TỔNG QUAN
Kim loại nặng, nguồn gốc vànguyênnhângâyônhiễmkimloạinặngtrong nước
1.1.1 Đại cương về kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng đến môi trường
Kim loại nặng là các kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm³, tồn tại trong khí quyển, thủy quyển, địa quyển và sinh quyển Chúng có thể cần thiết hoặc không cần thiết cho cơ thể Những kim loại nặng cần thiết chỉ khi ở mức độ nhất định; nếu thiếu hoặc thừa, chúng có thể gây hại Ngược lại, những kim loại không cần thiết có thể gây tác động tiêu cực ngay cả ở nồng độ rất thấp.
Kim loại nặng trong môi trường không thể phân hủy sinh học và tích tụ trong sinh vật, tạo thành các hợp chất độc hại Chúng cũng tích tụ trong hệ thống phi sinh học như không khí, đất và nước, và có thể bị biến đổi bởi các yếu tố vật lý và hóa học Nhiều hoạt động nhân tạo góp phần vào quá trình này, ảnh hưởng đến vòng tuần hoàn vật chất và sinh học Ô nhiễm nước do kim loại nặng có tác động tiêu cực đến môi trường sống của sinh vật và con người, khi chúng tích lũy qua chuỗi thức ăn Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền chất ô nhiễm vào nước ngầm và đất Để giảm thiểu ô nhiễm nước, cần tăng cường biện pháp xử lý nước thải công nghiệp và quản lý tốt vật nuôi trong các khu vực có nguy cơ ô nhiễm.
1.1.2 Nguồn gốc và nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng Ô nhiễm kim loại nặng có thể do các hiện tượng tự nhiên như núi lửa, động đất tuy nhiên nguồn gốc chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là do con người Các kim loại nặng xuất hiện trong sản phẩm, chất thải của các ngành công nghiệp, sản xuất giao thông và đời sống Cụ thể như:
Kim loại nặng được thải vào không khí từ bụi lò của các nhà máy luyện kim và bụi khoáng trong ngành xây dựng Khí thải từ phương tiện giao thông cũng góp phần gây ô nhiễm kim loại nặng, khi chúng xả ra một lượng lớn khí thải chứa các hợp chất độc hại như chì Những chất này có khả năng hòa tan vào nước, dẫn đến ô nhiễm, và hoạt động giao thông thủy có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nước cao hơn.
Môi trường nước dễ bị ô nhiễm bởi kim loại nặng, chủ yếu từ nước thải của các nhà máy luyện kim, hóa chất, và các quá trình mạ, rửa Hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt của con người cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước, khi sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật và phân bón chứa kim loại nặng như kali và phân lân Khi cây trồng không hấp thụ hết lượng phân bón này, chúng sẽ hòa tan và xâm nhập vào nguồn nước, làm giảm chất lượng nước.
Giới thiệu chung về các nguyên tố Cu, Pb, Cd
Đồng, chì và cadimi là những nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, thường xuất hiện chủ yếu dưới dạng quặng Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, chúng thuộc các nhóm IB, IVA và IIB.
Bảng 1.1 Tóm tắt một số điểm đặc trưng của các nguyên tố đồng, chì, cadimi
Nguyên tố Đặc điểm Đồng (Cu) Chì (Pb) Cadimi (Cd)
Cấu hình electron [Ar] 3d 10 4s 1 [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 [Kr]5s 2 4d 10
Đồng là một kim loại phổ biến, chiếm khoảng 2% khối lượng vỏ trái đất, nổi bật với tính dẻo và khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt cao Đồng nguyên chất có màu cam đỏ và dễ uốn Trong tự nhiên, đồng tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất, thường là muối đồng(II) với màu xanh lam hoặc xanh lục, và đã được sử dụng làm chất nhuộm trong lịch sử Nó có mặt dưới dạng đồng tự nhiên và trong các quặng như cancosin, cancopirit, và malachit Đồng có 29 đồng vị, trong đó 63Cu và 65Cu là đồng vị bền, với 63Cu chiếm khoảng 69% tổng lượng đồng trong tự nhiên.
