Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Xác định hàm lượng chì kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông kim ngưu và tô lịch bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

BO Y TE TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NOI

NGUYÊN THỊ THU HUYỂN _

XAC DINH HAM LUONG CHI, KEM

TRONG NUOC THAI MOT SO NHA MAY THAI RA SONG KIM NGUU VA TO LICH BANG PHUONG PHAP QUANG PHO

HAP THU NGUYEN TU KHOA LUAN TOT NGHIEP DUOC Si

Người hướng dan:

1 PGS.TSKH Lê Thành Phước

2 KS Lương Thị Thanh Thủy Nơi thực hiện:

1 Bộ môn Hóa đại cương - vô cơ,

Đại học Dược Hà Nội

2 Viện Y học lao động và vệ sinh mỗi trường

261

HÀ NỘI - 2010 ¡3.288

LOI CAM ON

Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học Dược Hà Nội đã dạy dỗ và tạo

điều kiện cho tôi được học tập và rèn luyện trong suốt 5 năm học vừa qua

Với tất cả lòng kính trọng của mình cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

PGS TSKH Lê Thành Phước

Đã hướng dẫn tận tình chu đáo tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Hóa Vô Cơ, các

cán bộ phòng thí nghiệm Viện Y học Lao động và Vệ Sinh Môi Trường đã tạo

điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình và bạn bè,

những người đã động viên giúp đỡ tôi trong cuộc song va hoc tập

Dù đã có rất nhiều cố gắng, song luận văn chắc chắn không thể tránh khỏi

những thiếu sót và hạn chế Kính mong nhận được sự chia sẻ và những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo và các bạn

Hà Nội, ngày 16 tháng 05 năm 2010

Sinh viên

Nguyễn Thị Thu Huyền

1.3.1 Phương pháp vô cơ hóa khô (tro hóa khô) 13

1.3.3 Phương pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng 14

2.1 Đối tượng thực nghiệm 16

3.1.1 Vị tri lay mau 21

3.2 Quy trình vô cơ hóa 21 3.3 Qúa trình phân tích 22 3.3.1 Khảo sát chương trình nhiệt độ xác định độ hấp thụ của Pb và Zn trên

thiết bị AAS 22

3.3.2 Khảo sát Modifier dùng trong xác định độ hấp thụ của Pb va Zn 23

3.3.4 Quy trình phân tích 25 3.4 Xây dựng đường chuẩn 27 3.4.1 Xây dựng đường chuẩn của Chì 27

3.7 Kết quả phân tích 31

3.7.1 Kết quả xác định Pb trong mẫu nước thải của các nhà máy 32

2.3 Bàn luân

3.8.1 Về phương pháp quang phổ hap thu nguyén tu 36

NHUNG CHU VIET TAT DUNG TRONG KHOA LUAN

AAS : Atomic Absorption Spectrophotometry

(Phương pháp quang phô hấp thụ nguyên tử) CV—AAS_ : Cold Vapor Atomie Absorpition Spectrophotometry

(Phép đo phố hấp thụ nguyên tử bằng kỹ thuật hóa hơi lạnh) EDL : Electrodeless Discharge Lamp

(Đèn phóng điện không điện cực)

ETA—AAS _ : Electro- Themal Atomization Atomic Absorption

Spectrophotometry (Phép do pho hap thu khéng ngon lira)

Ppm : Part per million (Phan triéu)

DANH MUC CAC BANG

Sự phụ thuộc của độ hấp thụ của mẫu :Pb vào

chương trình nhiệt độ

Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của Pb vào Modifler

Chương trình nhiệt độ tốc độ dẫn khí Argon phân tích Pb

Hiệu suất thu hồi của phuơng pháp

Kêt quả xác định Pb trong mẫu nước thải của các nhà máy

Kết quả xác định Zn trong mầu nước thải của các nha may

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ

Sơ đồ các vectơ xâm nhập của chì vào cơ thề

Quy trình phân tích Pb, Zn trong mẫu nước thải

Đồ thị sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nông độ Pb

Đường chuẩn đề xác định hàm lượng chì

Đồ thị sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ Zn

Đường chuẩn để xác định hàm lượng Kẽm

Biểu đồ lượng Pb trong nước thải các nhà máy

Biểu đồ lượng Zn trong nước thải các nhà máy

DAT VAN DE

Chi (Pb) va kém (Zn) cling cac nguyén t6 déc khac nhu As, Hg, Cd, Ni, dang được phóng thải ngày càng nhiều vào môi trường do các hoạt động

khai thác mỏ, sản xuất và tiêu dùng của con người

Chì là một kim loại độc Chỉ tiêu hàm lượng Pb trong môi trường đất và

nước, trong thực vật và động vật, trong lương thực và thực phẩm, trong các dược phẩm, dược liệu đang được kiểm soát nghiêm ngặt Bởi vì, từ môi trường ô

nhiễm, Pb được hấp thu vào cây trồng, vật nuôi và các loài thủy sinh (nhuyễn

thể, giáp xác), sau đó xâm nhập vào cơ thể qua thức ăn, nước uống, gây ra nhiều

bệnh tật nghiêm trọng đã được y học nhận diện

Để bảo vệ môi trường, qua đó bảo vệ sức khỏe cộng đồng khỏi sự ô nhiễm

của chì và kẽm, trước hết, cần đánh giá được hàm lượng của các nguyên tố ấy

trong các nguôn thải công nghiệp, đặc biệt là trong nước thải của các nhà máy

nhờ kỹ thuật phân tích chính xác và hiện đại

Vì lý do ấy, chúng tôi xin nhận thực hiện đề tài:

“Xác định hàm lượng chì và kẽm trong nước thải một số nhà máy thải ra sông Kim Ngưu và Tô Lịch bằng phương pháp quang phố hấp thụ nguyên

Chương |

TONG QUAN

1.1 TINH CHAT LY HOA, DOC TINH CUA CHI, KEM

1.1.1 Nguyén t6 chi

a, Tinh chat ly héa /7/, /9/, [10]

Ky hiéu h6a hoc cuachi_: Pb

Tên quốc tế : Plumbum

Số thứ tự trong bảng tuần hoàn các nguyên tô hóa học: 82

Nguyên tử lượng : 207,21

Cấu hình electron lớp ngoài cùng : 6s óp”

Ở nhiệt độ 550-600°C chì bay hơi Khi tiếp xúc với không khí, hơi chì biến

thành chì oxyd rất độc Chì dễ tan trong acid nitric loãng, khó tan trong acid nitric dic Chi dé tan trong acid acetic chứa oxy hòa tan Chì cũng tan trong

kiềm, mặc dù với tốc độ nhỏ

b, Chì trong môi trường /1j, Ƒ7}, [9/, [11]

Trong thạch quyền (lớp rắn vỏ trái đất sâu đến 16 km) chì có hàm lượng 0,0016% khối lượng hoặc I,6x10'? % Như vậy, chì có nguồn gốc tự nhiên gây ô

nhiễm môi trường không đáng kể, nguồn ô nhiễm chủ yếu là hoạt động của con người

Do có những đặc tính tiện ích mà chì và các hợp chất của nó được dùng nhiều

trong ngành công nghiệp khác nhau Trong các kim loại màu, chì có sô lượng khai thác chỉ kém nhôm, đồng và kẽm Theo UNESCO, riêng ở Mỹ hàng năm tung vào khí quyền 190.000tấn chì dạng phân tử Theo đó, chì có thể thắm sâu

xuống lòng đất, làm cho nguồn đất và khả năng sinh lợi của đất như năng suất,

chất lượng cây trồng, vật nuôi, sinh vật thủy sinh bị suy giảm và hủy diệt, nguồn nước và không khí ô nhiễm nặng gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường,

làm suy thoái môi trường và tác động trực tiếp tới sức khỏe con người

c, Chi trong co thé /1J, /3J, [7], [8], [LI]:

Theo các tác giả nước ngoài trong các chất ô nhiễm môi trường thì chì là một trong những kim loại nặng có độc tính cao và rất nguy hiểm với cơ thé con

người

Từ môi sinh, chì có thể xâm nhập vào cơ thể con người bằng rất nhiều con

đường khác nhau, trong đó có Š5 con đường chính là:

- Chì chứa trong bụi từ không khí hoặc qua tay và các vật có dính chì

- Đất

- Chì từ không khí

- Nước ăn uống

- Thức ăn đặc biệt là hoa quả và đồ hộp

Hình I đã cho ta thấy toàn cảnh các con đường xâm nhập của chì từ ngoại cảnh vào cơ thê con người

Các hoạt động trong công nghiệp, nông nghiệp trong giao thông là những

yếu tố gây ô nhiễm chì trong cuộc sống Đời sống con người luôn luôn gắn liền

với môi trường thông qua không khí, đất, nước, thực phẩm Vì vậy, môi trường

bị ô nhiễm sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người

d, Dược động học của chì trong cơ thể con ngwoi /1/, [3], {7/, [11], [12]

Chì có thê bị hấp thụ qua đường tiêu hóa, đường hô hấp, và qua da Tại phổi, chì được hấp thu hoàn toàn qua các màng phôi nang đề đi trực tiếp vào máu, do đó

hấp thu chì qua đường hô hấp là nguy hiểm nhất Chỉ một lượng nhỏ chì được hấp thu qua da vào máu Ở những vùng da bị tốn thương chì được hấp thu nhiều hơn

Sau khi vào cơ thể qua đường tiêu hóa, một phần nhỏ chì được hấp thu vào mau, phan lớn còn lại được đào thải ra ngoài theo phân Chì được đào thải chủ yếu qua đường niệu, khoảng 75 — 80 % lượng chì hấp thu vào máu sẽ được đào thải theo đường này Chì trong máu tăng sẽ làm tăng chì niệu (nếu như thận hoạt động bình thường) Ngoài ra, chì còn được đào thải qua tuyến nước bọt, tuyến

mồ hôi Tóc được coi là một trong những con đường đào thải tự nhiên của chì

e, Déc tinh ctia chi /7/, /3/, [7], [8),{13]

- Trén hé tao mau:

Chì ức chế sinh tổng hợp Hemoglobin bằng cách ức chế hoạt tính của các

enzym 6 — ALA dehydratase, coproprorphyrin decarboxylase, ferrochelatase nén

5 — ALA, coproprorphyrin tang nhiéu trong máu và nước tiểu

Hậu quả là nhiễm độc chì gây ra thiếu máu, chất lượng máu rất kém, quá trình

sản xuất hồng câu ở tủy xương theo thời gian trở nên sai lệch

- Trên hệ tim mạch:

+ Chì làm tăng Angiotensin II nên làm tăng huyết áp, làm phì tâm thất và

thành mạch máu

+ Chì bắt chước calei trong việc hoạt hóa Calmodulin mà gây ra các tác hại

trên hệ tim mạch: tăng huyết áp, không giãn được mạch vành, co thắt mạch, tăng

tiêu thụ oxy của cơ tim

- Trên hệ thần kinh:

Hệ thân kinh phát triển không bình thường, dẫn truyền thân kinh bị suy yếu

gây ra bệnh đân độn, chỉ số thông minh giảm

- Trên thận và các cơ quan khác:

+ Chì ảnh hưởng đến khả năng giải phóng Remin của thận làm tăng huyết áp

và các bệnh tim Chì làm thay đổi khả năng thấm của màng là nguyên nhân tôn

thương ống lượn gần, suy giảm chức năng thận

+ Gan mắt khả năng chuyền hóa và loại bỏ các chất độc hại ngoại sinh và nội

sinh, cơ thể bị ô nhiễm nội môi nên làm hỏng đường thận

+ Ở mắt: tên thương trên mắt gặp tương đối sớm Các chấm ở võng mạc là

dấu hiệu sớm của nhiễm độc chì gây tổn thương thần kinh võng mạc

+ Ở cơ xương: Chì gây yếu cơ chuột rút, đau khớp Trong trường hợp ngộ độc, chì thay thế calci trong xương, 1,25 (OH)2 — Vitamin D bị suy kiệt, chức năng tín hiệu thứ 2 của calci bị rối loạn nên xương răng phát triển bất bình thường

+ Ở vùng tận cùng của hệ mạch máu da có màu xám (do co mạch), niêm mạc

có vành đen (do tích tụ Pbs), não thiếu máu (sinh ra bệnh não chì)

f, Thuốc điều trị /1J, /7/, /10J :

Các thuốc giải độc là những thuốc có khả năng tạo phức với chì, ngăn cản chì kết hợp với các phối tử sinh học trong cơ thể do cạnh tranh tạo phức

Các thuốc thường dùng để thải chì là CaNa;EDTA/ Dimercaprol (British Anti

— Lewisite = BAL)/D — penicilamin/ acid 2, 3 — Dimercaptosuccinic (DMSA) Các thuốc này có thể dùng riêng lẻ hay phối hợp Người ta hay dùng phối hợp

Dimercarrol với CaNa;EDTA trong nhiễm độc chì khi có biến chứng não

Hiện nay các nhà khoa học đã chỉ ra rằng chì xúc tác tạo ra gốc tự do gây độc

cho tế bào Vì vậy người ta đang hướng vào phát triển những chất chống oxy hóa thiên nhiên vừa có tác dụng chống gốc tự do vừa có nhóm chức tạo phức chelat với chì như: Taurin, N — acetyleystein (NAC) Ngoài ra, một số phối tử khác đang được nghiên cứu tiếp và đưa vào sử dụng làm thuốc theo cơ chế tạo phức chelat như: Ethambutol, Ethylendiimino Bibutyric (EDDB)

