5. Bố cục của luận văn
3.4.1. Lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu
3.4.1.1 Vị trí lấy mẫu
Nguyên tố crom như đã giới thiệu ở mục 1.1.1. có thể tập trung với hàm lượng cao tại các các khu vực sản xuất, mạ kim loại hoặc khu vực sản xuất, sử dụng nhiều xi măng. Do đó chúng tôi lựa chọn địa điểm lấy mẫu tại các khu vực gần các xí nghiệp luyện kim và nhà máy sản xuất xi măng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Bao gồm: Công ty liên doanh Luyện kim màu Việt Bắc thuộc xã Điềm Thụy, huyện Phú Bình; Xí nghiệp Luyện kim màu II phường Tân Thành, thành phố Thái Nguyên; Công ty xi măng La Hiên thuộc địa phận xã La Hiên, huyện Võ Nhai. Các đơn vị sản xuất này đều có đường xả thải vào mương tưới tiêu của khu vực sản xuất nông nghiệp xung quanh các đơn vị này. Đặc biệt đường xả thải của Công ty liên doanh Luyện kim màu Việt Bắc trùng với đường xả thải của khu công nghiệp Điềm Thuỵ, nơi tập trung nhiều xí nghiệp trong lĩnh vực luyện kim. Tương tự như vậy, xung quanh Xí nghiệp Luyện kim màu II là 4 xí nghiệp khác đều trong lĩnh vực luyện kim. Như vậy đây là các địa điểm có khả năng tập trung hàm lượng crom cao.
Với đặc điểm địa hình phân hoá độ cao theo chiều đông – tây, các mương tưới tiêu này đều có chung hướng chảy đông sang tây và cuối cùng đổ ra sông cầu. Chúng tôi lấy mẫu dọc theo dòng chảy và các điểm lấy tuỳ theo địa hình của các dòng mương này. Tại mỗi điểm lấy mẫu, chúng tôi lấy mẫu nước bề mặt sâu 20cm, mẫu trầm tích ở độ sâu 0 đến 10cm tính từ bề mặt lớp trầm tích. Đồng thời lấy mẫu đất ruộng cách mép mương 3m ở độ sâu 5 đến 15cm từ bề mặt. Các mẫu này không có sự khác biệt rõ về toạ độ, nên chúng tôi kí hiệu chung vị trí lấy mẫu và biểu thị trên bản đồ như các hình. dưới đây.
Hình 3.7. Các vị trí lấy mẫu tại khu vực Công ty liên doanh Luyện kim màu Việt Bắc
Hình 3.9. Các vị trí lấy mẫu khu vực Công ty xi măng La Hiên
Các mẫu nước, trầm tích được lấy tại cùng một vị trí; mẫu đất ruộng được lấy tại vị trí lân cận không có sự khác biệt rõ về toạ độ nên được kí hiệu chung thể hiện qua bảng 3.4
Bảng 3.4. Địa điểm, vị trí lấy mẫu và kí hiệu vị trí lấy mẫu Khu vực
lấy mẫu STT Địa điểm
Ký hiệu vị
trí lấy mẫu Vị trí lấy mẫu
Công ty liên doanh Luyện kim màu Việt Bắc 1 Cụm công nghiệp Điềm Thuỵ, xã Điềm Thuỵ - Phú Bình - Thái Nguyên Mẫu 1 21028’08’B105055’08Đ 2 Mẫu 2 21028’08’B105055’13Đ 3 Mẫu 3 21028’04’B105055’18Đ 4 Mẫu 4 21028’07’B105055’26Đ 5 Mẫu 5 21028’31’B105055’35Đ Xí nghiệp Luyện kim màu II 6 Phường Tân Thành – TP Thái Nguyên – Thái Nguyên Mẫu 6 21031’17’B105052’27Đ 7 Mẫu 7 21031’27’B105052’31Đ 8 Mẫu 8 21031’33’B105052’30Đ 9 Mẫu 9 21031’39’B105052’28Đ 10 Mẫu 10 21031’40’B105052’31Đ Công ty xi măng La Hiên 11 Xã La Hiên – Võ Nhai – Thái Nguyên Mẫu 11 21041’49’B105054’17Đ 12 Mẫu 12 21041’48’B105054’09Đ 13 Mẫu 13 21041’45’B105054’10Đ 14 Mẫu 14 21041’47’B105054’16Đ 15 Mẫu 15 21041’49’B105054’19Đ
Mỗi mẫu môi trường được kí hiệu cụ thể như bảng 3.5 dưới đây
Bảng 3.5. Kí hiệu các mẫu mẫu nước, trầm tích và đất ruộng STT Mẫu phân
tích
Kí hiệu mẫu Mẫu nước Mẫu trầm
tích Mẫu đất ruộng 1 Mẫu 1 KN1 K1 KR1 2 Mẫu 2 KN2 K2 KR2 3 Mẫu 3 KN3 K3 KR3 4 Mẫu 4 KN4 K4 KR4 5 Mẫu 5 KN5 K5 KR5 6 Mẫu 6 KN6 K6 KR6 7 Mẫu 7 KN7 K7 KR7 8 Mẫu 8 KN8 K8 KR8 9 Mẫu 9 KN9 K9 KR9 10 Mẫu 10 KN10 K10 KR10 11 Mẫu 11 XN1 X1 XR1 12 Mẫu 12 XN2 X2 XR2 13 Mẫu 13 XN3 X3 XR3 14 Mẫu 14 XN4 X4 XR4 15 Mẫu 15 XN5 X5 XR5
