Xác định asen trong nước giếng khoan tại khu vực thành phố thái nguyên bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GF AAS và sơ bộ xử lý asen

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HOÀNG MẠNH HÙNG XÁC ĐỊNH ASEN TRONG NƢỚC GIẾNG KHOAN TẠI KHU VỰC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƢƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA GF – AAS VÀ SƠ BỘ XỬ LÝ ASEN LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Thái Nguyên - năm 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HOÀNG MẠNH HÙNG XÁC ĐỊNH ASEN TRONG NƢỚC GIẾNG KHOAN TẠI KHU VỰC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƢƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA GF – AAS VÀ SƠ BỘ XỬ LÝ ASEN CHUN NGÀNH: HỐ PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS - TS NGUYỄN VĂN RI Thái Nguyên - 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Văn Ri - người giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo anh chị phịng thí nghiệm phân tích – Khoa Hoá – ĐHKHTN ĐHQG Hà Nội , Trung tâm Y tế dự phịng Thành phố Thái Ngun, phịng thí nghiệm Khoa Hoá – ĐHKH ĐH Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô giảng dạy truyền thụ cho em kiến thức quí báu suốt năm qua Cuối em xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp, bạn bè - người động viên, quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Học viên Hoàng Mạnh Hùng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAS Atomic absorption spectrophotometry CV Coefficient variation EDTA Ethylene diamine tetra acetic acid ETA-AAS Electro-thermal atomiation atomic absorption spectrophotometry GF – AAS Graphite Furnace Atomic Absorption F-AAS Flame atomic absorption spectrophotometry H (%) Hiệu suất thu hồi LOD Limit of detection LOQ Limit of quantity ppm parts per milion RSD Relative standard deviation SD Standard deviation SPE Solid phase extraction UV – VIS Ultra violet visble HCL Hollow Cathode Lamp AsIII Asenit AsV Asenat DMAV Dimethylarsonic acid (CH3)2AsO(OH) ER Relative Error Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU i PHẦN TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung Asen 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Tính chất vật lý hóa học asen 1.1.3 Tình hình nhiễm asen giới Việt Nam 1.1.4 Cơ chế gây độc chu trình asen môi trường 1.2 Phƣơng pháp xác định asen 12 1.2.1 Phương pháp trắc quang 13 1.2.2 Phương pháp kích hoạt notron [13] 15 1.2.3 Phương pháp điện hoá 15 1.2.4 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 16 1.3 Một số phƣơng pháp xử lý Asen nƣớc ngầm [60] 18 1.3.1 Tạo kết tủa 18 1.3.2 Keo tụ 18 1.3.3 Lắng 18 1.3.4 Hấp phụ 18 1.3.5 Lọc 19 1.3.6 Oxi hóa 19 1.3.7 Lọc màng 19 1.3.8 Oxi hóa loại Asen lượng mặt trời (SORAS) 19 1.3.9 Chưng cất lượng mặt trời 20 PHẦN ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tƣợng mục đích nghiên cứu 22 2.2 Giới thiệu phƣơng pháp phổ hấp thụ GF-AAS 23 2.2.1 Nguyên tắc phương pháp AAS [14,15,18] 23 2.2.2 Hệ trang bị phép đo AAS [18,21] 24 2.2.3 Trang bị, dụng cụ hóa chất phục vụ nghiên cứu 26 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi 2.3 Giới thiệu phƣơng pháp hấp phụ 27 2.3.1 Phân loại 29 2.3.2 Cân hấp phụ dung lượng hấp phụ 29 2.3.3 Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt [59] 30 PHẦN KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33 3.1 Nghiên cứu điều kiện thực nghiệm đo phổ 33 3.1.1 Chọn bước sóng đo 33 3.1.2 Khảo sát chọn cường độ đèn catốt rỗng 33 3.1.3 Khảo sát chọn độ rộng khe đo 34 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng chất cải biến hoá học 35 3.1.5 Các điều kiện khác 42 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến phép đo 42 3.2.1 ảnh hưởng loại axit nồng độ axit 42 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng cation anion 43 3.3 Phƣơng pháp đƣờng chuẩn phép đo GF-AAS 44 3.3.1 Khảo sát xác định khoảng tuyến tính 44 3.3.2 Xây dựng đường chuẩn, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 45 3.4 Xây dựng quy trình phân tích mẫu thực 49 3.4.1 Lấy mẫu bảo quản mẫu 49 3.4.2 Quy trình xử lý mẫu 50 3.4.3 Đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình phân tích 51 3.4.4 Kết phân tích mẫu thực 53 3.5 Sơ vế sử lí asen vật liệu xốp hấp phụ xỉ nung vôi sắt III 55 3.5.1 Sơ đồ điều chế 55 3.5.2 Khảo sát pH cuối trình điều chế vật liệu 55 3.5.3 Quy trình điều chế vật liệu 56 3.5.4 Khảo sát hấp phụ tĩnh vật liệu 57 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI MỞ ĐẦU Trong đời sống, nước đóng vai trị quan trọng Hiện nước sinh hoạt trở thành vấn đề xúc không Việt Nam mà toàn giới Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu phát có mặt kim loại nặng nước Trong kim loại nặng, asen nguyên tố gây tác hại lớn Nó tác động lên hệ thống enzyme thể gây rối loạn q trình sinh hố thể sống Nhiễm độc asen nguyên nhân gây ung thư da, ung thư phổi bàng quang [7,8] Nhiễm độc asen nước giếng khoan trở thành mối đe dọa sức khoẻ người dân vùng nông thôn nhiều nơi giới, đặc biệt Bănglađét [8] Ở Việt Nam, Phạm Thị Kim Trang cộng [3], hàm lượng asen trung bình nước ngầm giếng khoan số vùng nông thôn đồng sông Hồng khoảng từ đến 1000g/l (trong WHO TCVN cho phép hàm lượng asen nước sinh hoạt 10g/l [29,7]) Do đó, người dân sinh sống vùng gặp rủi ro cao sử dụng lâu ngày nguồn nước nhiễm asen Chính vậy, việc đánh giá hàm lượng asen nước ngầm trước khai thác yêu cầu cấp thiết, sở để có phương pháp sử lý asen phù hợp Hiện nay, có nhiều phương pháp khác sử dụng để xác định asen phương pháp quang phổ phát xạ (AES), phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES), sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC), phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS), phương pháp trắc quang, phương pháp điện hoá…Mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm riêng Trong đó, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (GF-AAS) kỹ thuật phân tích đại phát triển khoảng chục Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn năm gần Phương pháp GF-AAS sử dụng để phân tích nguyên tố (đặc biệt kim loại nặng) dạng vết siêu vết (hàm lượng cỡ ppb) Tuy vậy, nay, Việt Nam cơng trình nghiên cứu liên quan đến việc xác định asen lượng vết nước ngầm phương pháp GF-AAS Xuất phát từ thực tế chúng tơi thực đề tài: “Xác định Asen nƣớc giếng khoan khu vực thành phố thái nguyên phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa GF - AAS sơ xử lý Asen” Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHẦN TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung Asen 1.1.1 Giới thiệu chung Asen (As) nguyên tố có vài dạng thù hình, dạng khơng kim loại dạng kim loại tương đối phổ biến thiên nhiên Asen chiếm 1.10-4% tổng số nguyên tử vỏ trái đất, asen tồn chủ yếu dạng khống vật sunfu: reanga(As4S4), oripimen (As2S3) Ngồi thường lẫn khoáng vật kim loại khác [l] Asen có ba dạng tồn tại: As dạng bền, tương đối cứng, giịn As dạng vơ định hình, giòn As (gồm phân tử As4) bền giả, mềm (như sáp) tan dễ cacbon đisunfua, có tính chất giống phốt trắng hoạt tính hóa học cao As As Thăng hoa đun nóng, chưng cất với nước Asen kết hợp với kim loại, phi kim số hợp chất hữu cơ, tạo thành hợp chất vô hữu Các dạng vô bao gồm chủ yếu hợp chất asenit asenat, dạng hữu điển hình metyl phenyl asenat Tùy thuộc vào mơi trường địa chất, asen tồn trạng thái oxi hóa là: -3, 0, +3, +5 Asen dạng nguyên tố gặp tự nhiên, thường tìm thấy dạng oxi hóa hoạt động asen hố trị (III) V [1] Asen tạo thành hợp chất vô hữu có độc tính khác dạng asen trạng thái hóa trị khác có tính chất hóa lý khác Các hợp chất asenit, asenat vơ bền hay có khả hịa tan nước dễ dàng hấp thụ vào dày tế bào thể Asen (V) tiết (chủ yếu qua nước tiểu) nhanh asen (III) lực với nhóm thiol (-SH) Do đó, As (V) khơng độc As(III) không gây ức chế hệ enzym Tuy nhiên, As(V) ngăn cản tổng hợp ATP Cịn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn As(III) cản trở nhóm (-SH) gắn vào enzym As(III) có lực với nhóm thiol lớn giữ lại protein tế bào thể keratin đisunfua tóc, móng da Các hợp chất asen thể làm suy yếu q trình chuyển hóa hóa học sinh học Mặc dù có độc tính cao, asen sử dụng công dụng y dược hợp chất asen hữu [10] 1.1.2 Tính chất vật lý hóa học asen 1.1.2.1 Tính chất vật lý a sen Asen kim có màu xám kim loại, giòn Kết tinh dạng tinh thể Một số thông số vật lý asen [l] Số thứ tự nguyên tử: 33 Khối lượng nguyên tử: 74,9216 g.mol-l Tỷ trọng: 5,7 g.cm-3 140C Điểm nóng chảy: 8410C (ở 36 atm) Điểm sôi : 6150C Độ âm điện: 2,0 Năng lượng ion hoá thứ nhất: 10,5 eV Năng lượng ion hoá thứ hai: 20,1 eV Năng lượng ion hoá thứ ba: 28,0 eV Năng lượng ion hoá thứ tư: 49,9 eV Năng lượng ion hoá thứ năm: 62,5 eV 1.1.2.2 Tính chất hố học [1,2] Asen phân nhóm nhóm V với N, P có cấu hình electron [Ar] 3d10 4s2 4p3 Như số oxi hố cao asen +5 Do có lượng ion hố cao nên asen khó electron để biến thành cation Asen đứng hyđrô đồng nên không đẩy hyđrô khỏi axit không tan axit HCI, HNO3 loãng, tan HNO3 đặc nước cường thủy [2] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 59 3.5.5 Hấp phụ động Trong phương pháp này, ta cho nước giếng khoan có chứa làm giàu, biết nồng độ qua cột nhồi vật liệu với tốc độ xác định Mẫu nước giếng khoan lấy phường Cam giá thành phố Thái nguyên Các đại lượng: Đường kính cột: 0,95cm Chiều cao cột 10 cm Lưu lượng dòng: 1,3 ml/phút Cách thực hiện: Nhồi gam vật liệu vào cột Cho nước giếng khoan có nhiễm As làm giàu thêm 335ppb (do mẫu nước giếng khoan khu vực phường Cam giá có hàm lượng Asen thấp tiến hành làm giàu Asen đến 335ppb) qua cột với tốc độ 1,3 ml/phút Đo nồng độ As theo thể tích dầu đầu Kết biểu diễn hình 15: Ce (ppb) 400 350 300 250 200 150 100 50 V(1) 0 10 15 20 25 30 35 Hình 15: Đường hấp phụ động vật liệu Kết hấp phụ động với 5g vật liệu cho thấy, thể tich nước đầu sử dụng cho sinh hoạt (Nồng độ As ≤ 10 ppb) 15 lít Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 60 KẾT LUẬN Với mục đích xây dựng quy trình phân tích asen nước ngầm, phương pháp quang phổ hấp thụ không lửa sơ tổng hợp vật liệu loại bỏ Asen đạt dược kết sau: Tìm điều kiện đo As phương pháp GF – AAS  Tối ưu thông số máy đo GF-AAS: bước sóng  = 193,7nm, cường độ dịng đèn I = 7mA, khe đo 0,5nm Khảo sát nhiệt độ tro hoá nguyên tử hoá As chất cải biến hoá học trọn chất cải biến hoá học phù hợp: Pd(II) l00ppm, nhiệt độ tro hoả 14000C, nhiệt độ nguyên tử hoá 23000C  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng: - Nền axit sử dụng HNO3 0,1% - Ảnh hưởng cation: catrion không gây ảnh hưởng - Ảnh hưởng anion: anion PO43- SiO32- Chỉ gây ảnh hưởng đến phép đo nồng độ anion gấp 500 lần nồng độ asen mẫu  Khoảng tuyến tính xác định Asen từ 4,5 đến 75,0 ppb Đánh giá thống kê quy trình phân tích asen: sai số phép đo 2,1% Độ lặp lại 0,4% Hệ số biến động 1,8% Hiệu suất thu hồi từ 82,0-93,7% Áp dụng quy trình phân tích để phân tích mẫu: Hàm lượng asen mẫu nước giếng khoan (từ 17 - 33 ppb/L), cao so với tiêu chuẩn y tế Trên sở tơi nghiên cứu sơ điều chế vật liệu hấp phụ As vật liệu xỉ vôi sắt  Vật liệu điều chế có cấu trúc tinh thể, bề mặt vật liệu xốp  Dung lượng hấp phụ tối đa As(V) 29,24 mg/g Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 61  Dung lượng hấp phụ tối đa As(III) 25,51 mg/g  Vật liệu có khả hấp phụ động tốt, sau qua hấp phụ với 5g vật liệu, thể tích nước thu có nồng độ Asen 10ppb 15 lít, hấp phụ động với 1kg vật liệu, thể tích nước có nồng độ Asen 10 ppb 3000 lít áp dụng lọc trước cho mục đích ăn uống Chúng tơi hy vọng kết đề cập đến luận văn quan tâm tiếp tục nghiên cứu mở rộng phát triển, đóng góp cho chương trình kiểm sốt chất lượng nước nhằm nâng cao sức khoẻ cho cộng đồng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Nhâm (2003), Hóa học vơ (tập hai), NXB Giáo dục Người dịch: Lê Kim Long Hồng Nhâm (2001), Tính chất lý hóa học chất vô cơ, NXB Khoa học kỹ thuật Samuel Luzi, Michael Bao, Phạm Thị Kim Trang, Phạm Hùng Việt, Roland Schertenleib(2004), Sử dụng bể lọc cát để loại bỏ asen quy mơ hộ gia đình, Hội thảo asen quốc tế Asen nước sạch: loại bỏ không? http:/www.dangcongsan.vn/details.asp?topic:34&subtopic=128&leader topic =l07&id=135950779566 Trần Tứ Hiếu, Phạm Hùng Việt Nguyễn Văn Nội (1999), Bài giảng hóa học môi trường, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội Assoc.Pro.Di.Trân Hong Con (2000), Nghiên cứu chê/ tạo thiết bị xử lý asen nước cho qui mô hộ gia đình cụm dân cư, Hội thảo asen quốc tế Nhiễm độc asen qua nước uống http://www.idm.gov.vn/Nguon luc/Xuat ban/Anpham/Asen/a23.htm PGS- TS Nguyễn Khắc Hải "ảnh hưởng nhiễm asen nguồn nước đến sức khốc người " Viện Y học lao động Vệ sinh môi trường :www.nea.goc.vn/tapchi/toanvan/07-2k6-09.htm Nguyễn Thị Thu Hằng (2005), Nghiên cứu phương pháp trắc quang xác định lượng vết asen dựa hệ phản ứng AsH3-KIO3-LEUCO CRYSTAL VIOLEr, Luận văn tốt nghiệp, Khoa Hoá Học Dại học Khoa Học Tự NhiênĐại học Quốc Gia Hà Nội 10 Cấp báo ô nhiễm thạch tín-cần ngăn chặn nguy nước ngầm http://www.neo.gov.vn/thongtinmt/noidung/kt 28 - -03.htm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 63 11 Lưu Thị Thanh Bình (2002), Xác định asen (III) nước phương pháp von- ampe hoà tan catot, Luận văn tốt nghiệp, Khoa Hoá Học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên-đại học Quốc Gia Hà Nội 12 Bùi Thị Bích (2003), Nghiên cứu phương pháp động học xác tác định lượng vết asen nước tác dụng hoạt hoá asen (III) với phản ứng thị Fe(II) -O- Phenantrolin K2Cr2O7, Luận văn tốt nghiệp, Khoa Hoá Học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội 13 Trần Tứ Hiếu (2000), Hoá học phân tích, NXB Đai học quốc gia, Tr.207-208, 226, 234 14 Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xn Trung (2003), Hố học phân tích, Đại học quốc gia Hà Nội, trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên , tr 130 - 131 15 Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, tr 131 16 Phạm luận, Phạm Thị Chung (2001), Nghiên cứu tối ưu hoá điều kiện tạo hợp chất hyđrua asin để xác định lượng nhỏ As quặng địa chất phép đo phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hyđrua hoá, Tạp chí Phân tích: Hố, Lý, Sinh học, tập 6, số 17 Bùi Thị Thu Hà (2003), Xác định asen nước ngầm phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hyđrua hoá, Luận văn tốt nghiệp, Khoa Hoá Học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội 18 Phạm Luận (1998), Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ phát xạ hấp thụ nguyên tử (phần II), Đại học quốc gia Hà Nội-trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên 19 Nguyễn Việt Huyền (1999), Cơ sở phương pháp phân tích điện hố, Đại học quốc gia hà Nội- Đại học Khoa Học Tự Nhiên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 64 20 Lê Tùng Linh (2006), Nghiên cứu tạo điện cực tàng ứng dụng phân tích lượng vết a sen phương pháp von-ampe hoà tan, Luận văn tết nghiệp, Khoa Hoá Học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội 21 Nguyễn Ngọc Sơn (2004), Xác định lượng vết tạp chất không đạt hiểm đồng chì đất hiểm phương pháp hấp thụ nguyên tử không lửa (GF- AAS), Luận văn tốt nghiệp, Khoa Hoá Học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội 22 Nguyễn Giằng, Nguyễn Ngọc Tuấn Nguyễn Thanh Tâm, Lê Văn An (2003), Xác định đồng thời asen đồng mẫu rau Đà Lạt phương pháp kích hoạt nguồn có xử lý mẫu, Tạp chí Phân tích Hoá, Lý, Sinh học, tập 8, số3 23 Nguyễn Như Tùng (2003), Xác định lượng vết a sen nước phương pháp Von- Ampe hoà tan hấp phụ, Luận văn tốt nghiệp, Khoa Hoá Học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên-đại học Quốc Gia Hà Nội 24 Trần Tứ Hiếu, Lâm Ngọc hiềm (1999), Phân tích định tính, Nxb Đại học Giáo dục chuyên nghiệp, tr 22-125 25 Bùi Minh Lý, Ngô Quốc Bưu (2002), Sử dụng chất cải tiên hoá học nâng cao độ nhạy độ xác phương pháp quang phổ hấp thụ ngun lị graphit để phân tích Pb, Cd As, Tạp chí phân tích Hố, lý Sinh học, Tập 7, Số 2, tr 14 -17 26 Ts Bùi Mạnh Hà, Ngộ độc nước bị nhiễm thạch tín http://www.nea.gov.vn/thongtinhmt/noidung/tn 29 07 - 06 htm 27 Phân tích asen phương pháp AAS http://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%C3%A2n t%C3%ADch As b%E11%BA%B ing ph%C6%BO%C6%Alng ph%C3%Alp AAS 28 TS.Tạ Thị Thảo (2006), Bài giảng chuyên đề thống kê hố phân tích, Đại học Quốc Gia Hà Nội-trường Đại học Khoa Học Tự nhiên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 65 29 Bộ Y Tế, Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống, tr 7, Hà Nội 5-2002 30 Trần Tố Mai (2004), Sử dụng phức asenomolypdat dạng xanh đo quang xác định lượng vết As, Luận văn tốt nghiệp, Khoa Hoá Học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội 31 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5992-1995, Chất lượng nước tuý mẫu hướng dẫn bảo quản xử lý mẫu 32 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5502-2003, Chất lượng nước lấy mẫu hướng dẫn bảo quản xử lý mẫu 33 Trần Hiếu Nhuệ, Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Văn Tín, Đỗ Hải (2000), Một số công nghệ xử lý Asen nước ngầm, phục vụ cho cấp nước sinh hoạt đô thị nông thôn, Hội thảo Asen quốc tế 34 T.Fem, R.Morabito, B.M.Petronio and E.Phu (1989), Differential pulse polarogl aphic determination of arsenic, selenium and tellurium ạt pa tevels, Talanta, Vol 36, No 12, pp 1259-1263 35 Patriccia Cava-Montesino, M.Lui sa Cervera, Agustin pastor, Miguel de la Guardia (2003), Determination of arsenic and antimony in milk hy hydride generation atomicfluorescence spectl~ometly, Talanta 60, 797-799 36 Michel Hoenig, Anne-Marie de Kersabiec (1990), Atomisation electrothermique en spectrometie d'absortion atomique, Masson Pan, Milan Barcelone, Mexico 37 Thusitha Rupasinghe, Terence J.Cardwell, Robert W.Cattrall, Maria D.Lugue de Castro, Spas D.Kolev, Peivaporation- flow injection determination of arsenic based on hydride generation and the molybdenum blue reaction, Analytica Chemica Acta 445, p229 -238, 2001 38 Bai Yan Li Qingshan, A study on determination of trace amount Arsenic in water by a new silver salt spectrophotometjy, Chin, Vol.13, No.6, p 47-474, 1993 39 Jemmla Meira Trindade, Aldalea Lopes Marques, Gisele Simone Lopes, Edmar Pereira Marques and Jiujun Zhang (2006), Arsenic determination in Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 66 gasoline by hydride generation atomic absortion spectroscopy combined with a factorial experimental design approach, Elsevier, Volum 85, Issues 14-15, p 2155-2161 40 M.Kopanica, L.Novotnya (1998), Determination of traces ofarsenic(III) by anodic stripping voltammetry in solutions, natural waters and biological material, Analyca chimica Acta 368, 211-218 41 R.G.Shwih and J.C.Van Loon, J.R.Knech abd J.L.Fraser, A.E1 Pitts and A.E Hodges (1977), A simple and rapid hydride generation-atomic absortion method for the determination of arsenic in biological, emvironemental and geological samples, Analytica Chimica Acta 93, pp 61-67 42 A.Pazirandeh, A.H Bratf and M.Ghannadi Marageh (1998), Determination of arsenic in hair using neuron activation, Appl.Radiat Isot Vol 49, No 7, pp753-759 43 Przemyslaw Niedzielski, Marcin siepak, jerzy Sieak (2002), Comparison of modifiers for determination of arsenic, antimony and selenium by atomic absortion spectrometry with atomization in graphite tube or hydride generation and in- situ preconcentration in graphite tube, Microchemical Journal 72,137-145 44 Toshio Kubota, Tetuya Yamaguchi, Tadao Okutani (19980, Determination of arsenic content in natural water by graphite furnace atomic absortion spectrometry after collection as molybdoarsenate on activated carbon, Talanta 46, 1311-1319 45 Jai Raj Behari, Rajiv Prakash (2006), Determination of total arsenic content in water by atomic absortion spectrometry (AAS) using vapour generation assembly (VGA), Chemosphere 63, 17-21 46 Eder C Lima, Jorge L.Brasil, Julio C.P.Vaghetti (2003), Evaluation ofdiffirent permanent modifiers for the determination of arsenic in environnemental Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 67 samples by electrothermal atomic absorsition spectrometry, Talanta 60, 1003-113 47 Kazi Farzana Akter, Zuliang Chen, Lester Smith, David Davey, Ravi Naidu (2005), Speciation of arsenic in ground water samples: Acomparative stady of