tách, làm giàu,xác định lượng vết Pb và Cd trong 1 số đối tượng bằng ky thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ

tách, làm giàu,xác định lượng vết Pb và Cd trong 1 số đối tượng bằng ky thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Đại học quốc gia hà nội trờng Đại học khoa học tự nhiên Đàm thị thủy Tách, làm giầu, xác định lợng vết Pb Cd số đối tợng kỹ thuật chiết pha rắn phơng pháp quang phổ Luận văn thạc sĩ khoa học Hà Nội - 2009 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Đại học quốc gia hà nội trờng Đại học khoa học tự nhiên Đàm thị thủy Tách, làm giầu, xác định lợng vết Pb Cd số đối tợng kỹ thuật chiết pha rắn phơng pháp quang phổ Luận văn thạc sĩ khoa học Chuyên ngành : Hoá Phân tích Mà số : 60 44 29 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn xuân trung Hà Néi - 2009 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Lời cảm ơn Bằng lòng trân trọng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Xuân Trung đà giao đề tài, hớng dẫn em tận tình, chu đáo đầy tâm huyết suốt trình nghiên cứu hoàn thiện luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo môn Hoá phân tích, thầy, cô giáo khoa Hoá học Trờng ĐHKHTN- ĐHQGHN đà tận tình giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn Ban giám hiệu Trờng Cao đẳng Công nghiệp Hoá chất, bạn đồng nghiệp, ngời thân cổ vũ, động viên giúp đỡ em suốt trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2009 Học viên: Đàm Thị Thanh Thuỷ Mục lục Mở đầu Ch¬ng 1: Tæng Quan 1.1 Vai trß cđa níc tình trạng ô nhiễm nớc .2 1.1.1 Các nguồn nớc trái đất [3] 1.1.2 Vai trß cđa níc [3] 1.1.3 Sù ph©n bè níc 1.1.3.1 Sự phân bố nớc Thế giới 1.1.3.2 Tài nguyên nớc ViÖt Nam .3 1.1.4 Sù « nhiƠm ngn níc 1.2 Giíi thiƯu chung vỊ Cadimi Chì [15] Trong bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoá học, nguyên tố Cadimi (Cd) nằm ô số 48, thc nhãm IIB, chu kú V Nguyªn tư Cd cã obitan d đà điền đủ 10 electron Cấu hình electron Cadimi (Z=48): [Kr]4d5s Nguyên tố Chì có sè thø tù 82, thuéc nhãm IVA, chu kú VI CÊu h×nh electron cđa Ch× (Z = 82): [Xe]4f145d106s26p2 1.2.1 TÝnh chÊt lý, hãa Cadimi Chì 1.2.1.1 TÝnh chÊt vËt lý 1.2.1.2 TÝnh chÊt ho¸ häc 1.2.2 Các hợp chất Cadimi Chì .6 1.2.2.1 C¸c oxit 1.2.2.2 C¸c hydroxit 1.2.2.3 Các muối đặc trng 1.2.2.4 §éc tÝnh cđa Cd vµ Pb [19] 1.3 Các phơng pháp xác định Cadimi Chì .9 1.3.1.2 Phơng pháp ph©n tÝch thĨ tÝch 10 1.3.2 Các phơng pháp phân tích công cụ 11 1.3.2.1 Các phơng pháp ®iƯn ho¸ [16] 11 1.3.2.2 Các phơng pháp quang phổ .12 1.4 Một số phơng pháp tách làm giàu lợng vết ion kim loại nặng 16 1.4.1 Phơng pháp cộng kết [1] 17 1.4.2 Phơng pháp chiết lỏng- láng [1,27] .18 1.4.3 Ph¬ng pháp chiết pha rắn (SPE) 18 1.4.3.1 Định nghĩa chiết pha rắn .18 1.4.3.2 Các chế chiÕt pha r¾n [21] 19 1.4.3.3 C¸c kü thuËt SPE 20 Chơng 2: Hóa chất dông cô 24 2.1 Dụng cụ máy móc 24 2.2 Hãa chÊt sư dơng 24 2.3 ChuÈn bÞ cét