phương pháp AAS
Để so sánh kết quả đạt được của hai phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS và quang phổ phát xạ ICP-OES chúng tôi dùng phương pháp đồ thị bằng cách biểu diễn các điểm trên đồ thị là nồng độ mẫu đo được bằng 2 phương pháp trên hệ tọa độ X, Y hai chiều. Đồ thị được vẽ bằng phần mềm origin 8.5: trục X biểu diễn kết quả đo của phương pháp ICP-OES, trục Y biểu diễn kết quả đo của phương pháp AAS.
Nếu hệ số tương quan r đạt gần 1 thì X, Y có tương quan tuyến tính. Nếu r không đạt gần đến 1 thì cần tính ttính theo công thức
Trong đó: r: là hệ số tương quan pearson n: Số thí nghiệm
So sánh ttính với tbảng (p= 0,95; f= n-2) sử dụng chuẩn t 2 phía.
Nếu ttính < tbảng thì X, Y không tương quan nghĩa là 2 phương pháp cho kết quả đo không phù hợp
Nếu ttính > tbảng thì X, Y tương quan nghĩa là 2 phương pháp cho kết quả đo phù hợp.[23]
Bảng 3.21: Kết quả đo Asen trong mẫu nước
Số TT Phương pháp AAS (ppb) Phương pháp ICP-OES(ppb)
1 5,83 5,81 2 2,89 3,02 3 3,94 3,65 4 3,31 3,03 5 2,37 2,00 6 4,24 4,13 7 5,69 5,62 8 5,72 5,67 9 3,27 3,20 10 3,68 3,44 11 4,18 4,11 12 3,12 3,03
13 2,16 0 14 0,33 0 15 0 0 0 2 4 6 0 2 4 6 (ppb) (ppb) Phuo ng ph áp AAS Phuong pháp ICP-OES Equation y = a + b*x Weight No Weighting Residual Sum of Squares 3,07109 Pearson's r 0,96289 Adj. R-Square 0,92155
Value Standard Error
B Intercept 0,70431 0,24307
B Slope 0,85989 0,06685
Hình 3.11: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với asen trong mẫu nước
Kết quả các hệ số của phương trình hồi quy thu được như sau: r = 0,963 Các đại lương thống kê tương ứng là: độ sai chuẩn SEa= 0,24307; SEb= 0,06685 Giá trị chuẩn t với 13 bậc tự do, độ tin cậy 95 % là tbảng =2,16
Vì vậy hệ số của a và b tương ứng là: ttính = =12,88
Kết quả này cho thấy giá trị ttính > tbảng nghĩa là 2 phương pháp cho kết quả đo phù hợp.
Bảng 3.22: Kết quả đo Chì trong mẫu nước
Số TT Phương pháp AAS (ppb) Phương pháp ICP-OES (ppb)
1 23,82 23,64 2 20,16 20,07 3 17,24 17,12 4 15,28 15,34 5 7,28 6,88 6 9,18 9,11 7 14,62 14,33 8 16,68 16,54 9 8,24 8,13 10 6,76 6,69 11 16,34 16,23
12 12,42 12,38 13 8,16 8,05 14 0 0 15 0,82 0 0 10 20 30 0 10 20 30 (ppb) Phuo ng ph áp AAS Phuong pháp ICP-OES Equation y = a + b*x Weight No Weighti Residual Sum of Squares 0,54653 Pearson's r 0,99958 Adj. R-Squ 0,99909 Value Standard E B Intercept 0,295 0,1068 B Slope 0,988 0,00797 (ppb)
Hình 3.12: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với chì trong mẫu nước
Kết quả các hệ số của phương trình hồi quy thu được như sau: a = 0,295; b = 0,99; r = 0,999
Các đại lương thống kê tương ứng là: Độ sai chuẩn SEa= 0,1068; SEb= 0,00797
Giá trị chuẩn t với 13 bậc tự do, độ tin cậy 95 % là tbảng = 2,16 Vì vậy hệ số của a và b tương ứng là:
a = 0,24 ± 0,27 b = 0,99 ± 0,02 ttính= = 80,56
Kết quả này cho thấy r đạt gần 1, ttính > tbảng. Điều đó chứng tỏ không có bằng chứng về sự khác giữa hai tập số liệu đo chì trong các mẫu nước của 2 phương pháp.
