Nghiên cứu xây dựng quy trình xác định các kim loại nặng và kim loại quý trong bùn của các sông bị ô nhiễm nặng ppt

Số hiệu Danh mục TrangBảng 23 Sự phụ thuộc của mật độ quang D vào thời gian t 54 Bảng 24 Sự phụ thuộc của mật độ quang D vào pH 55 Bảng 25 Khảo sát phạm vi tuyến tính của phép đo Hg II 5

báo cáo tổng kết đề tài

nghiên cứu xây dựng qui trình xác định các kim loại nặng và kim loại quí trong bùn

c¸c c¬ quan phèi hîp

1 ViÖn C«ng nghÖ X¹ hiÕm

2 Héi Ho¸ häc ViÖt Nam

3 C«ng ty M«i tr−êng §« thÞ Hµ Néi

4 Khoa Hãa - §¹i häc Quèc gia Hµ Néi

nh÷ng ng−êi thùc hiÖn chÝnh

1 Tr−¬ng §×nh KiÒu: Cö nh©n ho¸ - ViÖn KH & CN Má - LuyÖn kim

2 Bïi Thu Hµ : Cö nh©n ho¸ - ViÖn KH & CN Má - LuyÖn kim

3 Phan Thanh Hµ : Cö nh©n ho¸ - ViÖn KH & CN Má - LuyÖn kim

1.3.5 Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch quang phæ hÊp thô nguyªn tö

(F-AAS)

17

1.4 C¸c ph−¬ng ph¸p t¸ch vµ lµm giµu c¸c kim lo¹i

nÆng, kim lo¹i quý

18

3.1.2.1 ảnh hưởng của nhiệt độ đến kết quả phân huỷ mẫu 25 3.1.2.2 ảnh hưởng của thời gian đến kết quả phân huỷ mẫu 26 3.1.2.3 ảnh hưởng của tỷ lệ mẫu so với dung môi hoà tan, tỷ lệ rắn -

lỏng (R/L) đến kết quả phân huỷ mẫu

3.2 Phương pháp Quang phổ hấp thụ Nguyên tử

(F-AAS) xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd, Mn,Ag và Au

31

3.2.1.1 Vạch đo 31

3.2.5 Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng các kim loại

nặng và kim loại quý

3.2.8 Tổng hợp các điều kiện, xác định hàm lượng các kim loại

nặng và kim loại quý bằng phương pháp (F-AAS)

52

3.3 Phương pháp trắc quang xác định hàm lượng

Hg

53

3.3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng tạo phức Hg 54

3.3.4.1 Sai số của phép đo (sai số phần trăm - % tương đối) 61

3.3.5.1 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Hg (II) 63

3.3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Hg

(II)

65

3.3.5.4 Khảo sát khả năng rửa giải Hg (II) bằng axít (HCl) 67

3.3.5.5 Khảo sát khả năng rửa giải Hg (II) bằng Natrihydroxit

(NaOH)

68

3.3.5.6 Khảo sát khả năng rửa giải Hg (II) theo phân đoạn 68

3.3.6 Tổng hợp các điều kiện tối ưu để xác định hàm lượng Hg

(II) bằng phương pháp trắc quang

69

4.1 Phân tích mẫu bùn thải theo phương pháp

đường chuẩn và phương pháp thêm chuẩn

Mục lục bảng

Bảng 1 Sơ đồ lấy mẫu bùn của các sông nội thành Hà Nội 24

Bảng 10 ảnh hưởng của các cation nhóm kim loại kiềm và kiềm

Bảng 22 Sự phụ thuộc của mật độ quang (D) vào bước sóng (λ) 54

Số hiệu Danh mục Trang

Bảng 23 Sự phụ thuộc của mật độ quang (D) vào thời gian (t) 54 Bảng 24 Sự phụ thuộc của mật độ quang (D) vào pH 55 Bảng 25 Khảo sát phạm vi tuyến tính của phép đo Hg (II) 56 Bảng 26 ảnh hưởng của Mg2+, Ca2+ và Al3+ đến phương pháp

xác định thuỷ ngân Hg (II)

57 Bảng 27 ảnh hưởng của Zn2+

Bảng 31 Kết quả phương sai và hệ số biến động của mẫu (sau

khi tiến hành xử lý thống kê các kết quả theo Bảng 30)

63

Bảng 32 ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Hg (II) 64 Bảng 33 ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Hg (II) 65 Bảng 34 Khả năng hấp phụ Hg (II) của than hoạt tính 66 Bảng 35 Khả năng rửa giải Hg (II) bằng axít Clohydric (HCl) 67 Bảng 36 Khả năng rửa giải Hg (II) bằng Natri Hydroxit (NaOH) 68 Bảng 37 Khả năng rửa giải Hg (II) theo phân đoạn 69 Bảng 38 Các điều kiện tối ưu để xác định hàm lượng Hg (II) 70 Bảng 39 Kết quả xác định hàm lượng của các kim loại nặng và

kim loại quý theo phương pháp đường chuẩn và phương

pháp thêm chuẩn

72

Bảng 40 So sánh kết quả xác định hàm lượng các kim loại nặng

và kim loại quý giữa Viện KH và CN Mỏ Luyện kim

với Viện KH và CN Môi trường Bách Khoa

75

Mục lục Hình

Hình 1 ảnh hưởng của nhiệt độ đến kết quả phân huỷ mẫu 25 Hình 2 ảnh hưởng của thời gian đến kết quả phân huỷ mẫu 26 Hình 3 ảnh hưởng của tỷ lệ rắn lỏng (R/L) đến kết quả phân

Hình 20 ảnh hưởng của anion SCN

đến phép xác định Hg (II) 59 Hình 21 Phạm vi tuyến tính của Hg (II) khi có mặt SCN- 60

Hình 22 Đường chuẩn của Hg (II) khi không có SCN- 60

Hình 23 Đường chuẩn của Hg (II) khi có mặt SCN- 61

Hình 24 ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Hg (II) 64 Hình 25 ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Hg (II) 66 Hình 26 Khả năng hấp phụ Hg (II) của than hoạt tính 67 Hình 27 Đồ thị biểu diễn đường cong rửa giải Hg (II) theo phân 69