1.1.2 Nguyên tố kẽm

a, Tính chất lý hóa /7/, /9/

Ký hiệu hóa học của kẽm : Zn

Số thứ tự trong bảng tuần hoàn các nguyên tổ hóa học: 30

Cấu hình electron lớp ngoài cùng và sát ngoài : 3d “4s

Nhiệt độ nóng chảy : 419,68

Kẽm là một kim loại hoạt động trung bình có thể kết hợp với oxy và các á

kim khác, có phản ứng với acid loãng để giải phóng hydro Trạng thái oxy hóa phổ biến của kẽm là + 2

b, Trong thiên nhiên, trong sản xuất và độc tính /1J, /7¡ /9J

Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái Đất Các loại khoáng chất nặng nhất có xu hướng chứa khoảng 10% sắt và 40-50% kẽm Các loại khoáng

chất để tách kẽm chủ yếu là sphalerit, blendo, smithsonit, calamin, franklinit

Kẽm là kim loại được sử dụng phỏ biến hang thứ tư sau sắt, nhôm, đồng tính

theo lượng sản xuất hàng năm

Kẽm là nguyên tố cân thiết dé duy trì sự sông của con người và động vật Sự

thiếu hụt kẽm để lại những hiệu ứng rỡ nét trong việc tăng trọng của động vật

Kẽm tìm thấy trong Imnsulin, các protein chứa kẽm và các enzym như

supeoxyddismustase Thị giác, vị giác, khứu giác và trí nhớ có liên quan đến

kẽm và sự thiểu hụt kẽm có thể gây ra sự hoạt động không bình thường của các

cơ quan này Các nguồn thức ăn tự nhiên giàu kẽm bao gôm: sò huyết, các loại

thịt màu đỏ và thịt gia cầm, đậu, các loại quả có nhân, ngũ cốc nguyên vẹn, hạt

bí hay hạt hướng dương

Tuy nhiên, nếu ở nồng độ cao thì kẽm có thể gây độc nặng cho người sử dụng Các muối kẽm nếu vào cơ thể quá nhiều gây ngộ độc cấp tinh Kém sulphat với liều 500mg thường gây ra nôn mửa Đã từng xảy ra vụ ngộ độc tập thể sau khi uống nước giải khát có pH acid chứa đựng trong đồ hộp tráng kẽm; sau 3-12 giờ nạn nhân bị sốt, buồn nôn ói mửa dạ dày co rút và ia chảy Nước

uống với nồng độ 3mg/1 chuyển đục, đun lên có váng dầu, có vị chất và khó

uống

1.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG CHÌ, KẼM TRONG CÁC

MẪU SINH HỌC VÀ MỐI TRƯỜNG

Trên thế giới đã sử dụng nhiều phương pháp để xác định chì, kẽm Tuy nhiên tùy thuộc vào mục đích, yêu câu của việc phân tích và hàm lượng của nguyên tổ cần xác định mà chọn lựa phương pháp cho thích hợp:

Phương pháp trắc quang

Phương pháp Von-ampe hòa tan

Phương pháp phố phát xạ nguyên tử hay phương pháp phố hấp thụ nguyên tử AAS (dùng ngọn lửa đèn khí F-AAS hay năng lượng nhiệt của dòng điện ETA-

AAS còn gọi là kỹ thuật lò Graphit)

1.2.1 Phương pháp trắc quang /2J, /4/

- Nguyên tắc: Xác định kim loại dựa vào khả năng tạo phức màu của nguyên tử

cần xác định với thuốc thử thích hợp và đo màu các phức này trên máy trắc

quang, mỗi nguyên tổ ứng với l bước sóng nhất định

- Phương pháp trắc quang tuy kỹ thuật đơn giản nhưng độ nhạy không cao nên thuờng sử dụng khi hàm lượng các kim loại khá lớn hoặc phải được làm giàu

trước

1.2.2 Phương phap von - ampe /4/, /5/:

- Nguyên tắc: Qúa trình điện phân gồm 2 bước:

+ Điện phân lầm giàu chất cần phân tích lên trên bẻ mặt điện cực làm việc trong khoảng thời gian xác định tại điện thế xác định

