Chương 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.8. Xõy dựng qui trỡnh và ứng dụng phõn tớch mẫu
3.8.2.3. Kết quả phõn tớch mẫu thực
Phõn tớch lượng vết một số ion kim loại trong cỏc đối tượng mẫu thực tế, chỳng tụi lấy mẫu ở cỏc địa điểm và chuẩn bị mẫu theo (mục 2.6).
- Mẫu nước lấy khu vực Hồ Tõy - Hà Nội.
- Mẫu nước mặt (nước Hồ) ở xó Thạch Sơn, thị trấn Lõm Thao - Huyện Lõm Thao và xó Chu Húa - Thành phố Việt Trỡ - Phỳ Thọ.
- Mẫu nước thải của Cụng ty TNHH Thộp khụng gỉ Hà Anh , Cụng ty Nhà thộp tiền chế Tuấn Lõm, Cụng ty Cổ phần sơn HT- Sơn Nice thuộc khu cụng nghiệp Phố Nối - Hưng Yờn.
- Mẫu nước dằn tàu, nước biển tại cảng biển Hải Phũng.
3.8.2.3.1. Xỏc định Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+ trong mẫu thực lấy tại Hồ Tõy
Cỏc mẫu nước được lấy và chuẩn bị theo mục 2.6.2, dung dịch mẫu sau lọc để loại bỏ chất lơ lửng, cặn, lấy 500 ml điều chỉnh pH = 6, cho chạy qua cột chứa 1,0 gam vật liệu RHA-PAN, tốc độ 0,5 ml/phỳt, rửa cột bằng 50 ml dung dịch HNO3 loóng cú pH = 6, sau đú rửa giải cỏc ion kim loại Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+
bằng 15 ml HNO3 1 M với tốc độ 0,2 ml/phỳt, xỏc định bằng thiết bị phõn tớch F-
AAS, tớnh nồng độ của từng ion kim loại. Kết quả phõn tớch được trỡnh bày trong cỏc bảng 3.33.
3.8.2.3.2. Xỏc định Cu2+
, Pb2+, Zn2+, Cd2+ trong mẫu thực lấy tại cỏc địa điểm -
Phỳ Thọ
Cỏc mẫu nước được lấy và chuẩn bị theo mục 2.6, dung dịch mẫu sau lọc để loại bỏ chất lơ lửng, cặn, lấy 500 ml điều chỉnh pH = 6, cho chạy qua cột chứa 1,0
gam vật liệu RHA-PAN, tốc độ 0,5 ml/phỳt, rửa cột bằng 50 ml dung dịch HNO3
loóng cú pH = 6, sau đú rửa giải cỏc ion kim loại Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+ bằng 15 ml
HNO3 1 M với tốc độ 0,2 ml/phỳt, xỏc định bằng F-AAS, tớnh nồng độ của từng ion
Bảng 3.33. Kết quả phõn tớch một số mẫu nước Hồ Tõy - Hà Nội (n = 5)
Vật liệu N. tố Nồng độ ion kim loại (àg/l)
T1 T2 T3 T4 T5 RHA-PAN Cu2+ 16,0 ± 0,2 21,0 ± 0,2 17,8 ± 0,2 20,4 ± 0,1 23,3 ± 0,1 Pb2+ 30,2 ± 0,1 20,3 ± 0,9 22,4 ± 0,1 20,6 ± 0,2 24,5 ± 0,5 Zn2+ 42,6 ± 0,1 62,5 ± 0,2 36,7 ± 0,8 23,3 ± 0,1 29,9 ± 0,2 Cd2+ 11,1 ± 0,1 KPH 12,0±0,2 10,1 ± 0,4 12,0 ± 0,2
(cỏc mẫu từ T6 đến T25 được trỡnh bày trong bảng IV.2, phụ lục IV)
Kết quả phõn tớch hàm lượng Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+ trong cỏc mẫu nước thu