chiÕt pha r¾n .25 CHƯƠNG 3: Kết thực nghiệm thảo luận 27 3.1 Khảo sát điều kiƯn tèi u cđa phÐp ®o phỉ F-AAS 27 3.1.1 Khảo sát điều kiện đo phổ: 27 3.1.1.1 Chọn vạch đo 27 3.1.1.2 Khe ®o 28 3.1.1.3 Cêng ®é đèn catot rỗng (đèn HCL) 28 3.1.2 Khảo sát điều kiện nguyên tử hóa mÉu 28 3.1.2.1 ChiỊu cao ®Ìn nguyªn tư hãa 28 3.1.2.2 Khảo sát thành phần khí cháy 29 3.1.3 Khảo sát yếu tố ¶nh hëng kh¸c 30 3.1.3.1 ảnh hởng nồng độ axit loại axit dung dịch mẫu 31 3.1.3.2 ảnh hởng muèi .32 3.1.3.3 ¶nh hëng cđa c¸c ion cã mÉu 34 3.1.4 Đánh giá chung phơng pháp phổ F-AAS 39 3.1.4.1 Khoảng tuyến tính Pb, Cd phơng trình đờng chuẩn 39 3.1.4.2 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lợng phơng pháp F-AAS xác định Pb Cd 42 3.1.4.3 Sai số độ lặp lại phép đo 44 3.2 Khảo sát điều kiện làm giàu tách chiết pha rắn XAD7 46 3.2.1 Khảo sát ảnh hởng pH .47 3.2.2 Kh¶o sát ảnh hởng thể tích thuốc thử .48 3.2.3 Khảo sát tỷ lệ Cd 2+/Pb2+ hỗn hợp 49 3.2.4 Khảo sát tốc độ nạp mẫu 50 3.2.5 Khảo sát khả rưa gi¶i 51 3.2.6 Khảo sát ảnh hởng tốc độ rửa giải 53 3.2.7 ¶nh hëng cđa thĨ tÝch mÉu thư 54 3.2.8 ảnh hởng số ion đến khả hấp thu Pb2+, Cd 2+ 55 3.2.8.1 ảnh hởng nhóm kim loại kiềm kim loại kiỊm thỉ 55 3.2.8.2 ¶nh hëng cđa mét sè kim loại nặng nhóm II 56 3.2.8.3 ảnh hởng số kim loại nặng nhóm III 59 3.2.8.4 ¶nh hëng cđa mét sè anion .61 3.2.8.5 ¶nh hëng cđa tỉng Cation vµ Anion 62 3.3 Phân tích mẫu giả 63 3.4 Ph©n tÝch mÉu thùc 64 KÕt luËn .67 Tài liệu tham khảo 69 Mở đầu Nớc nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá, yếu tố thiếu cho sống, đâu có nớc có sống Tuy nhiên, với phát triển sống, trình đô thị hóa, công nghiệp hóa, thâm canh nông nghiệp ngày phát triển đà có nhiều ảnh hởng xấu đến nguồn tài nguyên Nhiều nơi, nguồn nớc bề mặt, chí nguồn nớc ngầm đà bị ô nhiễm nghiêm trọng, gây ảnh hởng xấu tới chất lợng nớc, ảnh hởng đến sức khỏe ngời động vật, làm giảm suất chất lợng trồng Một chất có tác dụng gây ô nhiễm kim loại nặng ( Pb, Cd, Hg, As…) Mét sè chóng cã nång độ vừa phải ảnh hởng xấu tới ngời vật nuôi, chí có tác dụng tốt Tuy nhiên, nồng độ cao chúng lại trở thành chất nhiễm độc mạnh gây số tác động xấu cho ngời, vật nuôi đặc biệt Pb, Cd tác nhân gây bệnh ung th Do vậy, xác định lợng vết kim loại nặng vấn đề thời hóa học phân tích, nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh kế, khoa học kỹ thuật bảo vệ môi trờng Hàm lợng Chì Cadimi nớc nhỏ để phân tích đợc trớc hết cần phải làm giàu Vì vậy, mục đích đề tài tách, làm giàu, xác định lợng vết Chì Cadimi có nớc ngầm kỹ thuật chiết pha rắn phơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật lửa (F-AAS) Chơng 1: Tổng Quan 1.1 Vai trò nớc tình trạng ô nhiễm nớc 1.1.1 Các nguồn nớc trái đất [3] Trái đất có khoảng 361 triệu Km2 diện tích đại dơng (chiếm71% diện tích bề mặt Trái đất) Trữ lợng tài nguyên nớc có khoảng 1,5 tỉ Km3, nớc nội địa chiếm 91 triệu Km3 (chiếm 6,1%), 93,9% nớc