Nghiên cứu phát triển phương pháp Von-ampe hòa tan để xác định lượng vết Asen trong nước

GIỚI THIỆU VE ASEN 1. Sơ lược về asen

Theo Tổ chức Quản lý Độc chất và Bệnh tật Hoa kỳ (ATSDR), Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), nhiều bộ phận trong cơ thể người (da, bào thai, gan, hệ tim mạch, phôi, hệ thần kinh, hệ nội tiết) có thé bị tổn thương do bị ngộ độc mãn tính asen. Trong nước rỉ vùng khai thác quặng hoặc nước ngầm ở một số nơi, As có thé ở dang hợp chat vô cơ tan với amoni, cyanua, florua (AsO3F* và HAsOSF ). Dạng ton tại của asen trong nước phụ thuộc vào pH, điều kiện oxy hóa khử, tính chất hóa học và sinh học của nước. Mặc dù thông thường, As’ là dạng tồn tại bền trong nước có tính oxy hóa, nhưng hoạt động của vi sinh vật có thê tạo ra một lượng đáng ké dang giả bền As". Trong nước có môi trường khử, như nước ngầm, asen thường có mặt ở. HAsO” và AsO;* ) trong điều kiện môi trường kiềm hơn.

CAC PHƯƠNG PHAP PHAN TÍCH LUQNG VET ASEN TRONG MAU MOI TRUONG

Giải thích về độ nhạy cao của AuE va AuFE khi phân tích asen, một số tác giả cho răng do trong quá trình điện phân làm giàu, asen và vàng đã tạo hợp chất gian kim loại có công thức AuxAsy, (với x=1- 3, y = 2-6) nên hiệu quả của quá trình làm giàu asen trên điện cực vàng tốt hơn. Gần đây, nhiều loại vi điện cực, mảng siêu vi điện cực, hoặc điện cực kim cương pha tạp và điện cực được biến tính bằng hạt nano vàng ngày càng được nghiên cứu phát triển và áp dụng nhiều dé xác định asen bằng phương pháp điện hóa (xem Phụ lục PI).

NHỮNG DIEM CAN CHÚ Ý KHI PHAN TÍCH LƯỢNG VET 1. Sự nhiễm ban và mắt chất phân tích

Dé kiểm tra mức nhiễm ban của toàn bộ hệ thống phân tích (bao gồm: các hóa chất, dụng cụ và máy móc được sử dụng, kỹ thuật chuẩn bị mẫu cho phân tích, phương pháp phân tích,..), bắt buộc phải tiến hành song song thí nghiệm trang. Thí nghiệm trăng là thí nghiệm được tiến hành hoàn toàn tương tự thí nghiệm phân tích thật (từ khâu đầu đến khâu cuối), nhưng được thực hiện với mẫu trắng.

KET LUẬN CHUNG

Ở Việt Nam, do hạn chế về điều kiện kỹ thuật, chưa có các nghiên cứu sử dụng các loại điện cực mới dé hoàn thiện phương pháp điện hóa xác định asen; ít công trình nghiên cứu phân tích định dang riêng As'” và As” băng điện hóa. Nhưng biện pháp khử điện hóa có một số hạn chế cơ bản như, ở thế khử quá âm cực làm việc bị bọt khí Hạ bao phủ, gây ảnh hưởng đến quá trình chuyên chất trên bề mặt điện cực; ngoài ra, điện phân ở thé quá âm dé gây nhiễm ban điện.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

(lượng dithionit dùng dé khử, nhiệt độ, thời gian đun dé khử, nồng độ HCl của sự có mặt của asen hữu cơ);. — Đánh giá phương pháp khử As” (độ hồi phục của kết quả phân tích As”. sau khi khử bằng dithionit; GHPH, GHDL và độ nhạy; khoảng tuyến tính);.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Tiến trình thí nghiệm

Trên đường B, trong chiều quét anot (từ -900 về -400 mV), không xuất hiện đỉnh, quá trình điện cực là hoàn toàn không thuận nghịch. một số ion kim loại khác [128]) vào dung dịch phân tích, điện phân làm giàu; khi quét thế theo chiều catot thì xuất hiện đỉnh hòa tan như trường hợp B, nhưng cao hơn, đồng thời chuyển dịch nhẹ về hướng thế âm hơn (C). Như vậy, mặc du cơ chế của các quá trình xảy ra trên điện cực cũng như trong dung dịch vẫn chưa được hiểu rừ, nhưng kết quả thớ nghiệm thộ hiện trờn các đường von-ampe vòng thu được cho phép khang định, có thé tiến hành phân tích As" bằng phương pháp CSV trên điện cực HMDE, với dung dịch chứa đồng thời Cu” và Na-DDTC, sau khi điện phân làm giàu ở thé và thời gian thích hợp.

Két qua xác định I, cua asen ở các tgep khác nhau

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH As" BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE

Nhưng về mặt kỹ thuật, “làm mới” chỉ thực hiện được trên một số rất ít thiết bị phân tích điện hóa đặc biệt cho phép dừng các phép do lặp lại, thay đổi dung dịch điện phân dé tạo màng bé sung, sau đó đưa dung dịch nghiên cứu vao lại vị trí và tiếp tục các phép đo còn lại (Metrohm 693 VA Processor là thiết bị có thé dùng vào việc này; nhưng 797 Computrace, là thế hệ mới nhất của Metrohm lại không sử dụng được cho kỹ. thuật đã nêu). Sau mỗi phép đo, bề mặt điện cực cần được làm sạch bằng cách áp một thế Egan đủ dương, trong khoảng thời gian thích hợp telean-2, dé hòa tan hết lượng asen đã tích tụ nhưng chưa bị tan hết trên bề mặt điện cực, đồng thời làm tan bớt một phần Au, tránh tình trạng màng Au trở nên quá dày sau nhiều lần được bố sung “làm mới”. As(OH)Cl, được xem là tác nhân vận chuyển điện tử trên bề mặt điện cực, khi nồng độ CI trong dung dịch tăng thì nồng độ các tác nhân này cũng tăng lên,. làm tăng hiệu quả của quá trình làm giàu asen. Tuy vậy, khi nồng độ HCl cao quá, mang vàng của AuFE có thé bị ăn. mòn mạnh sau môi lân quét thê anot, do đó có thê làm giảm I, và độ lặp lại. Kết quả xác định I, của asen ở các nông độ HCI khác nhau. Anh hưởng cua Cyc) dén I, của asen.