được trong bảng 3.33 cú độ tin cậy cao, sai số nhỏ và nằm dưới giới hạn cho phộp theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
Bảng 3.34. Kết quả phõn tớch một số mẫu nước khu vực tỉnh Phỳ Thọ (n = 5)
Vật liệu N. tố
Nồng độ ion kim loại (àg/l)
L1 L2 L3 L4 L5 RHA-PAN Cu2+ 26,2 ± 0,3 20,4 ± 0,9 19,6 ± 0,2 22,2 ± 0,3 21,6 ± 0,2 Pb2+ 18,1 ± 0,3 25,3 ± 0,2 18,2 ± 0,1 26,3 ± 0,1 25,4 ± 0,1 Zn2+ 42,5 ± 0,2 26,5 ± 0,1 20,4 ± 0,1 44,1 ± 0,2 31,7 ± 0,3 Cd2+ 12,2 ± 0,1 11,4 ± 0,3 10,8 ± 0,3 11,1 ± 0,2 10,9 ± 0,3
(cỏc mẫu từ L6 đến L25 được trỡnh bày trong bảng IV.3, phụ lục IV)
Kết quả phõn tớch xỏc định hàm lượng cỏc ion kim loại trong cỏc mẫu thực tế thu được trong bảng 3.34 cú sai số thấp nằm trong giới hạn cho phộp, hàm lượng cỏc ion kim loại khụng gõy độc hại và nằm trong giới hạn cho phộp so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
3.8.2.3.3. Xỏc định Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+ trong mẫu nước dằn tàu, nước biển. Sau khi lọc để loại bỏ phần cặn, tiếp đú điều chỉnh về pH = 6, tiến hành cho 500 ml mẫu qua cột chứa 1,0 g vật liệu RHA-PAN, với tốc độ nạp mẫu là 0,5 ml/phỳt, rửa cột bằng dung dịch cú pH = 6, sau đú rửa giải cỏc ion kim loại bằng 15
ml HNO3 1 M với tốc độ là 0,2 ml/phỳt. Hàm lượng cỏc ion kim loại được xỏc định
bằng thiết bị F-AAS. Kết quả thu được như trong bảng 3.35.
Bảng 3.35. Kết quả phõn tớch hàm lượng ion kim loại trong mẫu nước dằn tàu, nước biển
Nguyờn tố Nồng độ ion kim loại ((àg/l)
Hoàng Anh 1 Hoàng Anh 3 Pacific
Cu 13,5 ± 0,2 27,2 ± 0,4 33,8 ± 0,3
Pb 41,1 ± 0,2 45,8 ± 0,2 28,8 ± 0,2
Zn 87,6 ± 0,1 121,7 ± 0,4 100,2 ± 0,3
Cd 17,7 ± 0,6 45,0 ± 0,6 -
Nguyờn tố Mỹ Vương Vinachem Nước biển
Cu 33,1 ± 0,5 59,3 ± 1,1 40,2 ± 0,2
Pb 14,3 ± 0,5 33,7 ± 0,4 9,46 ± 0,1
Zn 2048 ± 1 2225 ± 2 47,9 ± 1,1
Cd 14,01 ± 0,1 10,8 ± 0,3 55,1 ± 0,3
Cỏc mẫu phõn tớch lấy trờn cỏc tàu mang tờn Hoàng Anh 1 (HA1), Hoàng Anh 3 (HA3), Pacific (PA), Mỹ Vương (MV), Vinachem (VC), nước biển (NB).
Đa số cỏc mẫu chứa nồng độ Cu,Pb, Cd, Zn đều nằm trong giới hạn cho phộp theo qui chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ. Cỏc mẫu nước dằn tàu Vinachem và Mỹ Vương cú hàm lượng Zn cao hơn giới hạn cho phộp về chất lượng nước biển ven bờ theo QCVN 10-MT:2015/BTNMT.
Nguyờn nhõn gõy ụ nhiễm Zn2+
cú thể do cỏc kột nước dằn tàu thường được mạ một lớp kẽm bờn ngoài dẫn đến việc một vài mẫu nước dằn tàu cú dấu hiệu ụ nhiễm.