Sè hiÖu Danh môc Trang

®o¹n

- §−êng nÐt liÒn theo axÝt HCl

- §−êng nÐt chÊm theo NaOH

Mở đầu

Ngày nay, nhịp độ phát triển của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, hoá chất và quá trình đô thị hoá ngày càng tăng nhanh, đã và đang tác động mạnh mẽ đến môi trường sống của con người và động thực vật Việc thải các kim loại nặng như: Cu, Pb, Cd, Mn, As, Sb, Hg và các kim loại quý như Au, Ag vào môi trường đất và nước ngày càng nhiều, là nguyên nhân dẫn đến sự nguy hại đối với con người, động thực vật và môi trường sinh thái

Để xử lý triệt để các kim loại nặng và thu hồi các kim loại quý, trong những năm gần đây, việc phân tích thành phần hóa học của các kim loại có trong bùn thải của bốn con sông nội thành Hà Nội, nhằm đánh giá chính xác hàm lượng của các kim loại nặng và các kim loại quý phục vụ cho các yêu cầu nghiên cứu, điều tra, tìm kiếm, thăm dò và chống ô nhiễm môi trường, nổi lên thành một vấn đề hết sức quan trọng và cần thiết Phân tích các kim loại nặng

và kim loại quý, nhất là ở hàm lượng nhỏ (10-4ữ10-5

%) là một công việc khó khăn và phức tạp, mà ở nước ta chưa được giải quyết một cách thích hợp và triệt để, hầu như chưa có một quy trình phân tích tiêu chuẩn, có độ chính xác

cao, ổn định và tin cậy Do đó việc thực hiện đề tài : “Nghiên cứu xây dựng

quy trình xác định các kim loại nặng và kim loại quý trong bùn của các sông bị ô nhiễm nặng” bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử và

phương pháp trắc quang, theo hợp đồng số 115.08.RĐ/HĐ-KHCN ký ngày 31-01-2008 giữa Bộ Công Thương và Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện Kim rất có ý nghĩa khoa học, thực tiễn, đáp ứng yêu cầu cấp bách của Việt Nam nói chung và đặc biệt là của ngành môi trường đô thị Hà Nội

Đề tài được thực hiện sẽ xác định được chính xác hàm lượng các kim loại nặng và kim loại quý trong bùn của bốn dòng sông nội thành Trên cơ sở đó

đề ra biện pháp chống ô nhiễm môi trường một cách hữu hiệu cho Hà Nội, một phần Hà Tây, Hà Nam và thu hồi các kim loại quý nếu có

Chương 1 Tổng quan

1.1.Vài nét sơ lược về các kim loại nặng và kim loại quí

1.1.1 Kim loại Đồng (Cu): Cu là kim loại nặng thuộc nhóm I B, có màu

đỏ, mềm và là loại kim loại nặng tương đối phổ biến Đồng có hai đồng vị là

Cu63 và Cu65 Nhiệt độ nóng chảy 1.0830C, nhiệt độ sôi 2.4530C, là kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt tốt đứng thứ hai sau Ag

Trong tự nhiên, Cu được phân bố rộng rãi cả ở dạng tự do và dạng hợp chất Trong nước và trong bùn Cu tồn tại ở ba dạng: hoà tan, lơ lửng và keo tụ

1.1.2 Kim loại Chì (Pb): Pb là kim loại thuộc nhóm IV A, màu xám

thẫm, mềm, dễ dát mỏng và dẫn điện tốt Trong tự nhiên Pb có mặt trong nhiều khoáng vật như galenhit (Pbs), Cuisite (PbCO3) và Cunglesite (PbSO4) Trong nước và trong bùn, Pb không tồn tại ở dạng tự do mà thường ở dạng hợp chất kết tủa hoặc dạng phức với các ion vô cơ và hữu cơ

1.1.3 Kim loại Cadimi (Cd): Cd là kim loại thuộc nhóm II B (cùng với

Zn và Hg) Cd có màu trắng bạc, mềm, dễ dát mỏng và dễ mất ánh kim trong môi trường nóng, ấm Trong tự nhiên, Cd có tám đồng vị bền, tuy nhiên lại là kim loại kém phổ biến nhất Cd tồn tại chủ yếu trong khoáng greokit (CdS)

Đặc biệt Cd luôn tồn tại trong các khoáng vật chứa Zn

1.1.4 Kim loại Mangan (Mn): Mn là kim loại thuộc nhóm VII B, có

màu trắng, Mn nóng chảy ở 1.2440C và sôi ở 2.0800C Mn nguyên chất dễ cán,

dễ rèn nhưng khi lẫn tạp chất thì trở lên cứng và dòn Các khoáng vật chính chứa Mn là Hausmanite (Mn3O4), Pirolusit (MnO2), Braunit (Mn2O3)

1.1.5 Kim loại Thuỷ ngân (Hg): Hg là kim loại thuộc nhóm II B có ánh

kim màu bạc xám, dẫn điện dẫn nhiệt tốt, dễ bay hơi Nhiệt độ nóng chảy 38,860C, nhiệt độ sôi 356,660C Hg là kim loại duy nhất tồn tại ở thể lỏng trong điều kiện thường Trong tự nhiên khoáng vật chứa nhiều Hg là Cinnabar

và các thuỷ ngân sunfua Hg có bảy đồng vị bền…

1.1.6 Kim loại Bạc (Ag): Ag là kim loại quí thuộc nhóm I Ag có màu

trắng, xám, mềm dẻo, có tính phản xạ ánh sáng tốt Nhiệt độ nóng chảy là

9600C, nhiệt độ sôi là 2.2120C Bạc có hai đồng vị phóng xạ bền Ag107 và

Ag109 Bạc có mặt trong nhiều khoáng vật đa kim với hàm lượng dao động 0,005ữ0,25%, còn trong galenhit, Ag dao động 0,01ữ0,25%

1.1.7 Kim loại Vàng (Au): Au là kim loại qúi thuộc nhóm I B, có màu

vàng óng, mềm, dẻo, dễ dát mỏng và kéo sợi Au dẫn điện, dẫn nhiệt tốt Trong tự nhiên Vàng chỉ có một đồng vị bền là Au197 Au có nhiệt độ nóng chảy cao 1.096,490C, nhiệt độ sôi cao 2.9470C Vàng thường tồn tại ở trạng thái tự do đó là vàng sa khoáng và một phần Vàng gốc Khoáng vật chủ yếu chứa vàng là Sinvanit (AuTe2), Calavit (AuAgTe4) và Petzit (Ag,Au)2Te

1.2 Độc tính của các kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Mn và Hg) Trong cơ thể sống của các động thực vật nói chung, đặc biệt là cơ thể sống của con người, đều chứa rất nhiều các nguyên tố vi lượng: Cu, Fe, Cd,

