2 Khu vực ngoạ iụ Thành phố Hồ Chớ Minh

Kết quả nghiờn cứu cỏc mẫu rau ở khu vực ngoại ụ thành phố Hồ Chớ Minh cho thấy hàm lượng kim loại nặng đều dưới mức cho phộp theo TCVN

CHƯƠNG 2

KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM

Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu là khõu cơ bản, quan trọng đầu tiờn trong nghiờn cứu đất: Phương phỏp này phải hội tụ hai tiờu chuẩn sau:

- Mẫu phải cú tớnh đại diện cao cho vựng cần nghiờn cứu.

- Mẫu phải được xử lý và nghiền nhỏ đến độ mịn thớch hợp đỏp ứng được yờu cầu nghiờn cứu.

2.1.1. Phương phỏp lấy mẫu đất

Cỏc mẫu nghiờn cứu được lấy tại nơi trồng rau thuộc xó Tỳ Sơn (gồm 8 mẫu, ký hiệu từ H1 đến H4 và từ K1 đến K4). Thời gian lấy mẫu thỏng 5 năm 2011, nhiệt độ ngày lấy mẫu khoảng 29 – 300C, trời khụng mưa, những ngày trước khi lấy mẫu thời tiết bỡnh thường.

Đất được lấy trờn 4 điểm khỏc nhau phõn bố đều trờn toàn diện tớch vỡ mức độ phõn bố theo khụng gian của kim loại nặng trờn một cỏnh đồng cú thể biến đổi do quỏ trỡnh sử dụng phõn bún (phõn hoỏ học và phõn hữu cơ) và việc sử dụng nước nụng nghiệp khụng đồng đều. Do đú, mẫu đất cần phải đại diện được cho tổng diện tớch của ruộng đú.

Ở mỗi điểm lấy hai mẫu theo chiều sõu khoảng 10 – 15 cm (cỏc mẫu H), tầng đất cung cấp dinh dưỡng chủ yếu cho cõy rau và theo chiều sõu khoảng 30-35cm (cỏc mẫu K) so với bề mặt, mỗi mẫu lấy khoảng 300g đất (hỡnh 2). Cỏc mẫu riờng biệt thu được trờn từng mảnh đất đem trộn lẫn với nhau được mẫu hỗn hợp. Từ mẫu hỗn hợp ta băm nhỏ đất, trộn đều và dàn mỏng trờn một tờ giấy rộng, vạch 2 đường chộo của hỡnh vuụng, chia đất thành 4 phần bằng nhau, lấy 2 phần đối diện trộn lại với nhau thành hỗn hợp đại diện cho từng mẫu (hỡnh 3).

Hỡnh 4: Sơ đồ vị trớ lõy mẫu đất nghiờn cứu tại xó Tỳ Sơn

2.1.2. Xử lý mẫu

Mẫu trung bỡnh sau khi lấy được đem phơi khụ ở chỗ mỏt, thoỏng giú đập nhỏ, nhặt hết xỏc thực vật và rải đều trờn khay nhựa, phơi nơi thoỏng khớ và trỏnh tiếp xỳc với cỏc khớ HCl, H2S, NH3… cỏc tạp chất khỏc. Đem nghiền trong cối sứ và rõy qua rõy 0,2 mm. Sau đú cho vào cỏc hộp nhựa và ghi nhón.

2.2. Húa chất và dụng cụ mỏy múc

Húa chất được dựng trong cỏc phộp phõn tớch là tinh khiết phõn tớch hoặc tinh khiết húa học, nước cất hai lần.

- Bỡnh định mức, pipet, buret, bỡnh tam giỏc, cốc thuỷ tinh, phểu, phểu chiết, ống nhỏ giọt, chỉ thị vạn năng, bếp điện, nồi cỏch thuỷ, lưới amiăng, chộn sứ, úng đong.

- Cõn phõn tớch độ chớnh xỏc± 0,1mg. - Mỏy khuấy từ.

- Mỏy đo pH - điện cực thuỷ tinh. - Tủ sấy.

- Thiết bị cực phổ 797 VA Computrace - Metrohm.

2.3. Quy trỡnh thực nghiệm

2.3.1. Pha chế cỏc dung dịch cần cho phõn tớch

2.3.1.1. Dung dịch K2Cr2O7 0,4N trong H2SO4 (1:1)

Cõn 1,960 (g) K2Cr2O7 tinh khiết trờn cõn phõn tớch sau khi nghiền bằng cối sứ, cho vào bỡnh định mức 100 ml, hũa tan rồi định mức đến vạch mức. Lấy 50ml dung dịch trờn cho vào bỡnh định mức 100 ml rồi rút từ từ H2SO4

đặc (d = 1,84 g/ml) vào, vừa rút vừa lắc nhẹ đến vạch định mức thu được dung dịch K2Cr2O7 0,4N trong H2SO4 (1:1).