biển đại dơng Tài nguyên nớc chiếm 28,25 triệu Km3 (chiếm 1,88% Thuỷ quyển), nhng phần lớn lại dạng đóng băng hai cực Trái đất Lợng nớc thực tế ngời sử dụng đợc 4,2 triƯu Km3 (chiÕm 0,28% Thủ qun) 1.1.2 Vai trß cđa nớc [3] Nớc dung môi tốt tất loại dung môi, phổ biến Trái ®Êt Níc kh«ng thĨ thiÕu cc sèng cđa ngời, công nghiệp, nông nghiệp, ngành dợc phẩm, thực phẩm, cần đến khối lợng nớc lín Víi nh÷ng tÝnh chÊt vèn cã, níc thùc sù nguồn nguyên liệu quý thiếu đợc Với diện tích chiếm 71% diện tích bề mặt Trái đất độ sâu trung bình 4km biển đại dơng, nớc có tác dụng điều hoà nhiệt độ Trái đất Trong lòng đại dơng có đến 40 nghìn loại cá sinh sống, tổng sản lợng hàng năm hàng chục triệu rong biển, ngành thân mềm chứa Protit có giá trị nguyên tố vi lợng đợc sử dụng rộng rÃi làm nguồn thực phẩm cho ngời Vì nớc quan trọng đời sống, công nghiệp mà thiếu sống động vật thực vật Trái đất Hiện ngời tìm cách sử dụng cách khoa học nguồn nớc tài nguyên vô giá Trái đất, giữ cho chúng khỏi bị nhiễm bẩn, ô nhiễm loại hoá chất độc hại 1.1.3 Sự phân bố nớc 1.1.3.1 Sự phân bố nớc Thế giới Trái đất hành tinh nớc Tuy nhiên nhân loại đứng trớc nguy thiếu nớc tình trạng khai thác nớc ngầm bừa bÃi tình trạng ô nhiễm nớc xảy nghiêm trọng Lợng nớc Trái đất phân bố không đều, chẳng hạn sa mạc lợng ma trung bình dới 100 mm/năm, vùng nhiệt đới lợng ma đạt tới 5.000 mm/năm Vì nhiều nơi thiếu nớc, bị hạn hán Ngợc lại có nhiều vùng thờng xuyên bị ma gây ngập lụt Lợng nớc ngời sử dụng ban đầu thờng có nguồn gốc từ nớc ma Nớc dùng cho sinh hoạt chiếm 8%, cho công nghiệp chiếm 23% cho hoạt động nông nghiệp 63% [6] Tiêu dùng nớc phạm vi toàn cầu đà tăng gấp lần giai đoạn 1990- 1995, lớn gấp lần tỉ lệ tăng dân số Có khoảng 1/3 dân số giới sống vùng thiếu nớc, nơi mà nhu cầu sử dụng nớc cao 10% nguồn nớc tái tạo đợc Trình trạng suy giảm nguồn nớc giới chất lợng vấn đề cộm môi trờng phát triển kỉ tới, khoảng 20% dân số giới nớc để uống, khoảng 50% dân số không đủ điều kiện vệ sinh 1.1.3.2 Tài nguyên nớc Việt Nam Việt Nam nớc nhiệt đới gió mùa nên có tài nguyên nớc dồi so với nớc giới, lợng ma trung bình tơng đối cao, khoảng 2000 mm/năm gấp 2,6 lần lợng ma trung bình vùng lục địa Thế giới Hàng năm, lÃnh thổ Việt Nam nhận thêm lu lợng nớc từ nam Trung Quốc Lào với số lợng khoảng 550 km3 Dòng chảy trung bình Việt Nam gấp lần dòng chảy trung bình Thế giới Nguồn tài nguyên nớc Việt Nam tơng đối phong phú, nhng phân bổ không trải rộng phức tạp theo thời gian, mạch nớc ngầm Từ lâu, mạch nớc ngầm đà đợc khai thác phơng pháp khác Theo đánh giá tác giả [9] tổng trữ lợng nớc mạch thiên nhiên toàn lÃnh thổ khoảng xấp xỉ 15% tổng trữ lợng nớc mặt 1.1.4 Sự ô nhiễm nguồn nớc Sự ô nhiễm môi trờng nớc thay đổi thành phần tính chất nớc gây ảnh hởng tới hoạt động sống bình thờng ngời, sinh vật, đến sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, thuỷ sản Nguồn gốc gây ô nhiễm nguồn nớc