Ca, Mn, Zn, Co, Ni … chúng là một trong những thành phần không thể thiếu

để duy trì sự sống và sự phát triển của động thực vật Nhưng vì một lý do nào

đó mà nồng độ của chúng tăng lên thì gây ra nhiều rối loạn, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của động thực vật

1.2.1 Độc tính của đồng

Trong cơ thể người, Cu là thành phần cấu thành nên nhiều enzim quan trọng, hợp chất của nó rất cần cho quá trình tổng hợp hemoglobin và phôtpholipit Cu còn tham gia vào quá trình sản xuất hồng cầu, tổng hợp Elastin, hoocmon và sắc tố … Hàm lượng Cu trong cơ thể người khoảng 0,1g

và nhu cầu hàng ngày cần khoảng 2mg Các điều kiện nêu trên cho thấy Cu rất cần cho cơ thể sống của con người

Mặc dù vậy, nếu thừa Cu thì gây ra những hậu quả nghiêm trọng Cu tích

tụ trong gan gây bệnh Wilson, tích tụ trong não, thận, biến chứng gây tử vong

Đặc biệt nó thay thế được Zn trong các enzim làm mất hoạt tính của các enzim

Đối với thực vật thường mẫn cảm với Cu hơn động vật Nếu trong nước

có nhiều Cu thì kìm hãm sự phát triển của các loại tảo và các loại thực vật sống trong nước… Nồng độ Cu trong nước khoảng 3ppm/l đã kìm hãm sự phát triển của các loài thực vật sống trong nước…

1.2.2 Độc tính của chì

Chì là nguyên tố có độc tính cao Chì xâm nhập vào cơ thể động vật qua chu trình chuyển hoá thức ăn, nước uống, không khí… Khi nhiễm độc chì, nó phá huỷ tuỷ xương, ngăn cản quá trình sản sinh hồng cầu, gây thiếu máu Pb còn thay thế Ca trong xương, tương tác với phốtpho, truyền vào mô mềm của cơ thể gây độc tính cao Nếu nồng độ Pb trong máu khoảng 0,07ppm đã ngăn cản quá trình ôxy hoá glucoza, tiêu hao năng lượng, làm cơ thể mệt mỏi Nếu nồng độ Pb > 0,08ppm, gây thiếu máu trầm trọng và sẽ dần dần phá huỷ não

và thận

Đối với trẻ em, khi nhiễm độc Pb, sẽ làm rối loạn hệ thần kinh trung

ương, gây ra bệnh thiểu năng trí tuệ

lượng cây trồng Mn làm tăng tính đề kháng của thực vật đối với một số bệnh

nấm mốc Trong cơ thể động vật, Mn có liên quan mật thiết đến hoạt động của

các enzim, hoocmon và các loại vitamin Khi thiếu B1 có nghĩa hàm lượng Mn

trong cơ thể sống quá thấp Cơ thể người khi đủ lượng Mn thì hàm lượng B1

được tăng lên và tránh được bệnh nhiễm mỡ gan Thiếu Mn thì xương chậm

phát triển, thừa Mn thì xương phát triển quá độ gây biến dạng

1.2.5 Độc tính của thuỷ ngân

Người nhiễm độc Hg biểu hiện ở da sưng đỏ, sưng lợi, chảy máu chân

răng, viêm nhiễm đường hô hấp, rối loạn tiêu hoá, xuất tiết, nôn ra máu, viêm

loét dạ dày, hành tá tràng, tổn thương gan, thận, có thể chết sau 5 đến 6 ngày

Nước có nồng độ 0,005mg Hg/l đã gây ngộ độc cho người, còn đối với

động vật là 0,008mg Hg/l …

1.2.6 Một vài tiêu chuẩn môi trường về các kim loại nặng (Cu, Pb,

Cd, Mn và Hg)

Chính vì mức độ độc hại của một số kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Mn và

Hg) cho nên đã có nhiều tiêu chuẩn về chất lượng môi trường Dưới đây là

một vài số liệu theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và thế giới [7]

a - Tiêu chuẩn chất lượng nước uống

b - Tiêu chuẩn về chất lượng nước sinh hoạt

B: Nước dùng cho các mục đích khác

1.3 Các phương pháp xác định kim loại nặng và kim loại quí

1.3.1 Phương pháp phân tích khối lượng

Thường được áp dụng đối với mẫu chứa kim loại nặng và kim loại quí có hàm lượng cao Nguyên tắc chung là đưa chúng về dạng kết tủa MeS, MeSO4(Me là các kim loại) Sau đó lọc, rửa, sấy khô tủa ở nhiệt độ thích hợp rồi cân, suy ra hàm lượng Hoặc đưa chúng về dạng MeCl, MeCl3 rồi khử chúng về dạng kim loại Sau đó lọc, rửa, sấy khô, nung tủa, cân, suy ra hàm lượng

1.3.2 Phương pháp phân tích thể tích

Cũng được áp dụng cho mẫu có hàm lượng cao Như chuẩn độ Cu2+ với EDTA, ở pH=8, chỉ thị Murexit Hoặc chuẩn độ Cu+ với Na2S2O3 chỉ thị hồ tinh bột Chuẩn độ Pb2+ với EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm, chỉ thị EriomcromT.đen (ET-OO) Chuẩn độ Cd 2+ với EDTA trong môi trường kiềm, chỉ thị ET-OO Chuẩn độ Mn2+ với EDTA ở pH=10, chỉ thị ET-OO Hoặc chuẩn độ ngược Mn2+ bằng Mg2+ cũng ở pH=10, chỉ thị ET-OO.Chuẩn độ

Hg2+ với EDTA ở pH=6, chỉ thị xilen da cam Chuẩn độ ngược Ag+ bằng KMnO4 , chỉ thị xilen da cam Chuẩn độ Au+ bằng Na2S2O3, với chỉ thị hồ tinh bột

là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất cần xác định

Phương pháp trắc quang dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với thuốc thử vô cơ hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm ánh sáng

- Phương trình định lượng của phép đo trắc quang là:

1.3.4 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES)

Phương pháp phổ phát xạ AES: Dựa vào sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của nguyên tố cần phân tích ở trạng thái khí, khi có sự tương tác với một nguồn năng lượng phù hợp Hiện nay một số nguồn năng lượng thường được dùng để kích thích phổ AES như: ngọn lửa đèn khí, hồ quang

