khoa học Sở Khoa học Công nghệ Phú Thọ, (2007) Báo cáo tình hình nhiễm mơi trƣờng Phịng Tài ngun Mơi trƣờng huyện Lâm Thao, Phú Thọ, 2009 Báo cáo trả lời chất vấn Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên Mơi trƣờng kỳ họp thứ QH khố XI Báo cáo Trạm y tế xã Thạch Sơn năm 2005 – 2010 số ngƣời mắc bệnh ung thƣ Thạch Sơn Trần Bính, Nguyễn Ngọc Thắng, Hƣớng dẫn thí nghiệm Hố Phân tích, Khoa Hố học, Đại học Bách khoa Hà Nội, 2007 F.Cotton - G.Wilkinson, Cơ sở hố học vơ - Phần III, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1984 A.P.Creskov, Cơ sở hóa học phân tích - tập tập 2, Từ Vọng Nghi, Trần Tứ Hiếu (dịch), NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1989-1992 Hoàng Ngọc Chức, Nghiên cứu phân tích hàm lƣợng số kim loại nặng nƣớc sinh hoạt, nƣớc thải khu vực Từ Liêm phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử, Luận văn Thạc sĩ Hoá học, ĐH Sƣ Phạm Hà Nội, 2009 10 Nguyễn Tinh Dung, Hố học phân tích phần III: Các phƣơng pháp định lƣợng hoá học, Nhà xuất Giáo Dục, 2000 11 Trần Thị Đà, Nguyễn Thế Ngơn, Hố học vô - tập 2, NXB Đại học Sƣ phạm, 2007 12 Đào Thu Hà, Nghiên cứu điều kiện tối ƣu, đánh giá số ion kim loại nặng Cu, Pb, Cd nƣớc sinh hoạt nƣớc bề mặt số sông hồ khu vực Hà Nội phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng lửa (F_AAS), Luận văn Thạc sĩ, Đại học Sƣ phạm Hà Nội, 2006 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 77 13 Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh, Nguyễn Xuân Huân - Một số nghiên cứu kim loại nặng giới Tạp chí Hố học số 61, trang 157 đến 161, 2004 14 Phạm Luận, Giáo trình hƣớng dẫn vấn đề sở kỹ thuật xử lí mẫu phân tích - Phần I: vấn đề chung, ĐHKHTN - ĐHQG Hà Nội, 1999 15 Phạm Luận, Xác định kim loại nặng mẫu nƣớc sông, hồ, suối, ao, giếng khoan nƣớc máy phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS), QTRnƣớc C6 Hà Nội, 1993 16 Phạm Luận, Phƣơng pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB ĐHQG Hà Nội, 2006 17 Từ Văn Mặc, Các phƣơng pháp phân tích dùng cơng cụ, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2005 18 Từ Văn Mặc, Phân tích hóa lý, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1995 19 Hồng Nhâm, Hố học vơ - Tập 2, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2000 20 Lê Đức Ngọc, Xử lí số liệu kế hoạch hố thực nghiệm, NXB ĐHKHTN ĐHQG Hà Nội, 2001 21 Trần Thị Thu Nguyệt, Trần Thu Quỳnh, Từ Vọng Nghi, Nghiên cứu số kim loại nặng nƣớc phƣơng pháp von ampe hịa tan dung bình điện hóa dong chảy, Tạp chí phân tích hóa, lý, sinh học - tập số 3, 1999 22 Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung, Các phƣơng pháp phân tích lý hố, NXB Đại học Sƣ phạm, Hà Nội, 1991 23 Hồ Viết Q, Các phƣơng pháp phân tích cơng cụ hố học đại, NXB Đại học Sƣ phạm, Hà Nội, 2005 24 Hồ Viết Quý, Xử lí số liệu thực nghiệm toán học thống kê, Đại học Sƣ phạm Quy Nhơn, 1994 25 Mai Văn Quý, Xác định hàm lƣợng số kim loại nƣớc, rau thực phẩm phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng lửu F_ASS, Luận văn Thạc sĩ Hoá học, ĐH Sƣ Phạm Hà Nội, 2009 26 Trần Vĩnh Quý, Giáo trình hố tin học, NXB Đại học Sƣ Phạm, 2006 27 TCVN 5942, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5942 : 1995 chất lƣợng nƣớc - tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc mặt Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trƣờng, Hà Nội, 2007 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 78 28 Nguyễn Quang Tuyển, Nghiên cứu, xác định hàm lƣợng số nguyên tố kim loại nặng thịt bán thị trƣờng Hà Nội phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử, Luận văn Thạc sĩ Hoá học, ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2010 29 Web: http://www.hoahocvietnam.com http://vi.wikipedia.org http://www.chemvn.net http://www.suckhoe360.com/Song-khoe/Vi-chat-dinh-duong/index.php Tài liệu tham khảo tiếng Anh 30 Douglas A Skoog, Donal M.West, F.James Holler, Fundamentals of analytical th chemistry, Edition, Saunders college publishing 31 J.Mendham, R.C.Denney, J.D.Barnes, M.Thomas, Volgels textbook of th quantitative chemical analysis, Edition, Prentice Hall, 2000 th 32 Daniel C.Harris, Quantitative Chemical Analysis, edition, W.H.Freeman and Company, NewYork, 1999 33 Wed : http://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium http://chemistry.about.com Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn