Nghiên cứu chế tạo KIT thử định lượng AMONI, NITRIT và NITRAT trong nước

đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và viết luận văn.Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí của đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp thành phố Hà Nội: “N

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẶNG THỊ TRANG

-NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KIT THỬ ĐỊNH LƯỢNG AMONI, NITRIT VÀ NITRAT TRONG NƯỚC

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích

Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Nguyễn Thị Kim Thường

Hà Nội – 201

đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và viết luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí của đề tài nghiên cứu khoa học

và phát triển công nghệ cấp thành phố Hà Nội: “Nghiên cứu chế tạo thiết bị đoquang cầm tay kết hợp với kit thử để phân tích nhanh lượng vết amoni, nitrit vànitrat trong nước tại hiện trường”, mã số: 01C- 02/05-2014-2

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo giảng dạy tại khoa HoáHọc, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, đặc biệt làcác thầy cô trong bộ môn Hoá Phân tích đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiệnthuận lợi để tôi hoàn thành bản luận văn này

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên,chia sẻ trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Đặng Thị Trang

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu chung về nitrit, nitrat và amoni 3

1.1.1 Tính chất lí, hóa học của nitrit, nitrat và amoni 3

1.1.2 Độc tính của nitrit và nitrat và amoni 6

1.1.3 Chu trình sinh hóa của Nitơ trong môi trường 7

1.2 Các phương pháp phân tích nitrit, nitrat và amoni trong phòng thí nghiệm 8

1.2.1 Phương pháp phân tích thể tích và trọng lượng 8

1.2.2 Phương pháp trắc quang 11

1.2.3 Các phương pháp khác 19

1.3 Các phương pháp phân tích nhanh amoni, nitrit và nitrat 22

1.3.1.Chế tạo thiết bị đo quang nhỏ gọn 22

1.3.2 Các bộ test kit hiện có xác định amoni, nitrit và nitrat 24

1.3.2.1 Xác định nitrit 24

1.3.2.2 Xác định nitrat 25

1.3.2.3 Xác định amoni 26

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 28

2.1 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 28

2.1.1 Hóa chất 28

2.1.2 Dụng cụ, thiết bị 30

2.2 Nội dung nghiên cứu 30

2.3 Phương pháp nghiên cứu 31

2.3.1 Phương pháp trắc quang xác định nitrit bằng thuốc thử Griess 31

2.3.2 Phương pháp khử nitrat thành nitrit 31

2.3.3 Phương pháp trắc quang xác định NH4 bằng thuốc thử indothymol 31

2.3.4 Phương pháp nghiên cứu chế tạo kit thử 32

2.3.5 Nghiên cứu ứng dụng kit thử phân tích tại hiện trường sử dụng máy đo quang

cầm tay 32

2.4 Phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Nghiên cứu chế tạo kit thử định lượng nitrit 34

3.1.1 Nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu xác định NO2- trong phòng thí nghiệm 34

3.1.1.1 Phổ hấp thụ của phức màu 34

3.1.1.2 Ảnh hưởng của pH đến độ hấp thụ quang 35

3.1.1.3 Ảnh hưởng của lượng thuốc thử Griees đến độ hấp thụ quang 36

3.1.1.4 Ảnh hưởng của thứ tự thêm thuốc thử đến độ hấp thụ quang 37

3.1.1.5 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tới độ ổn định màu của phức 37

3.1.1.6 Khảo sát ảnh hưởng của các ion cản trở đến độ hấp thụ quang 39

3.1.1.7 Khoảng tuyến tính và đường chuẩn xác định nitrit 40

3.1.2 Nghiên cứu chế tạo kit thử định lượng nitrit 42

3.1.2.1 Xây dựng thành phần kit thử nitrit 43

3.1.2.2 Khảo sát khả năng sử dụng axit oxalic làm môi trường phản ứng 43

3.1.2.3 Khảo sát thời gian ổn định màu của phức khi sử dụng kit thử 43

3.1.2.4 Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn xác định nitrit khi sử dụng kit thử 44

3.1.2.5 Nghiên cứu thay thế pipet và bình định mức bằng dụng cụ ngoài hiện trường (xy lanh, ống fancol) 46

3.1.2.6 So sánh sự sai khác 2 nồng độ trong dung dịch mẫu khi sử dụng quy trình phòng thí nghiệm và phân tích hiện trường xác định nitrit 47

3.1.2.7 Đánh giá độ chính xác của phép phân tích dùng kit thử nitrit 48

3.1.2.8 Khảo sát độ bền của kit thử nitrit 49

3.2 Nghiên cứu chế tạo kit thử định lượng nitrat trên cơ sở kit nitrit 51

3.2.1 Ảnh hưởng của hàm lượng chất khử đến độ hấp thụ quang 51

3.2.2 Ảnh hưởng của môi trường khử đến độ hấp thụ quang 52

3.2.3 Ảnh hưởng thời gian khử đến độ hấp thụ quang 53

3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của các ion cản trở đến độ hấp thụ quang 55

3.2.5 Khoảng tuyến tính và đường chuẩn xác định nitrat khi không có nitrit 57

3.2.6 Đường chuẩn NO2- khi có và không có mặt chất khử 59

3.2.7 Đánh giá độ chính xác của phép đo khi dung kit thử nitrat 61

3.2.8 Khảo sát độ bền của kit thử nitrat 63

3.3 Nghiên cứu chế tạo kit thử định lượng amoni 64

3.3.1 Nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu xác định NH4 trong phòng thí nghiệm 64

3.3.1.1 Phổ hấp thụ của hợp chất indothymol 64

3.3.1.2 Khảo sát thời gian ổn định màu của phức 65

3.3.1.3 Ảnh hưởng của pH đến độ hấp thụ quang 66

3.3.1.4 Ảnh hưởng của lượng thuốc thử thymol 3% đến độ hấp thụ quang 67

3.3.1.5 Ảnh hưởng của xúc tác natri nitropussiat đến độ hấp thụ quang 68

3.3.1.6 Ảnh hưởng của lượng NaClO tới độ hấp thụ quang 69

3.3.1.7 Khảo sát ảnh hưởng của các ion cản trở đến độ hấp thụ quang 70

3.3.1.8 Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn xác định amoni 72

3.3.2 Nghiên cứu chế tạo kit thử định lượng amoni 73

3.3.2.1 Xây dựng thành phần kit thử amoni 74

3.3.2.2 Khảo sát thời gian ổn định màu của phức khi sử dụng kit thử 74

3.3.2.3 Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn xác định amoni khi sử dụng kit thử 75

3.3.2.4 So sánh sự sai khác 2 nồng độ trong dung dịch mẫu khi sử dụng quy trình phòng thí nghiệm và phân tích hiện trường 77

3.3.2.5 Đánh giá độ chính xác của phép đo khi dùng kit thử 77

3.3.2.6 Khảo sát độ bền của kit thử 79

3.4 Quy trình sử dụng kit thử amoni, nitrit và nitrat 81

3.5 Ứng dụng kit thử phân tích mẫu thực tế 83

3.5.1 Nghiên cứu ứng dụng kit thử cho máy cầm tay thương mại 83

3.5.2 Ứng dụng phân tích 86

3.5.2.1 Phân tích nitrit 86

3.5.2.3 Phân tích amoni 88

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 91

TÀI LIỆU TIẾNG ANH 92 PHỤ LỤC: Quy trình sử dụng kit thử amoni, nitrit và nitrat

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Giới hạn cho phép hàm lượng amoni, nitrit và nitrat trong nước 7

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của pH đến độ hấp thụ quang của phức màu xác định nitrit .35

Bảng 3.2 : Ảnh hưởng của hàm lượng thuốc thử đến độ hấp thụ quang xác định nitrit 36

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thứ tự thêm thuốc thử đến độ hấp thụ quang xác định nitrit 37

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tới độ hấp thụ quang xác định nitrit .38

Bảng 3.5 :Ảnh hưởng của ion cản trở đến độ hấp thụ quang xác định nitrit 40

Bảng 3.6: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ NO2- 41

Bảng 3.7: Khảo sát khả năng khử của axit oxalic đối với nitrat 43

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màu azo 44

Bảng 3.9: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ NO2- 45

Bảng 3.10: Độ hấp thụ quang của mẫu trắng khi xác định nitrit 46

Bảng 3.11: Kết quả phân tích nitrit trong mẫu nước bằng dụng cụ PTN và dụng cụ hiện trường 47

Bảng 3.12: Kết quả đo mẫu xác định nitrit bằng quy trình PTN và hiện trường 47

Bảng 3.13: Đánh giá độ lặp lại của phép đo với dung dịch chuẩn khi sử dụng kit thử nitrit 48

Bảng 3.14:Đánh giá độ lặp lại của phép đo với mẫu thực khi sử dụng kit thử nitrit48 Bảng 3.15 Kết quả phân tích mẫu thực tế đánh giá độ đúng của phương pháp phân tích nitrit 49

Bảng 3.16: Độ bền của hỗn hợp kit nitrit theo thời gian 50

Bảng 3.17: Ảnh hưởng của hàm lượng chất khử đến độ hấp thụ quang xác định nitrat 52

Bảng 3.18: Ảnh hưởng của nồng độ NH4Cl đến khả năng khử NO3- thành NO2- 53

Bảng 3.19: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất khử xác định nitrat 54

Bảng 3.20: Ảnh hưởng của ion cản trở đến độ hấp thụ quang xác định nitrat 56Bảng 3.21: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ nitrat 57Bảng 3.22: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ nitrit trong môi trườngkhử 59

- 61Bảng 3.24 Đánh giá độ lặp lại của phép đo với mẫu thực dùng kit thử nitrat 62Bảng 3.25 Kết quả phân tích mẫu thực tế đánh giá độ đúng của phương pháp phântích nitrat 62Bảng 3.26: Độ bền của hỗn hợp kit nitrat theo thời gian 63Bảng 3.27: Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màuindothymol 65Bảng 3.28: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào pH khi xác định amoni 66Bảng 3.29: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang xác định amoni vào lượng thymol 67Bảng 3.30: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang xác định amoni vào natri nitroprussiat 68Bảng 3.31: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang xác định amoni vào lượng NaClO 0,5% 69Bảng 3.32: Ảnh hưởng của ion cản trở đến độ hấp thụ quang xác định amoni 71

Bảng 3.34: Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màuindothymol 74

Bảng 3.36: Kết quả phân tích amoni trong PTN và ngoài hiện trường 77Bảng 3.37: Đánh giá độ lặp lại với dung dịch tiêu chuẩn khi sử dụng kit thử amoni 78Bảng 3.38: Đánh giá độ lặp lại với mẫu thực khi sử dụng kit thử amoni 78Bảng 3.39 Kết quả phân tích mẫu thực tế đánh giá độ đúng của phương pháp phântích amoni 79Bảng 3.40: Độ bền của hỗn hợp kit amoni theo thời gian 80

Bảng 3.41: Xác định nitrit trong mẫu tự tạo trên máy UV – VIS 1650 PC và DPM –

MT 83

Bảng 3.42: Xác định nitrat trong mẫu tự tạo trên máy UV – VIS 1650 PC và DPM – MT 84

Bảng 3.43: Xác định nitrit trong mẫu tự tạo có mặt chất khử trên máy UV – VIS 1650 PC và DPM – MT 84

Bảng 3.44: Xác định amoni trong mẫu tự tạo trên máy UV-VIS 1650 PC và DPM-MT 85

Bảng 3.45: Kết quả đo mẫu thực với kit thử nitrit 87

Bảng 3.46: Kết quả đo mẫu thực với kit thử nitrat 88

Bảng 3.47: Kết quả đo amoni trong mẫu thực 89

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ mạch nguyên tắc hoạt động của máy PN01 23

Hình 3.1: Phổ hấp thụ của phức màu giữa nitrit và thuốc thử Griees 34

Hình 3.2 : Ảnh hưởng của pH đến độ hấp thụ quang của phức màu azo 35

Hình 3.3: Ảnh hưởng của hàm lượng thuốc thử đến độ hấp thụ quang xác định nitrit .36

Hình 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tới độ hấp thụ quang xác định nitrit .38

Hình 3.5: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ nitrit 41

Hình 3.6: Đường chuẩn xác định nitrit với thuốc thử Griess 41

Hình 3.7 : Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màu azo 44

Hình 3.8: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ NO2- 45

Hình 3.9: Đường chuẩn xác định nitrit với kit thử 45

Hình 3.10: Đồ thị đảm bảo chất lượng (QC) về độ bền của hỗn hợp kit nitrit theo thời gian 50

Hình 3.11: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang xác định nitrat vào lượng NH4Cl 53

Hình 3.12: Đồ thị sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang xác định nitrat vào thời gian khử 54

Hình 3.13: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ nitrat khi dùng kit thử .57

Hình 3.14: Đường chuẩn xác định nitrat với kit thử 58

Hình 3.15: Đường chuần nitrit với kit thử khi có và không có mặt chất khử 59

Hình 3.16: Mối tương quan độ hấp thụ quang xác định nitrit khi có và không có chất khử 60

Hình 3.17: Đồ thị đảm bảo chất lượng (QC) về độ bền của hỗn hợp kit nitrat theo thời gian 63

Hình 3.18: Phổ hấp thụ quang của phức màu indothymol 64

Hình 3.19: Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màu 65

Hình 3.20: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào pH khi xác định amoni 66

Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang vào lượng thuốc thử thymol 67

Hình 3.22: Đồ thị sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào lượng natri nitropussiat 68

Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chất oxy hóa NaClO tới độ hấp thụ quang 69

Hình 3.24: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ amoni 72

Hình 3.25: Đường chuẩn xác định amoni với thuốc thử indothymol 73

Hình 3.26: Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của phức màu indothymol 75

Hình 3.27: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào CNH4+-N khi dùng kit thử 76

Hình 3.28: Đường chuẩn xác định amoni với kit thử 76

Hình 3.29: Đồ thị đảm bảo chất lượng (QC) về độ bền của hỗn hợp kit amonit theo thời gian 80

Hình 3.30: Kit thử nitrit và hướng dẫn sử dụng 81

Hình 3.31: Kit thử nitrat và hướng dẫn sử dụng 82

Hình 3.32: Kit thử amoni và hướng dẫn sử dụng 82

Hình 3.33 : Xác định nitrit trong mẫu tự tạo trên máy UV – VIS 1650 PC và DPM – MT 83

Hình 3.34: Xác định nitrat trong mẫu tự tạo bằng trên máy UV – VIS 1650 PC và DPM – MT 84

Hình 3.35: Xác định nitrit trong mẫu tự tạo có mặt chất khử trên máy UV – VIS 1650 PC và DPM – MT 85

Hình 3.36 : Xác định amoni trong mẫu tự tạo trên máy UV – VIS 1650 PC và DPM – MT 86

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Trong môi trường nước nitơ tồn tại ở nhiều dạng hợp chất khác nhau nhưng

có thể chia thành hai nhóm lớn đó là nitơ vô cơ và nitơ hữu cơ Nitơ vô cơ tồn tại ở

ba dạng chính đó là: amoni (NH4+); nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-)

Amoni không gây độc trực tiếp cho con người nhưng sản phẩm chuyển hóa

từ amoni là nitrit và nitrat là yếu tố gây độc Nitrat tạo chứng thiếu vitamin và cóthể kết hợp với các amin để tạo thành nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư ở

người cao tuổi [6].

Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng

để pha sữa Khi vào cơ thể, nitrat chuyển hóa thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột.Ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người Khi tác dụng vớicác amin hay ankyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể tạo thành các hợp

chất chứa nitơ gây ung thư [26].

Trong cơ thể nitrit có thể ôxi hóa sắt II ngăn cản quá trình hình thànhHemoglobin làm giảm lượng ôxi trong máu có thể gây ngạt, nôn, khi nồng độ cao

có thể dẫn đến tử vong

Có rất nhiều phương pháp để xác định amoni, nitrat và nitrit như phươngpháp trắc quang, phương pháp cực phổ, phương pháp điện cực chọn lọc ion, phươngpháp sắc kí, phương pháp phân tích bơm mẫu vào dòng chảy… trong các đối tượngmẫu khác nhau Các phương pháp này có độ nhạy tốt, nhưng cần thiết phải có điềukiện phân tích nghiêm ngặt, máy móc và trang thiết bị hiện đại, cồng kềnh, mấtnhều thời gian Bên cạnh đó, việc lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu ảnh hưởngđến sự tồn tại các dạng nitơ trong nước

Hiện nay ở các nước như Mỹ, Đức, Nhật người ta đã sản xuất ra các kitthử xác định nhanh amoni, nitrat và nitrit dựa trên phản ứng tạo phức màu của chấtphân tích với thuốc thử, kết hợp thang đo màu để phân tích bán định lượng Tuynhiên, khi về Việt Nam giá thành của các bộ kit tăng lên đáng kể và khó đặt mua

Ở Việt Nam hiện nay cũng có bộ kit thử phân tích amoni, nitrat và nitrit của

Bộ Công An sản xuất, tuy nhiên bộ kit cũng chỉ dùng phân tích định bán địnhlượng

Với mục đích chế tạo kit thử amoni, nitrat và nitrit kết hợp máy đo quangcầm tay để có thể xác định lượng vết amoni, nitrit và nitrat trong mẫu nước ngoàihiện trường với thời gian phân tích ngắn, giảm hóa chất độc hại, giảm sai số dochuyển hóa các dạng nitơ trong quá trình vận chuyển và bảo quản mẫu, đơn giảnhóa dụng cụ phòng thí nghiệm, giảm chi phí phân tích, tiện lợi, linh hoạt và phù hợp

với điều kiện phân tích ở nước ta, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên

cứu chế tạo kit thử định lượng amoni, nitrit và nitrat trong nước”.

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu chế tạo kit thử dạng bột, hạn chế tối đadung dịch, sử dụng dụng cụ phân tích đơn giản để xác định lượng vết amoni, nitrit

và nitrat trong nước ngay tại hiện trường bằng cách kết hợp với máy đo quang cầmtay

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về nitrit, nitrat và amoni

1.1.1 Tính chất lí, hóa học của nitrit, nitrat và amoni

1.1.1.1 Tính chất lí, hóa học của nitrit

tham gia tạo thành liên kết σ với hai nguyên tử O và một obitan lai hoá có cặpelectron tự do Một obitan 2p còn lại không lai hoá của nitơ có một electron độcthân tạo nên liên kết π không định chỗ với hai nguyên tử oxy

vàng

Nitrit kim loại kiềm bền với nhiệt, chúng không phân hủy khi nóng chảy mà

Axit nitrơ không bền, nhanh chóng bị phân hủy, nhất là khi đun nóng:

phản ứng:

hơn axit cacbonic Do không bền, axit nitrơ rất hoạt động về mặt hóa học Nó vừa

có tính oxi hóa vừa có tính khử

Axit nitrơ oxi hóa được dung dịch HI đến I2, dung dịch SO2 đến H2SO4, ion

Trong môi trường axit, muối nitrit có tính oxi hóa và tính khử như axit nitrơ

nghiệp nhuộm azo [4].

1.1.1.2 Tính chất lí, hóa học của nitrat

còn lại ở nguyên tử nitơ tạo nên một liên kết π không định chỗ với nguyên tử oxi

[4, 10].

Muối nitrat khan của kim loại kiềm khá bền với nhiệt (chúng có thể thăng

khi đun nóng

toàn

Tất cả các muối nitrat đều tan trong nước và là chất điện li mạnh Trong dung

một số muối nitrat là do màu của cation kim loại trong muối tạo nên

nên dễ bị chảy rữa Các muối nitrat dễ bị phân hủy Độ bền nhiệt của muối nitratphụ thuộc vào bản chất của cation tạo muối

Muối nitrat của các kim loại hoạt động mạnh (kali, natri, ) bị phân hủy

thành oxit kim loại tương ứng, NO2 và O2 Muối nitrat của bạc, vàng, thủy ngân,

Trong môi trường trung tính muối nitrat hầu như không có khả năng ôxi hóa,

4 Zn + NO3- + 7 OH- → 4 ZnO2- + NH3 + 2 H2O

Do tính chất oxi hóa trong môi trường axit, nitrat còn có khả năng tham gianitro hóa với một số chất hữu cơ như: axit sulfosalicilic, diphenylamin, antipyrin.Khi chuyển về môi trường kiềm sản phẩm của quá trình nitro hóa sẽ có màu Đây là

cơ sở cho phản ứng định lượng nitrat bằng phương pháp trắc quang [30].

1.1.1.3 Tính chất lí, hóa học của amoni

kiềm Chúng thường có kiến trúc kiểu NaCl hay kiểu CsCl Hầu hết các muối amoni

đều dễ tan và phân li mạnh ở trong nước [10].

Các muối amoni khác với muối kim loại kiềm là đều kém bền với nhiệt Tùythuộc vào bản chất của axit tạo nên muối phản ứng nhiệt phân có thể xảy ra mộtcách khác nhau

Muối amoni trong thực tế được dùng nhiều để làm phân đạm, một số muối

1.1.2 Độc tính của nitrit và nitrat và amoni

Sự có mặt của amoni trong nước bề mặt gây ra khó khăn trong việc xử lýnước uống do muốn xử lý chúng cần có clo, amoni có thể kết hợp với clo tạo ra

cloramin làm cho hiệu quả khử trùng giảm đi rất nhiều so với clo gốc [7].

Amoni không gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người, nhưng trong

Trong nước ngầm amoni không thể chuyển hoá được do thiếu oxy, khi khaithác lên vi sinh vật trong nước, oxy trong không khí sẽ chuyển amoni thành nitrit

và nitrat

Nitrat và nitrit là những tác nhân gây ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng và

là một trong những nguyên nhân gây ra hai loại bệnh: methaemoglobinemia: hội

chứng da xanh ở trẻ sơ sinh và ung thư dạ dày ở người lớn [5].

Khi đi vào cơ thể, nitrat tham gia phản ứng khử ở dạ dày và đường ruột dotác dụng của các men tiêu hoá sinh ra nitrit Nitrit sinh ra phản ứng với Hemoglobintạo thành methaemoglobinemia làm mất khả năng vận chuyển oxi của Hemoglobin

nhiệm vụ chuyển tải oxi Nếu duy trì lâu sẽ dẫn tới tử vong [8].

Sự tạo thành methaemoglobinemia đặc biệt thấy rõ ở trẻ em Trẻ em mắcchứng bệnh này thường xanh xao và dễ bị đe doạ đến cuộc sống đặc bệt là trẻ dưới

6 tháng tuổi

Ngoài ra, NO2 trong cơ thể dễ tác dụng với các axit amin tạo thành

nitrosamine một hợp chất gây ung thư [6, 26].

Các hợp chất nitroso được tạo thành từ các amin bậc hai và các axit nitrơ

Các amin bậc ba trong môi trường axit yếu ở pH = 3 - 6 với sự có mặt củacác ion nitrit chúng dễ dàng phân huỷ thành andehit và amin bậc hai Sau đó aminbậc hai tiếp tục chuyển thành nitrosamin

Do độc tính của amoni, nitrit và nitrat mà các tổ chức y tế thế giới và cácquốc gia đều có những qui định về hàm lượng của các ion này trong nước Ở ViệtNam, Bộ Tài Nguyên Môi Trường, Bộ Y tế đã ban hành các quy chuẩn và tiêuchuẩn về hàm lượng cho phép amoni, nitrit và nitrat như sau:

B ng 1.1: Gi i h n cho phép hàm l ng amoni, nitrit và nitrat trong n c ả ớ ạ ượ ướ

(QCVN09:2008/BTNMT)

Nước uống(QCVN01:2009/BYT)

1.1.3 Chu trình sinh hóa của Nitơ trong môi trường

Trong môi trường nước, nitơ là chất dinh dưỡng vô cùng cần thiết cho nhiềuloại thực và động vật, nhưng sự dư thừa nitơ (hiện tượng phú dưỡng) sẽ dẫn đến sự

ô nhiễm, ảnh hưởng tới môi trường nước

Khí nitơ trong khí quyển có thể bị oxi hóa thành dạng có hoạt tính sinh họchơn và nhiều hơn dưới dạng NO trong các cơn bão, sau đó bị hòa tan vào nước vàrơi xuống mặt đất cùng với nước mưa

Các nguồn phát thải nitơ chủ yếu tới từ khí quyển, phân đạm dư thừa, nước

thải từ trang trại, cơ sở chăn nuôi, khu công nghiệp, dân cư, xe cộ…[17].

Một vài loại cây có khả năng cố định nitơ từ khí quyển, hầu hết tại mọi thời

hấp thụ nhanh của thực vật và vi sinh vật

Nitơ hữu cơ có thể có nhiều hơn trong đất vì dạng này không thích hợp cho

Nitơ trở lại khí quyển từ đất hoặc từ biển thông qua quá trình đề nitơ hóa

Nitơ cũng có thể trở lại khí quyển thông qua quá trình ôxi hóa amoni trong

Nitrit có thể tạo thành muối khó tan với điamino-6 oxypyridin là

định trọng lượng của muối Phương pháp phân tích này hầu như ít được nghiên cứu

vì thời gian phân tích quá dài, không thích hợp khi cần phân tích nhanh

Ngoài ra, người ta còn xác định nitrit bằng phương pháp gián tiếp dựa trên

3HNO2 + AgBrO3 → AgBr↓ + 3HNO3

Nitrit có thể được xác định dựa trên phản ứng oxi hóa nitrit thành nitrat bằng

Phương pháp này có độ nhạy thấp và tính chọn lọc kém vì thường dung dịch

lớn nên khó có thể áp dụng phương pháp chuẩn độ để xác định nitrit Do đó phươngpháp chuẩn độ thường dùng để xác định lại nồng độ dung dịch chuẩn gốc

1.2.1.2 Xác định nitrat

Người ta có thể xác định nitrat theo phương pháp này dựa trên phản ứng khử

hành phép chuẩn độ (có thể sử dụng chuẩn độ trực tiếp hay chuẩn độ ngược)

như sau:

NO3- + 3Fe2++ 4H+ → NO + 3Fe3+ + 2H2O2Fe2+ + Cr2O72- + 14H+→ 6Fe3++ 2Cr3++ 7H2O

Phản ứng giữa Fe2+ và NO3- xảy ra nhanh hơn khi đung nóng dung dịch và có

phản ứng với oxi không khí tạo thành các chất có khả năng bị khử hay bị oxi hoá

trước khi đun nóng và chuẩn độ Phương pháp này có thể xác định cả lượng nhỏ và

1.2.1.3 Xác định amoni

Nếu trong mẫu, hàm lượng amoni lớn như amoni trong nguồn nước chưa xử

lý, nước uống, nước sinh hoạt, nước thải với khoảng nồng độ lớn hơn 10ppm có thểxác định bằng phương pháp chuẩn độ sau khi chưng cất trong dung dịch mẫu (pH6,0 – 7,4), có mặt MgO) Phương pháp này là phương pháp đơn giản, khá phổ biến

nhưng dễ gặp sai số nếu trong mẫu có ure, các amin dễ bay hơi [12].

Ngoài ra để xác định lượng nitơ trong muối amoni người ta tiến hành chưngcất dung dịch muối amoni với lượng kiềm dư Lượng amoni bay ra được thu vào

lượng axit dư bằng dung dịch kiềm hoặc cho dung dịch muối amoni phản ứng vớiCHO và chuẩn độ lượng axit sinh ra bằng NaOH (chuẩn) với chỉ thị phenolphtalein

-Br2 sinh ra phản ứng với I- trong môi trường H+ cho ra I2

Br2 + 2 I- + 2H+ →  I2 + HBr

amoni ban đầu

Sau đó muối này phản ứng với α-naphtylamin tạo thành hợp chất azo có mầu hồng

Độ hấp thụ quang được đo ở bước sóng 520nm Phản ứng thường được tiến

ứng xảy ra càng nhanh nhưng lại dễ dàng bị phân huỷ thành các hợp chất khác.Phương pháp có độ chọn lọc cao, khi có một lượng rất lớn (thường gấp 100 lần)

10% [29].

Ngoài thuốc thử Griess, người ta còn có thể sử dụng dẫn xuất của Griss như

N-(1-hỗn hợp thuốc thử này có màu tím hồng ở pH = 1,9 ± 0,1 và cực đại hấp thụ ở 540

nm [24, 29, 33].

* Thuốc thử axit barbituric

Nitrit phản ứng với axit barbituric trong môi trường axit tạo ra violuric (dẫnxuất nitrosoaxit), trong nước có màu tím Độ hấp thụ quang được đo ở bước sóng

310 nm, khoảng tuyến tính 0,00 - 3,22 ppm Hệ số hấp thụ mol phân tử là 15330 ±259,7 (95%) Phương pháp này áp dụng thành công để xác định nitrit trong nước tự

% [15].

Phương trình phản ứng

1.2.2.2 Xác định nitrat

* Thuốc thử axit phenoldisulfonic

Trong môi trường axit sunfuric đậm đặc, nitrat tham gia phản ứng với axitphenoldisulfonic tạo thành phức chất không màu nitrophenoldisulfonic Ở môitrường bazơ mạnh phức này có màu vàng bền trong vòng 15-20 phút và được đo

bằng quang phổ kế ở bước sóng λ= 410 nm [37].

* Thuốc thử natri salixylat

Trong môi trường axit sulfuric đậm đặc, nitrat tham gia phản ứng với natrisalixylat tạo thành phức màu p-nitrosalixylat natri hoặc sản phẩm có thể là o-nitrosalixylat natri Ở môi trường bazơ mạnh phức này có màu vàng và được đobằng máy đo quang tại bước sóng λ = 410nm

Ưu điểm của hai phương pháp này là có độ nhạy cao, sử dụng đơn giản Bêncạnh đó chúng cũng có nhiều nhược điểm, phải loại trừ các ion cản do phải cô, rất

* Thuốc thử diphenylamin

Nitrat phản ứng với diphenylamine trong môi trường axit sulfuric đậm đặc,sản phẩm tạo ra là muối có màu tím xanh Phức màu ổn định trong vòng 2-3 giờ.Cường độ của màu tỷ lệ với nồng dộ nitrat trong nước Tốc độ ôxi hoá diphenilaminbằng nitrit lớn gấp nhiều lần so với ôxi hoá bằng nitrat Cụ thể nếu ôxi hoá bằngnitrit thì màu cực đại xuất hiện sau khoảng 15 phút, trong khi đó nếu ôxi hóa bằngnitrat thì màu phát triển trong vòng vài giờ Vì thế không nên tiến hành so màu quásớm khi màu tím xanh do ôxi hoá bằng nitrat chưa ổn định Nếu so màu quá sớm thì

có thể xác định được nitrit là chính [3].

ClO3-, BrO3- Các chất khử mạnh S2-, SO3-, S2O32- bị oxi hóa bởi hỗn hợp axit

*Các phương pháp sử dụng chất khử để khử nitrat thành nitrit

+ Sử dụng cột khử Cadimi sau đó xác định bằng thuốc thử Griess

Quá trình phân tích được thực hiện qua hai bước: trước tiên khử nitrat thành

theo cơ chế sau:

NO3- + 2H + 2e → NO2- + H2O

Lượng nitrit tạo thành sẽ phản ứng với thuốc thử Griess trong môi trường pH

từ 2-2,5 Nồng độ nitrit được xác định qua màu của sản phẩm tạo thành, đo bằng

quang phổ kế ở bước sóng 520 nm [37].

Phương pháp này có thể áp dụng cho những mẫu có nồng độ nitrate từ 0,01

mg/l do các phương pháp xác định nitrat khác không có độ nhạy phù hợp, ít các yếu

tố ảnh hưởng

Tuy nhiên, sự khử định lượng nitrat thành nitrit bằng cột Cd có phủ đồnggiảm dần theo thời gian sử dụng cột do các hợp chất lơ lửng có thể làm nghẹt cột

Vì vậy cần thiết phải tiến hành phục hồi cột một cách định kỳ

Khắc phục cản nhiễu này bằng cách thêm EDTA vào mẫu.

+ Sử dụng chất khử Zn/NaCl sau đó xác định bằng thuốc thử methyl anthranilate

Đầu tiên, nitrat được khử xuống nitrit bằng Zn Tiếp theo, nitrit phản ứngdiazo hóa với axit sulfanilic, sau đó tạo phức với methyl anthranilate trở thành hợpchất azo và đo quang ở bước sóng 493 nm

Các tác giả đã nghiên cứu để tối ưu độ axit, lượng thuốc thử và ảnh hưởngcủa các ion cản Khoảng tuyến tính của phép xác định khi dùng cặp thuốc thử axit

Phương pháp này ứng dụng cho xác định nitrit và nitrat trong nước, dầu và các chế

phẩm dược [16].

+ Sử dụng cột khử Jone và xác định nồng độ nitrit bởi phức dị đa màu xanh

Phương pháp này dựa trên phản ứng của axit phosphomolybdic biến đổi

Trước tiên, nitrat được khử xuống nitrit bằng cột khử Jone Sau đó ta xácđịnh nồng độ nitrit gián tiếp bằng phương pháp trắc quang Phức màu xanh bị oxihóa bởi nitrit và bị giảm cường độ màu Độ hấp thụ tuyệt đối giảm tỷ lệ với lượngnitrit thêm vào

Độ hấp thụ của phức màu xanh được đo bằng máy quang phổ ở bước sóng814nm và thông qua xây dựng đường chuẩn ta biết được nồng độ của nitrat

Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo như axit, độ bền của phức, thời gian,

lệch chuẩn tương đối 2,6% trong 5 phép đo Khoảng tuyến tính là 0,2 - 3,6 ppm khi

sử dụng phương pháp động học trắc quang với độ lệch chuẩn 2,4% trong 5 phép đo

[28].

ở nhiệt độ phòng, để phản ứng xảy ra hoàn toàn thời gian khử lên đến 10 - 20 giờ.Nitrat sau khi khử xuống nitrit được cho tạo phức mà với thuốc thử Griess và đo độhấp thụ quang ở 520 nm

Phương pháp có ưu điểm là thuốc thử có thể ổn định vài tháng nếu được lọc,

có thể phân tích hàng trăm mẫu một ngày Tuy nhiên, tác nhân oxy hóa có thể tiêuthụ V (III) trước khi khử nitrat, các ion cản trong quá trình tạo phức như azide, axitascorbic, và thiol V (III) nhạy với không khí và ánh sáng nên cần được bảo quảntrong bình tối, ngoài ra, thời gian phân tích dài(14-16) tiếng

môi trường phù hợp và bền trong khoảng thời gian dài Tuy nhiên để sự tạo phức là

loại [8].

* Thuốc thử phenol -hypoclorit

Cơ sở của phương pháp là dựa trên phản ứng amoni với hypoclorit tạo thànhcloroamin trong môi trường kiềm, sau đó mono cloroamin phản ứng với phenol tạo

Phương pháp này ít bị ảnh hưởng bởi các ion cản trở Điều này cho phép xác

định nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ thành phần của chúng có nitơ [20, 23].

phản ứng với hypoclorit ngăn cản phép xác định, ngoài ra độ kiềm cao (pH>8) vàcác chất màu làm đục nước cũng gây ảnh hưởng

* Thuốc thử Salicylate

Hợp chất màu xanh được tạo bởi phản ứng của amoni với salixylat và ionhypoclorit có sự tham gia của natri nitropussiat Phản ứng của cloramin với natrisalixylat xảy ra ở pH 12,6 có sự tham gia của natri nitropussiat tạo phức màu xanh

đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 630 nm [13, 14] Bất kỳ chất cloramin nào có mặt

trong mẫu thử cũng đều được xác định EDTA có trong thuốc thử để cản sự nhiễu

do các cation, đặc biệt là canxi và magiê

* Phương pháp indophenol màu xanh sử dụng phân tích bơm mẫu vào dòng

chảy

Một phép phân tích bơm mẫu phù hợp để phân tích giám sát chất lượng nước

về các hàm lượng amoniac trong nước và nước thải công nghiệp, nước sông đãđược phát triển Hệ thống dựa hoàn toàn trên máy vi tính và có thể theo dõi amoniactrong các mẫu ở một tần số nhất định (16 mẫu một giờ) với độ lệch chuẩn tương đốitốt 1,8% Đường chuẩn là tuyến tính từ 0 đến 50 ppm và nằm trong phạm vi cầnphân tích Mức độ cản trở có thể có trong các dòng nước và nước thải công nghiệp

là không đáng kể để gây ra bất kỳ sự can thiệp vào hệ thống phân tích

* Phương pháp đo màu bán tự động

Phạm vi áp dụng: Phương pháp này bao gồm việc xác định amoniac trongnước uống, mặt đất, nước mặt và nước muối, chất thải sinh hoạt và công nghiệp

cách pha loãng mẫu. Mỗi giờ có thể phân tích khoảng 60 mẫu

Tóm tắt phương pháp: Các mẫu tạo môi trường pH 9,5 với đệm borat để giảmthủy phân xyanat và các hợp chất nitơ hữu cơ, và được chưng cất thành một hợpchất của axit boric. Phenol kiềm và hypochlorite phản ứng với amoniac để tạo thành

màu xanh indophenol cường độ màu tỷ lệ thuận với nồng độ ammoniac [20].

Đối với phương pháp này ít có chất ngăn cản nên việc xác định amoni chínhxác và nhanh hơn phương pháp xác định amoni bằng thuốc thử Nessler và

chưng cất amoniac Đặc biệt khi xác định nước thải có chứa các hợp chất hữu cơthành phần của chúng có nitơ

1.2.3 Các phương pháp khác

1.2.3.1 Xác định nitrit

* Phương pháp cực phổ

Nitrit là ion có hoạt tính cực phổ, khi xác định nitrit bằng phương pháp cực

anot thủy ngân Nếu dùng nền là hỗn hợp dung dịch đệm xitrat 2M có pH = 5 thì

môi trường axit Để phản ứng chuyển hóa được nhanh chóng người ta dùng chất

xúc tác là KSCN [35].