tự nhiên nhân tạo: - Sự ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên ma, tuyết tan, lũ lụt, gió bÃo, sản phẩm hoạt động sống sinh vật, kể xác chết chúng - Sự ô nhiễm nhân tạo chủ yếu nguồn nớc thải từ vùng dân c, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, sử dụng thuốc trừ sâu, diệt cỏ phân bón nông nghiệp 1.2 Giới thiệu chung Cadimi Chì [15] Trong bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoá học, nguyên tố Cadimi (Cd) nằm ô số 48, thc nhãm IIB, chu kú V Nguyªn tư Cd có obitan d đà điền đủ 10 electron Cấu h×nh electron cđa Cadimi (Z=48): [Kr]4d 10 5s Nguyên tố Chì có số thứ tự 82, thuộc nhóm IVA, chu kú VI CÊu h×nh electron cđa Ch× (Z = 82): [Xe]4f145d106s26p2 Trong thiên nhiên, Cd tồn dạng bền vững Cd(II) Trữ lợng Cadimi vỏ Trái đất 7,6.10-6 % tổng số nguyên tử (tơng ứng) Khoáng vật Cadimi grenokit (CdS ), khoáng vật tồn riêng mà thờng lẫn với khoáng vật Kẽm, Thuỷ ngân xinaba hay thần sa (HgS) Chì tự nhiên chiếm khoảng 0,0016% khối lợng vỏ Trái đất, phân bố 170 khoáng vật khác nhng quan träng nhÊt lµ galena (PbS), anglesite (PbSO4) vµ cerussite (PbCO3), hàm lợng Chì khoáng lần lợt 88%, 68% vµ 77% 1.2.1 TÝnh chÊt lý, hãa cđa Cadimi Chì 1.2.1.1 Tính chất vật lý Cadimi kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo, dễ rèn Chì kim loại có mầu xám xanh, mềm, bề mặt Chì thờng mờ đục bị oxi hóa Bảng 1: Mét sè h»ng sè vËt lý quan träng cña Cadimi Chì Hằng số vật lý Cd Pb Khối lợng nguyên tử (đvC) 112,411 207,21 Nhiệt độ nóng chảy (0C) 321 327,4 Nhiệt độ sôi (0C) 767 1737 (kg.m-3) 8,36 11,34 (Ohm-1.m-1) 1,3.106 4,84.106 o 1,56 1,74 TØ khèi (250C) Độ dẫn điện (250C) Bán kính nguyên tử ( A ) 1.2.1.2 Tính chất hoá học Cadimi nguyên tố tơng đối hoạt động Trong không khí ẩm, Cd bền nhiệt độ thờng nhờ có màng oxit bảo vệ Nhng nhiệt độ cao, cháy mÃnh liệt với ngän lưa mµu sÉm: to Cd + O2 = CdO điều kiện thờng, Chì bị oxi hóa oxi không khí tạo thành lớp oxit bền, mỏng bao phủ bên kim loại 2Pb + O2 = 2PbO Khi nhiệt độ cao, chúng phản ứng đợc với phi kim nh Lu huúnh, Halogen (X2) to Pb + X2 =o PbX2 t Cd + S = CdS Cd tác dụng dễ dàng với axit chất oxi hoá, giải phóng khí Hiđro Hình 7: §å thÞ biĨu diƠn sù phơ thc cđa hiƯu st thu hồi vào tốc độ nạp mẫu Pb Cd 120 H (%) 90 60 30 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Toc nap mau (ml) Dùa vào kết thực nghiệm thấy trì tốc độ nạp mẫu từ ml/ph thích hợp Tuy nhiên, tốc độ chậm tốn nhiều thời gian Vì lựa chọn tốc độ nạp mẫu 1,5 ml/ph cho nghiên cứu sau 3.2.5 Khảo sát khả rửa giải * Để rưa gi¶i Pb2+- APDC; Cd 2+- APDC khái cét chất hấp thu sử dụng tác nhân rửa giải khác Chúng đà nghiên cứu tác nhân rửa giải nh: Axit HNO3, HCl, H2SO4 dung môi khác nhau, với nồng độ khác Tuy nhiên qua trình nghiên cứu thấy axit HNO dung môi rửa giải tốt Vì khảo sát khả rửa giải axit dung môi khác Việc chọn đợc dung môi rửa giải thích hợp quan trọng phơng pháp chiết làm giàu