Chì, một kim loại hiếm trong tự nhiên, thường được tìm thấy dưới dạng quặng cùng với các kim loại khác như kẽm, bạc và đồng, chủ yếu là galena (PbS) chiếm 86,6% khối lượng Ngoài galena, chì còn tồn tại trong các khoáng chất khác như cerussite (PbCO3) và anglesite (PbSO4) Kim loại chì có màu trắng bạc và sáng, nhưng bề mặt của nó xỉ nhanh trong không khí, tạo ra màu tối Chì là một kim loại mềm, dễ uốn, nặng và có tính dẫn điện kém hơn so với nhiều kim loại khác.
Có 8 đồng vị bền của chì, bao gồm 202 Pb, 204 Pb, 207 Pb và 208 Pb Tất cả các đồng vị này, ngoại trừ chì 204, đều xuất hiện như những sản phẩm cuối của quá trình phân rã phóng xạ từ các nguyên tố nặng hơn như urani và thori.
Cadimi là một kim loại hiếm, không tồn tại dưới dạng đơn chất mà chủ yếu xuất hiện trong các loại quặng Các quặng chứa cadimi rất hiếm và thường chỉ có một lượng nhỏ Greenockit (CdS) là khoáng chất quan trọng duy nhất của cadimi, thường liên kết với sphalerit (ZnS) Cadimi là kim loại chuyển tiếp có màu trắng ánh xanh và có độc tính Trong tự nhiên, cadimi có 6 đồng vị ổn định, trong đó hai đồng vị phổ biến nhất là 112 Cd (24,07%).
Ứng dụng của đồng, chì, cadimi
1.3.1 Ứng dụng của đồng Đồng là vật liệu dẻo dai, dễ kéo sợ, dễ dát mỏng, dễ uốn, có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, vì vậy nó được sử dụng một cách rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm: dây điện, đúc tượng, que hàn đồng, làm nhạc cụ, đồ dùng trong nhà bếp, đặc biệt đồng được ứng dụng nhiều trong các động cơ điện Các ion đồng(II) tan trong nước với nồng độ thấp có thể dùng làm chất diệt khuẩn, diệt nấm và làm chất bảo quản gỗ Đồng là kim loại quan trọng trong công nghiệp và kỹ thuật Hơn 50% lượng đồng được khai thác hằng năm được dùng làm dây dẫn điện, 30% chế tạo các hợp kim Các hợp kim của đồng có ứng dụng rộng rãi Kim loại và các hợp kim của nó đã được sử dụng cách đây hàng ngàn năm Hợp kim của đồng với cadimi làm tăng độ bền, không làm giảm độ dẫn điện nên làm dây dẫn điện tốt Hợp kim với Zn, Al,
Pb và Be (bronzo) có độ bền cơ học cao và tính đàn hồi tốt, thường được sử dụng để chế tạo các chi tiết động cơ máy bay, tàu thủy và lò xo cao cấp Hợp kim của đồng với Niken có khả năng chống ăn mòn cao và dễ gia công, thích hợp cho việc chế tạo máy chính xác, dụng cụ y tế và hóa chất tinh vi Đồng cũng là vật liệu lý tưởng cho các thiết bị hóa học như thiết bị chân không, thiết bị trao đổi nhiệt và nồi chưng cất Ngoài ra, đồng còn được sử dụng như một chất phụ gia cho thép kết cấu, giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn và nâng cao giới hạn chảy của thép.
9 còn được dùng trong xây dựng Muối đồng dùng để chế tạo sơn, thuốc trừ sâu và thuộc da [4]
Trong đời sống, chì được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
Trong công nghiệp, chì được sử dụng phổ biến, thống kê có tới 150 nghề, hơn
Chì và các hợp chất của nó được ứng dụng trong hơn 400 quá trình công nghệ khác nhau, bao gồm sản xuất acquy, dây cáp điện, và luyện thép công nghiệp Chì đóng vai trò quan trọng trong ngành sản xuất ô tô, xe máy và máy bay.
Trong ngành công nghiệp hóa chất và công nghệ điện, chì được sử dụng trong các ứng dụng như acquy, vỏ dây cáp và que hàn Ngoài ra, trong kỹ thuật luyện kim màu, chì được mạ lên bề mặt bên trong các buồng và tháp sản xuất axit sunfuric, cũng như trong các ống dẫn, bể tẩy rửa và bể điện phân để bảo vệ thiết bị khỏi sự ăn mòn.
Trong công nghiệp nhiên liệu: Chì được pha vào xăng để tăng hiệu suất cháy của xăng
Trong y học: Các hợp chất của chì được dùng để chế các thứ thuốc làm săn da, giảm đau và chống viên nhiễm
Trong lĩnh vực kỹ thuật quân sự, chì được ứng dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm như sơn, chất nhuộm, thuốc vẽ, men gốm, diêm và pin Ngoài ra, chì còn được sử dụng để chế tạo các tấm ngăn nhằm chống phóng xạ hạt nhân và thường được tìm thấy trong nhựa PVC.
Cadimi được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp như một chất ổn định trong PVC, chất tạo màu cho nhựa và thủy tinh, cùng với vai trò quan trọng trong các hợp kim Một lượng lớn cadimi trên thế giới được dùng để mạ thép do độ bền và tính thẩm mỹ cao hơn so với mạ kẽm Isotop 113 Cd có khả năng bắt neutron tốt, nên được ứng dụng làm thanh điều chỉnh neutron trong lò phản ứng hạt nhân Ngoài ra, cadimi còn được chế tạo thành các tế bào quang điện nhạy với tia tử ngoại, thường thấy trong các thiết bị đo điện như pin chuẩn Weston Bên cạnh đó, cadimi cũng được sử dụng làm xúc tác cho các phản ứng hữu cơ và CdSO4 được ứng dụng làm thuốc diệt nấm.
Khoảng 3/4 cadimi sản xuất ra được sử dụng trong các loại pin (đặc biệt là pin
Ni-Cd chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng như chất màu, lớp sơn phủ, tấm mạ kim và chất ổn định cho nhựa, chiếm khoảng 1/4 tổng lượng tiêu thụ.
Hoạt tính sinh hóa của đồng, chì, cadimi
1.4.1 Hoạt tính sinh hóa của đồng
Đồng là một khoáng chất thiết yếu trong cơ thể, tham gia vào việc hình thành nhiều enzym quan trọng như tirozinaza và oxidaza, cũng như hỗ trợ tổng hợp hemoglobin và photpholipit Nó đóng vai trò quan trọng trong sản xuất hồng cầu, tổng hợp elastin, hormone và sắc tố, đồng thời bảo vệ tế bào khỏi gốc tự do nhờ vào việc liên kết với superoxide dismutase Thiếu đồng có thể dẫn đến thiếu máu ở trẻ nhỏ và mất sắc tố lông tóc, với nhu cầu hàng ngày khoảng 2mg Tuy nhiên, thừa đồng có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng như bệnh Wilson, tổn thương gan, não và thận, cũng như thay thế kẽm trong enzym, gây rối loạn tiêu hóa và các bệnh lý khác Trong thực vật, đồng (hàm lượng 5-20 ppm) đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển, là chất xúc tác cho các phản ứng oxi hóa và cần thiết cho sự hình thành diệp lục.
1.4.2 Hoạt tính sinh hóa của chì
Chì là một nguyên tố vi lượng trong cơ thể, có vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển của người và động vật
Chì là một chất độc hại khi tồn tại với nồng độ cao trong cơ thể, xâm nhập qua nước uống, không khí và thực phẩm nhiễm độc Chì có khả năng tích tụ lâu dài trong cơ thể, đặc biệt là trong xương, và có thể chuyển sang các mô mềm thông qua tương tác với photphat trong xương, gây ra độc tính Ngoài ra, chì còn gây hại cho hệ thần kinh trung ương.
Chất độc lẫn ngoại biên có khả năng ức chế các enzim quan trọng, đặc biệt là những enzim có nhóm hoạt động hidro Mức độ độc hại của nó có thể dẫn đến nhiều bệnh lý nghiêm trọng như đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, mất trí nhớ, tai biến mạch máu não, và trong một số trường hợp, thậm chí gây tử vong.
Hàm lượng chì trong máu từ 0,3 mg/l trở lên có thể cản trở quá trình sử dụng oxy để oxi hóa glucose, dẫn đến mệt mỏi cho cơ thể Khi nồng độ chì vượt quá 0,8 mg/l, nguy cơ mắc bệnh thiếu máu tăng cao, trong khi mức từ 0,5-0,8 mg/l có thể gây rối loạn chức năng thận và ảnh hưởng nghiêm trọng đến não.