điện Nhưng tốt nhất vẫn là nguồn ICP, tia laze Khi đo phổ cho độ nhậy và

độ chính xác cao với phép đo ICP - AES, các tác giả [1, 2, 3, 6, 12, 15] đã xác

định thành công Cu, Zn trong nước biển, sau khi hấp thụ chúng trên nhựa Amberlite XAD - 2 Giới hạn phát hiện của Cu ở 324,8 nm là 2ppm/l và của

Zn ở 213,8 nm là 5ppm/l Một số tác giả khác [2, 3, 19, 21] cũng áp dụng phương pháp ICP - AES, đã xác định được chính xác hàm lượng của 17 nguyên tố trong bảng tuần hoàn với giới hạn phát hiện 10-4ữ10-5

1.3.5 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Phép đo phổ AAS dựa vào sự hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi, khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên tố trong môi trường hấp thụ Để đo phổ AAS cần có các điều kiện sau:

- Quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu, chọn các điều kiện và trang thiết bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn, dung dịch) thành trạng thái hơi của nguyên tử tự do

- Chiếu chùm sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua

đám hơi Khi đó các nguyên tử trong đám hơi sẽ hấp thụ tia bức xạ và tạo ra phổ AAS

- Thu, phân ly chùm sáng và chọn một vạch phổ hấp thụ đặc trưng của nguyên tố phân tích để đo cường độ hấp thụ, thông qua một hệ thống máy quang phổ

Phép đo AAS có hai kỹ thuật chính: Kỹ thuật nguyên tử hoá có ngọn lửa (F- AAS) và kỹ thuật không ngọn lửa (ETA-AAS) Kỹ thuật không ngọn lửa cho độ nhậy rất cao, giới hạn phát hiện rất nhỏ (10-7 %)

Phương pháp AAS có độ nhậy và độ chọn lọc cao Gần 60 nguyên tố hoá học có thể được xác định với độ nhậy 10-4 ữ10-5% Phép đo AAS tốn ít nguyên liệu, thời gian, không cần hoá chất thật tinh khiết Cùng một lúc có thể xác

định được nhiều nguyên tố Kết quả phân tích rất ổn định, sai số nhỏ Đây là phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều nguyên tố

1.4 Các phương pháp tách và làm giàu các kim loại nặng và kim loại quí

Trong thực tế phân tích hàm lượng các kim loại nặng và kim loại quí trong nước, bùn thải thường rất nhỏ, nằm dưới giới hạn phát hiện Vì vậy trước khi xác định chúng thì phải thông qua quá trình tách và làm giàu

Nguyên tắc chung của phương pháp là dựa vào sự tách các chất cần xác

định, trên các điện cực trơ, dưới dạng nguyên tố hoặc kết tủa không tan, khi cho dòng điện một chiều đi qua Phương pháp điện hoá dùng để tách các hợp chất của đa số các nguyên tố hoá học là phương pháp rất hiệu quả Nếu sử dụng các điện cực khác nhau, có thể tách được các hỗn hợp phức tạp gồm nhiều ion kim loại có trong mẫu

1.4.3 Phương pháp chiết pha lỏng- lỏng

Nguyên tắc chung dựa vào sự chiết tách các chất cần phân tích bằng các dung môi hữu cơ khác nhau Phương pháp này có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác Như chiết phức dithizonát của các kim loại nặng vào CCl4hoặc CHCl3 Hay chiết phức Halogenua, hoặc Thioxianát của các kim loại vào xiclohexanol, MIBK và DIBK

1.4.4 Phương pháp chiết pha rắn (SPE)

Chiết pha rắn là quá trình phân bố chất tan giữa hai pha: lỏng (pha động)

và rắn (pha tĩnh) Pha rắn có thể là các Polime hữu cơ, các loại nhựa trao đổi

ion hay than hoạt tính Khi cho pha động tiếp xúc với pha tĩnh thì chất phân tích có thể được giữ lại trên pha tĩnh, hoặc có thể ở lại trên pha động, khi đó tạp chất ở lại pha tĩnh sau khi rửa giải thì nồng độ chất phân tích tăng lên rất nhiều so với thể tích ban đầu

Có ba cơ chế chính cho quá trình tách chiết theo SPE: Hấp thụ pha thường, hấp thụ pha đảo và trao đổi ion Với hai kỹ thuật chính là SPE ở điều kiện tĩnh và SPE ở điều kiện động

Theo [2, 4, 19, 20] tác giả đã dùng nhựa Amberlit XAD-16 có diện tích

bề mặt 825m2/g tách các kim loại nặng trong nước sông, hồ Theo [19, 20, 21]

đã sử dụng nhựa ChoromoSorb (400m2/g) để tách các kim loại nặng trong các sản phẩm sữa đóng gói Soylak and DoAu [2, 4, 18, 19, 20] dùng than hoạt tính để tách và làm giàu các kim loại nặng và kim loại quí Brotoli [4, 19, 20, 21] dùng C18 để tách Cu, Pb, Cd, Co, Zn trong các loại mẫu khác nhau

Chiết SPE là kỹ thuật được áp dụng rộng rãi trong nhiều phòng thí nghiệm, để tách chiết vi lượng các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau cho kết quả chính xác

1.4.5 Phương pháp hấp phụ

Hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt phân chia giữa hai pha gọi

là hiện tượng hấp phụ Hấp phụ là phương pháp sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải, bùn thải, có chứa nhiều chất vô cơ, hữu cơ khác nhau, với nồng độ quá nhỏ Các vật liệu hấp phụ thường được dùng bao gồm: Than hoạt tính, nhựa tổng hợp, Chistosan, Silicagel, than bùn, tro bay… Trong đó chất hấp phụ tốt nhất là Chistosan, sau đó là than hoạt tính Chisotan đã được dùng để hấp phụ các ion kim loại: Hg, Ni, Cd và Pb trong các loại nước thải Nhận xét:

Đối với đề tài được giao chúng tôi sẽ sử dụng than hoạt tính để tách chiết làm giàu thuỷ ngân trước khi xác định hàm lượng Ưu điểm của than hoạt tính dễ mua, giá thành hạ, thao tác đơn giản, hiệu quả thu hồi cao

ra giải pháp để thực hiện mục tiêu của đề tài

• Phương pháp nghiên cứu giới thiệu trong đề tài này áp dụng để phân tích hàm lượng một số kim loại nặng và kim loại quý trong các mẫu bùn của bốn con sông nội thành Hà Nội