nguyên tố kim loại nặng Dung môi đợc lựa chọn phải thoả mÃn điều kiện sau: Dung môi phải có hiệu suất rửa giải cao 51 Dung môi phải không phá huỷ vật liệu hấp thu Dung môi phải phù hợp với phép đo xác định kim loại nặng (F-AAS) sau làm giàu điều kiện tối u đà chọn Cũng tiến hành với mẫu nh Sau rửa giải với thể tích 15 ml, nhng với hệ dung môi khác Kết thu đợc nh sau: Bảng 32: Khảo sát nồng độ HNO3 dung môi rưa gi¶i [HNO3]/dm 0,25 M 0,5 M 1,0 M 1,5 M 2,0 M H(%) Pb/H2O 46,44 52,30 83,62 82,00 81,24 H(%) Cd/H2O 32,50 43,60 56,50 56,00 55,30 H(%) Pb/Axeton 94,36 97,20 97,75 97,30 97,64 H(%) Cd/Axeton 94,00 96,00 97,50 97,00 97,80 Từ kết khảo sát chọn HNO3 1M/Axeton làm dung dịch rửa giải cho nghiên cứu sau * Xác định thể tích rửa giải: Sau xác định đợc nồng độ axit HNO3 dung môi thích hợp tiến hành khảo sát thể tích dung dịch rửa giải: - Pha 100 ml dung dịch mẫu phân tích chứa àg Cd 2+ 10àg Pb2+, thêm ml thuốc thử APDC 0,1% ml đệm pH=6 - Cho dung dịch mẫu phân tích chảy qua cột chiết với tốc độ 1,5 ml/phút Sau rửa cột 5ml dung dịch đệm pH=6 - Rửa giải dung dịch HNO3 1M/Axeton với thể tích khác tốc độ 0,6 0,8 ml/phút Cô cạn làm bay Axeton dung dịch, thêm HNO3 1M có mặt NH4Ac 10% đến thể tích ml Xác định Pb, Cd thu hồi đợc phơng pháp F-AAS kết thu đợc nh sau: B¶ng 33: ¶nh hëng cđa thĨ tÝch dung dịch rửa giải đến hiệu suất thu hồi VHNO31M/Axeton(ml) 10 15 20 H (%) Pb 75,45 94,50 97,60 97,80 97,00 H (%) Cd 70,80 93,65 96,40 96,55 96,30 Dựa vào kết thực nghiệm, nhận thấy rằng, cần dùng 10 ml dung dịch HNO31M/Axeton giải hấp đợc Pb, Cd hấp thu cột với hiệu 52 suất cao Nên chọn thể tích dung dịch rửa giải 10 ml cho nghiên cứu sau 3.2.6 Khảo sát ảnh hởng tốc độ rửa giải - Cho dung dịch chất phân tích qua cột chiết pha rắn với tốc độ 1,5 ml/phót, sau chÊt ph©n tÝch qua hÕt cét rửa cột ml dung dịnh đệm pH=6 - Rửa giải lợng Pb, Cd đợc làm giàu cột 10 ml HNO31M/Axeton tốc độ khác Kết thu đợc nh sau: Bảng 34: ảnh hởng tốc độ rửa giải đến hiệu suất thu hồi Tốc độ rửa giải (ml/phút) H (%) Pb H (%) Cd 0,4 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 97,81 97,40 97,45 96,80 97,30 96,60 97,20 96,25 85,20 80,00 69,50 70,50 H×nh 8: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất thu hồi vào tốc độ rửa giải Pb Cd 120 H (%) 90 60 30 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 Toc rua giai (ml/phut) Nh×n vào kết ta thấy, với tốc độ 0,4 1,0 ml/phút hiệu suất thu hồi cao Tuy nhiên, tốc độ chậm tốn thời gian mà hiệu suất không 53 tăng, nên trình sau chọn tốc độ rửa giải 0,6 – 0,8 ml/phót 3.2.7 ¶nh hëng cđa thĨ tÝch mÉu thử Để khảo sát ảnh hởng thể tích mẫu thử, thay đổi thể tích dung dịch phân tích, nhng với hàm lợng Pb2+ Cd2+ không thay đổi Tiến hành khảo sát điều kiện tối u đà chọn, xác định hàm lợng Pb, Cd thu đợc phơng pháp F-AAS Kết thu đợc nh sau: Bảng 35: ảnh hởng thể tích mẫu đến hiÖu suÊt thu håi V mÉu (ml) 100 250 500 750 1000 1500 