Tiếp xúc lâu dài với chì và các hợp chất của nó có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm bệnh thận, đau bụng bất thường, và nguy cơ sẩy thai ở phụ nữ mang thai Đối với nam giới, chì có thể làm giảm khả năng sinh sản Đặc biệt, trẻ em bị ảnh hưởng bởi chì sẽ gặp khó khăn trong khả năng nhận thức và quá trình học tập.
1.4.3 Hoạt tính sinh hóa của cadimi
Cadimi xuất hiện trong cơ thể người dưới dạng vết, nhưng không mang lại lợi ích nào cho con người và sinh vật Các hợp chất của cadimi cực kỳ độc hại, ngay cả với nồng độ thấp Chúng can thiệp vào phản ứng của các enzym chứa kẽm, nhưng không thể thay thế vai trò sinh học của kẽm và còn ảnh hưởng đến các quá trình sinh học liên quan đến canxi và magie.
Cadimi xâm nhập vào cơ thể người chủ yếu qua thực phẩm từ thực vật trồng trên đất nhiễm cadimi hoặc tưới bằng nước có chứa cadimi, cũng như hít phải bụi cadimi Chất độc này tích tụ chủ yếu ở thận và xương, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như tăng huyết áp, ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, rối loạn chức năng thận và phá hủy tủy xương Ngoài ra, các hợp chất cadimi còn là nguyên nhân gây ung thư, đặc biệt là ở phụ nữ mang thai, làm tăng nguy cơ dị dạng cho thai nhi.
Thành phố Đà Nẵng và hiện trạng môi trường nước ở Đà Nẵng
1.5.1 Giới thiệu về thành phố Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng bao gồm vùng đất liền và quần đảo trên biển Đông, nằm ở tọa độ 15°55' đến 16°14' vĩ độ Bắc và 107°18' đến 108°20' kinh độ Đông Phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, trong khi phía Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam.
Vùng biển 12 giáp Biển Đông bao gồm quần đảo Hoàng Sa, nằm trong khoảng vĩ độ từ 15°45' đến 17°15' Bắc và kinh độ từ 111° đến 113° Đông, cách đảo Lý Sơn, thuộc tỉnh Quảng Ngãi, Việt Nam khoảng 120 hải lý về phía Nam.
Hình 1.1 Bản đồ thành phố Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng, với diện tích 1.283,42 km2, nằm ở vị trí trung độ của Việt Nam, kết nối các trục giao thông Bắc - Nam qua đường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không Cách Hà Nội 764 km về phía Bắc và Hồ Chí Minh 964 km về phía Nam, Đà Nẵng là cửa ngõ quan trọng ra biển cho Tây Nguyên và các nước Lào, Campuchia, Thái Lan, Myanmar đến Đông Bắc Á thông qua Hành lang kinh tế Đông Tây, với Cảng biển Tiên Sa là điểm kết thúc Vị trí địa lý đặc biệt của Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển nhanh chóng và bền vững của thành phố.
1.5.2 Hiện trạng môi trường nước ở Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng bao gồm cả vùng đất liền và quần đảo trên biển Đông, với hai con sông chính là sông Cu Đê và sông Hàn Tổng trữ lượng tài nguyên nước dưới đất tại đây đạt 231.059m³/ngày đêm.
Nhiều khu vực đang đối mặt với tình trạng cạn kiệt và nhiễm mặn nguồn nước, do phân bố rộng nên không thể khai thác nước một cách tập trung Dự báo nhu cầu sử dụng nước cho các ngành tại thành phố rất lớn, với nhu cầu nước cho sản xuất nông nghiệp và công nghiệp ước tính hơn 117 triệu m³/năm, trong khi nước cho sinh hoạt dự kiến đạt khoảng 210 triệu m³/năm vào năm 2020.
Tài nguyên nước mặt của thành phố Đà Nẵng khá phong phú với tổng lượng dòng chảy năm khoảng 12,5 tỷ m³ Tuy nhiên, sự phân bố lượng mưa không đồng đều, với 65 đến 80% tổng lượng mưa rơi trong 4 tháng mùa mưa, cùng với địa hình dốc và dòng chảy ngắn, đã dẫn đến tình trạng lũ lụt trong mùa mưa và xâm nhập nước mặn sâu vào sông trong mùa khô Đồng thời, Đà Nẵng đang phải đối mặt với sự nóng lên do phát triển kinh tế - xã hội, thiên tai và hoạt động của con người, ảnh hưởng đến môi trường sống và nguồn tài nguyên nước.