3.8.2.3.4. Phõn tớch hàm lượng Cr(VI), Co2+, Ni2+ trong mẫu nước thải
Mẫu nước thải của Cụng ty TNHH Thộp khụng gỉ Hà Anh (kớ hiệu HA),
Cụng ty Nhà thộp tiền chế Tuấn Lõm (kớ hiệu TL) và Cụng ty Cổ phần sơn HT- Sơn Nice (kớ hiệu SN). Sau khi lấy mẫu được để lắng, lọc bỏ phần lơ lửng, thu lấy phần nước trong. Mẫu nước thải của mỗi Cụng ty làm hai thớ nghiệm.
- Thớ nghiệm 1: Lấy 500 ml mẫu nước thải, sau khi oxi húa hoàn toàn cỏc dạng
Crom thành Cr(VI) bằng (NH4)2S2O8 trong mụi trường H2SO4 cú mặt AgNO3 làm
xỳc tỏc, sau đú đuổi hết (NH4)2S2O8 dư, điều chỉnh dung dịch về pH =1. Cho mẫu
chảy qua cột chứa 1 gam vật liệu RHA-DPC với tốc độ 0,5 ml/phỳt, rửa cột bằng 50
ml dung dịch HNO3 loóng đó được điều chỉnh pH = 1, sau đú rửa giải bằng 15 ml
dung dịch HNO3 3 M, tốc độ rửa giải 0,5 ml/phỳt, đem xỏc định hàm lượng crom
bằng phương phỏp phõn tớch F-AAS.
- Thớ nghiệm 2: Lấy Lấy 500 ml mẫu, điều chỉnh dung dịch về pH = 5. Cho mẫu
chảy qua cột chứa 1,0 gam vật liệu RHA-DMG với tốc độ 0,5 ml/phỳt, rửa cột bằng
50 ml dung dịch HNO3 loóng đó được điều chỉnh pH = 5, sau đú rửa giải bằng 10
ml dung dịch HNO3 1 M, tốc độ rửa giải 0,5 ml/phỳt, đem xỏc định hàm lượng Co2+
và Ni2+ bằng phương phỏp phõn tớch F-AAS.
Mẫu nước thải của 3 cụng ty trờn được lấy thành 2 lần, cỏch nhau 30 ngày. Kết quả thu được ghi trong bảng 3.36 như sau :
Bảng 3.36. Kết quả xỏc định hàm lượng Cr, Co, Ni trong mẫu thực (n = 5)
Nguyờn tố
Nồng độ ion kim loại (àg/l)
Cụng ty Hà Anh (HA) Cụng ty Tuấn Lõm (TL) Cụng ty Sơn Nice (SN)
Lần 1 Lần 2 Lần 1 Lần 2 Lần 1 Lần 2
Crom 59,2 ± 0,4 60,2 ± 0,5 25,4 ± 0,6 26,1 ± 0,4 75,3 ± 0,5 75,6 ± 0,3
Co2+ 43,1 ± 0,1 49,2 ± 0,2 44,1 ± 0,5 48,3 ± 0,1 44,2 ± 0,3 5,2 ± 0,2
Từ bảng 3.36 ta thấy trong cỏc mẫu nước thải của cả ba cụng ty đều đó được xử lý tốt, nồng độ cỏc ion Cr, Ni, Co thấp so với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải cụng nghiệp QCVN 40:2015/BTNMT.
Nhận xột chung: Cỏc kết quả phõn tớch mẫu thực tế cho thấy, đa số cỏc mẫu
nước Hồ Tõy - Hà Nội, mẫu nước lấy thại Thạch Sơn, thị trấn Lõm Thao - Huyện Lõm Thao, mẫu nước lấy ở xó Chu Húa - Thành phố Việt Trỡ - Phỳ Thọ, mẫu nước dằn tàu, nước biển ở cảng biển Hải Phũng, nước thải tại một số Cụng ty thuộc khu
Cụng nghiệp Phố Nối - Hưng Yờn cú hàm lượng cỏc ion kim loại Cu2+
, Pb2+, Zn2+,
Cd2+, Cr, Co2+, Ni2+ nằm trong giới hạn cho phộp theo qui định về chất lượng nước
bề mặt, nước thải Cụng nghiệp, nước biển. Tuy nhiờn mẫu nước dằn tàu Vinachem và Mỹ Vương tại cảng biển Hải Phũng cú hàm lượng Zn vượt giới hạn theo QCVN 10-MT:2015/BTNMT về chất lượng nước biển ven bờ, do đú cần phõn tớch đỏnh giỏ một cỏch hệ thống để khuyến cỏo xử lý trước khi thải ra biển.
