Phân tích dạng kim loại Ni, Cu, Zn trong trầm tích sông Nhuệ - Đáy bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
MỤC LỤC
Các phương pháp phân tích niken, đồng, kẽm trong luận văn
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử là kỹ thuật phân tích hóa lý đã và đang được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật, trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp , y dược, địa hóa, hóa học. Đặc biệt ở các nước phát triển, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử đã trở thành phương pháp dùng để phân tích lượng vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau như đất, nước, không khí, thực phẩm,. Hiện nay phương pháp này đang là công cụ đắc lực để xác định các kim loại độc hại trong môi trường và sinh học.
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với nhiều đặc tính ưu việt như độ chọn lọc, độ nhạy và độ chính xác cao, đơn giản trong vận hành và giá thiết bị không quá cao. Ở Việt nam các máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử bắt đầu được đưa vào sử dụng từ những năm 70. Với kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa sử dụng không khí nén và axêtylen hoặc nitơoxit và axêtylen hiện nay người ta có thể xác định được trên 60 nguyên tố kim loại và hàng trăm chất khác thông qua phương pháp phân tích gián tiếp bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử.
Kết hợp các kỹ thuật hóa hơi lạnh và nguyên tử hóa nhiệt điện phương pháp đã cho giới hạn phát hiện đạt tới cỡ 0,1 ppb. Cơ sở lý thuyết của phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là dựa trên sự hấp thụ năng lượng (bức xạ đơn sắc) của nguyên tử tự do của một nguyên tố ở trạng thái hơi (khí) khi chiếu chùm tia bức xạ đơn sắc qua đám hơi nguyên tử tự do của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ. 1.Chọn các điều kiện và một loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do.
2.Chiếu chùm tia bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử tự do vừa được tạo ra ở trên. Các nguyên tử của nguyên tố cần xác định trong đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó. 3.Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân ly và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo cường độ của nó.
Hằng số thực nghiệm k phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu nhất định đối với một hệ thống máy AAS và với các điều kiện đã chọn cho mỗi phép đo; b là hằng số bản chất, phụ thuộc vào từng vạch phổ của từng nguyên tố. Trong phép đo AAS, phương trình (*) ở trên chính là phương trình cơ sở để định lượng một nguyên tố.
Bộ phận khuyếch đại và chỉ thị tín hiệu AAS. Phần chỉ thị tín hiệu có thể là
Khu vực nghiên cứu [5, 6]
Sông Đáy là phân lưu của sông Hồng nhưng nó còn có các lưu vực riêng với các chi lưu chủ yếu là sông Tích, sông Thanh Hà, sông Hoàng Long, sông Vạc ở bờ hữu;. Bản đồ các tỉnh có liên quan lưu vực sông Nhuệ - Đáy Nguồn: Cục bảo vệ môi trường Do lưu vực sông Nhuệ - Đáy có địa hình đa dạng, với các vùng núi, đồi và 2/3 diện tích là đồng bằng nên trên lưu vực có nhiều các hệ sinh thái khác nhau, như rừng trên núi đất, núi đá vôi, các hệ sinh thái thủy vực nước ngọt, các vùng đất ngập nước. Chế độ nhiệt của nước phụ thuộc vào chế độ nhiệt của không khí đã ảnh hưởng đến các quá trình hoá lý xảy ra trong nước, nó ảnh hưởng đến đời sống các vi sinh vật và vi khuẩn sống trong nước.
Dòng chảy mùa lũ từ tháng VI - X, chiếm 70 - 80% lượng dòng chảy năm, tháng IX là tháng có dòng chảy trung bình tháng lớn nhất chiếm khoảng 20 - 30% lượng dòng chảy năm và lũ lớn nhất năm của sông Đáy cũng thường xảy ra vào tháng IX. Do độ dốc lòng sông và cường độ mưa lớn ở vùng thượng lưu lưu vực nên lũ ở các sông suối vừa và nhỏ lên xuống rất nhanh với cường suất lũ lên lớn nhất có thể tới 2 m/h (tại trạm Hưng. Chế độ dòng chảy sông Đáy không những chịu ảnh hưởng của các yếu tố mặt đệm trong lưu vực, các yếu tố khí hậu (trước hết là mưa) mà còn phụ thuộc vào chế độ nước sông Hồng và chế độ thuỷ triều Vịnh Bắc bộ.