CE-UV, HG-AAS andLC-ICP-MS, Talanta 68, 406-415 48 N.M.M.Coelho, A.Cosmen da Silva, C.Moraes da Silva (2002), Deetermination of As(III) and tatl inorganic arsenic by flow injection hydride generation atomic absortion spectrometry, Analytica Chimica Acta 460, 227-233 49 Dirce Pozebon, Valderi L.Dressler, Jose A.Gomes Neto, Adilson J.Curtius (1998), Determination of arsen(III) and arsenic(V) by electrothermal atomic absortion soectrometry after complexation and sorption on a C- 18 bonded silica column, Talanta 45,1167-1175 50 Gabor Bozsai, Gerhard schlemmer and Zvonimir Grobenski (1990), Determination of arsenic, cadmium, lead and selenium in highly mineralized waters by graphite-furnace atomic-absortion spectrometry, Talanta, Vol 37, No 6, 545-553 51 Jerome Michon, Veronique Deluchat, Raad Al Shukry, Christophe Dagot, Jean-Chaude Bellinger (2007), optimization of GFAAS method for determination of total inorganic arsenic in drinking water, Talanta 71, 479-484 52 Ricardo J.Cassella, Otoniel D.de Sant'Ana, Ricardo E.Salltli (2002), Determination of arsenic in petroleum refinery streams electrothermal atomic absortion spectrometry after multivariate optimization based on Doehlert dedign, Spectrochimica Acta Part B 57,1967-1978 53 Maria Pesavento (1989), potentiometric determination of standard potential of the As(V)/As(III) couple, Talanta, Vol 36, No 10, pp 1059-1063 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 68 54 Monique Bissen, Fritz H Frimmel: Arsenic – As Revieiw Acta hydrochim Hydrobiol vol 31, 2, 97 – 107 (2003) 55 Anuradha ramaswami, Santhiti Tawachsupa and Mehmet Isleyen, Batch – mixed iron treatmentn of high arsenic, Water, Wat Res Vol 35, No 18, pp.4474 – 4479 (2001) 56 WHO, Arsenic in Drinkinh – water, Background document for development of WHO Guidelines for Drinkinh – water Quality (2003) 57 Sun X, doner HE, Adsorption and oxidation of arsenic on goethite, Soil science vol 163, No.4, pp.278 – 278 (1998) 58 Sun X, doner HE, Adsorption and oxidation of arsenic on goethite (1998) 59 YUAN Zhong – Yong, SU Bao – Lian, Surfactant – assisted nanoparticle assembly of mesoporous β – FeOOH (akahaneite), vol 381, No 5-6, pp.710 – 714 (2003) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 69 LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Văn Ri - người giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo anh chị phịng thí nghiệm phân tích – Khoa Hoá – ĐHKHTN ĐHQG Hà Nội , Trung tâm Y tế dự phòng Thành phố Thái Nguyên, phòng thí nghiệm Khoa Hố – ĐHKH ĐH Thái Ngun tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô giảng dạy truyền thụ cho em kiến thức quí báu suốt năm qua Cuối em xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp, bạn bè - người động viên, quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Học viên Hoàng Mạnh Hùng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 70 BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAS Atomic absorption spectrophotometry CV Coefficient variation EDTA Ethylene diamine tetra acetic acid ETA-AAS Electro-thermal atomiation atomic absorption spectrophotometry GF – AAS Graphite Furnace Atomic Absorption F-AAS Flame atomic absorption spectrophotometry H (%) Hiệu suất thu hồi LOD Limit of detection LOQ Limit of quantity ppm parts per milion RSD Relative standard deviation SD Standard deviation SPE Solid