KẾT LUẬN
1. Lần đầu tiờn ở Việt Nam đó nghiờn cứu và xõy dựng được qui trỡnh biến tớnh vỏ trấu sau khi nhiệt thủy phõn trong mụi trường acid bằng thuốc thử hữu cơ thành vật liệu pha tĩnh sử dụng trong kỹ thuật chiết pha rắn để tỏch, làm giàu lượng vết cỏc ion kim loại.
2. Lần đầu tiờn đó điều chế được vật liệu RHK-EDTAD dựa trờn phản ứng giữa vỏ trấu sau khi kiềm húa với EDTAD trong mụi trường dimethylformamide.
3. Đó xỏc định được cỏc tớnh chất vật lý của vật liệu trước và sau khi biến tớnh, từ đú biết được thành phần húa học của vật liệu và sự tăng diện tớch bề mặt của vật liệu sau biến tớnh.
4. Dựa trờn cỏc điều kiện hấp phụ tĩnh, tiến hành xõy dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich, từ đú xỏc định được dung lượng hấp phụ cực đại đối với một số ion kim loại. Pb; Cu; Zn; Cd; Cr; Co; Ni.
5. Lần đầu tiờn xõy dựng qui trỡnh phõn tớch lượng vết một số ion kim loại cú trong mẫu nước bằng phương phỏp F-AAS kết hợp kỹ thuật chiết pha rắn (SPE). Độ chớnh xỏc, độ đỳng của phương phỏp được đỏnh giỏ qua cỏc thụng số như độ thu hồi, độ lặp, độ lệch chuẩn tương đối. Cỏc giỏ trị này đều nằm trong giới hạn cho phộp.
6. Đó ứng dụng qui trỡnh phõn tớch lượng vết cỏc ion kim loại Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Co, Ni trong mẫu nước Hồ Tõy - Hà Nội, nước ao, hồ ở Lõm Thao - Phỳ Thọ, nước thải ở Khu Cụng nghiệp Phố Nối - Hưng Yờn, nước dằn tàu biển và nước biển khu vực cảng Hải Phũng.
DANH MỤC CễNG TRèNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIấN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Đặng Ngọc Định, Trương Đắc Chớ, Nguyễn Minh Quớ, Phạm Thị Ngọc Mai,
Nguyễn Xuõn Trung (2013), “Nghiờn cứu khả năng hấp phụ một số kim loại nặng của vỏ trấu biến tớnh bằng phương phỏp quang phổ hấp thụ nguyờn tử”,
Tạp chớ húa học T.51(2C), tr.763-770.
2. Nguyễn Xuõn Trung, Đặng Ngọc Định, Phạm Thị Ngọc Mai (2013), “Tỏch,
làm giàu lượng vết Co2+, Ni2+ từ mẫu nước bằng vỏ trấu biến tớnh và xỏc
định bằng phương phỏp phổ hấp thụ nguyờn tử”, Tạp chớ Húa học
T51(6ABC), tr.592-597.
3. Đặng Ngọc Định, Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Xuõn Trung, Đàm Thị
Thanh Thủy (2014), “Nghiờn cứu quỏ trỡnh hấp phụ lượng vết Cu2+, Pb2+,
Zn2+, Cd2+ trờn vỏ trấu biến tớnh và ứng dụng phõn tớch dạng vết”, Tạp chớ
Khoa học - Đại học Quốc gia Hà Nội Tập 30, (5S), tr. 59-68.
