3.2.3.1 Chuẩn bị mẫu
- Mẫu bùn lắng được lấy ở kênh Tàu Hủ lúc nước ròng, sau đó loại bỏ rác bẩn, gạn bỏ bớt phần nước rồi trữ trong bình thủy tinh có nắp đậy kín, để trong ngăn mát của tủ lạnh.
- Do quá trình làm khô mẫu có thể gây mất mát hay nhiễm bẩn thủy ngân trong mẫu nên tôi tiến hành phân tích ngay trên mẫu còn ướt.
- Trước mỗi lần lấy mẫu để phân tích cần dùng đũa thủy tinh khuấy đều cho đến khi mẫu đồng nhất.
3.2.3.2 Khảo sát thể tích KMnO4 6% w/v cần dùng
Khi xử lý 1 gram bùn lắng, do trong mẫu chứa nhiều hợp chất hữu cơ nên để màu tím của dung dịch bền trong 15 phút thì lượng dung dịch KMnO4 6% w/v cần dùng nhiều hơn so với khi xử lý dung dịch chuẩn thủy ngân. Như vậy tùy theo đối tượng mẫu chứa ít hay nhiều thành phần hữu cơ mà điều chỉnh lượng KMnO4 cho phù hợp. Thể tích dung dịch KMnO4 6% w/v cần dùng khi xử lý 1 g bùn lắng là 15mL.
3.2.3.3 Khảo sát thời gian đun mẫu
Để tìm được thời gian tối ưu cần cho việc oxi hóa hoàn toàn mẫu bùn lắng tôi thực hiện đun mẫu trong 1 giờ và 2 giờ. Mẫu được đựng trong erlen 250 mL đậy kín bằng màng PE, phía trên là mặt kính đồng hồ và xử lý theo quy trình đã được tối ưu trên dung dịch chuẩn thủy ngân. Quá trình phân hủy mẫu thực hiện trong bể đun cách thủy ở nhiệt độ 95oC. Khi đặt erlen vào bể đun, mực nước trong bể phải cao hơn mặt dung dịch trong erlen để đảm bảo toàn bộ mẫu trong erlen được đun nóng
53
Bảng 3.4: Hiệu suất thu hồi Hg2+ trên mẫu bùn lắng khi thay đổi thời gian đun mẫu Thời gian đun Lượng cân (g) Hg thêm (ng) Hg tìm thấy (ng) Hàm lượng Hg (ng/g) Hg thu hồi (ng) Hiệu suất thu hồi 1 giờ 1.059 0 85.23 1.049 0 86.07 1.045 0 85.03 TB: 85.44±0.55 1.049 100.71 196.89 107.26 106.5 1.035 100.66 193.21 104.78 104.1 2 giờ 1.031 0 85.79 1.055 0 84.33 1.025 0 83.91 TB: 84.68±0.99 1.023 100.99 191.24 104.61 103.6 1.049 100.79 190.85 102.02 101.2 Nhận xét:
Từ thực nghiệm cho thấy với thời gian đun 1 giờ hay 2 giờđều cho kết quả hàm lượng thủy ngân tương đương nhau và hiệu suất thu hồi đều đạt xấp xỉ 100%. Điều
đó chứng tỏ với thời gian đun là 1 giờ đã đủ để oxi hóa hoàn toàn các chất hữu cơ
có trong 1 gam bùn lắng và không gây mất mát thủy ngân. Vì vậy có thểđun mẫu trong 1 giờ hay 2 giờđều được, tuy nhiên nên chọn thời gian đun ngắn để tiết kiệm thời gian xử lý mẫu.
3.2.3.4 Khảo sát thể tích (NH2OH)2SO4 12% w/v cần dùng
Khi xử lý 1 gram bùn lắng lượng KMnO4 cần dùng nhiều hơn so với khi xử lý dung dịch chuẩn thủy ngân nên lượng hydroxylamine cần dùng để hòa tan MnO2 cũng nhiều hơn. Thể tích (NH2OH)2SO4 12% w/v cần dùng là 6 mL.
Sau khi khảo sát để tìm các điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý mẫu bùn lắng trên dung dịch chuẩn thủy ngân và ngay trên nền mẫu bùn lắng rút ra được quy trình xử lý mẫu như sau và tôi sẽ tiến hành các thí nghiệm cũng như xử lý các kết quả thí nghiệm thu được đểđịnh trị quy trình vừa tối ưu.
54
Quy trình đã được tối ưu:
Dùng đũa thủy tinh khuấy đều mẫu bùn lắng trữ trong ngăn mát tủ lạnh đến khi bùn lắng tạo thành một khối sệt, đồng nhất. Cân 1gram mẫu bùn lắng đã đồng nhất vào erlen sạch và khô, tránh để mẫu dính vào thành bình vì phần mẫu này khó tiếp xúc với acid khi xử lý mẫu. Thêm từ từ 6 mL H2SO4 đặc vào, lắc đều cho bùn lắng rã ra. Sau đó thêm 3 mL dung dịch HNO3 đặc, lắc đều. Thêm 10 mL dung dịch KMnO4 6%, lắc đều. Nếu màu tím không bền trong 15 phút, tiếp tục thêm từng 1 mL dung dịch KMnO4 cho đến khi màu tím bền trong 15 phút. Kế tiếp thêm 4 mL K2S2O8 6%, lắc đều, đậy erlen bằng mặt kính đồng hồ. Cho erlen vào bể đun cách thủy đang ở nhiệt độ 95oC, đun trong 1 giờ. Sau 1gram, lấy erlen ra khỏi bểđun, để
nguội đến nhiệt độ phòng. Thêm thật từ từ dung dịch (NH3OH)2SO4 6% và lắc đều cho đến khi chất rắn màu đen vửa tan hết. Gạn lấy phần dung dịch cho vào ống ly tâm, phần chất rắn không tan được rửa sạch bằng nước cất. Gộp phần nước rửa này với dung dịch thu được, ly tâm lấy phần dung dịch trong. Dung dịch sau thu được sau khi xử lý mẫu dùng để phân tích xác định hàm lượng thủy ngân.
55
Hình 3.5: Quy trình xử lý mẫu bùn lắng đã tối ưu theo EPA
Cân 1g bùn lắng đã được đồng nhất vào erlen, tránh để mẫu dính vào thành erlen
Thêm 6 mL H2SO41:1 v/v, đểyên 1 phút, lắc đều
Thêm 3 mL HNO3đặc, lắc đều
Đặt erlen vào chậu nước. Thêm từ từ 10 mL dung dịch KMnO4 6%, lắc đều. Dùng mặt kính đồng hồđậy miệng erlen. Để yên 15 phút.
Nếu dung dịch trong erlen không còn màu tím, thêm tiếp 5 mL KMnO4 6%, lắc đều. Đậy miệng erlen, để yên 15 phút
Thêm 4 mL dung dịch K2S2O8 6%, lắc đều.Dùng mặt kính đồng hồ đậy kín miệng erlen. Để yên 15 phút.
Đun cách thủy 1 giờ ở95oC
Làm nguội erlen. Thêm 6 mL dung dịch (NH2OH)2SO4 12%, lắc đều cho đến khi kết tủa MnO2 tan hết
Lấy phần dung dịch + nước tráng rửa erlen đi ly tâm. Lấy phần dung dịch trong cho vào hủ nhựa, thêm nước cất đến 100g.
56