ĐỀ CƯƠNG MÔN CHUYÊN NGÀNH MÔI TRƯỜNG

ĐỀ CƯƠNG MÔN CHUYÊN NGÀNH I. Xử lý mẫu: 1. Các kỹ thuật chiết 1.1. Nguyên tắc chiết Chiết là dựa trên cơ sở sự phân bố (hay hoà tan) khác nhau của chất phân tích vào trong hai pha (2 dung môi) không trộn lẫn vào nhau. Tức là các chất phân tích tan tốt trong dung môi này, nhưng lại không tan tốt trong dung môi kia. Nghĩa là sự phân bố của một chất trong hai dung môi ( 2 pha) là rất khác nhau. Nhờ đó mà chúng ta lấy được chất cần phân tích ra khỏi pha mẫu ban đầu, chuyển nó vào pha thứ 2 (dung môi) mà chúng ta mong muốn. Sau đó xác định nó trong dung môi chiết. 1.2. Các điều kiện của sự chiết Để có được kết quả chiết tốt, quá trình chiết phải có các điều kiện và đảm bảo được các yêu cầu nhất định sau đây:  Dung môi chiết phải tinh khiết cao, để không làm nhiễm bẩn thêm các chất phân tích vào mẫu.  Dung môi chiết phải hoà tan tốt các chất phân tích, nhưng lại không hoà tan tốt với các chất khác có trong mẫu.  Hệ số phân bố của hệ chiết phải lín, để cho sự chiết được triệt để.  Cân bằng chiết nhanh đạt được và thuận nghịch, để giải chiết được tốt.  Sự phân lớp khi chiết phải rõ ràng, nhanh và dễ tách ra riêng biệt các pha.  Phải chọn môi trường axit, pH, loại axit thích hợp,  Phải thực hiện trong nhiệt độ phù hợp và giữ không đổi trong cả quá trình.  Phải lắc hay trộn đều mạnh để quá trình chiết xẩy ra được tốt. 1.3. Các kỹ thuật chiết 1.3.1. Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng Nguyên tắc: Nguyên tắc của kỹ thuật chiết này là dựa trên cơ sở sự phân bố của chất phân tích vào hai pha lỏng (2 dung môi) không trộn lẫn được vào nhau (trong hai dung môi này, có thể một dung môi có chứa chất phân tích) được để trong một dụng cụ chiết, như phễu chiết, bình chiết. Vì thế hệ số phân bố nhiệt động Kb của cân bằng chiết là một yếu tố quyết định hiệu quả của sự chiết và tiếp đến là sự ảnh hưởng của nhiệt độ, môi trường axit. Vì Kpb là hằng số nhiệt động. Phương pháp chiết tĩnh Phương pháp chiết này đơn giản, không cần máy móc phức tạp, mà chỉ cần một số phễu chiết (dung tích 100, 250, 500 mL), là có thể tiến hành được ở mọi phòng thí nghiệm. Việc lắc chiết có thể thực hiện bằng tay, hay bằng máy lắc nhỏ. Tất nhiên khi phải làm hàng loạt mẫu thì mất nhiều thời gian. Hiện nay người ta đã cung cấp các hệ chiết đơn giản có 6, 9 hay 12 phễu với máy lắc nhỏ, nên việc thực hiện chiết cũng dễ dàng và dễ đồng nhất điều kiện.

ĐỀ CƯƠNG MÔN CHUYÊN NGÀNH

1.2.Các điều kiện của sự chiết

Để có được kết quả chiết tốt, quá trình chiết phải có các điều kiện và đảm bảo được các yêu cầu nhất định sau đây:

 Dung môi chiết phải tinh khiết cao, để không làm nhiễm bẩn thêm các chất phân tích vào mẫu

 Dung môi chiết phải hoà tan tốt các chất phân tích, nhưng lại không hoàtan tốt với các chất khác có trong mẫu

 Hệ số phân bố của hệ chiết phải lín, để cho sự chiết được triệt để

 Cân bằng chiết nhanh đạt được và thuận nghịch, để giải chiết được tốt

 Sự phân lớp khi chiết phải rõ ràng, nhanh và dễ tách ra riêng biệt các pha

 Phải chọn môi trường axit, pH, loại axit thích hợp,

 Phải thực hiện trong nhiệt độ phù hợp và giữ không đổi trong cả quá trình

 Phải lắc hay trộn đều mạnh để quá trình chiết xẩy ra được tốt

1.3.Các kỹ thuật chiết

1.3.1 Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng

Nguyên tắc: Nguyên tắc của kỹ thuật chiết này là dựa trên cơ sở sự phân

bố của chất phân tích vào hai pha lỏng (2 dung môi) không trộn lẫn được vào nhau (trong hai dung môi này, có thể một dung môi có chứa chất phân tích) được để trong một dụng cụ chiết, như phễu chiết, bình chiết Vì thế

hệ số phân bố nhiệt động Kb của cân bằng chiết là một yếu tố quyết định hiệu quả của sự chiết và tiếp đến là sự ảnh hưởng của nhiệt độ, môi trường axit Vì Kpb là hằng số nhiệt động

