asen tại hiện tr−ờng
20
Thiết bị CE-C4D đã đ−ợc thử nghiệm hoạt động phân tích asen tại xã
Vạn Phúc - Thanh Trì - Hà Nội. Tất cả các mẫu này đều l−u lại và mang về phịng thí nghiệm phân tích để so sánh sự biến đổi của các dạng As(III) và As(V) khi phân tích tại hiện tr−ờng và phịng thí nghiệm (sau 48 giờ bảo quản ở nhiệt độ th−ờng). Kết quả phân tích nêu trong bảng 3.19 và hình ảnh
minh họa sử dụng thiết bị CE-C4D tại hiện tr−ờng trong hình 3.38.
Bảng 3.19. Kết quả phân tích As(III) và As(V) trong mẫu n−ớc ngầm tại hiện tr−ờng và trong phịng thí nghiệm
STT Tên mẫu
Kết quả phân tích tại hiện
tr−ờng (μg/L) phịng thí nghiệm sau 48 Kết quả phân tích trong giờ (μg/L)
As(III)
TB ± SD TB ± SD As(V) TB ± SD As(III) TB ± SD As(V)
1 QT 13 71 ± 13 56 ± 7 35 ± 9 98 ± 6 2 QT 14 61 ± 8 48 ± 4 27 ± 8 80 ± 5 3 QT 15 150 ± 14 41 ± 5 53 ± 11 136 ± 8 4 QT 16 79 ± 9 50 ± 4 45 ± 11 82 ± 7 5 QT 17 135 ± 14 46 ± 3 57 ± 14 126 ± 8 6 QT 18 87 ± 9 45 ± 5 46 ± 10 85 ± 7 7 QT 19 72 ± 7 37 ± 3 27 ± 8 84 ± 5 8 QT 20 45 ± 8 52 ± 6 35 ± 9 69 ± 5 9 QT 24 148 ± 12 32* ± 4 52 ± 13 126 ± 9 10 QT 27 218 ± 16 41 ± 3 61 ± 19 199 ± 14 11 QT 30 179 ± 15 54 ± 6 83 ± 17 149 ± 9 12 QT 46 72 ± 10 39 ± 3 42 ± 9 71 ± 7
21
13 QT 48 107 ± 14 76 ± 8 55 ± 11 131 ± 8
14 QT 49 256 ± 18 45 ± 6 81 ± 16 219 ± 11
*: kết quả phân tích As(V) thấp hơn LOQ (35 μg/L), cao hơn LOD (10 μg/L), tuy nhiên kết quả này tính theo diện tích nên vẫn có thể tin cậy
đ−ợc
Từ các kết quả phân tích có thể tính đ−ợc l−ợng As(III) chuyển hóa thành As(V) sau 48 giờ bảo quản ở nhiệt độ th−ờng nh− sau:
% As(III) chuyển hóa = Nồng độ As(V)TN - Nồng độ As(V)HT x 100%
Nồng độ As(III)HT
Trong đó: nồng độ As(V)TN là nồng độ As(V) phân tích trong phịng
thí nghiệm, nồng độ As(V)HT là nồng độ As(V) phân tích tại hiện tr−ờng và
nồng độ As(III)HT là nồng độ As(III) phân tích tại hiện tr−ờng.
Hình 3.38. Hình ảnh minh họa việc thực hiện phân tích sử dụng thiết bị phân tích hiện tr−ờng CE-C4D
Kết quả tính với 14 mẫu trên cho thấy đã có 38 ữ 72 % l−ợng As(III) chuyển hóa thành As(V) sau 48 giờ bảo quản ở nhiệt độ th−ờng. Nh− vậy,
22
việc thực hiện phân tích các dạng As(III) và As(V) ngay tại hiện tr−ờng là rất có ý nghĩa với các −u điểm nh− tránh đ−ợc sự chuyển hóa giữa các dạng asen, khơng cần bảo quản mẫu và từ đó giảm đ−ợc chi phí phân tích.
23
Kết luận
Sau quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu đề ra, chúng tôi đã thu đ−ợc các kết quả nh− sau:
- Đã khảo sát phân tích đồng thời hai hợp phần asen vô cơ là As(III) và
As(V) bằng ph−ơng pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn
không tiếp xúc (CE-C4D) ở môi tr−ờng kiềm và thu đ−ợc một số kết quả
khả quan trong việc tìm ra điều kiện phân tích tối −u nhằm v−ợt qua đ−ợc khó khăn về sự xen phủ pic của As(V) và photphat. Tuy các kết quả này không áp dụng đ−ợc cho mục đích phân tích mẫu thực tế (n−ớc ngầm) nh−ng từ đó đã đ−a ra đ−ợc kết luận là cần phải thực hiện phân tích riêng rẽ As(III) và As(V) trong hai điều kiện phân tích khác nhau nhằm đáp ứng cho nhu cầu phân tích mẫu thực tế.