Phương pháp cực phổ đòi hỏi thiết bị và hóa chất phức tạp, điều kiện thínghiệm để đảm bảo độ đúng của tín hiệu đo khắt khe nên không phù hợp cho xácđịnh nhanh ngoài hiện trường

* Phương pháp sắc khí

Ion nitrit phân tích bằng phương pháp sắc khí lỏng hiệu năng cao với phađộng là axit p-hydrobenzoic 8mM và Bis-Tris 3,2 mM Hàm lượng nitrit có thể xác

Ion nitrit cũng có thể xác định cùng với các ion khác bằng phương pháp sắc

được bơm vào cột tách bằng van bơm mẫu, nhờ pha động thích hợp chảy qua cột

tách Tại đây các cấu tử trong hỗn hợp được tách ra khỏi nhau và phát hiện nhờ bộ

Detector thích hợp [24, 31, 37].

Phương pháp sắc ký cặp ion pha đảo HPLC xác định hàm lượng nitrit trong

với pha động gồm 83% ion tương tác với thuốc thử tetrabutylammonium hydroxide

Để xác định nitrat người ta thường dùng sóng xúc tác urani Trong môi

Ngoài ra nitrat còn xác định trên điện cực giọt thuỷ ngân (DME) với dung

* Phương pháp sắc kí trao đổi ion

Cơ sở của IEC là sự cạnh tranh các nhóm tích điện trái dấu trên chất trao đổi

Lithium borate gluconate và dung môi acetonnitrile tại pH = 6,5 Pha động sẽ tươngtác với pha tĩnh là cột sắc ký trao đổi ion Waters IC-PacTM Anion HC 150 x 4,6

mm column Hệ thống sắc kí làm việc với tốc độ dòng là 1ml/phút với detecter là

máy đo quang UV-VIS tại bước sóng 205nm Dung tích mẫu là 40µm [31].

Dựa vào thời gian lưu của ion NO3- và ion NO2- trong dung dịch chuẩn ta cóthể xác định được đỉnh nitrate/nitrite trong mẫu cần phân tích trong tập hợp các chất

mà sắc ký trao đổi ion tách ở 2 pic tương ứng

Phương pháp khá hiệu quả, độ chọn lọc cao, ứng dụng rộng rãi Sử dụnglượng mẫu nhỏ Tuy nhiên, hệ thống máy móc đắt, cần loại trừ màu của dung dịchphân tích

1.2.3.3 Xác định amoni

* Phương pháp trao đổi ion

Amoni trong dung dịch có thể xác định bằng cách cho dung dịch đi qua cột

Phương pháp này được xác định dựa trên điện cực chọn lọc ion amoni vàtrên máy đo pH có thang mV được mở rộng hoặc các máy đo chuyên dụng

Điện cực amoni sử dụng màng đặc biệt để phân tách dung dịch mẫu và dung

dung dịch bên trong qua màng và làm thay đổi pH của dung dịch bên trong Sự thay

Phương pháp này thích hợp cho việc xác định amoni trong các loại nướcnhư: nước uống, nước bề mặt, nước ngầm, nước thải

Phương pháp này có ưu điểm là độ đục và màu của dung dịch không ảnhhưởng tới quá trình xác định và không cần thiết phải pha loãng dung dịch mẫu phântích

Các amin bay hơi có ảnh hưởng dương Thủy ngân gây ảnh hưởng vì có khảnăng tạo phức với amoni mạnh Do đó các mẫu phân tích không được bảo quản khi

Tuy nhiên phương pháp này ít được sử dụng vì nó cho kết quả có độ chínhxác không cao và ở điều kiện nước ta hiện nay sử dụng điện cực chọn lọc ion amonicòn hạn chế vì chúng ta chưa sản xuất được trong nước.

* Phương pháp phân tích dòng chảy sử dụng detector quang

Đo quang hợp chất màu xanh tạo ra bởi phản ứng giữa amoni với ionsalixilat và hypoclorit khi có mặt natri nitrosopentaxyanoferat(III) - natrinitropussiat

ở bước sóng khoảng 650nm Ion hypoclorit được sinh ra thủy phân 1,3 – diclo – 5sodio – 1,3,5 – triazinanetrion (natri dicloisoxyanurat) trong kiềm, và phản ứng vớiamoni tạo ra cloramin Cloramin phản ứng với natri salixilat ở pH 12,6 khi có mặt

nitropussiat Mọi cloramin có trong mẫu đều được định lượng [13].

phản ứng đều được thực hiện tự động nhờ kỹ thuật dòng chảy) chất màu được đobằng một máy trắc phổ dòng tự động Hai cấu hình hệ thống đo được quy định Một

hệ thống có khối thẩm tách và thích hợp để xác định nồng độ amoni tính theo nitơđến 50mg/l Cấu hình không có khối thẩm tách và thích hợp để xác định nồng độamoni tính theo nitơ đến 0,5mg/l

1.3 Các phương pháp phân tích nhanh amoni, nitrit và nitrat

1.3.1.Chế tạo thiết bị đo quang nhỏ gọn

Các tác giả Nguyễn Thành Đức, Nguyễn Minh Trúc, Lê Thành Dũng, VũTrọng Hùng thuộc trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố

Hồ Chí Minh đã nghiên cứu chế tạo thiết bị đo quang cầm tay PN01 [5].

Về cơ bản máy quang phổ hấp thụ, phiên bản PN01 có cấu tạo cũng nhưhoạt động tương tự như các máy quang phổ hấp thu phân tử khác Tuy nhiên, vớimục tiêu đề ra là chế tạo được máy quang phổ hấp thu phân tử nhỏ gọn, tiện lợi khi

di chuyển và hoạt động ổn định, nên máy PN01 có thiết kế, cấu tạo theo nguyên tắccủa máy quang phổ 2 kênh Máy PN01đo cùng lúc ánh sáng từ nguồn qua kênh sosánh (reference) và kênh mẫu (sample), (hình 1.1) Theo nguyên tắc này thì máyPN01 sẽ có tính ổn định cao

Hình 1.1: Sơ đồ mạch nguyên tắc hoạt động của máy PN01

Máy quang phổ hấp thụ phân tử PN01 là loại máy quang phổ 2 kênh Gồm 6phần chính:

1 Nguồn điện (Power supply): Cung cấp điện áp ổn định để nuôi hệ thống

2 Nguồn sáng PN01 (Light source): Cung cấp bức xạ đơn sắc

3 Hộc cuvet (Cuvet holder): chuyên dùng cho cuvet 1 cm

4 Đầu đo (detector): Chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện

5 Mạch xử lý tín hiệu (log-amplifier): Khuếch đại tín hiệu sơ cấp, và chuyểnđổi thành tín hiệu độ hấp thu

6 Bộ hiện số (display): hiển thị giá trị độ hấp thu

Do yêu cầu phải nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển, nên nguồn phát xạ ánhsáng của máy PN01 không dùng đèn phát phổ rộng và bộ đơn sắc như các máyquang phổ hấp thụ thông thường mà ở đây nó dùng một LED phát quang phát rabức xạ ánh sáng có vùng phổ hẹp ứng với bước sóng cần Do đó bị hạn chế về đốitượng phân tích Để xác định amoni (phức màu indophenol đo tại bước sóng 635nm), dùng đèn led phát bức xạ màu đỏ (650 - 760nm), xác định nitrit (phức màu azo

đo tại bước sóng 520 nm đối với máy đo UV- VIS thông thường), dùng đèn led phátánh sáng màu xanh lá cây (526 nm)

Một số hãng nước ngoài hiện nay cũng đã đưa ra thị trường các thiết bị đo

nghìn đô Tuy nhiên, các thiết bị nhỏ gọn này luôn đòi hỏi để định lượng cần phải

có bộ kit thử đi kèm cho các chỉ tiêu phân tích cụ thể.Tại Việt Nam khi bộ kit hết rấtkhó đặt mua thêm qua hãng và giá thành khá đắt

1.3.2 Các bộ test kit hiện có xác định amoni, nitrit và nitrat

1.3.2.1 Xác định nitrit

Gần đây Việt Nam đã có một số đơn vị phân phối kit thử xác định nhanhnitrit trong nước ăn uống, đồ uống, nước giải khát không màu Phép thử dựa trênnguyên tắc sử dụng thuốc thử Griess để tạo màu với nitrit Phản ứng rất nhạy với

có nitrit phản ứng không có màu đỏ

Phương pháp dùng để định tính nitrit là chủ yếu, đồng thời kiểm tra nhanhmức độ an toàn thực phẩm Tuy nhiên, độ chính xác của phương pháp không cao

Ngoài ra, hiện nay trên thị trường có bộ test kit để định tính và bán định

lượng nitrit rất nhanh trong môi trường nước (ao nuôi trồng thủy sản) [43] Cách sử

1.3.2.2 Xác định nitrat

* Sera nitrat test

nuôi trồng thủy sản) Cách sử dụng:

Đầu tiên, làm sạch trong và ngoài lọ thủy tinh bằng nước máy trước khi kiểmtra, lắc đều chai thuốc thử, rửa lọ thủy tinh nhiều lần bằng mẫu nước cần kiểm tra,sau đó đổ 20ml mẫu nước vào lọ Sau đó, nhỏ 6 giọt thuốc thử của chai thuốc thử số

1 và 1 muỗng lượng bột thuốc của chai số 2 vào lọ chứa mẫu nước cần kiểm tra.Đóng nắp lọ, lắc mạnh trong 15 giây rồi mở nắp ra Tiếp theo, cho 6 giọt thuốc thử

số 3 vào, đậy nắp và lắc đều, mở nắp lọ ra, đợi 5 phút đối chiếu với bảng so màu, sửdụng thang đo “20ml+0ml” Nên thực hiện việc so màu dưới ánh sáng tự nhiên,tránh ánh sáng mặt trời trực tiếp chiếu vào

Nếu kết quả màu đỏ đậm thì nồng độ nitrat là 40mg/l hoặc cao hơn Trongtrường hợp này tiếp tục đo nồng độ nitrat với mẫu nước pha loãng hơn Tiếp tục rửa

lọ nhiều lần với mẫu nước cần kiểm tra, lấy 10ml mẫu nước sau đó thêm 10ml nướccất và lặp lại các bước thêm thuốc thử đợi 5 phút, so màu lần nữa sử dụng thang đo

*Test kit xác định Nitrat bằng tấm vi chuẩn: NECi M- NTK -301

Bộ test được dùng để xác định nitrat với khoảng tuyến tính 0,5-10ppm, xácđịnh được đồng thời 96 mẫu, bao gồm cả mẫu chuẩn

Bộ test này dựa trên nguyên tắc khử nitrat xuống nitrit bằng enzym NAR,sau đó nitrit phản ứng với thuốc thử trong môi trường axit phù hợp để tạo phức

màu Tất cả các bước phản ứng xảy ra trong tấm vi chuẩn Nồng độ nitrate trongmẫu ban đầu được xác định bằng cách đo độ hấp thụ với một đầu đọc vi chuẩn sửdụng một bộ đọc 540 nm Nitrat có thể được xác định trong mẫu nước và các chiếtxuất của các mô thực vật, đất và thực phẩm Bộ kit có giới hạn xác định là 2,0 đến

amoniac trong nước ngọt và nước mặn thông qua phương pháp Nessler Các thuốc

thử Nessler phản ứng với amoni trong môi trường kiềm mạnh để tạo thành phứcmàu vàng Bộ test này cho phép ta xác định được hàm lượng amoni trong khoảng0,1- 2,5ppm dựa trên phương pháp so màu

* Bộ test kit HI - 700

Bộ test kit này có thể được sử dụng để thay cho HI-3824 Bộ test kit này sửdụng một cách hiệu quả đơn giản, chính xác và chi phí thấp Bộ dụng cụ này chophép kiểm tra amoniac trong trong nước ngọt và mặn bằng phương pháp Nessler.Các thuốc thử Nessler phản ứng với amoni trong điều kiềm mạnh để tạo thành phứcmàu vàng Bộ test này cho phép ta xác định được hàm lượng amoni trong khoảng

là 0,05 ppm ± 5% giá trị đọc

Tóm lại, tổng quan tài liệu tham khảo cho thấy việc chế tạo kit thử để có thểxác định lượng vết amoni, nitrit và nitrat trong mẫu nước kết hợp máy đo quangcầm tay ngoài hiện trường là rất cần thiết, nhằm giảm sai số do chuyển hóa giữa cácdạng nitơ trong quá trình vận chuyển và bảo quản mẫu, rút ngắn thời gian phân tích

và đơn giản hóa dụng cụ phòng thí nghiệm Cơ sở để chế tạo kit thử hầu hết đều sử

dụng phương pháp trắc quang truyền thống nhằm so màu bằng mắt hoặc đo bằngthiết bị đo quang hiện trường Các thuốc thử đều dựa trên bộ hóa chất thuốc thử củaphương pháp tiêu chuẩn nhằm để so sánh kết quả với phương pháp phân tích trongphòng thí nghiệm cũng như kiểm soát được các yếu tố ảnh hưởng tới phép phântích.