Nguồn nước phục vụ sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp và dịch vụ tại Đà Nẵng chủ yếu từ sông Vu Gia, sông Yên và sông Cầu Đỏ Trước đây, sông Cầu Đỏ không bị nhiễm mặn hoặc chỉ nhiễm mặn nhẹ, nhưng từ năm 2012, tình trạng nhiễm mặn đã trở nên nghiêm trọng, với 171 ngày nhiễm mặn tính đến năm 2013, so với 87 ngày trong năm 2012 Tình trạng khan hiếm nước là mối đe dọa lớn đối với sự sống ở Đà Nẵng, do đó cần có các giải pháp quản lý và bảo vệ nguồn nước hiệu quả.
Nguồn nước mặt của Đà Nẵng đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải công nghiệp đổ về âu thuyền Thọ Quang và hạ lưu sông Cu Đê, làm cho hàm lượng chất ô nhiễm vượt tiêu chuẩn cho phép Ngoài ra, một số khu vực như Bầu Thạc Gián-Vĩnh Trung và hồ công viên 29/3 cũng bị ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt Hồ Đảo Xanh và hồ Công viên 29/3, nằm giữa trung tâm thành phố với diện tích mặt nước lớn, có vai trò quan trọng trong việc điều tiết nước mưa, điều hòa khí hậu và tạo cảnh quan đô thị, thu hút nhiều người đến vui chơi và thư giãn.
Theo Sở Tài nguyên và Môi trường thành phố, hai hồ này đang chịu ô nhiễm nghiêm trọng với nồng độ COD, BOD, TSS, NH4+, PO4- và coliform vượt tiêu chuẩn cho phép Nguyên nhân chủ yếu là do tiếp nhận nước thải sinh hoạt và lượng bùn lắng trong hồ quá cao Hiện tại, khả năng tiếp nhận các chất ô nhiễm của hồ đã quá tải, dẫn đến mùi hôi khó chịu cho cư dân và du khách gần hồ.
Hình 1.2 Ô nhiễm hồ Đảo Xanh
Hình 1.3 Ô nhiễm hồ công viên 29/3
Sông Phú Lộc, đoạn chảy qua phường Thanh Khê Tây, quận Thanh Khê là
Đà Nẵng đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, khi hàng ngày một lượng lớn nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý được xả thẳng xuống sông, gây ô nhiễm Vịnh Đà Nẵng Người dân tại khu vực này phải chịu đựng mùi hôi thối nồng nặc, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và sức khỏe.
15 nặc Những ngày nắng nóng, tại cửa sông Phú Lộc, cá chết phơi bụng dày đặc cả một đoạn sông.
Hình 1.4 Ô nhiễm sông Phú Lộc
Các phương pháp định lượng đồng, chì, cadimi
Gồm có các phương pháp:
- Phương pháp phân tích hóa học
+ Phương pháp phân tích trọng lượng
+ Phương pháp chuẩn độ thể tích
- Phương pháp phân tích công cụ
+ Phương pháp quang phổ UV-VIS ( trắc quang)
+ Phương pháp von ampe hòa tan anot (ASV)
+ Phương pháp quang phổ phát xạ plasma (ICP)
+ Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
1.6.1 Các phương pháp phân tích hóa học
1.6.1.1 Phương pháp phân tích trọng lượng
Phân tích trọng lượng dựa trên việc đo khối lượng hoặc sự biến đổi khối lượng, là một trong những phương pháp định lượng đầu tiên được sử dụng Mặc dù không còn là phương pháp phân tích chính, phân tích trọng lượng vẫn được áp dụng trong những trường hợp đặc biệt.
Các phương pháp phân tích trọng lượng bao gồm:
- Phương pháp trọng lượng dựa trên sự kết tủa
- Phương pháp trọng lượng dựa trên sự bay hơi
- Phương pháp trọng lượng các hạt Để phân tích các kim loại đồng, chì, cadimi sử dụng phương pháp phân tích trọng lượng dựa trên sự kết tủa
Chất phân tích được chuyển đổi thành dạng thuốc thử khó hòa tan bằng thuốc thử đặc trưng Kết tủa thu được sẽ được lọc và rửa sạch để loại bỏ tạp chất, sau đó được đưa vào cốc nung đã được cân chính xác Tiếp theo, kết tủa được làm khô và nung ở nhiệt độ thích hợp để hoàn thiện quá trình phân tích Cuối cùng, cốc và sản phẩm được làm nguội, sau đó cân khối lượng kết tủa để suy ra hàm lượng chất cần phân tích.
