Nghiên cứu xác định tại chỗ crom linh động trong môi trường nước

Trình bày tổng quan về nguyên tố Crôm, các nghiên cứu trong và ngoài nước về phân tích nguyên dạng crom trong các mẫu nước. Giới thiệu về kỹ thuật khuếch tán qua màng mỏng. Thực nghiệm chế tạo vật liệu và dụng cụ có khả năng định vị tại chỗ Cr linh động trong môi trường nước. Thử nghiệm khả năng làm việc của hệ với dung dịch chuẩn trong phòng thí nghiệm. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình xác định kim loại linh động. Thử nghiệm khả năng làm việc của hệ với nước sông Hồng trong phòng thí nghiệm tại hiện trường.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI o0o - NGUYỄN PHI HÙNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TẠI CHỖ CROM LINH ĐỘNG TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chuyên ngành: Hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HĨA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN HỒNG LIÊN Hà Nội, 2013 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU PHẦN I: TỔNG QUAN 1.1 Các dạng tồn crôm môi trường nước .3 1.1.1 Cr(III) 1.1.2 Cr(VI) 1.2 Sự phân bố crôm môi trường 1.3 Các nguồn phát thải crom vào môi trường 1.4 Ngưỡng nồng độ crom cho phép môi trường 1.5 Các phương pháp xác định crôm .9 1.5.1 Các phương pháp phân tích hóa học 1.5.2 Các phương pháp phân tích hóa lý 10 1.6 Kỹ thuật trường khuếch tán qua màng mỏng (DGT) 15 1.6.1 Giới thiệu kỹ thuật DGT 15 1.6.2 Nguyên lý kỹ thuật DGT .15 1.6.3 Cấu trúc hệ DGT 20 1.7 Các nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật DGT 25 1.7.1 Trên giới .25 1.7.2 Tại Việt Nam 26 1.8 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 27 I Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Hóa chất vật liệu 28 2.2 Chuẩn bị dung dịch 28 2.3 Chuẩn bị đầu dò DGT 29 2.3.1 Chuẩn bị gel khuếch tán 29 2.3.2 Chuẩn bị pha liên kết 29 2.3.3 Lắp đặt đầu dò DGT 29 2.4 Đánh giá khả xác định crom linh động dung dịch chuẩn đầu dò DGT 30 2.5 Phân tích hàm lượng kim loại phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử dùng lò graphit (GF-AAS) .32 2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng pH dung dịch tới khả làm việc DGT .34 2.7 Xác định thời gian làm việc thích hợp đầu dị DGT 34 2.8 Đánh giá khả xác định dạng Cr linh động nước sông kỹ thuật DGT 34 2.8.1 Địa điểm lấy mẫu .35 2.8.2 Phân lập xác định dạng crom linh động trường .36 2.8.3 Phân lập xác định dạng crom linh động phịng thí nghiệm 36 2.8.4 Phương pháp xác định số thơng số đánh giá chất lượng nước sông Hồng 37 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Kết chế tạo pha liên kết cho đầu dò DGT: 41 3.1.1 Màng Chelex 100 .41 3.1.2 Màng IRC 748 41 3.1.3 Màng Lewatit 207 42 3.1.4 Màng XAD7 43 3.1.5 Màng P81 44 II Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên 3.2 Đánh giá khả xác định dạng Cr linh động đầu dò DGT 45 3.2.1 Đánh giá khả xác định dạng Cr(III) 45 3.2.2 Đánh giá khả xác định dạng Cr(VI) 46 3.3 Ảnh hưởng pH tới khả phân lập dạng Cr linh động DGT .47 3.3.1 Ảnh hưởng pH đến khả định dạng Cr(III) linh động dung dịch đơn ion 47 3.3.2 Ảnh hưởng pH đến khả định dạng Cr(VI) linh động dung dịch đơn ion 50 3.4 Đánh giá khả định dạng dạng Cr linh động gel khuếch tán đầu dò DGT 51 3.4.1 Khả định dạng Cr(III) gel khuếch tán .52 3.4.2 Khả định dạng Cr(VI) linh động gel khuếch tán 53 3.5 Đánh giá khả xác định Cr(III) Cr(VI) linh động dung dịch chứa đồng thời hai dạng crom 54 3.6 Ảnh hưởng thời gian nhúng đầu dò DGT tới khả phân lập Cr linh động 55 3.7 Đánh giá khả xác định hàm lượng kim loại linh động mẫu thực đầu dò DGT 56 3.7.1 Một số đặc trưng chất lượng nước sông Hồng 56 3.7.2 Xác định Cr linh động nước sông Hồng 58 3.7.3 So sánh khả xác định Cr linh động trường phịng thí nghiệm 62 KẾT LUẬN 66 III Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AAS : Atomic absorption spectroscopy - Phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS: Flame - Atomic absorption spectroscopy - Phổ hấp thụ nguyên tử chế độ lửa GF-AAS: Grafite- Atomic absorption spectroscopy - Phổ hấp thụ nguyên tử chế độ lò graphit HPLC: High performance liquid chromatography - Sắc ký lỏng hiệu cao ICP-AES: Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrocopy - Phổ phát xạ cảm ứng cao tần plasma APS : Ammonium persulphate DBL : diffusive boundary layer - Lớp danh giới khuếch tán DET : Diffusive equilibrium in thin films - Khuếch tán cân qua màng mỏng DGT : Diffusive gradients in thin films - Kỹ thuật khuếch tán qua màng mỏng ISE : Ion selective electrodes - Phương pháp điện cực chọn lọc PLM : Permeation liquid membrane - Màng thẩm thấu lỏng TEMED: tetramethylethylenediamine ppm: Part per million - phần triệu ppb: Part per billion - phần tỷ IV Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Nồng độ tối đa cho phép dạng crom nước Bảng 2.1: Các điều kiện đo phổ GF-AAS Cr 32 Bảng 2.2: Chương trình nhiệt độ cho lò graphit 33 Bảng 2.3 Mơ tả vị trí lấy mẫu 35 Bảng 3.1 Khả xác định Cr(III) linh động đầu dò DGT 46 Bảng 3.2 Khả xác định Cr(VI) linh động đầu dò DGT 47 Bảng 3.3 Nồng độ Cr(III) định vị pha liên kết pH dung dịch thay đổi 48 Bảng 3.4 Khả phân lập Cr(III) linh động pha liên kết pH dung dịch thay đổi 48 Bảng 3.5 Nồng độ Cr(VI) pha liên kết pH dung dịch thay đổi 50 Bảng 3.6 Khả phân lập Cr(VI) pha liên kết pH dung dịch thay đổi50 Bảng 3.7 Nồng độ Cr(III) gel khuếch tán đầu dò DGT Chelex100 P81 52 Bảng 3.8 Nồng độ Cr(VI) gel khuếch tán đầu dò DGT Chelex100 P81 53 Bảng 3.9: Hiệu xác định dạng Cr linh động môi trường chứa dạng ion 54 Bảng 3.10 Ảnh hưởng thời gian đến khả phân lập Cr(III) linh động 55 Bảng 3.11: Một số thông số chất lượng nước sông Hồng 57 Bảng 3.12: Nồng độ Cr(III) linh động môi trường nước sơng Hồng (Việt Trì) xác định kỹ thuật DGT chỗ sử dụng hai màng Chelex 100 P81 62 Bảng 3.13: Nồng độ Cr(VI) mơi trường nước sơng Hồng (Việt Trì) xác định kỹ thuật DGT chỗ sử dụng hai màng Chelex 100 P81 64 V Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các dạng tồn Cr(III) dung dịch theo giá trị pH dung dịch Hình 1.2 Các dạng tồn Cr(VI) dung dịch theo giá trị pH dung dịch Hình 1.3: Trạng thái ổn định gradient nồng độ chất phân tích đầu dị DGT nhúng dung dịch 16 Hình 1.4 Các phận thiết bị DGT dùng cho gel đĩa gel 20 Hình 1.5: Giản đồ miêu tả liên kết ion kim loại tự nhiên với loại phức chất 22 Hình 1.6: Thay đổi cấu trúc nhựa Chelex 100 tăng pH 23 Hình 2.1: Sơ đồ lắp đặt hệ đầu dò DGT 29 Hình 2.2: Hệ DGT trước sau lắp hoàn chỉnh 30 Hình 2.3 Sơ đồ lắp đặt hệ thí nghiệm đánh giá khả làm việc loại màng DGT 31 Hình 2.4 Thí nghiệm đánh giá khả làm việc loại màng DGT 32 Hình 2.5 Đường chuẩn xác định crom kỹ thuật GF-AAS 33 Hình 2.6 Vị trí lấy 03 mẫu (M1-M3) dọc theo sơng Hồng 35 Hình 2.7 Ảnh chụp lấy trường 36 Hình 3.1 Màng Chelex 100 41 Hình 3.2 Màng IRC 748 42 Hình 3.3 Màng Lewatit 207 43 Hình 3.4 Màng XAD7 44 Hình 3.5 Màng P81 45 Hình 3.6 Ảnh hưởng pH tới khả định dạng Cr(III) pha liên kết đầu dò DGT với dạng nhựa trao đổi ion khác 48 Hình 3.7 Ảnh hưởng pH tới khả định dạng Cr(VI) pha liên kết đầu dò DGT với dạng nhựa trao đổi ion khác 51 Hình 3.8: Nồng độ Cr(III) gel khếch tán DGTC DGTP 52 Hình 3.9: Nồng độ Cr(VI) gel khếch tán DGTC DGTP 53 VI Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên Hình 3.10: Khả xác định đồng thời Cr(III) linh động Cr(VI) linh động kỹ thuật DGT 54 Hình 3.11 Ảnh hưởng thời gian đến khả phân lập Cr(III) linh động 56 Hình 3.12 Khả xác định Cr(III) mẫu thực sử dụng màng Chelex 100 P81 58 Hình 3.13 Khả xác định Cr(VI) mẫu thực sử dụng màng Chelex 100 P81 59 Hình 3.14: Phân bố kim loại Cr (III) linh động không linh động nước sông Hồng (Việt Trì) sử dụng màng P81 60 Hình 3.15: Phân bố kim loại Cr (III) linh động không linh động nước sơng Hồng (Việt Trì) sử dụng màng Chelex 100 60 Hình 3.16: Phân bố kim loại Cr (VI) linh động không linh động nước sơng Hồng (Việt Trì) sử dụng màng P81 61 Hình 3.17: Phân bố kim loại Cr (VI) linh động không linh động nước sông Hồng (Việt Trì) sử dụng màng Chelex 100 61 Hình 3.18: Nồng độ Cr (III) linh động nước sông Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định kỹ thuật DGT sử dụng màng P81 63 Hình 3.20: Nồng độ Cr (VI) linh động nước sông Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định kỹ thuật DGT sử dụng màng P81 64 Hình 3.21: Nồng độ Cr (VI) linh động nước sông Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định kỹ thuật DGT sử dụng màng Chelex 100 65 VII Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “ Nghiên cứu xác định chỗ Cr linh động mơi trường nước” cơng trình nghiên cứu thân Tất thông tin tham khảo dùng luận văn lấy từ cơng trình nghiên cứu có liên quan nêu rõ nguồn gốc danh mục tài liệu tham khảo Các kết nghiên cứu đưa luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học khác Ngày 18 tháng năm 2013 Tác giả Nguyễn Phi Hùng VIII Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên LỜI CẢM ƠN Luận văn thực Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Lọc Hóa dầu & Vật liệu xúc tác hấp phụ/Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phịng thí nghiệm Viện Hóa học-Mơi trường qn sự/Bộ Tư lệnh Hóa học Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Hồng Liên tin tưởng, giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo huy Viện Hóa học - Mơi trường qn tạo điều kiện cho học nhiệt tình giúp đỡ tơi thời gian thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn giáo viên Viện Kỹ thuật Hóa học, cán Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Lọc Hóa dầu & Vật liệu xúc tác hấp phụ/Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn giúp đỡ công việc Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè động viên giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn Hà Nội, ngày 18 tháng năm 2013 Học viên Nguyễn Phi Hùng IX Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên 3.7.2 Xác định Cr linh động nước sông Hồng 3.7.2.1 Dạng Cr(III) Kết phân tích hàm lượng Cr(III) linh động môi trường nước sông Hồng (tại điểm xả thải Khu công nghiệp Thụy Vân, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ) đầu dị DGT sử dụng màng Chelex 100 P81 tiến hành phịng thí nghiệm đưa hình 3.12 Nồng độ (ppb) Cr(III) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 P81 Chelex100 M1 M2 M3 Vị trí lẫy mẫu Hình 3.12 Khả xác định Cr(III) mẫu thực sử dụng màng Chelex 100 P81 So sánh khả xác định Cr(III) linh động nước sơng Hồng hai đầu dị DGT chứa hai hai loại màng liên kết Chelex 100 P81 thấy màng có khả làm việc tương đương Hàm lượng Cr(III) linh động nước sông Hồng xác định cao 87ppb (M1) tiếp đến 40ppb (M2) thấp 5ppb (M3) Kết phân tích mơi trường lần cho thấy vị trí M1 gần điểm xả thải nên có nồng độ Cr(III) linh động lớn Hai mẫu cịn lại chứa lượng Cr(III) linh động vị trí xa điểm thải pha lỗng nhiều tác động dịng chảy, vi sinh vật chất hữu có nước 3.7.2.2 Dạng Cr(VI) Kết đánh giá khả xác định Cr(VI) mẫu thực sử dụng loại màng Chelex 100 P81 trình bày hình 3.13 58 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên Cr(VI) 45 Nồng độ (ppb) 40 35 30 25 20 P81 15 10 Chelex100 M1 M2 M3 Vị trí lấy mẫu Hình 3.13 Khả xác định Cr(VI) mẫu thực sử dụng màng Chelex 100 P81 So sánh khả xác định Cr(VI) linh động nước sông Hồng hai đầu dò DGT chứa hai hai loại màng liên kết Chelex 100 P81 thấy Cr(VI) vào gel khuếch tán nên sử dụng màng liên kết khác không ảnh hưởng tới kết phân tích Hàm lượng Cr(VI) linh động nước sơng Hồng xác định cao 40ppb (M1) tiếp đến 33ppb (M2) thấp 0,6ppb (M3) Kết phân tích mơi trường cho thấy vị trí M1 gần điểm xả thải nên có nồng độ Cr(VI) linh động lớn Hai mẫu lại chứa lượng Cr(VI) linh động vị trí xa điểm thải pha loãng nhiều tác động dòng chảy, vi sinh vật chất hữu có nước 3.7.2.3 Tỷ lệ Cr(III) linh động so với không linh động Kết so sánh nồng độ kim loại Cr(III) linh động xác định DGT Chelex100 DGT P81 với nồng độ kim loại Cr(III) tổng xác định phương pháp thông thường áp dụng phổ biến phịng thí nghiệm trình bày hình 3.14 3.15: 59 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên Cr (III) linh động Cr (III) Cr (III) không linh động Tỷ lệ kim loại (%) 120 100 80 60 40 20 M1 M2 M3 Vị trí lấy m ẫu Hình 3.14: Phân bố kim loại Cr (III) linh động không linh động nước sông Hồng (Việt Trì) sử dụng màng P81 Cr (III) linh động Cr (III) Cr (III) không linh động Tỷ lệ kim loại (%) 120 100 80 60 40 20 M1 M2 M3 Vị trí lấy m ẫu Hình 3.15: Phân bố kim loại Cr (III) linh động không linh động nước sơng Hồng (Việt Trì) sử dụng màng Chelex 100 Kết xác định Cr(III) linh động loại đầu dò DGT gắn loại pha liên kết Chelex100 P81 khơng có khác biệt lớn, tỷ lệ Cr(III) linh động so với khơng linh động xác định đầu dò tương đương Từ hình 3.14 3.15, ta nhận thấy hàm lượng kim loại Cr(III) linh động chiếm từ 10 đến 50% so với hàm lượng tổng Cr(III) có nước sông Hồng Tỷ lệ hàm lượng Cr(III) linh động so với hàm lượng tổng Cr(III) thay đổi theo vị trí lấy mẫu, mẫu gần vị trí xả thải hàm lượng crom linh động cao Như vậy, gần điểm xả thải nguy tác động sinh học Cr(III) lớn Càng xa điểm xả thải, tỷ lệ Cr(III) linh động giảm mạnh Điều cho thấy, xa điểm xả thải mức độ phức 60 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên tạp mẫu giảm, yếu tố có khả ảnh hưởng tới biến đổi dạng Cr linh động khơng cịn nhiều, dạng crom liên kết ổn định hơn, không trạng thái linh động 3.7.2.4 Tỷ lệ Cr(VI) linh động so với không linh động Kết so sánh nồng độ kim loại Cr(VI) linh động xác định DGT Chelex100 DGT P81 với nồng độ kim loại Cr(VI) tổng xác định phương pháp thông thường áp dụng phổ biến phịng thí nghiệm trình bày hình 3.16 3.17 sau: Cr (VI) linh động Cr (VI) Cr (VI) không linh động Tỷ lệ kim loại (%) 120 100 80 60 40 20 M1 M2 M3 Vị trí lấy m ẫu Hình 3.16: Phân bố kim loại Cr (VI) linh động không linh động nước sông Hồng (Việt Trì) sử dụng màng P81 Cr (VI) linh động Cr (VI) Cr (VI) không linh động Tỷ lệ kim loại (%) 120 100 80 60 40 20 M1 M2 M3 Vị trí lấy m ẫu Hình 3.17: Phân bố kim loại Cr (VI) linh động không linh động nước sơng Hồng (Việt Trì) sử dụng màng Chelex 100 61 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên Kết cho thấy hàm lượng Cr(VI) linh động hai đầu dò DGT Chelex100 P81 tương đương Hàm lượng Cr(VI) linh động chiếm từ đến 45% so với tổng Cr(VI) nước sông Hồng Cr(VI) linh động cao phát thấy M1, M2 thấp M3 Nguyên nhân tượng bắt nguồn từ vị trí lấy mẫu Càng gần vị trí xả thải hàm lương crom linh động cao Cr(VI) xả thải chưa ổn định trạng thái tồn tại, đồng thời chịu ảnh hưởng lớn mẫu nước sơng phức tạp Cịn vị trí xa điểm xả thải (M3), hiệu ứng pha loãng, đồng thời mẫu ổn định hơn, thời gian dạng crom tồn môi trường dài dẫn đến dễ tạo liên kết bền vững, làm cho lượng Cr(VI) linh động giảm hẳn 3.7.3 So sánh khả xác định Cr linh động trường phòng thí nghiệm Để xem xét khả ảnh hưởng thời gian chuyển mẫu phịng thí nghiệm, vị trí lấy mẫu, đầu dị DGT nhúng trường để phân lập dạng Cr linh động, so sánh kiểm chứng với mẫu nhúng đầu dị phịng thí nghiệm 3.7.3.1 Dạng Cr(III) Kết phân tích hàm lượng Cr(III) linh động nước sơng Hồng đầu dò DGT sử dụng màng Chelex 100 P81 vị trí M1, M2 M3 trường phịng thí nghiệm đưa so sánh bảng 3.12 hình 3.18 3.19 Bảng 3.12: Nồng độ Cr(III) linh động môi trường nước sơng Hồng (Việt Trì) xác định kỹ thuật DGT chỗ sử dụng hai màng Chelex 100 P81 Kí hiệu mẫu P81 (ppb) Chelex (ppb) M1 98,7 100,1 M2 46,2 49,8 M3 7,6 6,9 62 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên P81 120 100 Nồng độ (ppb) 80 60 Phòng TN Tại chỗ 40 20 M1 M2 M3 Vị trí lấy m ẫu Hình 3.18: Nồng độ Cr (III) linh động nước sơng Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định kỹ thuật DGT sử dụng màng P81 Chelex 100 120 100 Nồng độ (ppb) 80 60 Phòng TN Tại chỗ 40 20 M1 M2 M3 Vị trí lấy m ẫu Hình 3.19: Nồng độ Cr (III) linh động nước sông Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định kỹ thuật DGT sử dụng màng Chelex 100 Từ hình 3.18, 3.19 ta nhận thấy có khác biệt nồng độ Cr(III) linh động xác định chỗ so với kết xác định phịng thí nghiệm từ 8÷10% Sự khác biệt nhiều yếu tố gây ra: Hàm lượng kim loại xác định chỗ thể hàm lượng trung bình mẫu khoảng 10 ngâm DGT mẫu, hàm lượng xác định phịng thí nghiệm đại diện cho mẫu thời điểm lấy cịn chịu biến đổi sau thời gian lấy mẫu phịng thí nghiệm Hàm lượng Cr xác định phịng thí nghiệm thường thấp xác định trường hóa hơi, hấp phụ vào thành bình gây mẫu trình lấy mẫu biến đổi trạng thái 63 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên tồn dạng Cr Sự khác biệt thay đổi theo chất mẫu (vị trí lấy mẫu) từ 3÷5% (M2 M3) đến 10% (M1) 3.7.5.2 So sánh Cr(VI) trường với thực nghiệm Kết phân tích hàm lượng Cr(VI) linh động nước sông Hồng đầu dò DGT sử dụng màng Chelex 100 P81 vị trí M1, M2 M3 trường phịng thí nghiệm đưa so sánh bảng 3.13 hình 3.20 3.21 Bảng 3.13: Nồng độ Cr(VI) mơi trường nước sơng Hồng (Việt Trì) xác định kỹ thuật DGT chỗ sử dụng hai màng Chelex 100 P81 Kí hiệu mẫu P81 (ppb) Chelex (ppb) M1 45,8 46,4 M2 37,5 37,9 M3 0,8 0,9 P81 50 45 40 Nồng độ (ppb) 35 30 25 Phòng TN 20 Tại chỗ 15 10 M1 M2 M3 Vị trí lấy m ẫu Hình 3.20: Nồng độ Cr (VI) linh động nước sông Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định kỹ thuật DGT sử dụng màng P81 64 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên Chelex 100 50 45 40 Nồng độ (ppb) 35 30 25 Phòng TN 20 Tại chỗ 15 10 M1 M2 M3 Vị trí lấy m ẫu Hình 3.21: Nồng độ Cr (VI) linh động nước sông Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định kỹ thuật DGT sử dụng màng Chelex 100 Từ hình 3.20, 3.21 ta nhận thấy có khác biệt nồng độ Cr(VI) linh động xác định chỗ so với kết xác định phòng thí nghiệm từ 8÷10% Tương tự với q trình phân tích Cr(III) linh động, khác biệt nhiều yếu tố gây ra: Hàm lượng kim loại xác định chỗ thể hàm lượng trung bình mẫu khoảng 10 ngâm DGT mẫu, cịn hàm lượng xác định phịng thí nghiệm đại diện cho mẫu thời điểm lấy cịn chịu biến đổi sau thời gian lấy mẫu phịng thí nghiệm Hàm lượng Cr xác định phịng thí nghiệm thường thấp xác định trường hóa hơi, hấp phụ vào thành bình gây mẫu trình lấy mẫu biến đổi trạng thái tồn dạng Cr Sự khác biệt thay đổi theo chất mẫu (vị trí lấy mẫu) từ 3% (M3) đến 10 ÷ 15% (M1 M2) 65 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu xác định dạng Cr(III) Cr(VI) linh động môi trường nước đầu dị DGT, rút số kết luận sau: Trong số vật liệu thử nghiệm làm pha liên kết cho đầu dị DGT, có Chelex100 P81 thể hiệu tốt Khoảng pH tốt với DGT để xác định Cr linh động ÷ Thời gian thích hợp để kim loại khuếch tán lưu giữ đầu dò DGT cho trình xác định Cr(III) Cr(VI) linh động ÷ 12 Để xác định đồng thời Cr(III) Cr(VI) linh động đầu dò DGT pha liên kết sử dụng để xác định Cr(III), gel khuếch tán sử dụng để xác định Cr(VI) Thử nghiệm với mẫu thực tế (nước sông Hồng Khu cơng nghiệp Thụy Vân, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ) cho thấy Cr(III) linh động chiếm từ 10÷50 % so với tổng lượng Cr(III) nước Cr(VI) linh động chiếm từ 5÷45 % so với tổng lượng Cr(VI) nước Trong vị trí lấy mẫu, khu vực gần vị trí xả thải có tỷ lệ Cr(VI) Cr(III) linh động cao chịu ảnh hưởng trực tiếp dòng thải mẫu phức tạp, chất lượng nước không đạt tiêu chuẩn cho phép, đặc biệt lượng Cr(VI) cao mức qui định theo Qui chuẩn chất lượng nước mặt Việt Nam Từ kết luận thấy DGT kỹ thuật triển vọng để xác định đồng thời Cr(III) Cr(VI) linh động môi trường nước Kỹ thuật cho phép phân lập trường Cr(III) Cr(VI) linh động, giúp trình đánh giá nguy tác động sinh học đầu dò DGT nhanh chóng xác Tuy nhiên cần nghiên cứu xác định thêm yếu tố ảnh hưởng khác tới khả làm việc DGT môi trường nước mặt khác để mở rộng phạm vi ứng dụng kỹ thuật 66 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Lê Huy Bá (2008), Độc học môi trường bản, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Bá Can (1962), Phịng bệnh hóa chất, NXB Y học D.F Shriver, P.W Atkins, C.H Langford, Người dịch: Bùi Duy Cam, Vũ Đăng Độ, Lê Chí Kiên, Hồng Nhâm, Lê Như Thanh, Dỗn Anh Tú (2002), Hóa học vơ cơ, ĐH KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hữu Danh (2001), Tìm hiểu Trái đất lồi người, NXB GD Đặng Ngọc Định (2006), luận văn thạc sĩ khoa học: Xác định lượng vết Cr(VI) Cr(III) kỹ thuật chiết pha rắn phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), ĐHKHTN - ĐHQG Hà Nội G Schwarrenbach, H Flaschka, Người dịch: Đào Hữu Vinh, Lâm Ngọc Thụ (1978), Chuẩn độ phức chất, NXB KHKT Lưu Đức Hải (2000), Cơ sở khoa học môi trường, NXB ĐH Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xn Trung (2003), Hóa học phân tích phần II: Các phương pháp phân tích cơng cụ, ĐH KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội Nguyễn Thị Thanh Hoa (2005), luận án thạc sĩ khoa học: Tách xác định lượng Cr(III) Cr(VI), ĐH KHTN - ĐHQG Hà Nội 10 Phan Nguyên Hồng (2001), Hỏi đáp môi trường sinh thái, NXB GD 11 Hoàng Thị Lan Hương (1994), Luận án phó tiến sĩ khoa học: Nghiên cứu điều kiện phân chia hỗn hợp nguyên tố đất nhóm Ytri phương pháp sắc ký trao đổi ion, ĐH Sư phạm Hà Nội 12 Nguyễn Đắc Hy (2003), Phát triển bền vững tầm nhìn thời đại, Viện sinh thái môi trường Hà Nội 13 Phạm Luận (1987), Sổ tay pha chế dung dịch, tập - 2, NXB KHKT - Hà Nội 67 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên 14 Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 15 Phạm Luận, Trần Chương Huyến, Từ Vọng Nghi (1990), Một số phương pháp phân tích điện hóa đại, ĐHTH Hà Nội 16 Hồng Nhâm (2000), Hóa học vơ cơ, tập 3, NXB-GD 17 Nina Block, Hoàng Minh Châu (dịch), “Phân tích định tính cation”, 2, p.75-77 18 Nguyễn Văn Ri (2004), Bài giảng chuyên đề phương pháp tách chất, ĐH KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội 19 Tạ Thị Thảo (2005), Bài giảng chuyên đề thống kê hóa phân tích, ĐH KHTN - ĐH Quốc gia- Hà Nội 20 Lâm Minh Triết, Diệp Ngọc Sương (2000), Các phương pháp phân tích kim loại nặng nước nước thải, NXB KHKT 21 Đỗ Quang Trung (2002), “ Ứng dụng kỹ thuật chiết pha rắn để tách làm giàu xác định lượng vết thuỷ ngân, asen nước”, luận án tiến sĩ hoá học, trường Đại học KHTN 22 Nguyễn Xuân Trung , Phạm Hồng Quân, Vũ Thị Trang (2007) “Nghiên cứu khả hấp phụ Cr(III) Cr(VI) vật liệu chitosan biến tính”, tạp chí phân tích hố lý sinh học T2 số tr63-67 23 Trang web: www.monre.gov.vn Tiếng Anh: 24 A.C Sahayam, G.venkateswarlu, S.C.Chaurasia(2005),“ Determination of Cr(VI) in potable water sample after selective preconcentration on oxalate form of Dowex-1 and electrothermal atomic adsorption spectrometic determination”, Anal Chim.Acta, Vol 573, p.267-270 68 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên 25 A.Imai, E.F Gloyna (1990), Effects of pH and oxidation state of chromium on the behavior of chromium in the activated sludge process, Wat, Res, Vol 24, No.9, pp 1143-1150 26 A.Padarauskas and G Schwedt (1995), “ Speciation of Cr(III) and Cr(VI) and separation of commom anions by ion pair chromatography with trans-1,2- diaminecyclohexan-N,N,N’,N’-tetra acetic acid” Vol.42,Talanta, p.693-699 27 A Agrawal, K.K Sahu, J.P R awat Kinetic studies on the exchange of bivalent metal ions on amberlite IRC-748 an iminodiacetate resin Solvent Extr Ion Exch, 21, 763-782 (2003) 28 B McKevitt, P Abbasi, and D Dreisinger (2011) A comparison of large bead ion exchange resins for the recovery of base metal in a resin-in-pulp (RIP) circuit The Southern African Institute of Mining and Metallurgy 6th Southern African Base Metals Conference, p337-352 29 C Annette Johnson (1990), “ Rapid ion-exchange technique for the separation and preconcentration of chromium(VI) and chromium(III) in fresh waters”, Anal Chim Acta, Vol.238, p.273-278 30 Chang, L.-Y., Davison, W., Zhang, H., Kelly, M., (1998), Anal Chim Acta, 368, 243 -253 31 Jerry Forsberg Trace Metal Speciation in Fresh and Brackish Waters Using Ultrafiltration, DGT and Transplanted Aquatic Moss Division of Applied Geology, Department of Chemical Engineering and Geosciences Luleå University of Technology SE-971 87 Luleå, Sweden 2005 32 Filik H, Dogutan M, Apak R (2003), “ Speciation analysis of chromiu0000m by separation on a 5-palmitoyl oxine-functionalized XAD-2 resin and spectrophotometic determination with diphenyl carbazide”, Anal Biona Chem, 376(6); p.928-33 69 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên 33 Foster Dee Snell and Leslie S.Ettre (1970), “Encyclopedia of nditrustrial hemical analysis”, Vol 9, p.633-641 34 H Ernstberger H Zhang W Davison (2002), Determination of chromium in natural system using DGT, Anal Bioanal Chem 373:873-879 35 H Tel, Y Alta, M.S Taner (2004) “ Adsorption characteristics and separation of Cr(III) and Cr(VI) on hydrous titanium (VI) oxide”, Journal of Hazardous Materials, 112,p.225-231 36 H.D Revanasiddappa and T.N.Kiran Kidmar (2002), “ Rapit spectrophotometic determination of chromium with trifluoperaztne Hydrochloride”, Anal.47,311 Chem 37 Hassanss, EL-Shahawi MS, Oth man AM, Mossad MA (2005), “ Apotentiometric rhodamine-B based membrrane sensor for the selective determination of chromium ions in wastewater”, Anal.Sci, 21(6); 673-8 38 Hirotoshi Sato and Joichi UEDA (2001), “ Coprecipitation of trace metal ion in water with bismuth(III) diethyldithiocarbamate for an Electrothermal atomic adsorption spectrometric determination” Analytical science 17.461-465 39 J.Posta, H.Bemdt, S.Kluo, G.Schaldach (1993), Anal Chem, vol 65, p.2590 40 J.Wang, K.Ashley, E.R Kennedy, and C.neumeister (1997) Analyst, vol 122, p 1307 - 1312 41 Kotaś, J.; Stasicka, Z (2000) "Chromium occurrence in the environment and methods of its speciation" Environmental Pollution, p 263-283 42 Laboratories Bio-Rad (2000) Chelex 100 and Chelex 20 Chelating Ion Exchange Resin Alfred Nobel Dr., Hercules, CA 94547 43 Lin.L., Lawrence.N.S., Sompong.T., Wang.J., Lin.J (2004) “ Calalytic adsortive stripping determination of trace Chromium(VI) at the Bismut-film electrode”, Talanta, vol.50, p.423-427 44 Lehto, N.J., Davison, W., Zhang, H., Tych, W., (2006), Environ Sci Technol 70 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên 45 M.V.Balasama Krishna, K.Chandrasekoran (2005), “ Speciantion of Cr(III) and Cr(VI) in water using immobilized moss and determination by ICP-MS” Talanta 65, p.133-143 46 Mihaela Ciopec, Adina Negrea, C.M Davidescu, P Negrea, Cornelia Muntean, Adriana Popa (2010) Adsorption of trace metals by XAD7 impregnated resins with si-(2-Ethylhexyl)-Phosphoric acid (DEHPA) Annals of West University of Timisoara Series of Chemistry, 19 (4), p 9-18 47 Nguyen, Hong Lien; Chu, Thi Hai Nam; Leermakers, Martine; Baeyens, Willy (2008), The 10th Eurasia Conference on Chemical Science, 7-11 January 2008, The Phillipines, (accepted) 48 Nguyen Hong Lien, Chu Thi Hai Nam, (2007), 48, 48-51 pp 49 Nguyen Hong Lien, Huynh Trung Hai, Yue Gao, Martine Leermakers, Willy Baeyens, (2007), 45, 276-281pp 50 Pourreza N., Rastegadeh S., (2001), “Catalytic Spectrophotometric determination of Bromide based on the diphenylcacbazide-Chromium(VI)-Iodate reaction”, Journal of Analytical Chemistry, 56(8), 727-725 51 R.K Tandon, P.T.Crisp and J.Ellis (1984), Effect of pH on chromium (VI) species in solution, Talanta, Vol 31, No.3, pp 227-228 52 Serife Tokalioglu, Senol Kaetal and Latif Elci(2000), “Sprciation and determination of heavy metals in lake waters by atomic adsorption spectrometry after sorption on Amberlite XAD – 16 resin”, Analytical Sciences Movember, 16, pp 1169 – 1174 53 Scally, S., Davison, W., Zhang, H., (2003), 37, 1379 - 1384 54 Takashi Sumida, Taniami Ikenoue, Kazuhide Hamada, Akhmad Sabarudin, Mitsuko Oshima, Shoji Motomizu (2005), One line preconcentration using dual mini columns for the speciation of Cr(III) and Cr(VI) and its application to water samples as studied by ICP-MS, Talanta, vol 68, Issue 2, p 388 - 393 71 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Hồng Liên 55 Zhang, H., Davison, W and Grime, G.W., (1995), ASTM STP 1293, 1995, pp 170-181 56 Weijali Development of New Binding Phases for Speciation Measurements of Trace Metals with the Diffusive Gradients in Thin Films Technique School of Environmental and Applied Sciences Faculty of Environmental Sciences, Griffith University Australia, March, 2004 57 Wu Y, Hu B, Peng T, Jiang Z (2001), “ In-situ separation of chromium Cr(III) and chromium(VI) and sequential ETV-ICP-AES determination using acetylacetone and PTFE as chemical modifiers”, Frisenius J Anal Chem,307(7): 904-8 58 Unsworth, E R., Zhang, H., Davison, W., (2005), Environ Sci Technol., 39, 624 - 630 59 Y.M Scindia, A.K Pandey, A.V.R Reddy, S.B Manoharn (2004), Chemically selective membrance optode for Cr(VI) determination ion aqueous sample, Mumban Indian, Analytica Chimica Acta, vol 515, Issue 2, p 311 - 321 72 ... triển vọng định dạng chỗ kim loại linh động môi trường nước Vì lý trên, đề tài ? ?Nghiên cứu xác định chỗ Cr linh động môi trường nước? ?? lựa chọn để thực luận văn Các nội dung nghiên cứu bao gồm:... (VI) linh động nước sông Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định kỹ thuật DGT sử dụng màng P81 64 Hình 3.21: Nồng độ Cr (VI) linh động nước sơng Hồng xác định chỗ phịng thí nghiệm xác định. .. xin cam đoan luận văn “ Nghiên cứu xác định chỗ Cr linh động môi trường nước? ?? cơng trình nghiên cứu thân Tất thông tin tham khảo dùng luận văn lấy từ cơng trình nghiên cứu có liên quan nêu rõ