2000 H (%) Pb 98,60 98,25 97,15 96,55 95,40 85,45 82,30 H (%) Cd 98,40 98,00 97,30 95,85 95,58 80,79 75,21 Hình 9: Đồ thị biểu diễn sù phơ thc cđa hiƯu st thu håi vµo thĨ tÝch mÉu Pb Cd 120 H (%) 90 60 30 0 500 1000 1500 2000 2500 V mau (ml) Nhận xét: Đồ thị cho thấy việc hấp thu Pb2+ -APDC, Cd2+- APDC lên XAD-7 với lợng 70 mg không bị ảnh hởng nhiều thể tích mẫu 1000 54 ml B»ng viƯc sư dơng 10 ml dung dịch rửa giải hệ số làm giàu cột chiết đạt đợc giá trị cao F= 1000 = 100 10 (lần) Nh phơng pháp làm giàu Pb2+, Cd2+ tốt hệ số làm giàu tơng đối cao 3.2.8 ảnh hởng số ion đến khả hÊp thu cđa Pb2+, Cd 2+ Trong thùc tÕ, ngoµi hai nguyên tố khảo sát gặp số ion khác có mặt thành phần mẵu,có thể ảnh hởng đến khả hấp thu Pb2+- APDC, Cd2+- APDC lên XAD-7 Để cụ thể tiến hành khảo sát ảnh hởng số cation nh Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Cr3+, Fe3+ số anion nh Cl-, NO3- Dới kết thu đợc: 3.2.8.1 ảnh hởng nhóm kim loại kiềm kim loại kiềm thổ - Chuẩn bị mẫu (với thể tích 100 ml) chứa hỗn hợp àg Cd2+ 10 àg Pb2+ - Thêm vào mẫu ml APDC 0,1%, cation kim loại kiềm kim loại kiềm thổ với nồng độ thay đổi theo bảng dới Điều chỉnh pH dung dịch hỗn hợp ion kim loại - Cho dung dịch qua cột chiết pha rắn (chứa 70 mg XAD-7) với tốc độ cố định 1,5 ml/phút Sau dung dịch qua hết cột rửa cột ml dung dịch đệm pH=6 - Rửa giải 10 ml dung dịch HNO3 1M Axeton Dung dịch thu đợc đem cô cạn đợc hoà tan HNO3 1M có mặt NH4Ac 10% đến thể tích ml, xác định lợng Pb; Cd thu hồi đợc phơng pháp F-AAS kết thu đợc nh sau: 55 Bảng 36: ảnh hởng kim loại kiềm kiềm thổ đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Hàm lợng ion (mg) Mẫu sè Na+ 10 50 80 K+ 10 50 80 Mg2+ 10 50 80 Ca2+ 10 50 80 H (%) Pb 97,80 97,72 96,68 98,38 96,42 H (%) Cd 97,65 97,45 98,95 100,15 98,85 KÕt qu¶ ë b¶ng 36 cho thấy: Kim loại kiềm kim loại kiềm 100 100 100 100 96,12 97,30 thỉ víi nång độ khảo sát không ảnh hởng đến khả hấp thu phức Pb2+- APDC Cd2+- APDC lên nhựa XAD-7 3.2.8.2 ảnh hởng số kim loại nặng nhãm II * ¶nh hëng cđa Zn2+ B¶ng 37: ¶nh hởng Zn2+đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Hàm lợng ion (àg) Cd2+ Pb2+ Zn2+ H (%) Pb H (%) Cd MÉu sè 10 98,00 98,53 10 10 97,40 98,25 10 25 96,65 94,27 56 10 50 51,10 47,60 5 10 100 43,70 33,18 10 500 36,85 21,30 Hình 10: ảnh hởng Zn2+đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Pb Cd 120 H (%) 80 40 0 Mau so * ¶nh hëng cđa Ni2+ B¶ng 38: ảnh hởng Ni2+đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Hàm lợng ion (àg) Cd2+ Pb2+ Ni2+ H (%) Pb H (%) Cd MÉu sè 10 98,70 97,70 10 10 98,40 98,74 10 25 90,25 87,53 57 10 50 86,80 80,22 5 10 200 60,35 70,86 10 500 42,20 30,85 Pb Cd 120 H (%) 80 40 0 Mau so Hình11: ảnh hởng Ni2+đến hiệu suất thu hồi Pb Cd * ảnh hởng Mn2+ Bảng 39: ảnh hởng Mn2+đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Hàm lợng ion (àg) Cd2+ Pb2+ Mn2+ H (%) Pb H (%) Cd MÉu sè 10 97,90 96,51 10 96,55 