CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
2.2. Phương pháp xử lý mẫu trầm tích
Trên cơ sở của phương pháp xử lý mẫu theo US EPA 7471A– Phương pháp xử lý mẫu bùn, trầm tích và mẫu đất để xác định hàm lượng kim loại bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử, TCVN 5989-1995: Xác định thủy ngân tổng số bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa Phương pháp sau khi vô cơ hóa với pemanganat – pesunfat. Cơ sở của phương pháp là sử dụng dung dịch nước cường toan (hỗn hợp 3 phần thể tích HCl với 1 phần thể tích HNO3) để oxi hóa và hòa tan mẫu, tách chiết kim loại có trong mẫu.
2.2.2. Qui trình xử lý đề xuất
Trên cơ sở của tiêu chuẩn xử lý mẫu theo US EPA 7471A– Phương pháp xử lý mẫu bùn, trầm tích và mẫu đất để xác định hàm lượng kim loại bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử, TCVN 5989 – 1995 : Xác định thủy ngân tổng số bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa Phương pháp sau khi vô cơ hóa với pemanganat – pesunfat chúng tôi có được qui trình xử lý mẫu sơ bộ như sau:
Lớp KSCNSH 0801 - Khoa CNSH 16 Viện Đại Học Mở Hình 1. Sơ đồ đề xuất qui trình xử lý mẫu trầm tích
2.2.3. Khảo sát các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu trầm tích để phân tích Hg bằng AAS
Từ sơ đồ qui trình xử lý mẫu trầm tích để xác định hàm lượng Hg trong mẫu cho thấy, hàm lượng thủy ngân trong quá trình xử lý mẫu phụ thuộc vào nhiệt độ xử lý mẫu, thời gian đun mẫu và thể tích nước cường toan thêm vào trong quá trình xử lý. Để xác định mức độ ảnh hưởng và điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý, chúng tôi đã tiến hành khảo sát bằng cách xử lý và phân tích mẫu trong điều kiện thay đổi các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý.
Mẫu xử lý là mẫu trầm tích được lấy tại lưu vực sông sau đó bảo quản trong điều kiện nhiệt độ thấp, mẫu không làm khô.
Mẫu thêm chuẩn trong trường hợp xác định hàm lượng thủy ngân tương tự như mẫu không thêm chuẩn nhưng được bổ sung thêm 1ml dung dịch
Mẫu (0.2g)
Bình nón thể tích 250ml
5 ml nước Nước cường toan
Làm nguội
Tiến hành xử lý mẫu theo phương pháp xử lý mẫu phân tích thủy ngân trong
nước
Thêm 50 ml nước Bình nón thể tích 250ml
Đun nóng bình chứa mẫu
Lớp KSCNSH 0801 - Khoa CNSH 17 Viện Đại Học Mở chuẩn thủy ngân với nồng độ 1mg/l trực tiếp vào 0.2g mẫu trầm tích khi bắt đầu tiến hành xử lý mẫu.
2.2.3.1. Lựa chọn thế tích nước cường toan thêm vào mẫu
Nước cường toan thêm vào mẫu nhằm mục đích hòa tan kim loại có trong mẫu, thể tích nước cường toan cần thiết phụ thuộc vào hàm lượng kim loại có trong mẫu. Ngoài thủy ngân nó còn phản ứng và hòa tan được hầu hết các kim loại khác. Do đó, trong phạm vi của đề tài, chúng tôi lựa chọn giá trị thể tích nước cường toan dùng để xử lý mẫu trên cơ sở tham khảo từ tiêu chuẩn xử lý US EPA 7471A, chọn giá trị thể tích nước cường toan là 5ml.
2.2.3.2. Lựa chọn nhiệt độ xử lý mẫu trầm tích.
Trong xử lý và phân tích thủy ngân trong mẫu trầm tích, khi thêm nước cường toan vào mẫu xử lý, nếu mẫu có chứa thủy ngân sẽ bị hòa tan hoàn toàn. Để tăng tốc độ hòa tan kim loại trong mẫu thì ta có thể gia nhiệt bằng cách đun nóng bình phản ứng. Khi thêm nước cường toan vào mẫu, trong môi trường axit mạnh, thủy ngân bị hòa tan và tương đối ổn định do đó ta có thể nâng nhiệt độ xử lý để tăng tốc đô phản ứng và hòa tan kim loại. Theo tiêu chuẩn xử lý US EPA 7471A, tiêu chuẩn phân tích mẫu TCVN 5989 – 1995, ở nhiệt độ 95oC là nhiệt độ tối ưu cho quá trình xử lý mẫu. Do đó, ta chọn nhiệt độ tối ưu để xử lý mẫu là 95oC.
2.2.3.3. Khảo sát thời gian xử lý mẫu.
Mẫu trầm tích sau khi thu nhận được về phòng thí nghiệm, tiến hành chuẩn bị mẫu xử lý bao gồm 1 mẫu trầm tích không thêm chuẩn và 5 mẫu trầm tích có thêm dung dịch thủy ngân tiêu chuẩn vào mẫu với hàm lượng như nhau là 1àg. Bằng cỏch cố định cỏc yếu tố của quỏ trỡnh xử lý bao gồm, nhiệt độ xử lý ở 95oC, thể tích nước cường toan là 5ml. Tiến hành xử lý các mẫu trên trong điều kiện thời gian xử lý khác nhau, phân tích xác định hàm lượng kim loại Hg thu được, ta có bảng kết quả phân tích như sau:
Lớp KSCNSH 0801 - Khoa CNSH 18 Viện Đại Học Mở Bảng 1. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian xử lý mẫu
Thời gian xử lý mẫu
Kết quả 1 phút 2 phút 3 phút 4 phút 5 phút Mẫu không
thờm chuẩn Hg (àg) <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 Mẫu thêm
chuẩn Hg (àg) 0.99 0.98 1.01 1.01 0.97
Hình 2. Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng theo thời gian
Từ bảng kết quả phân tích và biểu đồ cho thấy tốc độ hòa tan mẫu ở điều kiện trên tương đối nhanh, do nước cường toan là dung dịch oxy hóa rất mạnh trong khi hàm lượng thủy ngân trong mẫu không có, chủ yếu là thủy ngân thêm vào trong quá trình xử lý nên hầu hết thủy ngân đã bị hòa tan ngay khi thêm nước cường toan vào mẫu. Do đó để đảm bảo hiệu suất xử lý mẫu trong
Lớp KSCNSH 0801 - Khoa CNSH 19 Viện Đại Học Mở trường hợp mẫu có chứa thủy ngân, ta chọn giá trị thời gian xử lý mẫu là 2 phút.