2.3.1.2. Dung dịch muối Morh 0,2N

Cõn 8,1620 gam (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O hoà tan vào nước trong bỡnh định mức 100ml, thờm 2 ml H2SO4 đặc và định mức đến vạch.

2.3.1.3. Dung dịch MgCl2 1N

Cõn 101,50 gam MgCl2.6H2O trờn cõn kỹ thuật và hoà tan vào nước

trong bỡnh định mức 1 lớt đến vạch định mức ta được dung dịch MgCl2 1N.

2.3.1.4. Dung dịch Trilon B (hay EDTA) 0,1N

Dựng cõn phõn tớch cõn chớnh xỏc 18,610 gam Trilon B: C10H14O8N2Na2. 2H2O, sau đú hũa tan bằng nước cất hai lần và định mức đến vạch 1 lớt.

2.3.1.5. Dung dịch AgNO3 10%

Cõn chớnh xỏc 10 gam tinh thể AgNO3 sau đú hũa tan vào 90 ml nước

cất hai lần. Dung dịch thu được đựng trong bỡnh màu nõu.

2.3.1.6. Dung dịch KCl 1N

Cõn chớnh xỏc 74,5 gam tinh thể KCl sau đú hũa tan bằng 1 lớt nước cất trong bỡnh định mức thu được dung dịch KCl 1N.

2.3.1.7. Dung dịch Na2S2O3 50%

Cõn chớnh xỏc 100 gam tinh thể Na2S2O3 sau đú hũa tan vào 100 ml nước cất và khuấy đều cho tan hết.

2.3.1.8. Dung dịch AgNO3 1%

Lấy 10ml dung dịch AgNO3 10% pha với 90ml nước cất, dung dịch thu được bảo quản trong bỡnh màu nõu.

2.3.1.9. Dung dịch NaOH 4M

Cõn 40 gam tinh thể NaOH sau đú hũa tan bằng nước cất hai lần trong bỡnh định mức 250 ml cho đến vạch.

2.3.1.10. Dung dịch H2SO4 1N

Lấy 5 ml H2SO4 98% cho vào bỡnh định mức 500 ml chứa sẵn 100ml

nước cất sau đú pha loóng từ từ nước đến vạch định mức.

2.3.1.11. Dung dịch H2SO4 5%

Lấy 5,1 ml H2SO4 98% cho vào bỡnh định mức 100ml đó cú sẵn 20ml nước cất, sau đú thờm nước cất đến vạch định mức.

2.3.1.12. Chỉ thị axit phenylanthranilic 0,2%

Cõn 3,0 gam axit này trờn cõn phõn tớch, sau đú hũa tan vào 22 ml dung dịch NaOH 1N. Dung dịch thu được phải cú phản ứng axit yếu, nếu cần thỡ thờm một ớt axit, sau đú pha nước đến 100 ml rồi lọc. Dung dịch phải cú màu hồng nhạt hoặc khụng màu.

2.3.1.13. Dung dịch đệm amoni axetat CH3COONH4, (pH = 4,6)

Cho 108 ml CH3COOH đặc (98%) cho vào bỡnh định mức 1 lớt pha bằng

nước cất 2 lần đến khoảng 650 - 750ml sau đú thờm vào 75ml NH3 25%

khuấy đều. Để nguội sau đú thờm nước cất đến vạch định mức. Kiểm tra pH của dung dịch bằng pH - meter và điều chỉnh đến: pH = 4,6.

Cõn 27,510 gam muối Cd(NO3)2.4H2O (PA) trờn cõn phõn tớch, sau đú hoà tan vào bỡnh định mức 1 lớt bằng nước cất hai lần sau đú chuyển sang bỡnh polietilen, ta được dung dịch gốc, dựng để pha chế dung dịch chuẩn làm việc.

2.3.1.15. Dung dịch chuẩn Cd2+ 0,4ppm

Lấy 0,4 ml dung dịch gốc trờn pha loóng với nước cất hai lần đến vạch 1lớt ta được dung dịch Cd2+ 0,4ppm, sau đú chuyển sang bỡnh polietilen sạch.