STT 1 2 3 4 5
Phương pháp ICP - OES (mg/kg) 22,392 20,122 10,357 8,893 3,730 Phương pháp AAS (mg/kg) 23,320 20,821 10,622 9,121 3,738 0 5 10 15 20 25 0 10 20 (mg/kg) Phuo ng ph áp AAS Phuong pháp ICP-OES Equation y = a + b*x Weight No Weighting Residual Sum of Squares 0,00901 Pearson's r 0,99998 Adj. R-Square 0,99996
Value Standard Error B Intercept -0,19454 0,05171 B Slope 1,04734 0,00348
(mg/kg)
Hình 3.13: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với Asen trong mẫu đất
Kết quả các hệ số của phương trình hồi quy thu được như sau: a = -0,19; b = 1,05; r = 0,9999
Các đại lương thống kê tương ứng là: độ sai chuẩn SEa= 0,05171; SEb= 0,00348.
Giá trị chuẩn t với 3 bậc tự do, độ tin cậy 95 % là tbảng= 3,18 Vì vậy hệ số của a và b tương ứng là:
a = -0,19 ± 0,16 b = 1,05 ± 0,01 ttính = = 122,5
Kết quả này cho thấy r đạt gần 1, ttính > tbảng điều đó chứng tỏ không có bằng chứng về sự khác giữa hai tập số liệu đo chì trong các mẫu nước của 2 phương pháp.
STT 1 2 3 4 5 Phương pháp P ICP-OES (mg/kg) 68.020 48.190 20.694 18.401 10.702 Phương pháp AAS (mg/kg) 68.142 48.246 20.722 18.341 10.710 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 (mg/kg) Phuo ng ph áp AAS Phuong pháp ICP-OES Equation y = a + b*x Weight No Weighting Residual Sum of Squares 0,00494 Pearson's r 1 Adj. R-Square 1
Value Standard Error B Intercept -0,04717 0,03334 B Slope 1,00235 8,42551E-4
(mg/kg)
Hình 3.14: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với chì trong mẫu đất
Kết quả các hệ số của phương trình hồi quy thu được như sau: a = -0,05; b = 1,00; r = 1
Các đại lương thống kê tương ứng là:
Độ sai chuẩn SEa= 0,03334; SEb= 8,4255.10-4
Giá trị chuẩn t với 3 bậc tự do, độ tin cậy 95 % là tbảng = 3,18 Vì vậy hệ số của a và b tương ứng là:
a = -0,05 ± 0,11 b = 1,00 ± 0,003
Kết quả này cho thấy các giá trị r = 1. Như vậy, kết quả đo chì của hai phương pháp là phù hợp
Bảng 3.25: Kết quả đo thủy ngân trong mẫu đất
Phương pháp ICP-OES (mg/kg) 0.996 0.873 0.426 0.293 0 Phương pháp AAS(mg/kg) 0.982 0.836 0.411 0.290 0.122 0,0 0,5 1,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 (mg/kg) Phuo ng ph áp AAS Phuong pháp ICP-OES Equation y = a + b*x Weight No Weighting Residual Sum of Squares 0,00651 Pearson's r 0,99391 Adj. R-Square 0,9838
Value Standard Error B Intercept 0,07204 0,03588 B Slope 0,8813 0,05642
(mg/kg)
Hình 3.15 : Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với thủy ngân trong mẫu đất
Kết quả các hệ số của phương trình hồi quy thu được như sau: r = 0,994 Các đại lương thống kê tương ứng là: Độ sai chuẩn SEa= 0,03588; SEb= 0,05642 Giá trị chuẩn t với 3 bậc tự do, độ tin cậy 95 % là tbảng = 3,18
Vì vậy hệ số của a và b tương ứng là: tính = = 15,74
Kết quả này cho thấy giá trị ttính > tbảng nghĩa là 2 phương pháp cho kết quả đo phù hợp.
