Chƣơng 3 CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.9. Xác định nồng độ Asen trong mẫu thực tế
Lấy mẫu ở Chi nhánh Công ty TNHH Một thành viên kim loại mầu Thái Ngun ( Xí nghiệp Kẽm –Chì Làng Hích, Huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Ngun).
Mẫu khí được lấy bằng thiết bị lấy mẫu khí tốc độ 2l/phút ( Volume Air Sampler) chuyên dụng Sibata (Mỹ). Thiết bị gồm đầu lấy mẫu chuyên dụng được lắp đầu lấy mẫu lắp giấy lọc Cellulose ester (MCE) được tẩm hỗn hợp1Na2CO3:Glycerol có đường kính 37 mm, kích thước lỗ 0,8µm để lấy các hạt bụi có đường kính nhỏ hơn 10m. Được nối với bơm hút lấy thể tích khí 120ltrong thời gian 2 giờ. Chúng tơi tiến hành lấy mẫu tại các vị trí có cơng nhân thao tác và
khu vực đi lại thường xuyên của cơng nhân trong 1 ca làm việc. Vị trí lấy mẫu đươc đặt cách mặt đất 1,5 m( ngang với tầm thở của công nhân).
Xưởng tuyển nổi:
K1: Khu vực băng chuyền K2: Khu vực nghiền bi K3: Khu vực tuyển nổi
K4: Khu vực máy đập phản kích K5: Khu vực văn phòng
Khu khai thác
K6: Khu vực lò cái – khu tây Metit
K7: Miệng giếng K1- Lò cái 1 khu tây Metit.
Khu vực xung quanh
K8: Sân nhà máy K9: Cổng nhà máy
(Sơ đồ mặt bằng xem phần phụ lục)
Sau thời gian lấy mẫu (2 giờ), giấy lọc MCE được lấy ra khỏi thiết bị lấy mẫu và được đựng trong casstte, bảo quản trong hộp kín để chuyển mẫu về phịng thí nghiệm. Ở phịng thí nghiệm, mẫu được bảo quản trong bình desicator để phân tích. Trong nghiên cứu này, chúng tơi tiến hành lấy mẫu từ ngày 20 tháng 8 năm 2012 đến ngày 22 tháng 8 năm 2012. Tổng số lượng mẫu được lấy trong 1 ngày, lấy mẫu tại 6 vị trí trong nhà máy mỗi vị trí lấy đầu khu vực làm việc và cuối khu vực làm viêc, 2 mẫu xung quanh, mỗi vị trí đặt cùng lúc 3 đầu bụi, lấy liên tục trong một ca làm việc 8 h. Và 5 mẫu MCE trắng hiện trường.
Dựa vào quy trình cơng nghệ q trình khai thác tuyển quặng thì sự phát sinh chất ơ nhiêm ( As và các hợp chất của Asen) tại cơng đoạn tuyển nổi là chủ yếu, vì vậy cần kiểm soát theo ca làm việc và kiểm tra độ lặp lại của phương pháp.
Mẫu trắng phịng thí nghiệm được làm lặp lại sau 5 mẫu thật để kiểm tra sự nhiễm bẩn của hố chất và dụng cụ thí nghiệm.