- Đã tối −u hóa các điều kiện phân tích As(V) bằng ph−ơng pháp điện di
mao quản CE-C4D bao gồm: dung dịch pha động điện di là axit axetic 5
mM có pH = 4,6; điều kiện bơm mẫu: thủy động lực học kiểu xiphông ở độ cao 20 cm trong 120 s; điện thế tách: -15 kV; mao quản silica có
đ−ờng kính trong 50 μm với tổng chiều dài Ltot = 60 cm (chiều dài hiệu
dụng: Leff = 53 cm). Giới hạn phát hiện đạt đ−ợc cho As(V) đối với chất
chuẩn là 2,2 μg/L (0,03 μM). Ph−ơng pháp cũng đ−ợc kiểm chứng qua việc phân tích một số mẫu chuẩn tự pha so sánh với ph−ơng pháp Quang phổ hấp thụ nguyên tử (HVG-AAS) cho kết quả hệ số t−ơng quan rất
đáng tin cậy R2 = 0,96.
- Đã khảo sát các điều kiện phân tích As(III) bằng ph−ơng pháp điện di
mao quản CE-C4D trong môi tr−ờng kiềm. Tuy nhiên, điều kiện phân tích
tối −u này đã không thể áp dụng cho đối t−ợng mẫu là n−ớc ngầm vì giới hạn phát hiện cịn cao (72,7 μg/L) và bị ảnh h−ởng rất nhiều của sắt. Từ
đó, đã khảo sát và lựa chọn đ−ợc hỗn hợp chất oxy hóa là Cr2O72- 10-5 M
và MnO4- 3,5.10-5 M cho mục đích phân tích As(III) bằng cách oxy hóa
24
lên As(V). Hiệu suất oxy hóa As(III) bằng hỗn hợp chất oxy hóa này đạt đ−ợc rất tốt là từ 96, 8 đến 100,2%.
- Đã khảo sát ảnh h−ởng của một số ion có trong n−ớc ngầm (Fe2+, Mn2+,
NO3-, SO42-, CO32-, Cl-, PO43-,...) và đề xuất các giải pháp khắc phục ảnh
h−ởng (nếu có) của chúng đến phép xác định As(III) và As(V). Trong đó, đáng kể nhất là ảnh h−ởng của cacbonat đã đ−ợc khắc phục bằng cách trung hòa bằng HCl và/hoặc pha lỗng những mẫu phân tích có hàm l−ợng kiềm cao.
- Đã ứng dụng các điều kiện tối −u thu đ−ợc bằng thiết bị CE-C4D để phân
tích riêng rẽ As(III) và As(V) trong 54 mẫu n−ớc ngầm. Các kết quả này đều đ−ợc so sánh với ph−ơng pháp Quang phổ hấp thụ nguyên tử (HVG- AAS) hoặc ph−ơng pháp Khối phổ cảm ứng liên kết plasma (ICP-MS)
cho kết quả t−ơng quan rất tốt (R2 = 0,94).
- Đã tối −u hóa đ−ợc thiết bị CE-C4D khơng những có thể thực hiện phân
tích trong phịng thí nghiệm mà cịn có thể phân tích tại hiện tr−ờng bằng
cách sử dụng các ắc quy nạp lại đ−ợc cho toàn hệ thống. Thiết bị CE-C4D
cũng đã đ−ợc thử nghiệm phân tích As(III) và As(V) trong 14 mẫu n−ớc ngầm ngay tại hiện tr−ờng (xã Vạn Phúc - Thanh Trì - Hà Nội). Các mẫu này đều l−u lại và mang về phân tích trong phịng thí nghiệm để so sánh sự chuyển hóa giữa các dạng asen. Kết quả sơ bộ cho thấy đã có 38 ữ 72 % l−ợng As(III) chuyển hóa thành As(V) sau 48 giờ bảo quản ở nhiệt độ th−ờng. Điều này đã minh chứng việc thực hiện phân tích các dạng asen ngay tại hiện tr−ờng là rất −u việt.
25
Danh mục các cơng trình của tác giả đ∙ cơng bố có liên quan đến đề tμi luận án
1. Huong Thi Anh Nguyen, Pavel Kubáň, Viet Hung Pham, Peter C.
Hauser (2007), “Study of the determination of inorganic arsenic species by CE with capacitively coupled contactless conductivity detection”, Electrophoresis 28, pp. 3500 - 3506.
2. Pavel Kubáň, Huong Thi Anh Nguyen, Mirek Macka, Paul R.
Haddad, Peter C. Hauser (2007), “New fully portable Instrument for the versatile determination of cations and anions by capillary electrophoresis with contactless conductivity detection”,
Electroanalysis 19, pp. 2059 - 2065.
3. Pham Thi Thanh Thuy, Nguyen Thi Anh Huong, Pham Hung Viet
(2009), “Optimization for the determination of arsenic (V) in groundwater by portable capillary electrophoresis with contactless conductivity detection”, Proceeding of Analytica Vietnam
Conference Hanoi 19-20/3/2009, pp. 119-128.
4. Nguyen Thi Anh Huong, Pham Thi Thanh Thuy, Do Phuc Quan,
Peter C. Hauser, Pham Hung Viet (2009), “Determination of the inorganic arsenic species As(III) and As(V) in Hanoi groundwater by using portable capillary electrophoresis with contactless conductivity detection”, Proceedings of the Symposium on Science
and Technology for Sustainability, Nov. 2- 4, Gwangju Korea, pp.
32-49.