+ Hòa tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách điện phân ngược điện cực làm

việc, đo và ghi dòng hòa tan (đường Von-ampe)

Trên đường Von-ampe hòa tan sẽ xuất hiện pie của nguyên tố cần phân tích, chiều cao của pie trong những điều kiện thích hợp tỷ lệ thuận với nồng độ chất xác định trong dung dịch

Dạng phản ứng: Pb(Hg) —› Pb”” + Hg + 2e

Phương pháp này có nhiều ưu điểm như: dễ tự động hóa, lượng mẫu phân tích

nhỏ, đặc biệt phương pháp có độ chọn lọc, độ chính xác và độ nhạy cao Ưu

điểm nổi bật của phương pháp này là có khả năng xác định được nhiều kim loại

có nồng độ nhỏ cỡ 10” đến 10 mol/I với sai số khoảng 5-159%

Nhược điểm: Sử dụng nhiều chất nền nên dễ nhiễm tạp, độ lặp lại chưa cao,

tốn nhiều thời gian phân tích và người phân tích phải tiếp xúc nhiều với thủy

ngân

1.2.3 Phương pháp quang pho hap thụ nguyên tử /2j, /4/, [5/, [6/:

Hiện nay phương pháp này ngày càng được áp dụng phổ biến ở các phòng thí nghiệm Theo phương pháp này, người ta có thể định lượng được hầu hết các

kim loại (65 nguyên tố) Phương pháp AAS có độ nhạy cao, độ chính xác, độ

10

chọn lọc và độ lặp lại cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh có thể

phân tích hàng loạt Thao tác đơn giản, thuận tiện và có thể tự động hóa

a, Cơ sở lý thuyết của phương pháp:

* Sự xuất hiện phô hấp thụ nguyên tử:

Nguyên tử là đơn vị nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố hóa học trong điều kiện bình thường, nguyên tử tỒn tại ở trạng thái cơ bản, không thu cũng không phát năng lượng Đây là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng

nhất

Nhưng khi nguyên tử đang tồn tại ở trạng thái hơi tự do mà chúng ta kích thích nó bằng I chùm tia đơn sắc có độ dài bước sóng trùng với các vạch phô phát xạ đặc trưng của nguyên tô đó, thì chúng sẽ hấp thụ các bức xạ đó sỉnh ra l loại phổ của nguyên tố Phố này được gọi là phố hấp thụ nguyên tử

Nguyên tử không hấp thụ tất cả các bức xạ mà nó phát ra trong quá trình phát

xạ mà chỉ hấp thụ các tia bức xạ đặc trưng và nhạy Vì thế, phổ hấp thụ nguyên

tử độ chọn lọc cao hơn phố phát xạ

*Phương trình cơ bản của phép đo AAS:

Khi nguyên tử đang ở trạng thái cơ bản, nếu ta đưa nó về thể khí (hơi) rồi

chiếu đám hơi đó một chùm sáng có bước sóng À xác định thì nó có thể hoặc là nguyên tử không có tác dụng gì hết hoặc là nó sẽ hấp thụ năng lượng của tia

sáng Qúa trình này sinh ra I loại phô gọi là phô hấp thụ của nguyên tử Sự hấp

thụ bức xạ của nguyên tử cũng tuân theo định luật Lambert-beer:

L: Bê dày của lớp chất hấp thụ mà chùm sáng A di qua

Trong những điều kiện xác định và với một nguyên tố, một vạch phô ^ thì các giá trị 2.303, k;, L đều không đổi nên ta có:

D,= k Na Với k= 2,303 k, L

Nếu phân tích có nông độ trong mẫu là C, ngudi ta da tim duge quan hệ giữa

Cx va Nw: No =k Cy

Nhu vay chung ta: D, =a CS

V6ia=k.k, vaa la hang sé diéu kién, phu thudc vao cac diéu kién, con b là

hằng số bản chất của ngyên tó

Nghiên cứu quan hệ giữa D; và C„ người ta thấy với mọi vạch phổ À của mọi nguyên tố luôn tìm được Cọ mà với mọi C„ < Cọ thì b=1 và Cạ được gọi là giới

hạn của quan hệ tuyến tính Như vậy với nông độ C, < Cạ ta có phương trình

biểu điễn quan hệ tuyến tính giữa D; và C, : D, =a C,

Múi quan hệ giữa độ hấp thụ D; và nồng độ C, có dạng sau::

12

Moi nong d6 Cy > Co quan hé D va C khéng 1a tuyén tinh b < 1 (doan BC)