3.4.1.2. Lấy mẫu nước và bảo quản và xử lí mẫu nước.
Lấy mẫu phân tích là bước đầu tiên của quá trình phân tích cần đảm bảo được yếu tố giữ nguyên đúng thành phần của đối tượng thực tế đã lấy mẫu. Do đó dụng cụ lấy mẫu cần đáp ứng yêu cầu không làm nhiễm bẩn mẫu hay làm mất mẫu phân tích, không làm sai lệch thành phần các chất trong mẫu. Để lấy mẫu nước chúng tôi sử dụng các chai polietylen bền vững về mặt hóa học và ít hấp phụ các ion trong dung dịch lên thành bình nên hầu như không ảnh hưởng đến quá trình phân tích. Trước khi lấy mẫu các chai được ngâm, tráng, rửa bằng axit; nước cất siêu sạch và được tráng lại nhiều lần bằng chính mẫu sẽ được lấy.
Ngoài ra khi các mẫu có thể bị thay đổi và bị mất do các quá trình: tương tác hóa học hay tự phân hủy của chất. Đối với mẫu nước có thêm quá trình thủy phân của các chất, sự sa lắng của chất hay kết tủa, sự hấp phụ chất phân tích lên bề mặt dụng cụ chứa đựng. Vì các lý do trên khi lấy mẫu nước xong cần phân tích càng nhanh càng tốt. Trong trường hợp phải bảo quản thì tiến hành xử lý mẫu bằng HCl đặc tinh khiết phân
tích (0,5mL HCl cho 100mL mẫu). Các mẫu nước trước khi phân tích đều được lọc qua màng siêu lọc teflon kích thước lỗ 0,45μm để loại các chất bẩn.
Như quá trình phân tích đã xây dựng, mẫu nước sau khi được lọc có thể xác định được Cr(VI) dạng Cr(III) trong dung dịch tạo phức với các phối tử hữu cơ và vô cơ tồn tại trong mẫu nước. Việc phân hủy các phức trơ của Cr(III) và các chất hữu cơ trong mẫu nước, cũng như oxi hóa Cr(III) thành Cr(VI) là điều kiện cần thiết để xác định được hàm lượng Cr tổng. Quá trình phân hủy các phức trơ của Cr(III) và các chất hữu cơ trong mẫu nước, và oxi hóa Cr(III) thành Cr(VI) được thực hiện bằng cách chiếu xạ UV với sự có mặt của H2O2. Với mỗi 100mL mẫu thêm vào 0,3mL H2O2 nồng độ 30% của Merck, chiếu tia UV trên máy 705 UV Digester trong thời gian thích hợp ở nhiệt độ 700C-900C.
3.4.1.3. Lấy mẫu đất, trầm tích và xử lí mẫu
Để lấy mẫu đất và trầm tích chúng tôi sử dụng dụng cụ nhựa cứng polipropilen, được rửa sạch nhiều lần bằng nước tại vị trí lấy mẫu, mẫu đất và trầm tích được chứa trong các túi nilon sạch bằng chất liệu polietilen. Đối với mẫu đất và trầm tích, trước khi phân tích phải làm khô mẫu cần giảm tối đa quá trình tương tác hoá học làm thay đổi mẫu đặc biệt là sự chuyển dạng của Cr(III) lên Cr(VI) của các thành phần có trong đất. Cho nên quá trình làm khô đất không tiến hành ở điều kiện nhiệt độ cao. Mẫu đất và trầm tích khi lấy về được loại bỏ bớt nước nổi phía trên, xác sinh vật lẫn trong mẫu, sau đó được đưa vào tủ sấy trong 72h ở nhiệt độ 60-700C. Khi mẫu đã khô, được nghiền nhỏ bằng cối, chày sứ và rây bỏ đá, sỏi hoặc các mảnh thực vật còn lại, nghiền lại một lần nữa giúp mẫu nhỏ mịn và đồng nhất. Mẫu đất, trầm tích sau khi xử lí sơ bộ được tách riêng và kí hiệu chính xác cho từng mẫu.
Để định lượng Cr(VI) cần chuyển Cr(VI) vào dung dịch từ mẫu đất. Tuy nhiên việc phân huỷ mẫu thông thường bằng các chất oxi hoá làm cho hàm lượng Cr(VI) bị sai lệch do sự chuyển trạng thái của Cr(III) khi tiếp xúc với các chất oxi hoá trong quá trình phân huỷ mẫu. Do đó không thể sử dụng phương pháp phân huỷ mẫu bằng chất oxi hoá. Để tối ưu việc chiết Cr(VI) ra khỏi mẫu đất cần sử dụng dung dịch Na2CO3. Cụ thể cân 1,0 gam mẫu thêm vào 25mL dung dịch Na2CO3 đun sôi trong 10 phút, để nguội về nhiệt độ phòng. Thêm 10mL nước cất hai lần vào mẫu, lọc qua giấy lọc
Whatman, tráng lại mẫu bằng nước cất hai lần, định mức đến đủ 25mL trong bình định mức, sau đó lọc lại bằng màng lọc.
Mặt khác để định lượng hàm lượng Cr(T) cần phân huỷ các hợp chất trơ, các phức chất, các hợp chất không tan có trong mẫu đất và trầm tích. Cân 1,0 gam mẫu thêm vào 25mL dung dịch cường thuỷ, đun ở 60-700C trong 6h, tăng nhiệt độ đun đến gần cạn. Để nguội mẫu phân tích thêm nước cất hai lần, tráng và lọc vào bình định mức 25mL.