• Phương pháp giới thiệu trong đề tài này chỉ nghiên cứu chi tiết quá trình phân huỷ mẫu bằng phương pháp axít - Là phương pháp đặc thù để xác định các kim loại nói chung bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

• Mẫu được nghiền mịn đến cỡ hạt ≤ 0,063 mm, được sấy khô ở nhiệt độ

105 ữ 110oC đến trọng lượng không đổi trước khi cân để phân tích

• Các phép cân được tiến hành trên cân phân tích với độ chính xác ± 0,0001g

• Các hoá chất, thuốc thử sử dụng khi phân tích phải là hoá chất, thuốc thử tinh khiết phân tích (TKPT), nước dùng cho phân tích là nước cất theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 2117-74)

• Mỗi nguyên tố được xác định bằng ba lượng cân song song Kết quả cuối cùng là trị số trung bình cộng của ba kết quả Sai lệch lớn nhất giữa các kết quả xác định song song, không được lớn hơn sai lệch giới hạn trung bình nêu ở các bảng trong các tiêu chuẩn tương ứng, nếu lớn hơn phải xác định lại

• Mỗi quy trình phân tích: Sẽ khảo sát các điều kiện tối ưu cho quá trình phân tích, các nguyên tố cản trở, cách khắc phục, bản chất của phương pháp, hoá chất, dụng cụ và thiết bị, cách tiến hành phân tích, cách tính kết quả, sai

số, độ lặp lại và khả năng áp dụng

• Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), có độ nhậy

và độ chọn lọc cao Gần 60 nguyên tố hoá học có thể xác định được hàm

lượng với độ nhạy 10-4-10-5% Phép đo AAS tốn ít nguyên liệu, thời gian,

không cần hoá chất thật tinh khiết Cùng một mẫu có thể xác định được nhiều

nguyên tố khác nhau Kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ Do vậy chúng tôi

chọn phương pháp AAS để xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd, Mn, Ag và Au

Riêng Hg chỉ thích hợp khi xác định hàm lượng bằng phương pháp quang phổ

phát xạ nguyên tử AES hoặc phương pháp trắc quang…

2.2 Hoá chất, dụng cụ và thiết bị

- Các dung dịch tiêu chuẩn của các ion kim loại: Cu, Pb, Cd, Mn, Hg,

Ag, Au - Nồng độ 1000 ppm của hãng Merck (Cộng hoà Liên bang Đức)

- Các dung dịch tiêu chuẩn, dung dịch gốc của các ion kim loại: K, Na,

Li, Ca, Mg, Ba, Sr, Ca, Zn, Co, Ni và Al - Nồng độ 1000 ppm của hãng Merck và tự pha chế

- Dung môi Metyl isobutyl xeton (MIBK)

- Dung môi Di-izobutyl xeton (DIBK)

- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử, Perkin Elmer: AA - 300

- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử, Shimadzu: 6300 ữ 6800

- Máy trắc quang, Pe-Shimadzu: UV-1601

- Máy trắc quang, Pu-8625: UV/-VIS

- Máy lắc

- Lò nung: 1200oC

- Tủ sấy: 200oC

Chương 3 Nội dung Nghiên cứu

3.1 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu

3.1.1 Các điều kiện lấy mẫu và xử lý mẫu

Để xác định hàm lượng của các kim loại nặng và kim loại quý trong các mẫu bùn, đề tài đã tiến hành lấy mẫu bùn của các sông nội thành (4 con sông

đang nghiên cứu), theo tiêu chuẩn Việt Nam về lấy mẫu và bảo quản mẫu Mẫu lấy xong được đựng vào các xô nhựa, sau đó sàng mẫu bùn ướt bằng lưới nilon, có kích thước 2,5mm2, loại bỏ các tạp chất không phải bùn Mẫu sàng xong cho vào bát sứ to, sấy khô từ từ ở nhiệt độ thấp 50 ữ 60oC cho đến khô Cuối cùng sấy khô mẫu đến trọng lượng không đổi ở 105 ữ 110oC Mẫu sấy xong để nguội đến nhiệt độ phòng, đóng gói vào túi nilon, ghi ký hiệu theo thứ tự các sông: Tô Lịch (TL), Kim Ngưu (KN), Sét (S) và Lừ (L) Sơ đồ lấy mẫu bùn của các sông nội thành được chỉ ra trong Bảng 1

Bảng 1: Sơ đồ lấy mẫu bùn của các sông nội thành Hà Nội

3.1.2 Khảo sát các điều kiện tối ưu cho quá trình phân huỷ mẫu

Theo các tài liệu tham khảo [3, 6, 7, 10, 19] và qua thực tế phân tích cho thấy, các mẫu bùn thải thường chứa các kim loại nặng và kim loại quý ở dạng rất dễ hoà tan và có hàm lượng dao động từ 10-1 ữ 10-5% Tuỳ theo đối tượng phân tích, đề tài sẽ tiến hành phân huỷ mẫu bùn bằng các loại axít khác nhau

Đối với Cu, Pb, Cd, Mn và Au, mẫu được phân huỷ bằng hỗn hợp axít HCl + HNO3 theo tỷ lệ (3:1) Đối với Hg và Ag, mẫu được phân huỷ bằng axít HNO3

Theo các tác giả [1, 6, 10, 19]: Nhiệt độ (T oC), thời gian (t) và tỷ lệ mẫu

so với dung môi hoà tan có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân huỷ mẫu Đề tài sẽ khảo sát lần lượt các điều kiện nêu trên để tìm ra các thông số tối ưu

3.1.2.1 ảnh hưởng của nhiệt độ đến kết quả phân huỷ mẫu

Điều kiện thí nghiệm được đặt ra: Phân huỷ một mẫu bùn thải, có hàm lượng Cu, Pb, Cd và Mn biết trước Lấy kết quả Cu trong mẫu làm tiêu chí để

đánh giá kết quả phân huỷ mẫu

- Mẫu bùn thải, ký hiệu: BT 10, % Cu= 1,5.10-3

- Thời gian phân huỷ mẫu: 2,5 giờ

Tại nhiệt độ ToC = 100 ữ 125 oC, kết quả Cu trong mẫu ổn định và gần với hàm lượng thực của mẫu tiêu chuẩn Đề tài chọn ToC = 125 oC cho các khảo sát, nghiên cứu tiếp theo