96,42 10 10 97,05 96,37 58 10 25 88,00 57,25 5 10 100 75,25 36,00 10 500 29,35 23,18 Pb Cd 120 H (%) 80 40 Mau so Hình 12: ảnh hởng Mn2+ ®Õn hiƯu st thu håi cđa Pb vµ cd 3.2.8.3 ảnh hởng số kim loại nặng nhóm III * ¶nh hëng cđa Fe3+ B¶ng 40: ¶nh hëng cđa Fe3+ đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Hàm lợng ion (àg) Cd2+ Pb2+ Fe3+ H (%) Pb H (%) Cd MÉu sè 10 97,45 98,00 10 10 97,30 97,96 10 25 96,40 97,35 59 10 50 75,25 80,42 5 10 200 54,55 67,54 10 500 36,40 40,20 Pb Cd 120 H (%) 80 40 0 Mau so H×nh 13: ảnh hởng Fe3+ đến hiệu suất thu hồi Pb Cd * ảnh hởng Cr3+ Bảng 41: ảnh hởng Cr3+ đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Hàm lợng ion (àg) Cd2+ Pb2+ Cr3+ H (%) Pb H (%) Cd MÉu sè 10 97,25 98,85 10 10 97,00 98,00 10 25 95,45 97,80 60 10 50 82,40 90,48 5 10 200 75,60 70,25 10 500 45,20 60,20 Pb Cd 120 H (%) 80 40 Mau so Hình 14: ảnh hởng Cr3+ ®Õn hiƯu st thu håi cđa Pb vµ Cd 3.2.8.4 ¶nh hëng cña mét sè anion *¶nh hëng cña ClB¶ng 42: ảnh hởng Cl- đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Hàm lợng ion (mg) Cd * 10 Pb2+ * 10-3 ClH (%) Pb H (%) Cd 2+ -3 MÉu sè 10 98,55 98,20 10 97,90 97,86 10 10 98,65 97,72 10 50 98,70 98,45 5 10 100 97,60 97,50 10 150 97,00 97,20 Nhận xét: Anion Cl- với nồng độ khảo sát hầu nh không ảnh hởng đến khả hấp thu cđa phøc Pb2+- APDC; Cd2+- APDC lªn nhùa XAD-7 61 * ¶nh hëng cđa NO3B¶ng 43: ¶nh hëng cđa NO3- đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Hàm lợng ion (mg) Mẫu số Cd2+ * 10-3 5 5 5 Pb2+ * 10-3 10 10 10 10 10 10 NO30 10 50 100 150 H (%) Pb 98,40 98,20 97,55 96,25 97,40 97,25 H (%) Cd 98,65 98,70 97,85 97,42 97,30 97,00 NhËn xÐt: Anion NO3- với nồng độ khảo sát hầu nh không ảnh hởng đến khả hấp thu phức Pb2+- APDC; Cd2+- APDC lên nhựa XAD-7 3.2.8.5 ảnh hởng tổng Cation Anion Bảng 44: ảnh hởng tổng Cation Anion đến hiệu suất thu hồi Pb Cd Ion lạ Tỷ lệ ion lạ/ Pb (àg) Tỷ lệ ion lạ / Cd (àg) Na+, K+ * 103 10 10 20 20 Ca2+,Mg2+ * 103 10 10 20 20 Ni2+, Mn2+ 2,5 Zn2+ 2,5 5,0 10 Fe3+, Cr3+ 2,5 5,0 10 Cl-, NO3- * 103 15 15 30 30 H (%) 96,50 79,15 97,03 65,26 Sai sè (%) 0,57 18,44 1,45 33,72 Khi cã mặt lợng lớn ion kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, anion với nồng độ lớn không ảnh hởng đến phép xác định Pb Cd Nhng có mặt 62 ion kim loại nặng với tỷ lệ hiệu suất thu hồi Pb Cd giảm Sự giảm độ thu hồi hấp thu cạnh tranh phức ion kim loại khác 3.3 Phân tích mẫu giả Trong thực tế, mẫu nớc chứa nhiều ion kim loại khác Để đánh giá phơng pháp tách làm giàu này, tiến hành thử nghiệm mẫu giả có thành phần tơng tự mẫu thực Pha mẫu giả tích lít, thành phần mẫu giả nh sau: Bảng 45: Nồng độ cation kim loại mẫu giả Cation kim loại Cd2+ Pb2+ Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Ni2+ Zn2+ Mn2+ Fe3+ Cr3+ Nång ®é (ppm) 3,00.10-3 6,00.10-3 10,00 10,00 10,00 10,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Thêm ml thuốc thử APDC 0,1%, điều