phase extraction UV – VIS Ultra violet visble HCL Hollow Cathode Lamp AsIII Asenit AsV Asenat DMAV Dimethylarsonic acid (CH3)2AsO(OH) ER Relative Error Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 71 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU i PHẦN TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung Asen 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Tính chất vật lý hóa học asen 1.1.3 Tình hình nhiễm asen giới Việt Nam 1.1.4 Cơ chế gây độc chu trình asen mơi trường 1.2 Phƣơng pháp xác định asen 12 1.2.1 Phương pháp trắc quang 13 1.2.2 Phương pháp kích hoạt notron [13] 15 1.2.3 Phương pháp điện hoá 15 1.2.4 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 16 1.3 Một số phƣơng pháp xử lý Asen nƣớc ngầm [60] 18 1.3.1 Tạo kết tủa 18 1.3.2 Keo tụ 18 1.3.3 Lắng 18 1.3.4 Hấp phụ 18 1.3.5 Lọc 19 1.3.6 Oxi hóa 19 1.3.7 Lọc màng 19 1.3.8 Oxi hóa loại Asen lượng mặt trời (SORAS) 19 1.3.9 Chưng cất lượng mặt trời 20 PHẦN ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tƣợng mục đích nghiên cứu 22 2.2 Giới thiệu phƣơng pháp phổ hấp thụ GF-AAS 23 2.2.1 Nguyên tắc phương pháp AAS [14,15,18] 23 2.2.2 Hệ trang bị phép đo AAS [18,21] 24 2.2.3 Trang bị, dụng cụ hóa chất phục vụ nghiên cứu 26 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 72 2.3 Giới thiệu phƣơng pháp hấp phụ 27 2.3.1 Phân loại 29 2.3.2 Cân hấp phụ dung lượng hấp phụ 29 2.3.3 Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt [59] 30 PHẦN KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33 3.1 Nghiên cứu điều kiện thực nghiệm đo phổ 33 3.1.1 Chọn bước sóng đo 33 3.1.2 Khảo sát chọn cường độ đèn catốt rỗng 33 3.1.3 Khảo sát chọn độ rộng khe đo 34 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng chất cải biến hoá học 35 3.1.5 Các điều kiện khác 42 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến phép đo 42 3.2.1 ảnh hưởng loại axit nồng độ axit 42 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng cation anion 43 3.3 Phƣơng pháp đƣờng chuẩn phép đo GF-AAS 44 3.3.1 Khảo sát xác định khoảng tuyến tính 44 3.3.2 Xây dựng đường chuẩn, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 45 3.4 Xây dựng quy trình phân tích mẫu thực 49 3.4.1 Lấy mẫu bảo quản mẫu 49 3.4.2 Quy trình xử lý mẫu 50 3.4.3 Đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình phân tích 51 3.4.4 Kết phân tích mẫu thực 53 3.5 Sơ vế sử lí asen vật liệu xốp hấp phụ xỉ nung vôi sắt III 55 3.5.1 Sơ đồ điều chế 55 3.5.2 Khảo sát pH cuối trình điều chế vật liệu 55 3.5.3 Quy trình điều chế vật liệu 56 3.5.4 Khảo sát hấp phụ tĩnh vật liệu 57 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 73 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HOÀNG MẠNH HÙNG XÁC ĐỊNH ASEN TRONG NƢỚC GIẾNG KHOAN TẠI KHU VỰC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƢƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA GF – AAS. .. việc xác định asen lượng vết nước ngầm phương pháp GF- AAS Xuất phát từ thực tế chúng tơi thực đề tài: ? ?Xác định Asen nƣớc giếng khoan khu vực thành phố thái nguyên phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên. .. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử Nguyên tắc: phương pháp phân tích dựa sở đo phổ hấp thụ nguyên tử nguyên tố gọi phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (phép đo AAS) Cơ sở lý thuyết phép đo hấp thụ lượng