Bảng 3.27: Nồng độ Asen trong khơng khí khu vực làm việc, khu vực xung quanh
STT Vị trí lấy mẫu Kết quả trung bình 8h làm việc-kết quả từng lần đo)
(N=3) ,(µg/m3)
3733/2002/QĐ-BYT (áp dụng cho trung bình
8h làm việc)
Xƣởng tuyển nổi
(Thời gian lấy mẫu từ 8h30- 17h30) 30 µg/m3 1 K1 Đầu khu vực 0,34 (0,29;0,35; 0,37) Cuối khu vực 0,37 (0,31;0,39;0,32) 2 K2 Đầu khu vực 0,14 (0,11;0,17;0,14) Cuối khu vực 0,16 (0,14;0,18;0,16) 3 K4 Đầu khu vực 0,30 (0,35;0,31;0;0,24) Cuối khu vực 0,59 (0,55;0,64;0,58) Khu vực khai thác 5 K5 Đầu khu vực 0,068 (0,061;0,073;0,070 Cuối khu vực 0,074 (0,078;0,071;0,073) 6 K6 Đầu khu vực 0,098 (0,105;0,093;0,096) Cuối khu vực 0,105 (0,113;0,097;0,105) Khu vực văn phòng 7 K5 0,023 (0,027;0,024;0,018) STT Vị trí lấy mẫu (Kết quả giá trị trung bình-
Giá trị từng lần đo) (N=3) ,(µg/m3)
QCVN 05: 2008/BTNMT
Khu vực xung quanh (Thời
gian lấy mẫu từ 8h30-17h30) 0,03 µg/m
2 K8 0,019
(0,016,0,022; 0,019)
3 K9 0,008
(0,007;0,010;0,007)
Bảng 3.28: Nồng độ Asen trong khơng khí khu vực tuyển nổi STT Vị trí lấy
mẫu
Thời gian lấy mẫu (giá trị trung bình- Giá trị từng lần đo) (N=3),(µg/m3) Kết quả trung bình ca làm việc (µg/m3) 3733/2002/QĐ- BYT (áp dụng cho trung bình 8h làm việc)
Khu vực tuyển nổi
30 µg/m3 1 K3 1,92 Đầu khu vực 8h30-10h30 1,86 (1,87;1,94;1,78) 10h35-13h00 2,08 (2,12;2,03;2,09) 13h05-15h00 1,81 (1,89; 1,72;1,83) 15h00-17h00 1,93 (2,01;1,92;1,86) 2 K3 Cuối khu vực 8h30-10h30 2,26 (2,34; 2,19;2,25) 2,15 10h35-13h00 2,02 (1,94;2,06;2,05) 13h05-15h00 2,10 (2,17;2,06;2,07) 15h00-17h00 2,22 (2,29;2,18;2,19)
Nhận xét: Kết quả khảo sát cho thấy hầu hết các vị đều xuất hiện Asen với nồng độ từ 0,008-2,15 µg/m3
, cao nhất tại khu vực tuyển nổi, thấp nhất là khu vực xung quanh và khu vực văn phịng. Tại xưởng tuyển nổi chúng tơi thấy rằng lượng asen phát sinh chủ yếu từ khu vực K3 với hàm lượng từ 1,92 đến 2,15 µg/m3, các khu vực K1,K2,K4 nồng độ asen thấp nhất tại khu vực K2 dao động từ 0,14-0,16 µg/m3, các khu vực K1, K4 nồng độ Asen dao động từ 0,30 đến 0,59 µg/m3.Tại khu vực khai thác K5,K6 hàm lượng Asen thu được tương đối thấp dao động từ 0,068
đến 0,105 µg/m3. Nồng độ Asen đo được tại khu vực xung quanh nhà máy đo được trong khoảng 8ng/m3
đến 19ng/m3. Kết quả này tương tự như một số khu vực gần khu khai thác mỏ đã đươc nghiên cứu ở Anh, Trung Quốc.
Tại các khu vực khảo sát chúng tôi đều tiến hành lấy ở hai vị tri khác nhau một vị trí đầu, một vị trí cuối, kết quả cho thấy hầu hết nồng độ Asen ở các vị trí cuối đều lớn hơn vị trí đầu do khuếch tán Asen trên các hạt bụi theo dịng chuyển động của khơng khí. Hầu hết khu hàm lượng Asen trong khu vực làm việc và khu vực xung quanh Nhà máy đều đạt tiêu chuẩn của BYT và QCVN05: 2008/BTNMT.