Như vậy, hai phương pháp phân tích kết quả đo hàm lượng tổng số Asen, chì trong các mẫu nước và đất ở xung quanh khu vực mỏ than Khe Sim cho kết quả phù hợp. Riêng thuỷ ngân kết quả đo theo phương pháp ICP-OES nhiều mẫu không phát hiện được nên phương pháp này không nên dùng để xác định hàm lượng thuỷ ngân trong đối tượng của đề tài.
KẾT LUẬN
Từ những kết quả thu được của đề tài: ‘‘XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ
THỦY NGÂN, ASEN TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚC MẶT VÀ ĐẤT Ở KHU
VỰC MỎ THAN KHE SIM BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ VÀ
PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ’’, có thể rút ra một số kết luận sau:
1. Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phép đo: As: 0,75 - 2,49 (ppb) Pb: 0,59 - 1,97 (ppb) Hg: 0,19-0,67 (ppb). Đánh giá độ lặp lại tốt, độ thu hồi cao: đạt từ 94,1% - 97,7% phù hợp với phép phân tích.
2. Từ quy trình đã xây dựng chúng tôi tiến hành đo mẫu thực tế ở khu vực mỏ than Khe Sim trên thiết bị: quang phổ hấp thụ nguyên tử (GF-AAS phân tích As, Pb tổng số, phương pháp hydrua hóa không ngọn lửa cho phân tích thủy ngân tổng số).
3. Kết quả đo tổng hàm lượng asen, chì, thuỷ ngân cho thấy nồng độ asen ở mẫu nước thải mỏ có nồng độ từ 2,37 - 5,83 (ppb). Mẫu nước mặt dao động từ 3,27 - 5,72 (ppb). Nước thải sinh hoạt một số mẫu không phát hiện , nồng độ mẫu cao nhất đạt 4,18 (ppb). Mẫu đất dao động từ 3,738 - 23,320 (mg/kg). Kết quả đo nồng độ Chì ở mẫu nước thải mỏ dao động từ 7,28 - 23,82 (ppb). Mẫu nước mặt dao động từ 6,76-16,68 (ppb). Nước thải sinh hoạt một số mẫu không phát hiện , nồng độ mẫu cao nhất đạt 16,34 (ppb). Mẫu đất từ 10,710 - 68,142 (mg/kg). Kết quả đo nồng độ Thuỷ ngân của mẫu nước thải mỏ: 1,72 - 5,94 (ppb). Mẫu nước mặt dao động từ 0,52 - 1,82 (ppb). Nước thải sinh hoạt dao động từ 0,42 - 3,24 (ppb). Mẫu đất dao động từ 0,122-0,982 (mg/kg).
Như vậy, kết quả phân tích cho thấy một số mẫu đất hàm lượng Asen vượt quá quy chuẩn cho phép. Một số mẫu nước và đất còn lại tuy hàm lượng tổng nguyên tố chưa vượt quá quy chuẩn cho phép nhưng với hàm lượng tương đối cao
quanh. Kết quả đo mẫu thực tế thu được từ hai phương pháp là tương đồng nghĩa là 2 phương pháp này phù hợp dùng để nghiên cứu đối tượng trong đề tài .
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hồng Quyên, Khai thác khoáng sản đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, thông tin mạng internet website http/ thegioimoitruong.vn, 2015.
