2.2.4.1. Phân tích thành phần hóa học của mẫu nước ngầm
Các chỉ tiêu phân tích tại hiện trường:
- pH, EC, DO, to: sử dụng các điện cực đo hiện trường bằng thiết bị đo của hãng Hach.
- Tách As(III) và As(V): sử dụng cột trao đổi ion nhôm silicat: mẫu nước được bơm
qua màng xenlulo axetat 0,2 μm kết nối với cột tách nhôm silicat để tách riêng As(III) ra khỏi As(V). Tốc độ nước chảy qua cột tách là 5-6 mL/phút. As(V) được lưu giữ lại trên cột, As(III) chảy qua cột và chứa vào lọ. Mẫu nước ngầm nguyên dạng được dùng
để phân tích As tổng số. Mẫu nước chứa As(III) sẽ dùng để phân tích hàm lượng As(III), hàm lượng As(V) được tính bằng hiệu của As tổng và As(III) [57].
- Chuẩn độ kiềm: độ kiềm được xác định bằng phương pháp chuẩn độ GRAN với
dung dịch chuẩn HCl 0,05M ngay tại hiện trường [75].
- Phân tích Fe2+: được xác định theo phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử. Xác định
Fe(II) theo nguyên tắc tạo phức màu hồng giữa Fe2+ trong dung dịch với thuốc thử ferrozin (axit 3-/2-piridin)-5,6-bis/4-phenyl sunfonic)-1,2,4 triazin), phức này bền mầu trong khoảng pH từ 4-10, tuy nhiên pH 5,6 là tối ưu nhất. Đo mật độ quang ở bước sóng 562 nm bằng thiết bị UV-Vis hiện trường; Giới hạn phát hiện của phương pháp là 1,8 µM [ 77].
- Phân tích PO43-: được xác định theo phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử. Nguyên
tắc của phương pháp là amoni molipdat và kali antimon tactrat phản ứng với PO43- tạo thành axit dị đa photphomolipdic. Và sau đó phức này bị khử sang màu xanh molipden dưới tác dụng của axit ascobic. Đo mật độ quang ở bước sóng 800 nm bằng thiết bị UV- Vis hiện trường. Giới hạn phát hiện của phương pháp là 1,1 µM [74].
Các chỉ tiêu phân tích trong phòng thí nghiệm:
- Tổng nồng độ cation trong nước ngầm (As, Fe, Mn, Ca, Mg, K, Na) được xác
định bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử, sử dụng máy AA-6800. Các kim loại As, Fe, Mn , Mg, Ca được phân tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. Các kim loại Na, K được phân tích bằng phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử. As(III) và As(T) được phân tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hydrua hóa.
Kỹ thuật hydrua hóa asen trước khi phân tích bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử:
Trong nước, asen vô cơ hoà tan có thể tồn tại ở dạng As(III) hay As(V). Trước tiên, As(V) được khử về As(III) nhờ dung dịch NaI 50% và axit ascobic 10%. Tiếp theo, As(III) được hydrua hóa nhờ hydro mới sinh (được tạo bởi phản ứng NaBH4
với axít HCl) thành khí asin (AsH3). Các phản ứng xảy ra như sau: H3AsO4 + 2 NaI + 2 HCl = H3AsO3 + I2 + 2 NaCl + H2O
Khí AsH3 được phân tích bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử theo nguyên lý sau: dòng khí argon mang khí asin tới bộ phận nguyên tử hoá mẫu để tạo ra các đám hơi nguyên tử tự do. As nguyên tử sẽ hấp thụ bước sóng đặc trưng (193,7 nm) từ đèn catốt rỗng As và tạo ra phổ hấp phụ. Cường độ hấp thụ được đo nhờ hệ thống quang phổ và detectơ. Phương pháp này xác định được hàm lượng As tổng As(T). Hàm lượng As(III) trong mẫu nước được tách nhờ cột tách nhôm silicat. Kết quả sau khi phân tích xác định hàm lượng As(T) và As(III), hàm lượng As(V) được tính toán theo công thức: As(V) = As(T) - As(III).
Bảng 2.5. Bảng giới hạn định lượng của các nguyên tố kim loại sử dụng phương pháp phân tích AAS Nguyên tố As µg/L Fe mg/L Mn mg/L Ca mg/L Mg mg/L K mg/L Na mg/L Giới hạn định lượng 1 0,02 0,05 0,02 0,04 0,006 0,007 - Phân tích khí mêtan (CH4)
Mẫu nước chứa khí mêtan hòa tan được để ra nhiệt độ phòng cho tan đá và cân băng lỏng khí đạt được. Sử dụng xylanh lấy 0,2ml khí và bơm vào máy sắc ký khí. Phép phân tích mêtan sử dụng cột thủy tinh nhồi chất hấp phụ là hạt rây phân tử Molecular sieve 5A (60-80 mesh) và detectơ dẫn nhiệt (TCD). Detectơ TCD hoạt động dựa trên nguyên tắc đo liên tục độ dẫn nhiệt của khí mang (tinh khiết hoặc khí mang có chứa các cấu tử mẫu cần tách) giữa buồng đo và buồng so sánh mà trong đó có lắp các dây điện trở theo kiểu cầu Wheastone (LOQ = 0,01mM).
- Phân tích amoni (NH4+)
Để phân tích hàm lượng amoni trong nước, sử dụng thuốc thử nitropruside và máy quang phổ UV-Vis. NH4+ phản ứng với thuốc thử nitropruside, natri citrat và natri diclorocyanuaric tạo ra phức màu xanh có cực đại hấp thụ ở bước sóng 690 nm (LOQ = 5,6 µM) [65].
- Phân tích các anion: F-, Cl-, Br-, NO3-, SO42-
ký trao đổi ion trên thiết bị Shimadzu LC20AD/HIC-20A super. Các anion trong mẫu nước được tách ra khỏi nhau sau khi đi qua cột tách và được phát hiện bởi detector độ dẫn CDD. Giới hạn định lượng tương ứng là: F- 0,025mg/L, Cl- 1mg/L, Br- 0,05mg/L; NO3- 0,2mg/L; SO42- 0,2mg/L.
2.2.4.2. Phân tích thành phần hóa học dịch chiết
Các chỉ tiêu trong dịch chiết được xác định tương tự như với mẫu nước ngầm Dịch chiết được tiến hành phân tích các chỉ tiêu Fe(II), Fe(T), As(III), As(T) theo các phương pháp như với mẫu nước ngầm.