Cạ là nồng độ giới hạn trên vùng tuyến tính AB Trong phân tích người ta thường sử dụng đợan thăng AB cho việc tính toán cho kết quả có độ chính xác cao hơn

b, Nguyên tắc chung của phép đo AAS:

Muốn thực hiện phép đo phổ AAS để xác định 1 nguyên tô trong 1 loại mẫu chúng ta phải:

- Xử lý mẫu phân tích thành dạng dung dịch

- Hóa hơi dung dịch mẫu phân tích thành đám hơi của mẫu

- Nguyên tử hóa đám hơi thành môi trường của nguyên tử tự do

- Chiếu chùm tia A đơn sắc vào đám hơi nguyên tử tự do đề sinh ra phô AAS

- Thu phố AAS, phân giải, chọn 1 bước sóng 2 đề đo và đo D;,

- Ghi lại kết quả đo

c, Trang bi cua phép do AAS:

* Nguồn cung cấp chùm tia đơn sắc của nguyên tổ phân tích :

Các loại nguồn thường :

- Đèn catốt (HCL) có catốt làm bằng kim loại của nguyên tổ phân tích Hoạt động của đèn là sự phát xạ nhiệt trong môi trường khí kém nên tạo ra các vạch

phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố làm catốt

- Đèn phóng điện không điện cực (EDL) có chất phát xạ là kim loại hay hợp

kim của nguyên tô phân tích Hoạt động của đèn là sự phát xạ nhiệt trong môi trường khí kém nên tạo ra vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tó đã được cho

vào đèn

* Hệ thống hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu có thể theo 2 kĩ thuật là:

13

- Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa F-AAS có độ lặp lại tốt, dễ thao tác Tuy nhiên, hiệu suất và độ nhạy phép phân tích không cao, độ nhạy chỉ đạt cỡ ppm

- Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng lò nung Graphit ETA-AAS tăng khả năng nguyên tử hóa mẫu, tăng độ nhạy từ 10-200 lần so với phương pháp ngọn lửa

* Máy quang phổ (thu, phân giải và chọn bước sóng đo)

* Bộ phận ghi kết quả đo

1.3 MỘT SÓ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU TRƯỚC KHI PHÂN TÍCH

{5}, [6]

Hiện nay trong các phòng thí nghiệm người ta đã sử dụng các phương pháp

vô cơ hóa mẫu khác nhau, tùy thuộc vào bản chất của chất phân tích, đối tượng

mẫu, điều kiện trang bị mà lựa chọn phương pháp xử lý mẫu thích hợp

1.3.1 Phương pháp vô cơ hóa khô (tro hóa khô)

- Nguyên tắc: Đốt cháy các hợp chất hữu cơ trong mẫu bằng nhiệt để giải

phóng kim loại dưới dạng oxyd hoặc muối của chúng Sau đó hòa tan bằng acid

thích hợp đề có thẻ xác định được các nguyên tố theo I phương pháp nhất định

- Phương pháp này đơn giản, xử lí triệt để, không phải dùng nhiều acid như phương pháp vô cơ hóa ướt

- Nhược điểm: Làm mất mẫu các nguyên tố dễ bay hơi như Hg, As, Pb và

không áp dụng cho các nguyên tố có áp suất hơi cao như Cd, As, thời gian xử

lí kéo dài, các nguyên tô trong mẫu sẽ bị mất khi nung: Cd (10-18%), Cu (7-

I4

- Một số muối: KNO: Ca(NO:);, Mg(NO:)

Và phải chọn nhiệt độ thích hợp

1.3.2 Phương pháp vô cơ hóa ướt (tro hóa ướt)

- Nguyên tắc: Oxy hóa các chất hữu cơ bằng acid hoặc hỗn hợp acid có tính oxy hóa mạnh như: H;SO; HNO; HCIO,, HCI, đễ phân hủy mẫu trong điều kiện đun nóng

- Thường có các loại và kiểu xử lý ướt sau:

+ Trong điều kiện thường: Sử dụng trong cốc khi đun nóng, trong bình

Keldan thường hoặc trong bình Keldan có hồi lưu

+ Trong áp suất cao: sấy trong tủ sây, bếp cát, lò nung Luộc trong nước hay

trong dầu, trong lò hơi nhiệt độ cao

+ Trong lò vi sóng: hệ đóng kín, sử dụng ở áp suất cao

- Phương pháp này đơn giản, đễ thực hiện bảo toàn được chất phân tích nhưng

mắt nhiều thời gian, dùng 1 lượng acid tỉnh khiết gấp 5-15 lần lượng mẫu Dễ bị

nhiễm bần khi xử lý do phải thêm hóa chất vào để trung hòa acid thừa

1.3.3 Phương pháp xử lý mẫu trong lò vĩ sóng

- Thực chất là vô cơ hóa ướt trong lò vi sóng

Nguyên tắc: Dùng năng lượng cao tần của lò vi sóng để phân hủy ướt mẫu trong môi trường của Ï acid oxy hóa mạnh hay hỗn hợp của 2, 3 acid mạnh, đặc,

có tính oxy hóa cao trong bình kín Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao có thê dễ dàng hòa tan được mẫu

- Đây là kỹ thuật xử lý ướt trong lò vi sóng nên hiệu quả cao và nhanh hơn cách tro hóa ướt bình thường Có 2 cách của kĩ thuật này là xử lý ở áp suất thường và

áp suât cao

15

+ Trong hé mo: Mau dé trong binh Keldan hay trong ống nghiệm và đặt trong

lò vi sóng có điều khiển, điều khiển được công suất vi sóng để phân hủy trong

điều kiện đã chọn Mẫu phân hủy nhờ các acid mạnh và năng lượng cao tần của

lò vi sóng nên sự phân hủy nhanh và triệt để, tốn ít acid hơn xử lý ướt bình

thường

+ Trong hệ đóng kín: Mẫu phải để trong bình kín và chịu áp cao Thường dùng bình Teflon 40 bar Sau đó cũng phân hủy như trên Nhưng vì trong hệ kín,

áp suất cao nên sự phân hủy nhanh và triệt để hơn

Đây là phương pháp xử lý mẫu hiện đại nhất hiện nay, làm giảm đáng kể

thời gian xử lý mẫu, không làm mất mẫu, và vô cơ hóa một cách triệt để do thực hiện trong bình kín và có thể vô cơ hóa được nhiều mẫu trong 1 lần

Với tất cả các ưu điểm trên và với trang thiết bị trong phòng thí nghiệm của

Viện Y học- Lao động nên lò vi sóng đã được chọn lựa để phá mẫu nước thải xác

định hàm lượng chì và kẽm

16

Chuong 2

DOI TUONG VA PHUONG PHAP NGHIEN CUU

2.1 DOI TUONG THUC NGHIEM

2.1.1 Mẫu thực nghiệm: Nước thải của 1Š nhà máy thải ra sông Kim Ngưu và

sông Tô Lịch Nước thải của IŠ nhà máy sau:

Công ty cơ khí Hà Nội

Công ty TNHH Bảo Lâm

Công ty cơ điện Thống Nhất

Công ty cơ nhiệt điện lạnh Bách Khoa

Công ty liên doanh ô tô Việt Nam - Daewoo

Công ty cô phần kim khí Hà Nội

Công ty Dệt may Minh Khai

10 Công ty Dệt may 8/3

I1 Công ty liên doanh ô tô Việt Nam - Hino

12 Công ty cỗ phần sơn tổng hợp Hà Nội

13 Công ty điện cơ Trần Phú

14 Công ty cỗ phần pin Hà Nội

15 Nhà xuất bản lao động - xã hội

2.1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực thực nghiệm

Ở Việt Nam hiện nay, một bất cập lớn nhất trong sự ô nhiễm các sông thoát nước thải trong toàn thành phố là nước thải công nghiệp chưa qua xử lý cũng

được xả chung vào hệ thống thoát nước thải sinh hoạt của thành phố và đồ ra các

hệ thông sông

17

e Cac song chinh 6 Ha N6i

Gồm sông Hồng, sông Cầu, sông Cà Lồ, sông Đuống và sông Nhuệ Hiện

trạng các sông này được đánh giá là chưa bị ô nhiễm

Sông Hồng: Chất lượng nước vẫn được đảm bảo TCVN 5942 - 1995 loại A Các sông: sông Cầu, sông Đuống, sông Cà Lồ chất lượng nước hầu như chưa

bị ô nhiễm hóa học và sinh học

e Cac song thoát nước ở Hà Nội

Hiện nay, tổng lượng nước thải sinh hoạt của các khu vực nội thành Hà Nội

khoảng gần 400.000mỶ / ngày đêm Ngoài ra, hàng ngày các cơ sở công nghiệp,

dịch vụ, bệnh viện cũng thải ra khoảng 100.000mỶ/ ngày đêm Toàn bộ lượng nước thải thoát qua hệ thống cống nước và 4 sông tiêu chính của

thành phố (sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét, sông Kim Ngưu)