KẾT LUẬN
Bản nghiên cứu đã thực hiện các nội dung và công việc như sau:
+ Đã nghiên cứu thẩm định phương pháp phân tích As(III) bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan catot với các điều kiện tối ưu như sau:
Thế điện phân: -0,5V, Thời gian điện phân 60giây. Dung dịch đo gồm 20ppm Cu2+ + 1,5nM DDTC-Na + Na2S2O4 2,10- 4 M trong nền axit HCl 0,5M. điều kiện khử As(V) về As(III) bằng chất khử Na2S2O3 10-4M trong 10 ml dung dịch As(V). Giới hạn phát hiện của thiết bị (LOD) = 0,03ppb, hệ số biến động (CV) từ 1,04% 1,61%.
+ Đã khảo sát một số yếu tố cản trở như: Cr, Zn,Fe, Ni, Pb,và đánh giá mức độ ảnh hưởng của các nguyên tố này với tỷ lệ 50/1 không ảnh hưởng đến phép xác định
+ Đã nghiên cứu điều kiện lấy mẫu Asen trong khơng khí bằng giấy Cellulose ester (MCE) có đường kính 37 mm, kích thước lỗ 0,8µm (được tẩm 250 µl hỗn hợp Na2CO3: Glycerol (10,6g Na2CO3 trong 250ml nước thêm 5 ml Glycerol), mẫu được xử lý bằng hỗn hợp (1,5ml HNO3 65%+0,5ml H2O230%), độ thu hồi trên nền mẫu thật từ 87,8% đến 99,2% , độ lệch chuẩn từ 0,71 đến 1,51%. Giới hạn định lượng của phương pháp (MDL) = 1,425 (ng /mẫu).
+ Đã tiến hành lấy mẫu khơng khí khu vực làm việc và xung quanh tại Chi nhánh Công ty TNHH Một thành viên kim loại mầu Thái Nguyên, Huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả phân tích cho thấy nồng độ Asen tại các vị trí làm việc và xung quanh đo được thấp hơn tiêu chuẩn cho phép.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt:
1. Cơ sở lý thuyết và khả năng ứng dụng các phương pháp phân tích điện hố. Hội thảo Schmidt-Metrohm, Hà nội 5-1993.
2. Hoàng Nhâm(1998), Hố vơ cơ, tập 2, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà nội. 3. Hoàng Thái Long(2011), nghiên cứu xác định lượng vết Asen trong mơi
trường nước bằng phương pháp Von-ampe hịa tan, Luận án tiến sĩ hóa học,
trường đại học khoa học tự nhiên, đại học quốc gia Hà Nội.
4. Nguyễn Viết Việt (2003), Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích Hg, As trong nước và khí thải bắng phương pháp Von-Ampe trên điện cực vàng đĩa quay, mã số 201/5/VBH, Viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật bảo hộ lao
động.
5. Trần Tứ Hiếu - Từ Vọng Nghi - Nguyễn Văn Ri - nguyễn Xuân Trung(1999). Các phương pháp phân tích cơng cụ, Hà nội.
6. Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận(1990). Một số phương
pháp phân tích điện hố hiện đại. Hội thảo khoa học Việt Nam-Hà Lan, Hà
nội.
Tài liệu tiếng anh
7. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (2000),Toxicological Profile for Arsenic, U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Services, Atlanta, Georgia
8. Daniel Sánchez-Rodas, Ana M Sánchez de la Campa, Jesús D. de la Rosa, Vanesa Oliveira, José Luis Gómez-Ariza, Xavier Querol, Andrés
Alastuey(2007). Arsenic speciation of atmospheric particulate matter (PM10) in an industrialised urban site in southwestern Spain, Chemosphere, Volume 66, Issue 8, Pages 1485-1493.