Phương pháp chiết tĩnh

Phương pháp chiết này đơn giản, không cần máy móc phức tạp, mà chỉ cầnmột số phễu chiết (dung tích 100, 250, 500 mL), là có thể tiến hành được ởmọi phòng thí nghiệm Việc lắc chiết có thể thực hiện bằng tay, hay bằng

máy lắc nhỏ Tất nhiên khi phải làm hàng loạt mẫu thì mất nhiều thời gian.Hiện nay người ta đã cung cấp các hệ chiết đơn giản có 6, 9 hay 12 phễu với máy lắc nhỏ, nên việc thực hiện chiết cũng dễ dàng và dễ đồng nhất điều kiện

Ví dụ: Chiết lấy các Retinoit (các Vitamin A) từ mẫu sữa tươi

Lấy 10 mL mẫu vào bình chiết, thêm 20 mL rượu etylic tuyệt đối, 5-8 gamNa2SO4 khan, trộn đều, thêm 10 mL dung môi n-Hexan, lắc mạnh trong 5 phút, để trong tủ lạnh 2 phút cho phân líp, tách lấy líp n-Hexan có chứa các Retinoit, làm khô pha chiết bằng Na2SO4 khan và phân tích các

Retinoit (họ Vitamin A) trong n-Hexan bằng HPLC hay MEKC

Ưu nhược điểm

Phương pháp chiết tĩnh đơn giản, dễ thực hiện, đã và đang được ứng dụngphổ biến và rất có hiệu quả trong lĩnh vực tách chiết phân tích và làm giầu các chất phân tích phục vụ cho việc xác định hàm lượng vết Nhất là tách

và làm giầu các kim loại, các chất hữu cơ, HCBVTV độc hại trong các mẫu nước, nước thải, nước biển, v.v Các ưu và nhược điểm chung của

kỹ thuật chiết là:

 Dùng được cho cả chiết phân tích và sản xuất tách chiết lượng lín,

 Lấy riệng chất PT, loại được các chất ảnh hưởng, nhất là chất nền của mẫu,

 Thích hợp cho làm giầu lượng nhỏ chất phân tích (có thể 10-50 lần),

 Phục vụ cho chiết được cả các chất vô cơ và các chất hữu cơ,

 Sản phẩm chiết phù hợp được cho nhiều phương pháp phân tích

1.3.2 Kỹ thuật chiết pha rắn

Nguyên tắc

• Chiết pha rắn cũng là quá trình phân bố của các chất giữa 2 pha, trong đólúc đầu chất mẫu ở dạng lỏng (pha nước, hay hữu cơ), còn chất chiết ở dạng rắn, dạng hạt nhỏ và xốp đường kính 25 - 70 μm Vì thế nên có tên làm Vì thế nên có tên làchiết pha rắn (Solid Phase Extraction ), hay chiết rắn-lỏng

• Chất chiết được gọi là pha tĩnh, và được nhồi vào một cột chiết nhỏ, cột chiết kích thước: 6 x 1 cm, hay dung lượng chiết 100-600 mg, hoặc dạng đĩa chiết có kích thước dầy 1-2 mm và đường kính 3-4 cm Chất chiết là các hạt Silica trung tính, các hạt ôxit nhôm, hay các Silicagen trung tính đã

bị alkyl hoá nhóm OH bằng nhóm mạch carbon thẳng C2, C4, C8, C18, , hay nhân phenyl Nó được chế tạo trong điều kiện giống như pha tĩnh của sắc ký HPLC, và các hạt này có độ xốp lớn, với diện tích bề mặt xốp thường từ 50 - 300 m2/gam

-• Khi xử lý mẫu, dung dịch chất mẫu được dội lên cột chiết Lúc này pha tĩnh sẽ tương tác với các chất và giữ một nhóm chất phân tích lại trên cột

(trên pha tĩnh), còn các nhóm chất khác sẽ đi ra khỏi cột cùng với dung môi hoà tan mẫu Như thế là chúng ta thu được nhóm chất cần phân tích ở trên pha tĩnh (chất chiết rắn)

• Sau đó dùng một dung môi thích hợp hoà tan tốt các chất phân tích để rửa giải chúng ra khỏi pha tĩnh (cột chiết), và chúng ta thu được dung dịch

có chất phân tích để xác định chúng theo một cách đã chọn

Các loại chất chiết pha rắn

Theo đặc điểm và bản chất của sự chiết, các chất chiết pha rắn được chế tạo và phân chia theo các loại chất:

• Loại hấp phụ pha thường Đó là các Silica trung tính và ôxit nhôm,

• Hấp phụ pha ngược Đó là các Silica thường được alkyl hoá nhóm-OH,

• Loại chất trao đổi iôn (để tách Cation và Anion),

• Chất rây hay sàng lọc phân tử theo độ lớn, kích thước của phân tử chất,

• Loại chất hấp phụ khí (purge and trap Extraction), để hấp thụ chất khí

Các kiểu và cơ chế chiết pha rắn

Chính vì có nhiều loại chất chiết pha rắn, cho nên kỹ thuật chiết pha rắn cũng có nhiều cơ chế và quá trình động học khác nhau, theo bản chất của mỗi loại chất chiết (pha chiết) Nói chung, các chất chiết pha rắn này cũng tương tự như các pha tĩnh trong sắc lý lỏng hiệu năng cao (HPLC) Nó có thể là dạng cột chiết (1x6 cm có thể tích 4-6 mL) hay dạng đĩa chiết (dầy 1-2 mm và đường kính 3-4 cm) Do đó chiết pha rắn cũng có 3 loại cơ chế chính là:

1 Hấp phụ pha thường (loại NP), và Hấp phụ pha ngược (loại RP),

2 Trao đổi ion và cặp ion đối với các chất dạng ion (loại IEx),

3 Rây phân tử theo độ lớn của chất phân tích (Gel)

Các điều kiện của chiết pha rắn

Quá trình chiết ở đây thực chất cũng là sự phân bố của chất phân tích giữa

2 pha, pha rắn (chất chiết) và pha lỏng (dung dịch chứa chất phân tích) không trộn lẫn vào nhau trong những điều kiện nhất định, như pH, dung môi, nhiệt độ, tốc độ chảy của mẫu qua cột chiết Trong đó hệ số phân bố nhiệt động Kb của chất phân tích giữa hai pha (rắn và lỏng chứa mẫu) cũng là một yếu tố quyết định hiệu quả của sự chiết Nó cũng tương tự nhưtrong hệ sắc ký cột lỏng-rắn (của các hệ HPLC)

Vì thế muốn thực hiện chiết pha rắn tốt phải có các điều kiện sau đây:

 Pha rắn hay chất chiết (dạng cột chiết hay đĩa chiết) phải có tính chất hấp thụ hay trao đổi chọn lọc với một chất, hay một nhóm chất phân tích nhất định, tức là tính chọn lọc của pha tĩnh chiết

 Các chất chiết và dung môi rửa giải phải có độ sạch cao theo yêu cầu của cấp hàm lượng phân tích

 Hệ số phân bố nhiệt động Kfb của cân bằng chiết phải lớn, để có được hiệu suất chiết cao

 Quá trình chiết phải xẩy ra nhanh và nhanh đạt cân bằng, nhưng không

có tương tác phản ứng hoá học làm mất hay hỏng pha rắn và chất phân tích

 Quá trình chiết phải có tính thuận nghịch, để còn có thể rửa giải được tốt chất phân tích ra khỏi pha chiết bằng một pha động phù hợp

 Không làm nhiễm bẩn thêm chất phân tích trong quá trình chiết bởi bất

kỳ từ nguồn nào

 Sự chiết phải được thực hiện trong điều kiện nhất định phù hợp, phải lặplại được tốt và tất nhiên là càng đơn giản dễ thực hiện thì càng tốt

Các ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng

Chiết pha rắn là một kĩ thuật chiết mới ra đời, đang phát triển và được ứng dụng trong khoảng chục năm trở lại đây, nhất là ở các nước tiên tiến và nó mới vào Việt nam ta từ năm 1997 Hiện nay đã có một số hãng sản xuất vàcung cấp ra thị trường nhiều loại chất chiết và dụng cụ chiết khác nhau chonhiều đối tượng rất tiện dụng Chất chiết thường là các chất Silica được hoạt hoá để chúng có khả năng hấp thụ cao và chọn lọc các chất theo từng nhóm

Kỹ thuật chiết này có các ưu và nhược chính điểm sau đây:

 Có tính chọn lọc đối với một nhóm hợp chất phân tích,

 Cân bằng chiết nhanh đạt được và có tính thuận nghịch,

 Thích hợp cho mẫu lượng nhỏ và phân tích lượng vết các chất,

 Thao tác đơn giản và nhanh hơn các kỹ thuật chiết khác,

 Trong quá trình chiết luôn luôn có cả sự làm giầu chất phân tích,

 Chất chiết pha rắn không đắt (khoảng 50.000 đ.VN/1cột chiết)

Chính vì thế mà nó đang được sử dụng rất phổ biến trong phân tích, đặc biệt là phân tích đối tượng môi trường các chất vi lượng độc hại

II.Quan trắc phân tích môi trường 1.

1 Các khái niệm cơ bản về quan trắc môi trường

- Quan trắc môi trường:

+ Theo luật bảo vệ môi trường 2005 thì quan trắc môi trường là quá trình theo dõi có hệ thống về môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin, phục vụ đánh giá hiện tượng, diễn biến chất lượng và các tác động xấu đối với môi trường

+ Quan trắc môi trường là quá trình thu thập các thông tin về sự tồn tại cũng như biến đổi nồng độ các chất trong môi trường có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo, quá trình này được thực hiện bằng các phép đo lường

nhắc lại nhiều lần với mật độ mẫu đủ dày về cả không gian và thời gian để

từ đó có thể đánh giá các biến đổi và xu hướng chất lượng môi trường

- Mục tiêu của quan trắc môi trường:

+ Để đánh giá các hậu quả ô nhiễm đến sức khỏe và môi trường sống của con người và xác định mối quan hệ nhân quả của nồng độ chất ô nhiễm.+ Để đảm bảo an toàn cho việc sử dụng tài nguyên (đất, nước, không khí) vào mục đích kinh tế

+ Để thu được các số liệu hệ thống dưới dạng điều tra cơ bản chất lượng môi trường và cung cấp ngân hang dữ liệu cho sử dụng tài nguyên trong tương lai

+ Để nghiên cứu và đánh giá các chất ô nhiễm và hệ thống tiếp cận chúng.+ Để đánh giá hiệu quả các biện pháp kiểm soát luật pháp về phát thải.+ Để tiến hành các biện pháp khẩn cấp tại những vùng có ô nhiễm đặc biệt

- QA/QC trong quan trắc:

+ QA (bảo đảm chất lượng) trong quan trắc môi trường là một hệ thống tích hợp các hoạt động quản lý và kỹ thuật trong một tổ chức nhằm bảo đảm cho hoạt động quan trắc môi trường đạt được các tiêu chuẩn chất lượng đã quy định

+ QC (kiểm soát chất lượng) trong quan trắc môi trường là việc thực hiện các biện pháp tác nghiệp để đánh giá, theo dõi và kịp thời điều chỉnh các sai sót để đạt được độ chính xác và độ tập trung của các phép đo theo yêu cầu của các tiêu chuẩn chất lượng nhằm đảm bảo cho hoạt động quan trắc môi trường đạt các tiêu chuẩn chất lượng quy định

+ Việc bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng phải thực hiện xuyên suốt trong mọi hoạt động quan trắc môi trường và tuân thủ các nguyên tắc sau đây:

Trung thực, chính xác, kịp thời

Khoa học, hiện đại

2 Các bước thiết kế một chương trình quan trắc môi trường.

- Chương trình qua trắc môi trường là kế hoạch được lập ra nhằm đáp ứng

một số mục tiêu nhất định, trong đó bao gồm những yêu cầu về thông tin các thông số, các địa điểm, tần suất và thời gian quan trắc, các yêu cầu về trang thiết bị, phương pháp phân tích, đo, thử, yêu cầu về nhân lực và kinh phí thực hiện Chương trình quan trắc là một thủ tục bắt buộc đối với mọi hình thức quan trắc và đối tượng môi trường cần quan trắc

- Các bước thiết kế một chương trình quan trắc: (theo thông tư

21/2012/TT-BTNMT)

- Xác định mục tiêu chương trình quan trắc.

- Khảo sát thực tế khu vực cần quan trắc

- Xác định các nguồn tác động, dạng chất gây ô nhiễm chủ yếu đối với khu

vực qua trắc, xác định các rủ ro tiềm năng trong khu vực quan trắc, xác định danh giới khu vực quan trắc và dự báo các tác động hoặc những biến đổi có thể xảy ra trong khu vực quan trắc

- Xác định rõ kiểu loại quan trắc: quan trắc môi trường nền hay quan trắc

tác động

- Xác định thành phần môi trường cần quan trắc: đất, nước, không khí.