3.1.2.2 ảnh hưởng của thời gian đến kết quả phân huỷ mẫu

Điều kiện thí nghiệm được đặt ra như mục (3.1.2.1), chỉ thay đổi thời gian phân huỷ mẫu từ 1ữ 5 giờ, tính từ thời điểm đạt 125 oC Kết quả được chỉ

ra trên Hình 2

Thời gian t = 2 ữ 3 giờ, mẫu đủ thời gian phân huỷ hoàn toàn, cho kết quả tốt Đề tài chọn thời gian phân huỷ mẫu t = 2,5 giờ cho các thí nghiệm tiếp theo

3.1.2.3 ảnh hưởng của tỷ lệ mẫu so với dung môi hòa tan (tỷ lệ R/L) đến kết quả phân huỷ mẫu

Điều kiện thí nghiệm được đặt ra như mục (3.1.2.1), chỉ thay đổi tỷ lệ R/L từ 1/1 ữ 1/5 Kết quả được chỉ ra trên Hình 3

Hình 2: ảnh hưởng của thời gian đến kết quả phân huỷ mẫu 80

Hình 3 ảnh hưởng của tỷ lệ R/L đến kết quả phân huỷ mẫu

3.1.3 Sơ đồ phân tích chung

3.1.3.1 Sơ đồ (I) phân huỷ mẫu bằng hỗn hợp axít HCl + HNO 3

Sơ đồ phân tích (I) Xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd, Mn và Au bằng phương pháp F-AAS

Dung dịch IV (pha hữu cơ)

3.1.3.2 Sơ đồ phân tích (II) Phân huỷ mẫu bằng axít HNO 3

Xác định Ag (F-AAS)

Ghi chú: Mẫu * đã nung 1000oC/2 giờ Cô cạn còn 1/4 thể tích

3.1.3.3 Sơ đồ phân tích (III) phân huỷ mẫu cũng bằng axít HNO 3

Sơ đồ phân tích III: Xác định hàm lượng Hg bằng phương pháp trắc quang

3.1.4 Xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd và Mn trong cùng một lượng cân

Cân 100,0g/mẫu bùn theo mục (3.1.1), phân huỷ mẫu theo Sơ đồ I

Mẫu cho vào bát sứ, nung mẫu 1000oC/2 giờ Mẫu nung xong để nguội, cho vào cốc thủy tinh dung tích 1000ml, có lắp cánh khuấy chịu axít, thêm vào cốc 300ml hỗn hợp HCl + HNO3 (3:1), phân huỷ mẫu ở nhiệt độ 125oC/2

ữ 3 giờ Dung dịch mẫu tiếp tục được cô cạn đến khi còn 1/4 thể tích thì thêm vào từ từ 100ml nước, khuấy đảo đều mẫu Sau 10 - 15 phút, lọc rửa mẫu 4 ữ 6 lần bằng dung dịch HCl 2% trên máy lọc hút chân không Thu được bã tủa I (loại bỏ) và dung dịch I có thể tích khoảng 250 ữ 300ml Cô cạn dung dịch I rồi hoà tan muối bằng dung dịch HCl 1%, thu được dung dịch II, định mức

Mẫu + HNO3 /125oC (2,5 ữ 3,0 giờ)

100ml, mục (3.1.4.1) Lấy một phần dung dịch II, xác định hàm lượng Cu, Pb,

Cd và Mn bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

3.1.5 Xác định hàm lượng vàng theo lượng cân riêng

Cân 200,0 g mẫu bùn theo mục (3.1.1), cách phân huỷ mẫu như mục (3.1.4), lưu ý thể tích HCl + HNO3 (3:1) là 600ml Cuối cùng thu được dung dịch II, định mức 100ml (mục 3.1.5.1) Theo các tài liệu tham khảo [6,10,17,18, 19], vàng được chiết bằng dung môi hữu cơ Metylisobutylxeton (MIBK) hoặc dung môi Di-izobutylxeton (DIBK), đạt hiệu quả nhất khi nồng

độ axít HCl chứa vàng là 4N, thời gian chiết là 3 phút và số lần chiết là 1 (Đề tài không nghiên cứu lại các thông số vừa nêu) Tuỳ theo hàm lượng vàng có trong mẫu, lấy một phần dung dịch II, thêm axít HCl vào sao cho nồng độ chung của dung dịch là 4N Vàng được chiết vào dung môi MIBK hoặc DIBK Sau đó xác định trực tiếp hàm lượng vàng trong pha hữu cơ bằng phương pháp F-AAS

3.1.6 Xác định hàm lượng bạc theo lượng cân riêng

Cân 200,0 g mẫu bùn theo mục (3.1.1) Phân huỷ mẫu theo Sơ đồ II, mẫu cho vào bát sứ, nung mẫu 1000oC/2 giờ Mẫu nung xong để nguội, cho vào cốc thuỷ tinh dung tích 2000ml có lắp cánh khuấy chịu axít, thêm vào cốc 600ml axít HNO3 65% Phân huỷ mẫu ở 125oC/2 ữ 3 giờ Dung dịch sau đó tiếp tục được cô cạn, đến khi còn 1/4 thể tích thì thêm vào từ từ 100ml nước cất, khuấy đều mẫu Sau 10 - 15 phút, lọc rửa mẫu 4 ữ 6 lần bằng dung dịch HNO3 2%, qua máy lọc hút chân không, thu được bã tủa I, loại bỏ và dung dịch I có thể tích khoảng 300ml Cô cạn dung dịch I rồi hoà tan muối bằng dung dịch HNO3 2%, thu được dung dịch II, định mức 100ml như mục (3.1.6.1) Tuỳ theo hàm lượng Ag có trong mẫu, lấy một phần dung dịch II Xác định hàm lượng Ag bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

3.1.7 Xác định hàm lượng thuỷ ngân theo lượng cân riêng

Cân 200,0 g mẫu theo mục (3.1.1), phân huỷ mẫu theo sơ đồ III, mẫu cho vào cốc thuỷ tinh dung tích 2000ml, có lắp cánh khuấy chịu axít, thêm vào

cốc rất từ từ 600ml HNO3 65% Phân huỷ mẫu ở 125oC từ 2 ữ 3 giờ Dung dịch mẫu sau đó tiếp tục được cô cạn đến khi còn 1/4 thể tích thì ngừng phân huỷ Sau đó thêm vào mẫu 100ml nước cất, khuấy đều mẫu Sau 10 - 15 phút lọc rửa mẫu 4 ữ 6 lần bằng dung dịch HNO3 2% qua phễu lọc của máy lọc hút chân không Thu được bã tủa I, loại bỏ và dung dịch I có thể tích khoảng 300ml Cô cạn dung dịch I rồi hoà tan muối bằng 25 ữ 30ml HCl 36% Lại tiếp tục cô cạn dung dịch mẫu, rồi hoà tan muối trong nước cất và điều chỉnh

pH = 3,0 ữ 3,5, thu được dung dịch II Sau đó cho than hoạt tính vào dung dịch II để hấp phụ Hg trong khoảng thời gian 50 - 60 phút, rồi lọc rửa mẫu thu