9. Daniela Buzica, Michel Gerboles, Annette Borowiak, Pier Trincherini, Rosanna Passarella, Valerio Pedroni(2006). Comparison of voltammetry and
inductively coupled plasma-mass spectrometry for the determination of heavy metals in PM10 airborne particulate matter.Atmospheric Environment, Volume 40, Issue 25, Pages 4703-4710.
10. Douglas E. Mays, Abul Hussam (2009) Voltammetric methods for determination and speciation of inorganic arsenic in the environment.
Analytica Chimica Acta, Volume 646, Issues 1–2,Pages 6-16.
11. Guosheng Yang, Lingling Ma, Diandou Xu, Jie Li, Tingting He, Liyan Liu, Hongliang Jia, Yongbao Zhang, Yang Chen, Zhifang Chai (2012). Levels and speciation of arsenic in the atmosphere in Beijing, China.Chemosphere,
Volume 87, Issue 8, Pages 845-850.
12. Jiri Zima, Constant M.G. Van den Berg (1994).Determination of arsenic in sea water by cathodic stripping voltammetry in the presence of pyrrolidine dithiocarbamate. Analytica Chimica Acta 289, 291-298 13. Lieve Helsen (2005) ‘ Sampling technologies and air pollution control
devices for gaseous and particulate arsenic” Environmental Pollution, Volume 137, Issue 2, Pages 305-315.
14. MASA, Method of sampling and analysis, 302(361-364)
15. MDHS 41/2, 1994. Methods for the Determination of Hazardous Substances Arsenic and inorganic compounds of arsenic (except arsine) in air .
16. M. Adelaide Ferreiraa, Aquiles A. Barrob (2002). Determination of As(III) and arsenic(V) in natural waters by cathodic stripping voltammetry at a hanging mercury drop electrode. Analytica Chimica Acta 459 151–159
17. M. Kopanica, L. Novotny(1998). Determination of traces of arsenic(III) by anodic stripping voltammetry in solutions, natural waters and biological material. AnalyticaChimica,Acta 368 (211±218)
18. Metrohm. Application Bulletin No226/1e. Determination of the total As conten by stripping voltammetry at rotating gold electrode.
19. N.M.M. Coelho, A. Cósmen da Silva, C. Moraes da Silva(2002).
generation atomicabsorption pectrometry.Analytica Chimica Acta 460, 227– 233.
20. NIOSH, 1994. National Institute for Occupational Safety and Health method 7901: Arsenic trioxide, as As.
21. NIOSH, 1994. National Institute for Occupational Safety and Health method 7900: Arsenic and compounds, as As.
22. OSHA, Occupational Safety & Health Administration, Inorganic Arsenic in Workplace Atmospheres
23. Robert Piech, Władysław W. Kubiak (2006). Determination of trace arsenic with DDTC-Na by cathodic stripping voltammetry in presence of copper ions. Journal of Electroanalytical Chemistry 599, 59–64
24. RuiKai Xie , Hans Martin Seip, Grethe Wibeto, Showan Nori, Cameron William McLeod. Heavy coal combustion as the dominant source of particulate pollution in Taiyuan, China, corroborated by high concentrations of arsenic and selenium in PM10. Science of the Total Environment 370
(2006) 409–415.
25. Richard Maggs - Principal (2000), areview of Arsenic in Ambient air in the
UK, Department of the Environment, Transport and the RegionsScottish Executive The National Assembly for Wales.
26. US.Environment Agency(2008). Areview of the toxicity of arsenic in air. 27. US EPA (1999). Localting and estimatinggair emissions from sources of
arsenic and arsenic compounds.
28. Yang Song, Greg M. Swain Total inorganic arsenic detection in real water samples using anodic stripping voltammetry and a gold-coated diamond thin- film electrode.Analytica Chimica Acta, Volume 593, Issue 1, 12 June 2007, Pages 7-12
29. Yi Hea, Yan Zheng, David C. Locke, (2007).Cathodic stripping
voltammetric analysis of arsenic species in environmental water samples.
Microchemical Journal 85, 265–269