- Lập danh mục các thông số quan trắc theo thành phần môi trường: các

thông số đo tại hiện trường và các thông số phân tích trong phòng thí

nghiệm

- Thiết kế phương án lấy mẫu, xác định điểm lấy mẫu, đánh dấu trên bản

đồ, sơ đồ, mô tả vị trí địa lý, tọa độ quan trắc và ký hiệu các điểm quan trắc

- Xác định tần suất và thời gian.

- Xác định phương pháp lấy mẫu, phương pháp quan trắc và phân tích.

- Xác định quy trình lấy mẫu, thể tích mẫu cần lấy, loại dụng cụ chứa mẫu,

hóa chất bảo quản, thời gian lưu mẫu, loại mẫu và số lượng mẫu kiếm soát chất lượng mẫu

- Lập danh mục và lên kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng, hiệu chuẩn thiết bị

hiện trường và thiết bị phòng thí nghiệm,…

- Lập kế hoạch thực hiện bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng

- Lập kế hoạch thực hiện chương trình quan trắc môi trường: nhân lực thực

hiện, kinh phí thực hiện chương trình quan trắc, các cá nhân tổ chức tham gia thực hiện chương trình

3 Các yêu cầu để thực hiện QA trong quan trắc hiện trường và quan trắc trong phòng thí nghiệm.

a Để đảm bảo chất lượng trong quan trắc tại hiện trường.

Cần phải thực hiện đảm bảo chất lượng trong đó đo đạc tại hiện trường; trong lấy mẫu, xử lý và bảo quản mẫu tại hiện trường; trong quá trình vận chuyển mẫu về phòng thí nghiệm Cụ thể, để đảm bảo chất lượng, quá trình quan trắc cần được tuân thủ theo những hướng dẫn và các quy trình

đã định gồm:

- Xác định các thông số cần quan trắc, bao gồm: tên thông số, đơn vị đo,

độ chính xác cần đạt được Đơn vị do trong quan trắc và phân tích đất được quy định là mg/kg đất khô kiệt

- Phương pháp phân tích: sử dụng phương pháp phân tích phù hợp với mục

tiêu đề ra Phương pháp phân tích theo TCVN về môi trường hoặc phương

pháp theo tiêu chuẩn quốc tế khác đã được cơ quan Nhà nước có thẩm quyền của Việt Nam thừa nhận và áp dụng.

- Trang thiết bị quan trắc môi trường: sử dụng trang thiết bị phù hợp với

phương pháp đo, thử đã được xác định, đáp ứng yêu cầu của phương pháp

về kỹ thuật và đo lường Trang thiết bị phải được sử dụng tương đương giữa các điểm quan trắc trong cùng một chương trình quan trắc.Trang thiết

bị phải có hướng dẫn sử dụng, thông tin chi tiết về ngày bảo dưỡng kiểm chuẩn và người sử dụng thiết bị quan trắc

- Các dụng cụ chứa mẫu phải phù hợp với từng thông số quan trắc và thành

phần môi trường và dụng cụ phải được dán nhãn Nhãn mẫu phải được gắnvới dụng cụ chứa mẫu trong suốt thời gian tồn tại của mẫu, bao gồm:

thông tin về thông số phân tích, ký hiệu mẫu, thời gian lấy mẫu, kỹ thuật lấy mẫu và thời gian bảo quản mẫu đã sử dụng, người lấy mẫu và các thông tin khác (nếu có)

- Hóa chất, mẫu chuẩn: phải có đầy đủ các hóa chất và mẫu chuẩn theo quy

định của từng phương pháp phân tích Hóa chất và mẫu chuẩn được đựng trong các bình chứa phù hợp có dán nhãn với các thông tin như: tên hoặc loại hóa chất, nhà cung cấp, hướng dẫn bảo quản, nồng độ, ngày chuẩn bị, người chuẩn bị, thời gian sử dụng và các thông tin khác (nếu có)

- Nhân sự: người thực hiện quan trắc và phân tích phải có trình độ chuyên

môn phù hợp

- Xử lý số liệu và báo cáo kết quả: trưởng nhóm quan trắc tại hiện trường

có trách nhiệm xử lý số liệu đo, thử; tổng hợp; đánh giá kết quả và lập báo cáo quan trắc; hoàn thành báo cáo lấy mẫu trong thời gian lấy mẫu và có các biện bản bàn giao giao mẫu từ người lấy mẫu cho người vận chuyển mẫu và từ người vận chuyển mẫu cho cán bộ nhận mẫu tại phòng thí

nghiệm

- Xác định đúng vị trí lấy mẫu, bảo đảm đúng thời gian và tần suất lấy mẫu

theo quy định liên quan đến lấy mẫu đất, chất thải rắn và mẫu sinh học

- Vận chuyển mẫu phải được đảm bảo ổn định về mặt số lượng và chất

lượng Các mẫu đất, trầm tích, mẫu thải rắn và mẫu sinh học phải thực hiện bảo quản theo yêu cầu của quá trình vận chuyển các loại mẫu này

b Bảo đảm chất lượng trong phòng thí nghiệm

Yêu cầu quản lý

- Xác định rõ cơ cấu tổ chức của phòng thí nghiệm; phân công nhiệm vụ,

trách nhiệm của từng cán bộ, nhân viên, cán bộ quản lý kỹ thuật và cán bộ quản lý chất lượng