Do địa hình lòng dẫn ở một số đoạn bị thu hẹp (như eo Tân Lang), và sự lấn chiếm lòng sông, bãi sông làm cản trở thoát lũ, thêm vào đó là nước từ sông Đào do sông Hồng chảy sang và nhất là khi lũ gặp triều cường thì lũ rút rất chậm, kéo dài trong nhiều ngày gây úng ngập ở các vùng trũng, ảnh hưởng xấu đến nước sinh hoạt và môi trường sống của nhân dân vùng úng ngập. Toàn lưu vực có 458 làng nghề với các lĩnh vực dệt lụa, nhuộm, chế biến thực phẩm, sắt thép, thủ công mỹ nghệ, chế biến gỗ,..Trong đó Hà Tây có 219 làng nghề. Môi trường nước mặt của LVS Nhuệ - Đáy đang chịu sự tác động mạnh của nước thải sinh hoạt và các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và thủy sản trong lưu vực.
Dọc theo đoạn sông từ sau khi nhận nước sông Tô Lịch cho tới cuối nguồn (hợp lưu với sông Đáy), mức độ ô nhiễm tuy có giảm dần do quá trình tự làm sạch của dòng sông nhưng vẫn vượt tiêu chuẩn cho phép. Nước thải sinh hoạt với tỉ lệ đóng góp to lớn, tải lượng các chất ô nhiễm hữu cơ cao, đã làm cho chất lượng nước sông Nhuệ và một số đoạn sông Đáy bị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng. Mặc dù, nước thải y tế là loại nguy hại cần được xử lí triệt để trước khi thải vào nguồn tiếp nhận, nhưng hiện nay hầu hết các cơ sở y tế chưa có hệ thống xử lí nước thải, lượng nước này đều được thải trực tiếp vào hệ thống nước thải sinh hoạt và đổ vào nguồn nước mặt trong lưu vực sông.
Nước thải của ngành cơ khí chứa nhiều dầu mỡ và chất rắn lơ lửng, trong khi đó nước thảu của các cơ sở chế biến thực phẩm lại chưa nhiều hợp chất hữu cơ. Phần lớn các cơ sở tiểu thủ công nghiệp tại các làng nghề đều phát triển tự phát theo yêu cầu của thị trường, thiết bị, công nghệ đơn giản, mặt bằng sản xuất nhỏ, khả năng đầu tư cho các hệ thống xử lí nước thải rất hạn chế.
THỰC NGHIỆM 2.1. Đối tượng nghiên cứu
Lấy mẫu và bảo quản mẫu
Mẫu trầm tích được lấy từ 3-5 mẫu xung quanh tâm tọa độ vị trí lấy mẫu sau đó trộn đều các mẫu với nhau, chia trung bình và lấy mẫu trung bình cho từng trạm. Khoan ống theo một góc 0o đến 45o so với phương thẳng đứng vào lớp trầm tích để lấy mẫu. Xoay khoan một hoặc hai lần để lấy đến độ sâu cần thiết của lớp trầm tích.
Chuyển mẫu vào túi nilon và dụng cụ đựng mẫu thích hợp, dán nhãn, ghi chép. - Lấy mẫu trầm tích bề mặt (khu vực nước sâu) bằng dụng cụ chuyên dụng Eckman. Dụng cụ Eckman thường được sử dụng cho vùng có trầm tích mềm (được bao phủ bởi lớp bùn hữu cơ hoặc bùn nhẹ) không thích hợp với vùng đá cứng.
Mặt khác dụng cụ này khá nhẹ nên không thích hợp với dòng chảy có tốc độ cao. Khi lấy mẫu trầm tích đóng lò xo ở gầu Eckman để mở hàm dụng cụ, sử dụng một sợi dây thừng hoặc cáp bằng thép không rỉ thả mạnh gầu theo phương thẳng đứng lên lớp trầm tích, dụng cụ đóng lại, kéo lên, từ từ đổ chất lỏng thông qua đầu trên của dụng cụ, Mở. Mẫu sau khi lấy tại hiện trường được chuyển về phòng thí nghiệm và để khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng.
Sau khi sấy khô, mẫu được nghiền thô và sàng qua rây có đường kính lỗ 2 mm để loại bỏ đá, sạn, rễ cây. TL: Thanh Liệt, trên sông Tô Lịch gần điểm giao giữa sông Tô Lịch và sông Nhuệ. KT: Khe Tang làng Cự Khê, trên sông Nhuệ và cách khoảng 5 Km giữa điểm giao nhau giữa sông Tô Lịch và sông Nhuệ.
DN: Cầu Đọ trên sông Đáy cách khoảng 4 Km sau điểm giao nhau giữa sông Đáy và sông Nhuệ. CQ : Cầu Quế trên sông Đáy cách khoảng 5 Km trước điểm giao nhau giữa sông Đáy và sông Nhuệ.
Trang thiết bị và hóa chất phục vụ nghiên cứu 1 Trang thiết bị
Do các kim loại Ni, Cu, Zn có hàm lượng vết nên để tránh tối đa sự nhiễm bẩn, tất cả các dụng cụ sử dụng để phân tích đều được ngâm bằng HNO3 trong 24 giờ sau đó rửa bằng nước cất.