Ứng dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng thiếc trong không khí nơi làm việc 1998 (tt)

0 VIÊN Y HOC BỘ Y TẾ LAO ĐÔNG VÀ VÊ SINH MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (CAP VIEN) UNG DUNG PHUONG PHAP QUANG PHO HAP THU NGUYEN TU DE XÁC DINH HAM LUONG THIEC TRONG KHONG KHI NOI LAM VIEC Co quan quan ly Don vi chu tri Chu nhiém dé tai Cán phối hợp Cơ quan phốihợp : : : :_ : Vién Y hoc lao dong va VSMT Phong vé sinh lao dong Dược sỹ Nguyên quốc Thức Nguyên tuyết Mai Trung tâm Y tế CN Ha noi, nam 1998 UNG DUNG PHUONG PHAP QUANG PHO HAP THU NGUYEN TU DE XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG THIẾC TRONG KHƠNG KHÍ NƠI LÀM VIỆC Nguyễn quốc Thức Nguyễn thị Minh, Nguyễn tuyết Mai 1-ĐẶT VẤN ĐỀ Thiếc kim loại màu biết đến sử dụng rộng rãi từ lâu đời Tuy nhiên , năm năm mươi người ta sâu nghiên cứu ảnh hưởng Thiếc đến môi trường sức khoẻ người lao động Càng năm sau này, với phát triển ngành cơng nghiệp khai khống, hố chất, khí, điện tử, chế biến thực phẩm, nông nghiệp, Thiếc ngày khai thác ứng dụng rộng rãi Các cơng trình nghiên cứu Thiếc ngày quan tâm thu thơng tin đầy đủ Thiếc thuộc nhóm kim loại mầu, kết hợp với chất khác Clo, Sunfua, Oxy , tạo hợp chất Thiếc vô thường thấy chế phẩm thuốc đánh răng, nước hoa, xà phòng, chất mầu, phẩm nhuộm Khi Thiếc kết hợp với chất mang Các bon tạo hợp chất Thiếc hữu thường thấy cơng nghiệp chất dẻo, bao bì, hố chất bảo vệ thực vật, sơn, hoá chất bảo quản số Tài liệu tổng quan Thiếc giới thiệu tư liệu ảnh hưởng Thiếc tới sức khoẻ người Đáng ý vấn đề nhiềm độc cấp nhiễm độc mãn Các nghiên cứu động vật cho thấy : Qua đường miệng Thiếc hợp chất Thiếc gây nhiễm độc mãn, bán cấp, ảnh hưởng tới hệ thần kinh, sinh sản, gây ung thư, chí gây tử vong Cịn qua da, hợp chất Thiếc gây ảnh hưởng cấp bán cấp ( Toxycologycal Profile for US Department of Health trang 82-90 ).(10) Cũng theo tài liệu (10) cho biết: Ước tính Mỹ có khoảng 730.000 cơng nhân phải tiếp xúc với Thiếc Trong vài năm gần đây, nước ta Thiếc khai thác rộng khap nhằm đáp ứng nhu cầu nước xuất tăng nhanh Theo đó, số cơng nhân làm việc trực tiếp môi trường khai thác Thiếc - chưa kể đơn vị ngồi quốc doanh - ước tính lên tới 25.000 người Số lượng công nhân làm việc lĩnh vực ứng dụng Thiếc lớn gấp nhiều lần Cùng với lĩnh vực khai thác sử dụng, Y học nghiên cứu ảnh hưởng Thiếc môi trường - đất, nước, khơng khí - đến sức khoẻ người Đối với việc bảo vệ sức khoẻ người lao động, người ta quan tâm đến tiếp xúc qua da, đường miệng, đường hơ hấp (1) tính chất nguy hiểm nhiễm khơng khí Chính xác định hàm lượng Thiếc khơng khí bước quan trọng giúp cho Y học kiểm soát bảo vệ sức khoẻ người, đặc biệt sức khoẻ công nhân tiếp xúc trực tiếp với Thiếc Cho đến nay, người ta cần thêm thời gian để nghiên cứu kỹ Thiéc, vay co quan ACGIH ( American coference of governmental industrial hygienist ) va NIOSH Mỹ giới thiệu nồng độ giới hạn TL Thiếc khơng khí 2mg/m” (10) 2- MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Lua chọn phương pháp phù hợp để ứng dụng việc xác định hàm lượng Thiếc hợp chất vơ khơng khí nơi làm việc Việt nam 3- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1- ĐỐI TƯỢNG : Thiếc khơng khí nơi làm việc số sở khai thác Thiếc (Các xí nghiệp luyện kim mầu) 3.2- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚU: Ở nước ta , việc định lượng Thiếc môi trường thực phẩm, đất, nước, thực tương đối tốt Nhưng chưa có tài liệu nói việc xác định hàm lượng Thiếc khơng khí Các tài liệu nước ngồi hướng định Thiếc khơng khí vắn tắt (10) dẫn việc xác Vì phương pháp nghiên cứu tiến hành qua hai bước thử nghiệm phép đo chọn phịng thí nghiệm đem thực nghiệm sau hiệu chỉnh,tính toán Mẫu lấy ống hấp thụ thuỷ tinh XỐP qua dung dịch a xit thích hợp đem xử lý, phát bang phuong pháp quang phổ định lượng theo phương pháp lập đường chuẩn Do tính chất ổn định, xác phương pháp AAS nên cỡ mẫu chọn dùng nghiên cứu Ở đâylà n < 30 4- LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 4.1- TONG QUÁT: Về nguyên tắc Thiếc phân tích phương pháp so mau, điện hố, quang phổ nguyên tử (5) 4.1.1- Phương pháp so màu: Thiếc ion hố axit Đitơric axit Clohidric Tuy nhiên axit Nitoric muối Thiéc dé tao hợp chất SnzOs(OH)¡o khó tan Trong axit Clohydric muối Thiếc dé tan Cac dang muối Thiéc dung dịch hay tồn hai loại Sn** Sn”” chúng chuyển hố cho Dạng Sn” phát bảng phương Kaliferixianua tạo Kaliferoxianua cho màu xanh phổ với pháp so màu với thuốc, thử FeCl; Cũng cho Sn” “ lên màu với thuốc thử Dimetinglyoxin tạo màu đỏ.(Š) Tuy nhiên ta thấy dung dịch tồn khơng dạng ion Thiếc để thu kết có độ lặp lại cao người ta cần xử lý tốt dung dịch mẫu trước phát phương pháp so màu 4.1.2- Phương pháp điện hố: Người ta xác định Thiếc phương pháp điện hố Tuy nhiên cần tìm điều kiện ổn định, tìm loại trừ yếu tố ảnh hưởng đến phép đo thu phương pháp có độ nhậy, độ lặp lại tốt.(5) 4.1.3- Phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử: Hiện để xác định Thiếc nồng độ thấp với lượng mẫu hạn chế người ta hay áp dụng phương pháp phát quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS.) ưu điểm phương pháp độ nhậy, độ chọn lọc cao bị cản trở, phải xử lý mẫu ( bang | cho ta su so sénh độ nhậy phép phân tích ).(6) BANG |: So sánh sơ độ nhậy số phương pháp phân tích: Trọng lượng HIHIIHHIHHHHHHIIHIIHHIIHHHIHIHH Chuẩn độ THHHHIIHIIHHHHHIIHHHIIHIHIHII HIHHHHHHIHHHHIHHIIHHIHHIIHHIIHHIHIHHHIHIHIHIHHIHIHI So màu HHIHIHHIHHIHHIIHIIHHHHIIHHIHHHHHHIHHHHHHHHHHIHHIIHIHHIIHHIIIH Điện hoá Hấp thụ nguyên tử - IIHIIIHIHHIHHHHIHHHHHHIHIHHHHHHHHHHIHHHHIHHHHIHHHIHIHHHH 0,01 1,0 100 (Mcg/ml) 4.2- KET LUAN: Việc lấy mẫu Thiếc khơng khí khu vực sản xuất yêu cầu thời gian thao tác hạn chế (thời gian lấy mẫu khoảng 60 phút) (2) , mặt khác Thiếc tồn khơng khí với nồng độ khác cần áp dụng phương pháp phát có độ nhậy đủ cao để đánh giá hàm lượng Thiếc khơng khí với độ tin cậy định Hơn nữa, số lượng máy AAS nước ta ngày tăng nhanh, việc ứng dụng AAS ngày phổ biến, phí phân tích AAS khâu xử lý mẫu nên Phương pháp tránh nhiều sai số pháp đề tài tập trung vào phương pháp 5- PHƯƠNG PHÁP QUANG AAS, khơng cao Do phải qua việc lựa chọn phương PHO HAP THU NGUYEN TU (AAS) 5.1- NGUYÊN TẮC PHƯƠNG PHÁP : 5.1.1- AAS: Mẫu cần phân tích sau qua xử mẫu người ta dùng nguồn lượng mẫu ( chủ yếu dạng lon) có thành cần phân tích kích thích phát nguyên tử bước sóng khác lý, muốn phat thành phần định thích hợp để nguyên tử hố chất có phần cần phân tích Tiếp theo nguyên tử chất đặc tính hấp thụ lượng khác 5.1.2- Xác định Thiếc phương pháp AAS: Thiếc hợp chất Thiếc dạng khí dung hấp thụ vào dung dịch axit Clohydric phin lọc Este cellulose tổng hợp máy lấy mẫu khơng khí với tốc độ khơng lít/phút Thể tích khí cần lấy từ 50 đến 100 lít tuỳ đậm độ hàm lượng chất cần lấy mẫu( mắc ống hấp thụ xốp song song )trong khơng khí Trong dung dịch hấp thụ Thiếc chuyển thành dạng Cloruathiếc Mẫu thu đem phân tích phương pháp AAS (9) 5.2- HỐ CHẤT: - Nước cất hai lần - HCI đặc : Dùng loại tỉnh khiết PA (pha chuẩn pha HCI 10%.) - Dung dich HCL 10% : Dùng HCI đặc tình khiết phân tích pha lỗng nước cất để dung dịch HCI 10% - Thiếc kim loại tinh khiết: Thiếc kim loại có hàm lượng 99,99 %, 5.3- DỤNG CỤ : - Máy lấy mẫu khơng khí loại có lưu lượng từ 0.5 đến lít/phút - Phin lọc Este cellulose tổng hợp ống hấp thụ màng xốp - Dụng cụ thuỷ tỉnh thông thường (ống nghiệm, pipete loại ) - Máy AAS 5.4- CAC BUGC TIEN HANH : 5.4.1- Tiến hành lấy mẫu: Dùng hấp thụ HCI trí cần lấy mẫu, khí cần lấy tích khơng khí phân tích.(9) ống hấp thụ màng xốp lắp song song, môi ống cho vào 20 ml dung dich 10% Nối hệ thống ống hấp thụ với máy lấy mẫu khơng khí, đem đến vị cho máy lấy mẫu chạy với lưu lượng 0,Š đến lít /phút(7) Thể tích khơng 50 đến 100 lít Sau thời gian lấy mẫu, ghi thông số liên quan đến thể lấy, dồn mẫu vào ống bảo quản , để lạnh đem phịng thí nghiệm 5.4.2- Tiến hành phân tích mẫu: 5.4.2.1- Đường chuẩn: Tuỳ điều kiện mẫu lấy mà ta định nồng độ thang chuẩn Thường người ta xây dựng thang cho phương pháp đo Thiếc với máy AAS - Furnace mức từ đến Microgam ( - 0,1- 0,2 - 0,5 -1,0 Mcg.) Nếu mẫu cần đo có hàm lượng vượt thang người ta xử lý cách pha loãng mẫu Dùng Thiếc kim loại pha HCL 10% để dung dịch có hàm lượng Thiếc tương đương 1,00 Mcg/ml dung dịch, ta dung dich co ban Dem dung dịch pha loãng để thích hợp cho việc bơm thang mẫu Bơm mẫu phổ hấp thụ nguyên tử bước sóng 224,6 nm Ghi kết xây dựng đường chuẩn dang(3).: Y=aX+b Trong : + Y Độ hấp thụ dung dịch bơm vào máy AAS + X hàm lượng Thiếc dung dịch bơm vào máy AAS +a +b hệ số góc điểm đường thẳng đồ thị cắt trục tung (Máy đo tự động đưa gốc toạ độ triệt tiêu b đo nên b = 0) 5.4.2.2- Do mau: Để cho nhiệt độ mẫu nhiệt độ phòng AAS nhu da bom cho trước bơm Bơm lượng mẫu vào máy thang chuẩn Ghi kết , đem so sánh với thang chuẩn ta hàm lượng hoạt chất có ml dung dịch chất hấp thụ lấy mẫu 4.4.3- Tính tốn kết quả: Hàm lượng hoạt chất Thiếc tính theo lượng Šn có đơn vị thể tích khơng khí lấy mẫu theo cơng thức sau(2).: Xi — 1/1000 Trong : x : Hàm lượng Thiếc không noi lay mau ( mg/l) : Hàm lượng Sn dung dich : Tổng dung dịch hấp thụ lấy mẫu (ml) œs đá t t ry MA, / 4T J a 17t uC OL lầu Milo is n i ( ¿/ ° cite — t / wrt TTTTT r.£ tị “trai 8n - =- 14 £ rt TT é ú Tite = ca — „Ít {= 7+ ướu ` i vt fh : : ¿ Ìa+ EZ/15n† iter lat ` ` wos Furc a ce soko Fook Element : Paap, Te ad lie a A h4Me (7 \/ i `/ tị oUt ij ˆ r + =; ~ 4, l = fit cS -fe f} ¬r f 4“ T 4c - Ì Je! {a ase { Ẹ £ a | T Ur ˆ | 1S ¬ WAS yl 1“ * ^ Wits Cy 4 i} At 4] ¬ ' mm ˆ | L2 e 4 J ( „1⁄1 Lat {1 ' | 1} ,! ( 1g A a! , ' aol ˆ - (II be „li F Ap 4 „111 4A C14 | „HJ Lee 414121 A) othe n ano UO 4 1 nụ *#‡* i1 ¬T lỆ:2??5; sn i ‘ \ | b « ° * ri | ° } | + Phuong sai: + Saiséchuan: ` S (x) S (x) SS anna Xun, (x-x) n- S (x) = - Vn Biểu đồ tổng thể lần bơm mẫu Thiếc máy quang phổ AAS: 12 6.4 - XÁC ĐỊNH ĐỘ THU HOI: BANG 4: Luong Sn thu/20ml d d TT % thu hồi l 10 11 12 Trung binh (%) 60(Mcg) 20 ( Mcg) (%) (%) 96 97 99 95 96 98 95 98 94 95 96 95 96 91 92 91 94 96 98 88 95 89 90 94 94 94 -AP DUNG PHAN TICH MAU TAI HIEN TRƯỜNG BANG5S: Noi lay mau Số lượng mẫu lấy Khoảng hàm lượng (mg/m’) Nhà máy bóng đèn rạng đông 02 0,02 - 0,05 mg/m” Nha may luyén kim mau Hai Phong 12 0,05 - 1,50 mg/m? Nhà máy luyện kim mầu Bắc thái 0,05 - 2,50 mg/m` 13 8- DANH GIA KET QUA 8.1- DUONG CHUAN: 8.1.1- Phuong phap dtng AAS cho ta mét phép phat mẫu đáp ứng tốt với khoảng đo rộng (từ đến Mcg) , ổn định (phương sai khoảng 10” Mcg/IMcg)., bị ảnh hưởng yếu tố khác so với số phương pháp so mau (1) 8.1.2- Với độ hấp thụ từ 0,0622 cho nồng độ 0,1Mcg/ml 0,6598 cho nồng độ 1,0 Mcg/ml ta thấy khoảng chọn cho thang hợp lý khó chon thang đo rộng độ hấp thụ sử dụng thang đạt 65% mức tối đa (mức hấp thụ 100% ) mở rộng thang dễ tuyến tính Tỷ lệ biên độ nồng độ biên độ hấp thụ cho ta hệ số góc tốt : a= 0,641 so với hệ số góc tối ưu 0,5 Độ nhậy thu cao cho phép nghiên cứu Thiếc nồng độ thấp môi trường 8.2- DO LAP LAT: Phép đo cho ta độ lệch chuẩn thấp ( chiếm từ % đến % so trung bình cộng thực nghiệm.) cho thấy độ phân bố tập trung lần đo hay lặp lại cao, gặp sai số thô ( sai số chuẩn thấp ), độ lặp lại đạt thực tế 96,4 % so chuẩn 98,3%(9) Với P = 0,95 xác suất thường áp dụng Y, Dược ta khoảng tin cậy tính tốn cịn rộng so với thực nghiệm, phép đo có độ lại cao so với yêu cầu công tác chuyên môn Y, Dược với độ với có lặp 8.3- DO THU HOI: Ở phương pháp phải qua khâu xử lý mẫu (đo trực tiếp sau mẫu hấp thu hoạt chất) nên cho độ thu hồi cao( bảng 4) đạt trung bình 95%.so với lý thuyết 97,4%(9) so với phép đo Thiếc dùng AAS loại mẫu khác thực phẩm, đất, nước cho độ thu hồi 67 đến 74% (9) 14 9- KẾT LUẬN 9.1- Cac thí nghiệm cho thấy việc ứng dụng rộng rãi phương pháp phân tích Thiếc khơng khí Quang phổ hấp thụ ngun tử Việt nam khả thi 9.2- - Với ưu điểm: Nhanh, nhậy, bị cản trở giá thành vừa phải, phương pháp phân tích kim loại khơng khí AAS dần thay cho số phép đo hạn chế trước 10- ĐỀ XUẤT Trong khơng khí vùng làm việc qua thử nghiệm cho thấy thường Thiếc tồn hàm lượng 0,02 đến mg/m” khơng khí ( bảng ) Trong phương pháp có khoảng ứng dụng cho mơi trường có hàm lượng Thiếc từ 0,005 mg/m” đến mg/m” khơng khí (9) Vậy đề nghị cho phép triển khai, ứng dụng phương pháp phân tích Thiếc khơng khí nơi làm việc phương pháp Quang phổ hấp thụ nguyên tử 11- TÀI LIỆU THAM KHẢO: I- Lê Trung - Bệnh nghề nghiệp , Nhà xuất Y học 1993 2- Viện Yhọc lao động & Vệ sinh môi trường - THƯỜNG QUI KỸ THUẬT, VYHLĐ 1993, 3- Viện Yhọc lao động & Vệ sinh môi trường - CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT DANH GIA DIEU KIỆN LAO ĐỘNG, VYHLD 1991 4- Bộ môn Vật lý-Tốn - TỐN HOC THONG KB, Trường đại học Dược khoa Hà nội 1970 5- Lê Văn Khoa - PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐẤT, NƯỚC, PHÂN BĨN VÀ CÂY TRƠNG, Nhà xuất giáo dục 1996, 15 6- Frank A Party - INDUSTRIAL HYGIENE 7- James P Lodge & JR - METHOD TOXYCOLOGY TOXYCOLOGY , Ohio, USA 1969 OF AIR SAMPLING TOXYCOLOGY, 8- Irving Sun Shine - HAND AND AND Lewis Publishers Inc 1992 BOOK OF ANALYTICAL , Cranwood parkway, Cleveland, Ohio, 9- R Delon Hull and Mark Millson - METAL PARTICULATES IN WORK 1969 & METALOID PLACE ATMOSTPHERE (TOMIC ABSORPTION), NIOHS/DPSE 10- US Department of Health & Human 1984 services -TOXYCOLOGY PROFILE FOR TIN , TP 91/27, 1992 16 UNG DUNG PHUONG PHAP QUANG PHO HAP THU NGUYEN TU ĐỂ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG THIẾC TRONG KHƠNG KHÍ NƠI LÀM VIỆC WNN = 1- DAT VAN DE 2- MUC TIEU CUA DE TAI 3- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚU 4- LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP 4.2- KẾT LUẬN BB 4.1- TONG QUAT: SO MAU, DIEN HOA, HAP THU NGUYEN TU : HAP THU NGUYEN TU nnn 5- PHƯƠNG PHÁP QUANG PHÔ HẤPTHỤ NGUYEN TU 5.1- NGUYÊN TẮC 5.2- HOÁ CHẤT NWO 5.3- DỤNG CỤ 5.4- CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH N 6- KET QUA THỰC NGHIỆM VÀ TÍNH TỐN 7- THUNGHIEM PHAN TICH MAU TAI HIEN TRUONG 8- PANH GIA KET QUA 9- KET LUAN 10- DE XUAT oe Noo 6.4- XAC DINH DO THU HOI —¬ 6.3- TÍNH TOÁN CAC THONG SO CHO DO LAP LAI ON 6.1- XAY DUNG DUONG CHUAN 6.2- XAC DINH DO NHAY 13 14 14 ... 4.1.3- Phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử: Hiện để xác định Thiếc nồng độ thấp với lượng mẫu hạn chế người ta hay áp dụng phương pháp phát quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS.) ưu điểm phương pháp. .. TL Thiếc khơng khí 2mg/m” (10) 2- MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Lua chọn phương pháp phù hợp để ứng dụng việc xác định hàm lượng Thiếc hợp chất vơ khơng khí nơi làm việc Việt nam 3- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP... khoảng ứng dụng cho mơi trường có hàm lượng Thiếc từ 0,005 mg/m” đến mg/m” khơng khí (9) Vậy đề nghị cho phép triển khai, ứng dụng phương pháp phân tích Thiếc khơng khí nơi làm việc phương pháp Quang