- Hệ thống các văn bản, tài liệu, bao gồm: sổ tay chất lượng, thủ tục điều

hành, các biểu mẫu, tài liệu chỉ dẫn công việc cụ thể

- Phòng thí nghiệm tiến hành việc đánh giá nội bộ theo định kỳ để kiểm tra

việc tuân thủ các yêu cầu của hệ thống chất lượng Cán bộ quản lý chất lượng có trách nhiệm lập kể hoạch và tổ chức đánh giá theo chương trình đồng thời tiến hành các hoạt động khắc phục kịp thời và thông báo bằng văn bản cho các cơ quan, đơn vị có liên quan

- Lãnh đạo phòng thí nghiệm định kỳ xem xét lại hệ thống quản lý chất

lượng và các hoạt động của phòng thí nghiệm để đảm bảo sự phù hợp liên tục và tính hiệu quả

Yêu cầu kỹ thuật:

- Đảm bảo chất lượng đối với phương pháp phân tích là lựa chọn các

phương pháp phân tích phù hợp, đã được tiêu chuẩn hóa trong hệ thống các tiêu chuẩn quốc gia hay quốc tế; sử dụng các mẫu chuẩn để so sánh kếtquả và ước lượng được độ lặp lại của phép đo cũng như sai số của phép đo

- Trang thiết bị phân tích cũng phải tiến hành kiểm tra, kiểm chuẩn trước

khi sử dụng và phải có bảo dưỡng định kỳ; có các mẫu chuẩn đã biết nồng

độ để kiểm tra thiết bị và có sự so sánh liên phòng…

- Điều kiện và môi trường phòng thí nghiệm: phải đáp ứng được các yêu

cầu của chỉ tiêu phân tích đã được nêu trong phương pháp phân tích

- Quản lý mẫu phân tích theo yêu cầu của quan trắc mẫu chất rắn, và phù

hợp với thông số cụ thể Với các mẫu chất rắn, quá trình xử lý mẫu tương đối phức tạp và mất thời gian nên cần phải có kế hoạch cụ thể và ghi chép cẩn thận quá trình lưu giữ mẫu, những sự cố bất thường để tiến hành so sánh và đối chiếu về sau; các mẫu, sau khi phân tích xong phải tiến hành lưu giữ lại tối thiểu 1 tháng để kiểm tra lại trong những trường hợp cần thiết và khi hủy bỏ mẫu thì phải có biên bản hủy bỏ mẫu

4 Bảo quản mẫu môi trường

- Nguyên nhân:

+ Do các quá trình lý hóa sinh xảy ra trong mẫu

 Khử các chất khí: oxy, nito, metan hòa tan trong nước hoặc các khí tự

do trong đất

 Mất các chất khí do thay đổi pH của mẫu

 Hấp thụ kim loại trên thành bình thủy tinh

 Hấp thụ các khí do quá trình oxi hóa và kết tủa kim loại

 Phân hủy và chuyển hóa sinh học

 Bay hơi và chuyển hóa sinh học

 Bay hơi các chất hữu cơ có nhiệt độ sôi thấp

 Phản ứng hóa học và quang hóa

+ Mẫu bị nhiễm bẩn từ dụng cụ lấy mẫu và chứa mẫu

- Nguyên tắc bảo quản mẫu: ức chế không cho các quá trình lý hóa sinh

Vai trò của quá trình bảo quản mẫu môi trường:

Hạn chế các quá trình tự nhiên làm biến đổi nồng độ các chất trong mẫu sau thu thập

Hạn chế các quá trình nhiễm bẩn từ thiết bị hóa chất bảo quản

Đảm bảo chất lượng mẫu sau thu thập, đảm bảo độ tin cậy số liệu quan trắc

Ví dụ: khi phân tích kim loại nặng không được đựng vào bình thủy tinhThời gian lưu mẫu: là thời gian lâu nhất mà mẫu có thể lưu giữ kể từ khi lấy mẫu đến lúc đo đạc hoặc xử lý (đối với các thông số phân tích) mà không gấy ảnh hưởng đáng kể đến kết quả phân tích đo đạc