2.3.1.16. Dung dịch gốc chỡ nitrat (1mg/ml) hay1000ppm

Cõn 1,5990 gam Pb(NO3)2 (PA) trờn cõn phõn tớch, sau đú hoà tan vào bỡnh định mức 1 lớt bằng nước cất hai lần và chuyển sang bỡnh polietilen sạch ta được dung dịch gốc, dựng để pha chế dung dịch chuẩn.

2.3.1.17. Dung dịch chuẩn Pb2+ 0,4ppm

Lấy 0,4 ml dung dịch gốc trờn pha loóng với nước cất hai lần đến vạch định mức 1 lớt ta được dung dịch Pb2+ 0,4ppm, sau đú chuyển sang bỡnh polietilen sạch.

2.3.1.18. Dung dịch HNO3 1N

Lấy 69,73 ml dung dịch HNO3 65% (d = 1,39 kg/l) pha loóng với nước cất hai lần trong bỡnh định mức 1 lớt và định mức đến vạch.

2.3.1.19. Dung dịch HNO3 0,1N

Lấy 10 ml dung dịch HNO3 1N và pha loóng với nước cất hai lần trong bỡnh định mức 100 ml.

2.3.1.20. Dung dịch Natri axetat 1N

Pha 136,06 gam CH3COONa.3H2O với nước cất hai lần thành 1 lớt dung dịch. Kiểm tra pH của dung dịch bằng pH – meter đến pH = 8. Điều chỉnh độ

pH của dung dịch bằng dung dịch CH3COOH 1N hay dung dịch NaOH 1N.

Lấy 224,17 ml dung dịch NH3 25% (d = 0,91g/ml) pha loóng với nước cất hai lần đến vạch định mức trong bỡnh 1 lớt.

2.3.1.22. Dung dịch Na2C2O4 1N

Cõn 21,25 gam Na2C2O4.2H2O, sau đú hũa tan với nước cất hai lần đến vạch định mức trong bỡnh 250 ml.

2.3.1.23. Dung dịch amoni clorua 1N

Cõn 53,5gam NH4Cl, sau đú hũa tan với nước cất hai lần đến vạch định mức trong bỡnh 1 lớt.

2.3.1.24. Dung dịch NaOH 1N

Cõn chớnh xỏc 4 gam NaOH, sau đú hũa tan với nước cất 2 lần đến vạch định mức trong bỡnh 100 ml.

2.3.1.25. Dung dịch HCl 1N

Lấy 43,0 ml HCl 37% đậm đặc pha với nước cất hai lần đến vạch định mức trong bỡnh 500 ml.

2.3.1.26. Dung dịch HCl 0,1N

Lấy 10 ml dung dịch HCl 1N pha loóng với nước cất hai lần đến vạch định mức trong bỡnh 100 ml.

2.3.1.27. Dung dịch phenolphtalein 0,1%

Cõn chớnh xỏc 0,10 gam phenolphtalein sau đú pha với 100 ml cồn.

2.3.1.28. Một số húa chất khỏc

KCN 10%; KSCN 20%; HF 40%; Amoni xitrat 10%; HClO4 40 – 60%

H3PO4 20%; NaF 10%; Chỉ thị Murexit; Chỉ thị Metyl da cam. - HNO3đ, , H2SO4 đ

- Hyđroxylamin clorua: 100g/l

- KI: 150g/100ml, hũa tan trong bỡnh sẫm màu - Zn bột, Zn hạt

- SnCl2 55g/100ml bỡnh màu, pha bằng H2SO4 đ, nếu đục thỡ thờm vài mảnh Sn hoặc Sn hạt vào.

- Dung dịch hấp thụ asin: 1g bạc dietyldithiocacbonat, hũa tan trong pyridin, pha loóng đến 20ml bằng pyridin.

2.3.2. Xỏc định cỏc chỉ tiờu chung của đất

2.3.2.1. Xỏc định hệ số khụ kiệt của đất

Nguyờn tắc xỏc định:

Cỏc kết quả phõn tớch được tớnh trờn cơ sở đất khụ tuyệt đối (sau khi sấy). Vỡ vậy xỏc định hệ số khụ kiệt của đất được dựng làm số liệu để tớch cỏc phõn tớch thớ nghiệm sau. Hệ số khụ kiệt được xỏc định theo phương phỏp nờu trong TCVN 4048-85 và phự hợp với phương phỏp nờu trong [23] .

Tiến hành xỏc định

- Sấy cốc bằng thủy tinh ở 105oC đến khối lượng khụng đổi. Cho cốc vào bỡnh hỳt ẩm, để ở nhiệt độ phũng. Cõn chớnh xỏc khối lượng cốc bằng cõn phõn tớch (mo).