4. Đặng Ngọc Định, Trương Thị Hương, Phạm Thị Ngọc Mai, Nguyễn Xuõn
Trung (2015), “Nghiờn cứu sử dụng vật liệu vỏ trấu biến tớnh làm vật liệu chiết pha rắn kết hợp với phương phỏp F-AAS để xỏc định lượng vết Crụm”,
Tạp chớ phõn tớch Húa, Lý và sinh học Tập 20, ( 3), tr.49-56.
5. Pham Thi Ngoc Mai, Nguyen Thi Hanh, Dang Ngoc Dinh, Nguyen Xuan
Trung (2015), “Determination of trace metals in ballast water by ICP-MS apter solid phase extraction using modified rice husk as adsorbents”,
Analytica Vietnam Conferrence 2015, p.103-108.
6. Nguyễn Xuõn Trung, Phạm Thị Ngọc Mai, Đặng Ngọc Định (2015),
“Nghiờn cứu tỏch, làm giàu và xỏc định lượng vết Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+ trờn vỏ trấu biến tớnh bằng dithizon”, Tạp chớ húa học 53(4E1), tr.78-82.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Nguyễn Bỏ Can (1962), Phũng bệnh húa chất, Nhà xuất bản Y học.
2. Trịnh Xũn Giản, Hồng Bạch Dương, Lờ Lan Anh, Nguyễn Thị Huệ, Vũ Đỡnh Lợi, Phạm Gia Mụn (1999), “Phương phỏp Von - Ampe hoà tan xỏc định vết thuỷ ngõn trong mẫu nước”, Tạp chớ Hoỏ, Lý và Sinh học, Tập 4 (3), tr.36-38. 3. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuõn Trung, (2003), Cỏc
phương phỏp phõn tớch cụng cụ, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
4. Phạm Luận (1998), Cơ sở của cỏc kỹ thuật xử lý mẫu phõn tớch, Trường ĐHTH Hà Nội.
5. Phạm Luận (2002), Cơ sở lý thuyết của phương phỏp phõn tớch phổ khối lượng
nguyờn tử, phộp đo phổ ICP-MS, Nhà xuất bản đại học khoa học tự nhiờn,
ĐHQG Hà nội.
6. Hoàng Nhõm (2002), Húa học vụ cơ Tập 3, Nhà xuất bản Giỏo dục, Hà Nội.
7. Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận (1990), Một số phương phỏp
phõn tớch điện hoỏ hiện đại, ĐHTH Hà Nội.
8. Lờ Ngọc Tố (2006), Độc tố và an toàn thực phẩm, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
9. Tạ Thị Thảo, Đỗ Quang Trung, Chu Xuõn Anh (2008), “Nghiờn cứu phương phỏp phõn tớch thống kờ đa biến đỏnh giỏ nguồn gốc và sự phõn bố hàm lượng kim loại nặng tại một số bói thu gom và xử lý rỏc thải điện, điện tử”, Tạp chớ
Hoỏ Lý và Sinh học Tập 13(2), tr. 96-102.
10. Đỗ Quang Trung (2002), Ứng dụng kỹ thuật chiết pha rắn để tỏch làm giàu và
xỏc định lượng vết thuỷ ngõn, asen trong nước, Luận ỏn tiến sỹ hoỏ học, Đại
học khoa học Tự Nhiờn, Đại học quốc gia Hà Nội.
11. Đỗ Quang Trung và cỏc cộng sự (2000), “Làm giàu lượng vết Hg(II) trờn nhựa Chelex- 100 và nhựa trao đổi catin acid mạnh Amberlite IR- 120”. Tuyển tập
cỏc cụng trỡnh khoa học, Hội nghị khoa học lần thứ hai - Ngành Húa học,
12. Đỗ Quang Trung và cỏc cộng sự (2001), “Preconcentration of Arsenic species in Environmental Water by solid phase extraction using metal-loaded chelating resins”, Ananalytical Sciences. Vol 17, p.1219-11222.