- Bảo quản lạnh: là phương pháp áp dụng phổ biến để làm chậm quá trình

mất mát vận chất, chỉ trừ trường hợp bảo quản các mẫu phân tích kim loại khi đã bảo quản bằng phương pháp axit hóa mẫu => hạn chế khả năng tan của kim loại và làm tăng quá trình kết tủa trong dung dịch

+ Ưu điểm:

 Hạn chế được hầu hết các quá trình sinh học (quá trình trao đổi chất của

vi sinh vật) và một số quá trình hóa học và vật lý chịu sự chi phối của nhiệtđộ

 Có thể thực hiện ở nhiệt độ làm lạnh sau hay đóng bang sâu

 Thời gian lưu giữ lâu đối với làm lạnh sâu

 Nhiệt độ bảo quản thường từ 2-5 độ C

+ Nhược điểm:

 Mẫu sau khi thu thập cần được bảo quản lạnh ngay, càng sớm càng tốt

- Bảo quản bằng hóa chất: là phương pháp bổ sung thêm hóa chất vào

mẫu để hạn chế sự mất mát của một số thông thường do các phản ứng hóa học gây ra, các quá trình phân hủy và chuyển hóa sinh học mà không thể bảo quản lạnh

 Tăng tính tan kim loại, ngăn quá trình kết tủa kim loại ở dạng oxit và hydroxit.

+ Nhược điểm:

 Mất mát vật chất ở dạng nitrit

 Thay đổi cân bằng anion và cation

 Thay đổi tính tan của một số chất vô cơ và hữu cơ

 Thủy phân các dạng hữu cơ hoặc kết tủa của photpho

6, Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa học trong nước sau đây

(phạm vi áp dụng, phương pháp xử lý, phân tích mẫu, tính kết quả) theo TCVN

- Yếu tố cản trở: chất lơ lửng dưới dạng cacbonat

 giải pháp: lọc trước khi chuẩn độ

b, Cách tiến hành:

Xác định độ kiềm tự do:

-Lấy 25ml mẫu cho vào bình tam giác, thêm 2 giọt chỉ thị phenolphthalein,nếu không xuất hiện màu hồng thì độ kiềm tự do Ap=0, nếu xuất hiện màu hồng thì chuyển sang bước tiếp theo

-Chuẩn độ mẫu bằng dung dịch HCl 0,02N đến khi mất màu, ghi thể tích HCl tiêu tốn (VHCl) Giữ dung dịch để xác định độ kiềm tổng số

-Tiếp tục chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,02N đến khi dung dịch chuyển

từ màu vàng sang màu gạch non thì dừng lại, ghi thể tích HCl tiêu tốn(V2)(chú ý: không đổ thêm dung dịch chuẩn vào buret)

Tính kết quả:

AT = C HCl N ×V2× 1000

V (mmolH+/l)Trong đó: V- Thể tích mẫu đem chuẩn độ(ml)

V2- Thể tích dung dịch HCl tiêu tốn(ml)

6.2 Xác định độ cứng canxi

a, Nguyên tắc:

Chuẩn độ tạo phức ion canxi với dung dịch EDTA ở pH 12-13, dùng

murexit làm chỉ thị Tại cuối điểm chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu đỏ sang tím hoa cà

+ Xác định hàm lượng canxi trong nước ngầm, nước bề mặt và nước uống

sử dụng EDTA Phương pháp này cũng có thể sử dụng đối với nước đô thị

và nước nguyên liệu cho công nghiệp, với điều kiện chúng không chứa cácchất gây nhiễu của kim loại nặng

+ Áp dụng đối với nước có hàm lượng canxi từ 2 đến 100 mg/l( 0,05 đến 2,5 mol/l)

+ Đối với nước có hàm lượng canxi lớn hơn 100mg/l, mẫu phải pha loàn trước khi phân tích

-Yếu tố cản trở:

Các ion nhôm, sắt, chì, đồng, mangan, thiếc, kẽm cản trở việc xác định Đểloại bỏ sự cản trở của các ion thì cho thêm vài giọt dung dịch Na2S 10% vàKCN 5% (Chú ý: trước khi cho các dung dịch này vào phải kiềm hóa mẫu)

b, Cách tiến hành

-Hút 50ml mẫu cho vào bình nón dung tích 250ml

-Thêm vào bình nón: 2ml dung dịch NaOH 2M, chỉ thị murexit (khoảng ½ hạt gạo), 5 giọt dung dịch Na2S 10% và 5 giọt dung dịch KCN 5% Dung dịch Phải có pH=12-13 và phải có màu đỏ