- Cho vào cốc 10g đất đó hong khụ khụng khớ và đó rõy qua rõy qua rõy 1mm. Cõn khối lượng cốc đó sấy và đất (m2).

- Cho vào tủ sấy ở 105oC – 110oC trong 8h và lấy ra cho vào bỡnh hỳt ẩm để hạ nhiệt độ tới nhiệt độ phũng ( thụng thường cốc thuỷ tinh để 30 phỳt).

- Cõn khối lượng cốc và đất sau khi đó sấy (m3), tiếp tục sấy cốc và đất cho đến khi khối lượng m3 khụng đổi.

Tớnh kết quả phõn tớch.

- Khi muốn chuyển kết quả phõn tớch từ đất khụ khụng khớ sang đất khụ kiệt ta đem nhõn kết quả với hệ số k tương ứng.

K= ⁰' 0

m

m’0: Khối lượng mẫu sau khi sấy Hệ số khụ kiệt của cỏc mẫu được sử dụng để tớnh toỏn kết quả phõn tớch thành phần húa học của cỏc mẫu

2.3.2.2. Xỏc định tổng lượng khoỏng trong đất

Cỏc khoỏng chất trong đất là thành phần chủ yếu tạo nờn sự hỡnh thành đất, hàm lượng khoỏng trong đất tăng theo chiều sõu của đất, cỏc khoỏng chất tồn tại dưới dạng khoỏng nguyờn sinh và khoỏng thứ sinh. Hàm lượng và thành phần của khoỏng ảnh hưởng đến độ phỡ nhiờu của đất và khả năng chịu tải ụ nhiễm mụi trường. Phương phỏp xỏc định tổng lượng khoỏng được nờu trong [23]

Nguyờn tắc xỏc định [23]

Cân 10,00g đất khô kiệt trên cân phân tích cho v o chén nung khô, nungà trong lò nung đến 6000C đến 1 giờ. Trong quá trình nung các chất mùn v hà ữu cơ cháy hết phần còn lại của đất l tà ổng lượng khoáng. Lấy ra để nguội đến nhiệt độ phòng đem cân, xác định được tổng lượng khoáng.

Tiến hành xỏc định

- Sấy chộn bằng sứ ở 1050C đến khối lượng khụng đổi. Cho chộn vào bỡnh hỳt ẩm, để đến nhiệt độ phũng, cõn chớnh xỏc khối lượng chộn bằng cõn phõn tớch, mc

- Cho vào chộn khoảng 10g (m0) đất đó hong khụ khụng khớ và sấy qua rõy 1mm. Cõn khối lượng chộn đó sấy và đất, m2.

- Đậy chộn cho vào lũ nung ở nhiệt độ 7200C trong 1h và lấy ra cho vào bỡnh hỳt ẩm để hạ nhiệt độ tới nhiệt độ phũng.

- Cõn khối lượng chộn và đất sau khi nung (m4) lặp lại đến khi m4

khụng đổi, m4-mc = m1 ( là khối lượng đất sau khi nung ).

( Nung ở 7200C trong 1h đem cõn, sau đú nung tiếp 1h thấy khối lượng khụng đổi)

0 0 ₇₂₀ 1 Nung C

m →m

m →m →m

m

k

m

=

m0: Khối lượng đất đó hong khụ trong khụng khớ, trước khi nung m1: Khối lượng đất sau khi nung và để đến t0 phũng

2.3.2.3. Xỏc định pHH² O và pHKCl của đất

pHH2 O là chỉ tiờu đơn giản đầu tiờn về độ chua thường được xỏc định nhất, nú cú ý nghĩa rất lớn trong việc đỏnh giỏ tớnh chất đất đai.

Độ pH nước đỏnh giỏ mức độ rửa trụi cỏc cation kiềm và kiềm thổ cũng như tớch tụ cỏc cation sắt, nhụm trong đất.

Nguyờn tắc xỏc định

Cõn một lượng đất khụ xỏc định sau đú cho nước cất, khuấy trong thời gian nhất định, khi đú đất tỏc động với nước tạo ra hoạt độ cỏc ion H+ trong mụi trường đất. Sau đú để yờn cho đất lắng xuống và dựng mỏy pH - meter xỏc định pH.

Cõn một lượng đất khụ xỏc định sau đú cho dung dịch KCl 1M (pH=6,6), khuấy trong thời gian nhất định, khi đú đất tỏc động với muối trung tớnh. Sau đú để yờn cho đất lắng xuống và dựng mỏy pH meter xỏc định pH.