13. Đỗ Quang Trung và cỏc cụng sự (2002 ), “Nghiờn cứu điều kiện hấp phụ lượng
vết cỏc hợp chất As(III), As(V), Monomethylarsenic acid trờn La(OH)3 và ứng
dụng trong phõn tớch mụi trường”, Tạp chớ Húa học T.40, (3) , p.232-238. 14. Đỗ Quang Trung, Chu Xuõn Anh, Nguyễn Xuõn Trung, Yuta Yasaka Masamori
Fujita , Minoru Tanaka (2002), “Khảo sỏt điều kiện chiết pha rắn để làm giàu
lượng vết Arsen hữu cơ trong dung dịch cú độ muối cao”, Tạp chi húa học
T.40. (3), tr. 84-87.
15. Nguyễn Xuõn Trung và cỏc cộng sự (2006), “Xỏc định lượng vết Hg(II) bằng
phương phỏp chiết pha rắn và von ampe hũa tan”, Tạp chớ KHOA HỌC
ĐHQG Hà Nội, KHTN&CN, T.XXII, (3A PT), tr. 222-230.
16. Nguyễn Xuõn Trung, Lờ Minh Đức, Phạm Hồng Quõn (2008), “Xỏc định lượng vết Cu(II), Zn(II) trong nước bằng phương phỏp chiết pha rắn và quang phổ
hấp thụ nguyờn tử kỹ thuật ngọn lửa”, Tạp chớ Húa, Lý và Sịnh học Tập 13,
(4), tr. 58-68.
17. Nguyễn Xuõn Trung, Nguyễn Thị Quyờn, Phạm Hồng Quõn (2008), “Xỏc định
lượng viết cỏc ion: Cu2+, Pb2+, Cd2+ trong mẫu nước bằng phương phỏp quang
phổ hấp thụ nguyờn tử - chiết pha rắn”, Tạp chớ phõn tớch, Húa lý và Sinh học
Việt Nam T13, (3), tr. 61-66.
18. Nguyễn Xuõn Trung, Phạm Hồng Quan, Tạ Thị Thảo, Nguyễn Tiến Luyện (2010), “Nghiờn cứu khả năng tỏch và xỏc định lượng vết As(III), As(V) bằng kỹ thuật chiết pha rắn và phương phỏp quang phổ hấp thụ nguyờn tử hidrua
húa( HVG-AAS-SPE)”, Tạp chớ phõn tớch Húa, Lý và Sinh học Tập 15 (3),
tr.42-48.
19. Nguyễn Xuõn Trung, Tạ Thị Thảo, Phạm Hồng Quõn, Nguyễn Thị Thu Hằng (2009), “Phõn tớch tổng hàm lượng As vụ cơ trong mẫu nước ngầm ở Nam Tõn, Nam Sỏch, Hải Dương bằng phương phỏp phổ hấp thụ nguyờn tử sử dụng kỹ thuật hiđrua húa (HVG-AAS)”, Tạp chớ Hoỏ học Tập 47(2A), tr.308-313.
20. Nguyễn Xuõn Trung, Vũ Văn Tuõn, Phạm Hồng Quõn, Tạ Thị Thảo (2008), “Nghiờn cứu ứng dụng kỹ thuật chiết pha rắn và phương phỏp quang phổ hấp thụ nguyờn tử húa hơi lạnh làm giàu và xỏc định lượng vết Hg (II) trong nước”, Tạp chớ Húa học T.46, (5A), tr.124-128.
Tiếng Anh
21. A.Ali, X. Yin, H. Shen, Y.Ye, X.Gu (1999), “1,10-Phenantroline as a complexing agent for on-line sorbent extraction preconcentration for flow
injection -flame atomic absorption spectrometry”, Anal.Chim Acta, (392),
p. 283.
22. Ali Mohammad, Haji Shabani, and Navid Nasirizdel (2006), “Preconcentration, speciation and determination of ultra trace amounts of mercury by using dithizon modified dithizon naphthalene membrane disk/electron beam
irradiation and cold vapor atomic absorption spectrometry”, Journal of
Hazardous Materials Vol 35, pp. 468-475.
23. L. Aduna de Paz, A. Alegria, R. Barber& R. Far & M. J. Lagarda (1997),