4 FRE C6

ÁP DỤNG THỰC TẾ VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH

Với mục đích kiểm tra khả năng áp dụng phương pháp DP-ASV/AUFE ex- in với chất khử dithionit để phân tích asen trong môi trường nước, các mẫu nước giếng khoan, nước giếng đào, nước suối, nước đầm phá (nước lợ) và nước thải đô thị ở một số khu vực khác nhau trên địa bàn Hà Nội, Quảng Bình và Thừa Thiên Huế đã được lay dé phân tích. McCleskey và cộng sự [82] sau khi tham khảo nhiều quy trình bảo quản mẫu đã được công bố trong nhiều năm và tiễn hành các thí nghiệm khảo sát, đã đưa ra quy trình bao quản cho phép giữ ổn định nồng độ và tỷ lệ các dang As", AsỶ trong mẫu nước suốt thời gian theo dừi (5 — 19 thỏng): lọc mẫu bằng mang lọc 0,45 um (có thé không cần lọc), axit hóa bằng HCI đến pH < 2, bảo quản trong chai sam màu ở nhiệt độ 4°C. Đề đánh giá hiệu quả của quy trình bảo quản mẫu đã nêu, một mẫu nước giếng khoan (nhà ông Trần Văn Thành, 16/6 Lý Nam Đề, An Hòa, Huế), được lay dé thí nghiệm kiểm tra. Mỗi mẫu được chứa trong 2 chai nhựa. PET sạch, đầy đến nắp, cho vào túi PVC màu đen, bảo quản lạnh và chuyền về. phòng thí nghiệm. Tại phòng thí nghiệm, mẫu được lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh lỗ xốp 0,45 um. Lay mỗi mẫu một chai dé phân tích As!” ngay. mẫu còn lại được phân tích sau 5 ngày bảo quản trong tủ lạnh 4°C. Kết quả phân. Kết quả phân tích As'” để đánh giá quy trình bảo quản mẫu. So với kết qua phân tích lúc mới lay mau, sau 5 ngày bảo quan nồng độ As”” xác định được suy giảm khoảng 5 đến 6%. Tuy vậy, kết quả kiểm tra bang t-test cho thấy, không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các kết quả phân tích trước và sau khi bảo quản 5 ngày, ở cả 2 mức nồng độ As” là 10 và 50 ppb. Như vậy, sau 5 ngày bao quản, két quả phân tích nồng độ As" của mẫu phân tích sẽ không thay đổi đáng kể va cóTl. thé sử dụng quy trình này dé bảo quan mau sau khi lay trong thời gian nói trên. Các đường SV khi phân tích mẫu dé đánh giá quy trình bảo quan. Ký hiệu và thông tin về mẫu phân tích. Thông tin, ký hiệu các mẫu lay dé phân tích được trình bày ở Bang 3.53. Ký hiệu, loại mẫu và vị trí © các điểm lay mẫu dé phân tích asen. Nước thô chưa. Nước thô chưa. Nhà ông Chữ Văn Cường, khu giản dân xóm Tự. khụng rừ; khụng dựng cho sinh hoạt. Nhà ông Trần Văn Trung, Xóm Mới, thôn Lưu. 6 QBI Nhà ông Nguyễn Mậu Dũng, Hiển Lộc, Quảng. 7 QB2 Nhà ông Nguyễn Viết Miễn, Hiển Lộc, Quảng. g QB3 Nhà ông Nguyễn Viết Ánh, Hiển Lộc, Quảng. 9 QB4 Nhà ông Nguyễn Mậu Thiện, Hiển Lộc, Quảng. Nha ba Nguyén Thi Vé, Hién Léc, Quang Ninh,. Quảng Bình; sâu 20 m; dùng cho sinh hoạt. Huỳnh Khoa, Thôn Phú Mậu, Hương Phú,. “): Khu vực Yên Sở, Thanh Trì, phía Tây Nam thành phố Hà Nội, được biết là khu vực ô.

7| 2 QB2 KPHD KPHD KPHD L7+#12

Áp dụng phương pháp thống kê “kiểm tra cặp” dé đánh giá kết quả phân tích tổng As’ và As” bằng hai phương pháp DP-ASV và HG-AAS cho thấy các kết quả phân tích này không khác nhau có ý nghĩa thống kê (tinh = 0,431; fp = 00s,. Đã thành công trong việc phát triển một kiểu điện cực màng vàng mới, AuFE ex-in, khắc phục được nhược điểm cơ bản về độ lặp lại kém của điện cực AuFE truyền thống khi phân tích asen bằng phương pháp von-ampe hòa tan anot. Bằng kỹ thuật chế tạo đơn giản, thích hợp với điều kiện của các phòng thí nghiệm phân tích chưa được trang bị đầy đủ, loại điện cực mới này có thê sẽ góp phần phục vụ thiết thực nhu cầu quan trắc kiểm soát ô nhiễm asen và khai thác.