Tiến hành xỏc định

- Khuấy 10g mẫu đất trong 20 phỳt trờn mỏy khuấy từ với 25ml KCl 1N (xỏc định pH KCl) hoặc với 25 ml nước tinh khiết (xỏc định pH nước). Sau đú để yờn 2h, lắc 2,3 lần rồi đo pH ngay trong dung dịch huyền phự.

- Cỏch đo mẫu: Giữ cho điện cực cỏch mặt mẫu đất là 1 cm, và ngập nước khoảng 2 cm. Chờ số đo ổn định rồi đọc giỏ trị pH trờn mỏy, độ chớnh xỏc là 0,1 đơn vị pH.

2. 3.2.4. Xỏc định độ chua thuỷ phõn:

Nguyờn tắc:

- Dựng 1 muối kiềm mạnh axớt yếu (thường dựng CH3COONa) để trao đổi H+

và Al3+ từ keo đất.

{KĐ]Al3+^H+ + 4 CH3COONa = {KĐ] 4Na++ CH3COOH + (CH3COO)3Al

- Ngoài tỏc dụng trao đổi của Na+, iụn CH3COO- cú khả năng liờn kết với H+

và Al3+ làm tăng cường quỏ trỡnh trao đổi. Quỏ trỡnh thuỷ phõn của (CH3COO)3Al làm tăng H+ của dung dịch.

(CH3COO)3Al + HOH = CH3COOH + Al(OH)3. - Độ chua thuỷ phõn được tớnh bằng mgđl/100g đất.

Cỏch tiến hành.

- Cõn 20 gam đất (đó qua rõy 1 mm) lắc với 50 ml dd CH3COONa 1N trong

1h rồi lọc.

- Lấy 20 ml dung dịch lọc + 2 giọt pp rồi chẩn bằng NaOH 0.02N tới màu hồng ( bền trong 1 phỳt),( Dung dịch NaOH này đó được chuẩn độ lại bằng HCl ống chẩn 0.1N với chỉ thị pp) Tớnh kết quả tp H =_{(mg đương lượng/100g đất)=}^{V N 1,75 k} 100 m ì ì ì ì

Trong đú: V: Thể tớch NaOH tiờu thụ (ml)

N: Nồng độ NaOH, N = 0,02N K: Hệ số pha loóng, 3 50 2,5 20 dung CH COOH V k V = = = m: Khối lượng đất, m=20g 1,75: Hệ số thực nghiệm

Thay số vào ta cú 0,02 1,75 2,5 100 0, 4375 20 tp NaOH V H ₌ ì ì ì _{ì = ì}V (mg đương lượng/100g đất) 0,02 1,75 2,5 100 0, 4375 20 tp NaOH V H ₌ ì ì ì _{ì = ì}V 2.3.2.5. Xỏc định hàm lượng mựn 2.3.2.5.1. Thiết bị:

- Hệ thống đun khuấy đa vị trớ

- Bỡnh tam giỏc cú nỳt 50 ml, 250ml,cốc thủy tinh. - Phễu lọc, giấy lọc.

- Buret 25ml, pipet 2ml, 5ml, 10ml, 25ml.

2.3.2.5.2. Húa chất.

- dd K2Cr2O7 0,4N trong H2SO4(1:1):(dd K2Cr2O7 0,4N được pha từ ống chuẩn K2Cr2O7 1N)

- dd H3PO4 đặc( 85%).

- dd muối Mo 0,2N(Fe2+) : Cõn chớnh xỏc 78,428g muối Mo hũa tan

trong 200ml H2O chứa 20ml H2SO4 đặc, định mức bằng nước cất 2 lần đến vạch 1lớt. (Nồng độ của dd này được chuẩn độ lại bằng dd: lấy 10ml K2Cr2O7

0,4N trong H2SO4 (1:1) cho vào bỡnh tam giỏc 250ml, thờm 2ml H3PO4 đặc, cho vào 15ml H2O thờm tiếp 2 giọt điphenylamin. Chuẩn độ dd này bằng dd muối Mo đến khi dd chuyển từ màu lam tớm sang xanh la cõy.CFe2+

=CK2Cr2O7*V K2Cr2O7/ V Fe2+ ).

- Thuốc thử điphenylamin: Cõn 0,5g điphenylamin +100ml H2SO4 đặc,+ 20ml nước cất 2 lần, lắc đều( bảo quản dd này trong lọ thủy tinh màu sẫm).

Oxi húa chất hữu cơ bằng dung dịch K2Cr2O7 N/3 trong H2SO4 25N tại nhiệt độ hũa tan H2SO4 đậm đặc vào dung dịch K2Cr2O7 1N. Chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7 bằng dung dịch muối Fe3+.