chỉnh pH dung dịch tiến hành hấp thu qua cột chiết pha rắn nh phần Mỗi mẫu đợc lặp lại lần Kết thu đợc nh sau: 63 Bảng 46: Hiệu suất thu hồi mẫu giả Nguyên Lợng đa vào tố (àg/l) Cd 3,0 Pb 6,0 Lợng xác định đợc (àg/l) 2,75 2,91 2,95 2,70 3,10 5,83 5,35 5,42 5,70 5,58 HiÖu suÊt thu håi (%) 91,67 97,00 98,33 90,00 103,30 97,17 89,17 90,33 95,00 93,50 Trung b×nh (96,06 ± 4,69)% (93,03 ± 2,89)% Qua bảng số liệu trên, ta thấy việc sử dụng thuốc thử APDC vật liệu XAD-7, để tách làm giàu số ion kim loại nặng nớc đạt hiệu suất thu hồi nh hệ số làm giàu cao, phù hợp để tách làm giàu lợng vết ứng dụng vào việc phân tích mẫu thực tế 3.4 Phân tích mẫu thực Để ứng dụng phơng pháp phân tích đà nghiên cứu vào thực tế, nghiên cứu phân tích hàm lợng Pb Cd số mẫu nớc ngầm Quy trình phân tích mẫu nh sau: * Lấy mẫu: Tiến hành lÊy mÉu theo ®óng TCVN * Xư lý mÉu: MÉu nớc phải đợc axit hoá HNO3 65% cho pH= Sau để lắng, lọc bỏ phần lơ lửng, thu lấy phần nớc ( lít) Thêm lợng thuốc thử APDC 0,1% thích hợp, điều chỉnh đến pH= 6, cho chạy qua cột chiết pha rắn chứa 70 mg nhựa XAD-7 Rửa giải cột b»ng 10 ml HNO3 1M Axeton Dung dÞch thu đợc cô cạn làm bay Axeton dung dịch, thêm HNO3 1M có mặt NH4Ac 10% đến thể tích ml Xác định Pb, Cd thu hồi đợc phơng pháp F-AAS 64 Bảng 47: Kết phân tích mẫu thực Tên mẫu Trờng Ký hiệu T1 Lợng thêm vào (àg/l) Pb Cd 0 Lợng tìm đợc (µg/l) Pb Cd 1,75±0,04 0,25±0,04 HiƯu st (%) Pb Cd 97,77 98,82 10 8,65±0,01 10,26±0,02 98,85 100,09 0 1,12±0,05 0,34±0,04 5,98±0,02 4,30±0,02 97,71 99,07 10 8,03±0,01 10,40±0,03 98,89 100,40 0 4,02±0,07 0,42±0,05 8,85±0,03 4,45±0,02 98,11 100,60 10 10,90±0,01 10,50±0,01 98,91 101,00 0 4,27±0,04 0,37±0,06 9,01±0,02 4,38±0,04 97,20 100,20 T4 4,20±0,03 ¾c quy 6,60±0,02 T3 T2 Hóa 10 11,110,01 10,420,03 98,58 100,48 Để kiểm tra độ xác phép đo, tiến hành đo mẫu phơng pháp ICP- MS Kết phân tích mẫu nớc ngầm đa bảng kết trung bình ba lần lặp Kết xác định hàm lợng Pb, Cd theo phơng pháp F-AAS có sai sè n»m giíi h¹n cho phÐp so víi phơng pháp ICP-MS Bảng 48: So sánh kết phân tích mẫu thực phơng pháp ICP-MS F-AAS Tên mẫu Ký hiệu Phơng pháp ICP-MS (àg/l) 65 Phơng pháp F-AAS (àg/l) Sai số tơng đối hai phơng ... 0 ,13 80 0 ,15 01 0 ,15 12 0 ,15 11 0 ,15 07 0 ,15 08 LÇn 0 ,13 82 0 ,15 09 0 ,15 14 0 ,15 09 0 ,15 05 0 ,15 03 LÇn 0 ,13 89 0 ,15 10 0 ,15 16 0 ,15 26 0 ,15 01 0 ,15 02 TB Abs- Cd 0,0754 0 ,13 84 0 ,15 07 0 ,15 14 0 ,15 15 0 ,15 04 0 ,15 04... 0 ,15 05 0 ,15 13 0 ,15 15 0 ,15 02 0 ,15 21 LÇn 0 ,15 22 0 ,15 01 0 ,15 17 0 ,15 26 0 ,15 40 0 ,15 04 LÇn 0 ,15 63 0 ,15 07 0 ,15 15 0 ,15 42 0 ,15 36 0 ,15 42 TB Abs -Cd LÇn LÇn Abs -Pb 0 ,15 03 0 ,15 04 0 ,15 15 0 ,15 28 0 ,15 26 0 ,15 22 Từ... 0,0774 0 ,15 20 0 ,15 05 0 ,14 96 0 ,15 02 0 ,15 03 0 ,15 08 0 ,14 80 0 ,15 18 0 ,15 26 0 ,15 12 0 ,14 95 0 ,15 26 0 ,15 16 0 ,15 08 0 ,14 90 0 ,15 15 0,07 71 0,0775 0,0780 0,0775 0 ,14 96 0 ,15 01 0 ,15 14 0 ,15 04 Bảng 11 : ảnh hởng