được dung dịch III, loại bỏ và bã tủa II (bã tủa than đã hấp phụ Hg (II)) Giải hấp Hg(II) bằng dung dịch NaOH 2M, được dung dịch IV định mức 100ml (mục 3.1.7.1) Tuỳ theo hàm lượng Hg(II) có trong mẫu, lấy một phần dung dịch IV, xác định hàm lượng Hg (II) với thuốc thử PAR ở pH = 9,0, sau 15 phút, phức của Hg (II) với thuốc thử PAR đạt trạng thái cân bằng Tiến hành xác định hàm lượng Hg (II) bằng phương pháp trắc quang

3.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS): xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd , Mn, Ag, và Au

3.2.1 Khảo sát các điều kiện đo phổ

3.2.1.1 Vạch đo

Quá trình sinh phổ AAS là do những nguyên tử ở trạng thái hơi bị kích thích bởi nguồn sáng phát tia phát xạ , các nguyên tố đo có khả năng hấp thụ bức xạ , có bước sóng nhất định ứng đúng với các tia mà nó phát ra Tuy nhiên quá trình hấp thụ này không xảy ra với tất cả các vạch phổ mà chỉ với vạch phổ nhậy, vạch phổ đặc trưng

Theo [6, 8, 12, 15, 20] thì các vạch phổ đặc trưng của các Cu, Pb, Cd,

Mn, Ag và Au được chỉ ra trong bảng 2

327,4

217,9

222,6

0,025 0,050 0,100 0,500

217,0 283,3 216,4 368,4

0,08 0,20 3,20 8,00

228,8 326,9

-

-

0,03 0,04

279,8

280,1

403,1

0,02 0,04 0,10 0,30

328,1 338,3

-

1,0

kém 2,5 lần kém 600lần

- Qua Bảng 2 cho thấy, các vạch phổ có độ nhậy cao, được sử dụng để

khảo sát nghiên cứu, tương ứng với các nguyên tố

Khe đo ảnh hưởng trực tiếp đến chiều cao pic của nguyên tố phân tích,

với các nguyên tố: Pb, Cd, Ag và Au Theo các tác giả [6, 8, 18, 20, 21] và

một số tài liệu tham khảo [10, 16, 17, 19] chúng tôi chọn khe đo là 0,7 mm

Còn đối với Cu, Mn khe đo là 0,2 mm, với các khe đo nêu trên thì tín hiệu pic

đủ nhậy, có độ ổn định cao 100% diện tích pic của vạch phổ sẽ nằm trong khe

đo Chú ý khe đo phải được chọn cho chính xác và phải phù hợp với từng vạch phổ của mỗi phép đo

3.2.1.3 Cường độ dòng đèn catôt rỗng (HCl)

Đèn catôt rỗng có nhiệm vụ chỉ phát ra những tia phát xạ nhậy của nguyên tố phân tích Cường độ dòng đèn làm việc của đèn HCL có liên quan chặt chẽ đến việc sinh ra chùm phát xạ và phải được đặt sao cho có độ nhậy,

độ ổn định cao Theo các tài liệu tham khảo [1, 6, 9, 12, 20], thông thường cường độ dòng đèn HCL sử dụng nằm trong khoảng 70ữ85% so với cường độ cực đại (Imax) Không nên dùng đèn có cường độ Imax, vì ở đó đèn làm việc không ổn định, dễ hỏng, độ nhậy và độ lặp lại kém Chúng tôi chọn cường độ dòng đèn làm việc chỉ bằng 75ữ80% Imax

Với Cu - Imax = 12mA chọn cường độ dòng đèn là 10mA

Với Pb - Imax = 15mA chọn cường độ dòng đèn là 12mA

Với Cd - Imax = 12mA chọn cường độ dòng đèn là 10mA

Với Mn - Imax = 12mA chọn cường độ dòng đèn là 10mA

Với Ag - Imax = 5mA chọn cường độ dòng đèn là 4mA

Với Au - Imax = 12mA chọn cường độ dòng đèn là 10mA

3.2.2 Các điều kiện nguyên tử hóa

3.2.2.1 Chiều cao đèn nguyên tử hóa

Trong ngọn lửa đèn khí, xẩy ra hàng loạt các phản ứng, các quá trình phức tạp như quá trình bay hơi, phân li, nguyên tử hóa, ion hóa

Cấu tạo ngọn lửa đèn khí gồm 3 phần: phần tối, phần trung tâm và phần

đuôi Vùng trung tâm ngọn lửa có nhiệt độ cao, thường có màu xanh nhạt Trong vùng này hỗn hợp khí được đốt cháy tốt nhất và không xẩy ra phản ứng thứ cấp Quá trình hóa hơi và NTH có hiệu suất cao và ổn định Vì vậy trong phép phân tích bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử, nguời ta cần phải khảo sát chiều cao đèn NTH (Burner) để đưa vùng có nguyên tử tự do cao nhất vào khe đo thì sẽ thu được độ nhậy và độ lặp lại tốt nhất

Để khảo sát chiều cao đèn NTH, chúng tôi tiến hành như sau: Pha vào

1; 1; và 1ppm Thêm nền HCl, CH3COONH4, sau đó thay đổi chiều cao

Burner từ 3ữ8mm, rồi ghi độ hấp thụ của các nguyên tố Mỗi mẫu đo 3 lần rồi

lấy kết quả trung bình Kết quả được chỉ ra trong bảng 3

Bảng 3: ảnh hưởng của chiều cao đèn nguyên tử hoá NTH (Burner)

Chiều cao đèn nguyên tử hóa NTH (Burner) Nguyên

Thì tín hiệu hấp thụ nhận được là cao và ổn định nhất Tại độ cao này

hỗn hợp khí được đốt cháy tốt nhất và không có phản ứng thứ cấp, quá trình

hóa hơi, NTH đạt hiệu suất cao và ổn định Chúng tôi chọn thông số nêu trên

để khảo sát tiếp theo

3.2.2.2 Thành phần khí cháy

Thành phần và tốc độ của hỗn hợp khí đốt tạo ra ngọn lửa là yếu tố quyết

định đến công đoạn NTH mẫu, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của phép đo