-Chuẩn độ ngay bằng dung dịch EDTA 0,02N cho đến khi dung dịch

chuyển từ màu đỏ sang tím hoa cà thì dừng lại Ghi thể tích EDTA tiêu tốn

CCa2+ = V2× N

2V × 1000×100 (mgCaCO3/ l)

Trong đó: V- Thể tích mẫu đem chuẩn độ(ml)

V2- Thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn(ml)

N- Nồng độ đương lượng của dung dịch EDTA (N)

6.3 Xác định độ cứng tổng

a, Nguyên tắc:

Chuẩn độ tạo phức ion canxi và ion magie với dung dịch EDTA ở pH 10 Dùng ETOO làm chỉ thị Tại điểm chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu xanh

-Phản ứng xảy ra:

Trước chuẩn độ: M2+ + HIn  MIn + H+Phản ứng chuẩn độ: M2+ + H2Y2-  MY2- + 2H+Sau chuẩn độ: MIn + H2Y2- MY2- + HIn -Phạm vi áp dụng:

+ xác định tổng nồng độ canxi và magie trong nước ngầm, nước mặt và nước uống

+ không áp dụng phương pháp này cho nước thỉa và các loai nước có nồng

độ muối cao như nước biển Nồng độ tối thiểu có thể xác định được là 0,05mmol/l

-Yếu tố cản trở:

Các ion nhôm, sắt, chì, đồng, mangan, thiếc, kẽm cản trở việc xác định Đểloại bỏ sự cản trở của các ion thì cho thêm vài giọt dung dịch Na2S 10% vàKCN 5% (Chú ý: trước khi cho các dung dịch này vào phải kiềm hóa mẫu)

b, Cách tiến hành:

-Hút 50ml mẫu cho vào bình nón dung tích 250ml

-Thêm vào bình nón: 4ml dung dịch đệm, chỉ thị ETOO (khoảng ½ hạt gạo), 5 giọt dung dịch Na2S 10% và 5 giọt dung dịch KCN 5% Dung dịch phỉa có pH=10 và phải có màu đỏ hoặc tím

-Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA 0,02N cho đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ hoặc tím sang màu xanh thì dừng lại Ghi lại thể tích EDTA tiêu tốn

V1- thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn (ml)

N- nồng độ đương lượng của dung dịch EDTA (N)

6.4 Xác định Cl

-a, Nguyên tắc:

Chuẩn độ mẫu bằng dung dịch AgNO3 dùng K2CrO4 làm chỉ thị Khi kết thúc chuẩn độ dung dịch có màu đỏ gạch Độ pH của mẫu được duy trì trong khoảng từ 5 đến 9,5 trong suốt quá trình chuẩn độ

+ Các chất gây nhiễu trên làm cho kết quả hàm lượng clorua cao

+ Các dung dịch đục hoặc có màu đậm có thể làm thay đổi điểm kết thúc chuẩn độ

b, Cách tiến hành:

-Với mẫu môi trường:

+ Hút 100ml mẫu thử hoặc một thể tích mẫu nhỏ hơn đã được pha loãng đến 100ml vào bình tam giác (Vml)

+ Chỉnh pH của mẫu nằm trong khoảng 5-9,5 bằng dung dịch HNO3 0,1M hoặc NaOH 0,1M

+ Thêm 1ml chỉ thị K2CrO4, dung dịch có màu vàng chanh

+ Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn AgNO3 cho đến khi dung dịch chuyển

từ màu vàng chanh sang nâu hơi đỏ thì dừng lại Ghi lại thể tích AgNO3 tiêu tốn (V1ml)

+ Kiểm tra sai số của phép chuẩn độ bằng cách: thêm vào dung dịch sau khi kết thúc chuẩn độ 1-2 giọt dung dịch NaCl 0,02M, lắc đều Phéo chuẩn

độ chính xác khi màu nâu biến mất

-Với mẫu trắng:

Tiến hành tương tự với mẫu môi trường nhưng thay 100ml mẫu bằng

100ml nước cất Thể tích AgNO3 tiêu tốn trong quá trình chuản độ mẫu trắng (V0ml)

c, Tính kết quả:

CCl- =(V¿¿1−V0 )× N

V × 35,5 ×1000¿ (mg/l)Trong đó: V- Thể tích mẫu đem chuẩn độ(ml)

V1- Thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn để chuẩn độ mẫu môi trường (ml)

V0- Thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn để chuẩn độ mẫu trắng (ml)

N- Nồng độ đương lượng của dung dịch AgNO3 (N)