2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.2. Các phương pháp đo, định lượng
a) Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật hóa hơi lạnh CV - AAS
Các dạng của thủy ngân trong mẫu khi chuyển về Hg2+ bằng quy trình xử lý mẫu thích hợp được định lượng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật h a hơi lạnh, sử dụng tác nhân khử SnCl2.
Các phép định lượng Hg2+ trong dung dịch được thực hiện trên thiết bị phân tích thủy ngân bán tự động Model Hg 201 sản xuất tại Nhật Bản (Model Hg-201 Semi-automated Mercury Analyzer - Sanso Seisakusho Co.
Ltd.,Tokyo, Japan), tại phòng Hóa phân tích, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Quy trình hoạt động của thiết bị được thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất [56] như sau:
39
Hút chính xác một thể tích dung dịch mẫu cho vào bình phản ứng (5mL), một lượng dư dung dịch SnCl2 10% (0,5mL) được hệ thống bơm tự động liên tục vào bình phản ửng để khử Hg2+ về thủy ngân nguyên tử trạng thái hơi :
Hg2+ + SnCl2 Sn4+ + Hg0 + 2Cl-
Hơi thủy ngân tạo ra từ bình phản ứng được đẩy ra do áp lực không khí và cho qua bình chứa dung dịch NaOH 1M để loại hơi axit. Quá trình này được thực hiện tuần hoàn trong hệ với khoảng thời gian nhất định (30 giây) bằng hệ van bốn chiều với tốc độ dòng khí là 1- 1,5 lít/phút quay một g c 90 độ để làm giàu và thu được tối đa lượng hơi thủy ngân trong bình phản ứng. Hơi thủy ngân sau khi làm giàu được dẫn qua bình đá để loại hơi nước rồi chuyển vào cuvet thạch anh nằm trên chùm sáng của đèn catot rỗng. Thu toàn bộ chùm sáng, phân li và chọn một vạch phổ hấp thụ c bước s ng đặc trưng của thủy ngân là 253,7nm để đo cường độ hấp thụ nhờ máy quang phổ hấp thụ nguyên tử, chỉ thị tín hiệu được ghi trên bộ tự ghi các pic hấp thụ. Sơ đồ khối thiết bị đo được mô tả ở hình 2.1
Hình 2.1: Sơ đồ khối của thiết bị phân tích thủy ngân
- Các điều kiện đo của thiết bị phân tích thủy ngân được tổng hợp ở bảng 2.1.
40
Bảng 2.1: Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thủy ngân Nguồn sáng Đèn thủy ngân MU25L - VQ
Bước sóng 253,7 nm
Độ nhạy 8,5
Thời gian đo 60 giây
Thể tích mẫu đo (mL) 5mL
b) Phương pháp sắc ký khí GC/ECD
Một trong các phương pháp được nhiều nh m nghiên cứu sử dụng để định lượng metyl thủy ngân là phương pháp sắc ký khí (GC) sử dụng cột nhồi (packed column) hoặc cột mao quản (capillary column) chuyên dụng với chiều dài, độ dày màng pha tĩnh thích hợp kết hợp detector cộng kết điện tử (ECD) hoặc khối phổ (MS) [45, 59, 60].
Với điều kiện hiện c của phòng thí nghiệm, luận án thực hiện khảo sát quy trình phân tích metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD sử dụng cột mao quản DB 608 (30m x0,25mm x 0,25m). Các phép đo được thực hiện trên máy GC/ECD,Varian 4500 (Mỹ) tại Phòng thí nghiệm Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Hình 2.2 mô tả sơ đồ khối thiết bị đo GC/ECD.
Hình 2.2: Sơ đồ khối thiết bị GC c) Phương pháp nhiễu xạ tia X
Phương pháp nhiễu xạ tia X [61, 62] cung cấp các thông tin về thành phần pha và cấu trúc của mẫu. Khi chiếu một chùm tia X vào mẫu, điện từ
41
trường của tia X sẽ tương tác với các nguyên tử nằm trong mạng tinh thể. Các tia khuếch tán từ tương tác này c thể giao thoa với nhau. Nếu gọi góc tới của tia X với mặt phẳng tinh thể là thì sự giao thoa chỉ có thể xảy ra nếu phương trình Bragg được thỏa mãn:
2dsinn
Trong đ :
n là bậc nhiễu xạ và có giá trị nguyên (n = 1,2,3,...)
λ là chiều dài bước sóng bức xạ tia X
d là khoảng cách giữa hai mặt mạng tinh thể cạnh nhau
ɵ là góc chiếu tia X
Việc đo các cực đại nhiễu xạ tia X theo góc khác nhau sẽ cho phép xác định được hằng số d đặc trưng cho cấu trúc pha của mẫu. Do vậy, cấu trúc pha của mẫu được xác định dựa vào các đỉnh nhiễu xạ 2θ đặc trưng.
Giản đồ nhiễu xạ tia X dùng để xác định sự thay đổi cấu trúc pha của mẫu trước và sau khi thực hiện các quá trình chiết trong nghiên cứu này. Phép đo nhiễu xạ tia X được thực hiện trên máy D8 Advance Bruker tại Phòng Hóa phân tích - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.