2. Pollution Isues, Coal, thông tin mạng internet website: http://www.pollutionissues.com /Br-Co /Coal.html
3. Vernet, J.P. (Edited), Heavy Metals in the Environment. Elssevier, Amsterdam - London - NewYork - Tokyo, 1991, pp 42 - 47
4. Phạm Ngọc Thụy, Nguyễn Đình Mạnh, Đinh Văn Hùng, Nguyễn Viết Tùng, Ngô Xuân Mạnh, “Hiện trạng về kim loại nặng (Hg, As, Pb, Cd) trong đất, nước và một số rau trồng trên khu vực huyện Đông Anh-Hà Nội”, Tạp chí khoa học và Nông nghiệp, 2006, 4+5.
5. Hoàng Thị Thanh Thủy, Nguyễn Như Hà Vy, Từ Thị Cẩm Loan “Nghiên cứu địa hóa môi trường một số kim loại nặng trong trầm tích sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh” Tạp chí phát triển KHCN, 2007, tập 10.
6. Vũ Đức Lợi, Nghiên cứu xác định một số dạng thuỷ ngân trong các mẫu sinh học và môi trường, Luận án tiến sĩ hoá học, Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam, Hà Nội, 2008, 61-63.
7. Nguyễn Đức Vận, Các kim loại điển hình, Hóa vô cơ, Nxb Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội, 2004, tập 2, 123-147.
8. WHO, trích trong Lars Jarup, 1995
9. Trịnh Thị Thanh, Độc học, môi trường và sức khoẻ con người, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, 2001.
10. Cotton. F. Wilkinson. G. Cơ sở lí thuyết hóa vô cơ. Người dịch: Lê Mậu Quyền, Lê Chí Kiên, Nhà xuất bản và trung học chuyên nghiệp, 1984, tập 1, trang 178.
11. Guanhong Tao & Elo.H. Hansen, “An international analytical asen science journal”, Analyst, 1994, 119, 333-337.
12. Đại học Khoa học Tự nhiên, Hội thảo Quốc tế Ô nhiễm Asen: Hiện trạng tác động đến sức khỏe con người và các giải pháp phòng ngừa, 2000.
13. Asenic, Environment Health Crieria 18, Geneva, 1981.
14. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ, Nhà xuất bản giáo dục, 2000, tập 3, 253-272. 15. Phạm Hùng Việt, Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội. Hoá Học Môi Trường,
Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội, 1999.
16. Phạm Luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nxb Đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội, 2006.
17. Phạm Luận, Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ phát xạ và hấp thụ nguyên tử, Trường đại học khoa học - tự nhiên, Hà Nội, 1998, Phần I, Phần II.
18. Xiandeng Hou and Bradley T. Jones, John Wiley & Sons Ltd, Chichester Inductively Coupled Plasma/Optical Emission Spectrometry, 2000.
19. M. Bettinellia, G. M. Beone, S. Speziaa and C. Baffi, “Determination of heavy metals in soils and sediments by microwave-assisted digestion and inductively coupled plasma optical emission spectrometry analysis”,
Analytica Chimica Acta, 2000, 424, p. 289-296.
20. Xiaodan Wang, Genwei Cheng, Xianghao Zhong và Mai - Heli, “Trace elements in sub-alpine forest soils on the eastern edge of the Tibetan Plateau, China”, Environ Geol, 2008.
21. Tessieretal, A., Campell, P.G.C., Blsson, M “Squential extraction procedure forr the speciation of particulate trace metal”, Anal Chem, 1979, 51, 844 - 851. 22. Báo cáo kết quả quan trắc môi trường công ty TNHH MTV Khe Sim, 2015,
38-45.
23. Tạ Thị Thảo, Giáo trình thống kê trong hoá phân tích, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, 2013.
PHỤ LỤC
Suối Lép Mĩ Suối Ngô Quyền
Nước thải moong khu mỏ Bãi thải khu mỏ Đông Khe Sim
Bể xử lí nước thải sinh hoạt khu mỏ
Hệ thống máy đo ICP-OES: Hệ thống lò AAS-240Z
Icap 6000, Anh
nguyên tử AAS 280 FS ghép nối với bộ phận hoá hơi VAG-77 Varian