Các giá trị BOD, COD cho ta thấy hầu hết các sông thoát nước ở Hà Nội bị ô

nhiễm nặng chất hữu cơ (BOD: Nhu cầu oxy sinh hóa; COD: Nhu cầu oxy hóa học)

Mức độ ô nhiễm hiện nay tại các sông được đánh giá qua các kết quả quan trắc, phân tích chất lượng ở các sông tại các đợt quan trắc vào các năm 1996-

1999, trong quá trình thu thập triển khai dự án “Nghiên cứu cải thiện môi trường

Ha Noi” do JIC tai tro

Mặc dù hiện nay đã có 1 số cơ sở công nghiệp , nhà máy xử lý nước thải

trước khi đồ ra hệ thống sông thoát nước của Hà Nội nhưng lượng nước đã xử lý này không đáng kẻ chỉ chiếm 6% so với tổng lượng nước thải của thành phó

Sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét, sông Kim Ngưu đều bị ô nhiễm nặng

Nguyên nhân do nước thải sinh hoạt và công nghiệp đỗ vào các con sông này quá lớn

£543 SN

4-22

18

Sông Tô Lịch bắt đầu từ cầu Giấy chảy cùng hướng với đường Láng va đường Kim Giang về phía Nam tồi tới sông Nhuệ Hiện nay, sông Tô Lịch không còn khả năng tự làm sạch do lượng nước thải đồ vào sông quá lớn Hàm

lượng cặn, kim loại nặng, v.v đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 1 đến 50

lần Các công ty, nhà máy có nước thải chảy ra sông Tô Lịch đó là công ty thép

Việt Tiến, công ty cơ khí Mai Động, Nha may Vi HA — Thống Nhất, công ty cơ

điện Trần Phú

Nước sông Kim Ngưu thậm chí con bân hơn nước sông Tô Lịch Sông Kim

Ngưu dài khoảng 4,5 km, kéo dài từ cầu Kim Ngưu (đầu đường Trần Khát Chân

và phố Lò Đúc) cho đến cuối địa phận phường Yên Sở (Hoàng Mai) Đoạn sông Kim Ngưu chảy qua cầu Mai Động ô nhiễm nặng nhất Các chỉ tiêu sinh hóa vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 3 đến 57 lần Sông Kim Ngưu khoảng

125000m/ngày đêm hầu hết lượng nước thải đều không được xử lý trước khi đồ

vào sông Các nghiên cứu trước đây cho thay chat gay 6 nhiễm độc hại đối với nguồn nước ở sông Kim Ngưu chủ yếu do các chất hóa dâu, phenol, và kim loại nặng được thải ra bởi nhóm ngành công nghiệp, cơ khí tập trung chủ yếu tại cụm

công nghiệp Minh Khai- Vĩnh Tuy Số liệu thống kê có 13 nhà máy cơ khí thải

ra kim loại nặng như Cr, Ni, Pb,Cd tại khu công nghiệp Minh Khai —Vinh Tuy

như Dệt may 8/3, Dệt may Minh Khai, Nhà xuất bản Lao động — xã hội,Công ty

kĩ thuật 3C, công ty Bảo Lâm, công ty nhựa Hoàng Hà

Chỉ số nhiễm BOD đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép của 2 con sông này là 10-12 lần (đây là kết quả mà Sở khoa học, Công nghệ và Môi trường HN thu

được sau khi tiễn hành khảo sát) Điều đáng lo ngại nhất là kết quả khảo sát cho

thấy chức năng lọc tự nhiên ở 2 con sông này không còn nữa Điều này ảnh hưởng rât lớn đên sự tôn tại của 2 con sông

Do đó, tôi đã chọn sông Kim Ngưu và sông Tô Lịch đề thăm đò độ nhiễm chì

và kẽm trong nước thải của 15 nha may vi 2 con sông này phải tiếp nhận ngày

càng nhiều nguồn nước thải công nghiệp của các khu công nghiệp

2.2 PHUONG TIEN THUC NGHIEM:

2.2.1 Thiết bị :

- Lò vi sóng Speed wave MWS-3” của Hãng Berghop - Đức

- Máy Quang phố hấp thụ nguyên tử AAS Model AAnalyst 700, hãng

Do yêu cầu nghiêm ngặt của phép đo AAS nên đòi hỏi hóa chất phải có độ

tinh khiết cao

- Khi Ar tinh khiét 99,995%.