Muốn đạt kết quả chính xác, thì phải khảo sát thành phần khí, nhằm chọn

được nhiệt độ ngọn lửa phù hợp Các kim loại nặng và kim loại quý thường

hóa hơi và NTH ở nhiệt độ khoảng 2400ữ2600oc nên dùng ngọn lửa của hỗn

hợp khí C2H2 và ôxy không khí nén là phù hợp Trong phép đo F-AAS, thành

phần của không khí được giữ cố định 4,75 l/phút đối với Cu, Pb, Cd và Mn;

6,5 l/phút đối với Ag và 4,2 l/phút đối với Au

Vì thế để xem với tỉ lệ hỗn hợp khí nào tốt nhất cho phép đo, chúng tôi

tiến hành thí nghiệm như mục (3.1.2.1), chỉ thay đổi tốc độ của khí C2H2

thông qua chỉ số chiều cao (folowmeter) tăng dần từ 14ữ24mm Đồng thời ghi

lại độ hấp thụ của các nguyên tố Mỗi nguyên tố đo 3 lần rồi lấy kết quả trung

Tốc độ dẫn mẫu cũng ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ cần đo, mà tốc

độ dẫn mẫu phụ thuộc chủ yếu vào độ nhớt của dung dịch mẫu phân tích Độ

nhớt lại do nồng độ axit và chất nền quyết định Trong các thí nghiệm, nồng

độ axit và chất nền được giữ cố định là 1% Cho nên đối với Cu, Pb, Cd, Mn

và Au, chúng tôi chọn tốc độ dẫn mẫu là 5ml/phút còn đối với Ag là 4,5ml/phút Điều kiện nêu trên phù hợp với các nghiên cứu khác [8, 14, 17,

19, 20] và phù hợp với hầu hết các dung dịch thông thường cần đo

3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo

3.2.3.1 ảnh hưởng của nền

Nền của mẫu trong phép đo F-AAS thường làm giảm cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích, do tồn tại hợp chất bền nhiệt trong môi trường hấp thụ, gây khó khăn cho quá trình hóa hơi và NTH Để loại trừ chúng, người ta thường đưa vào mẫu chất phụ gia phù hợp nhằm ngăn cản sự hình thành các hợp chất bền nhiệt Chúng tối tiến hành khảo sát với một số nền: NH4Cl,

CH3COONa và CH3COONH4 Các phụ gia này dễ hóa hơi và có khả năng loại

bỏ các hợp chất bền nhiệt Điều kiện thí nghiệm được đặt ra như mục (3.1.2.1) chỉ thay đổi nồng độ các chất phụ gia theo giá trị tăng dần từ 1ữ5% Các kết quả được chỉ ra ở bảng 5 ; 6 và 7

Nồng độ nền NH4Cl (%) Nguyên

Nồng độ nền CH3 COONH4 (%) Nguyên

Từ các số liệu trong bảng 5, 6 và 7 cho thấy: khi có mặt các chất nền thì

độ hấp thụ của các nguyên tố cao hơn và ổn định hơn Đặc biệt với nền

CH3COONH4 thì độ hấp thụ cao và rất ổn định trong các lần đo Chúng tôi chọn nền CH3COONH4 có nồng độ tương ứng với các nguyên tố

1% CHCOONH4 đối với Cu và Mn

2% CHCOONH4 đối với Pb và Cd

Riêng Ag đo độ hấp thụ trực tiếp, còn Au đo trong pha hữu cơ không sử dụng nền

3.2.3.2 ảnh hưởng của các loại axit

Nồng độ của các loại axit trong dung dịch mẫu, luôn luôn ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ, vì có thể tạo thành hợp chất bền nhiệt với các nguyên tố

có mặt trong mẫu Axit càng khó bay hơi, thì càng làm giảm cường độ vạch phổ, còn các axit dễ bay hơi ảnh hưởng không đáng kể, đôi khi còn làm tăng cường độ vạch phổ Vì vậy trong quá trình xử lý mẫu người ta thường sử dụng các axit dễ bay hơi như HCl, HNO3 Thí nghiệm được đặt ra như (3.1.2.1) Còn nồng độ các loại axit được thêm tăng dần từ 1ữ4% Kết quả thực nghiệm

được chỉ ra trong các bảng 8 và 9

Bảng 8: ảnh hưởng của nồng độ axit HCl

Nồng độ axit HCl (%) Nguyên

Bảng 9: ảnh hưởng của nồng độ axit HNO 3

Nồng độ axit HNO3 (%) Nguyên

Từ các số liệu nêu trong bảng 8 và 9 cho thấy: khi nồng độ axit clohydric

là 1% ứng với Cu, Pb, Cd và Mn và nồng độ axit nitơric 2% ứng với Ag, thì

độ hấp thụ của các nguyên tố thu được cao hơn và ổn định hơn so với các nồng độ khác Chúng tôi chọn nồng độ HCl là 1% và HNO3 là 2%, cho các khảo sát nghiên cứu tiếp theo Đối với Au đo độ hấp thụ trực tiếp trong pha hữu cơ sau khi chiết Au trong dung dịch HCl 4N bằng dung môi MIBK, nên không khảo sát ảnh hưởng của axit HCl và HNO3

3.2.3.3 ảnh hưởng của các loại ion

Trong mẫu phân tích, ngoài các ion cần quan tâm Cu, Pb, Cd, Mn, Hg,

Ag và Au thì còn rất nhiều các ion khác Các ion này có thể cản trở đến phép

đo F-AAS Vì vậy chúng tôi sẽ tiến hành khảo sát ảnh hưởng của chúng đến phép đo F-AAS

Điều kiện thí nghiệm được đặt ra như mục (3.1.2.1) Chỉ thay đổi nồng

độ tăng dần của các kim loại kiềm ( Na+ , K+ và Li+ ).các kim loại kiềm thổ (

Ca2+ , Mg2+ , Ba2+ , và Sr2+ ) Các kim loại nặng hóa trị II ( Ni2+ , Zn2+ và Fe2+ ) Các kim loại nặng hóa trị III ( Al3+, Fe3+ ,và Cr3+ ) Các anion ( SO42- , SiO32- và PO43- ) Các kết quả thực nghiệm được chỉ ra trong bảng 10 ; 11 và

12 là kết quả trung bình của 3 lần đo

Bảng 10: ảnh hưởng của các cation nhóm kim loại kiềm và kiềm thổ