Các nguyên tố đồng, chì, cadimi được xác định thông qua các hợp chất của chúng như sau:
- Xác định Cu dưới dạng CuS
- Xác định Pb kết tủa dưới dạng PbSO4 hoặc PbCrO 4
- Xác định Cd kết tủa dưới dạng CdSO4 hoặc CdNH4SO4
Phương pháp phân tích này tuy đơn giản nhưng dễ dẫn đến sai số trong quá trình cân và mất nhiều thời gian phân tích Bên cạnh việc tạo kết tủa của nguyên tố cần phân tích, còn có nhiều kết tủa của các nguyên tố khác trong mẫu, do đó cần kiểm soát pH một cách chính xác để đảm bảo kết tủa hoàn toàn chất phân tích Tuy nhiên, nhược điểm lớn của phương pháp này là chỉ có khả năng xác định hàm lượng lớn các kim loại.
1.6.1.2 Phương pháp chuẩn độ thể tích
Phương pháp chuẩn độ thể tích là kỹ thuật định lượng dựa trên việc đo thể tích dung dịch thuốc thử có nồng độ chính xác, nhằm phản ứng đủ với lượng chất cần phân tích.
Phương pháp này được ưa chuộng và áp dụng rộng rãi để xác định kim loại do tính nhanh chóng và đơn giản Tuy nhiên, độ chính xác của nó chỉ đạt hiệu quả với nồng độ khoảng 10^-3 M, không đủ để phát hiện lượng vết, và có thể gặp sai số cũng như độ chọn lọc thấp.
Phương pháp chuẩn độ được phân thành 4 nhóm chính dựa vào kiểu phản ứng:
- Phương pháp chuẩn độ acid – base hay còn gọi là phương pháp trung hòa
- Phương pháp chuẩn độ kết tủa
- Phương pháp chuẩn độ tạo phức
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa-khử là một kỹ thuật quan trọng trong phân tích kim loại, thường sử dụng EDTA (Acid Ethylene Diamine Tetraacetic) để tạo phức Phương pháp này hoạt động theo tỷ lệ 1:1, tạo ra các phức chelate bền, ít phân ly và tan trong nước, giúp nâng cao độ chính xác trong các phân tích hóa học.
Trong thực tế người ta thường dùng dạng muối disodium của ethylene diamine tatraacetic acid (cũng gọi là EDTA, hay complexon III, hay trilon B) viết tắt là
Phản ứng chuẩn độ giữa ion kim loại Me n+ với EDTA được biểu diễn như sau:
Me n+ + H2Y 2- MeY (4-n)- + 2H + Như vậy cứ 1 mol cation kim loại phản ứng với 1 mol EDTA không phụ thuộc vào hóa trị của nó
Phản ứng chuẩn độ giữa ion kim loại Pb2+ và EDTA diễn ra hoàn toàn khi tại điểm tương đương, các ion kim loại chuyển thành phức PbY2- Điều này yêu cầu hằng số bền của phức kim loại với EDTA phải đủ lớn để đảm bảo sự hoàn thành của phản ứng.
Việc chuẩn độ EDTA cần được tiến hành trong những điều kiện nghiêm ngặt, đặc biệt là pH của dung dịch phân tích[12]
1.6.2 Phương pháp phân tích công cụ
Sắc ký là phương pháp tách các cấu tử thông qua sự phân bố giữa hai pha, trong đó một pha là tĩnh và pha còn lại di chuyển theo một hướng xác định.
Phương pháp sắc ký là một kỹ thuật phân tích quan trọng, được áp dụng rộng rãi cho cả hợp chất hữu cơ và vô cơ Các phương pháp sắc ký được phân loại dựa trên cơ chế hoạt động như hấp phụ, phân bố và trao đổi ion, cùng với tính chất của pha tĩnh và phương pháp thể hiện Những loại hình sắc ký phổ biến bao gồm sắc ký lỏng, sắc ký khí và sắc ký bản mỏng.
Khi môi trường nước chứa nhiều ion kim loại với nồng độ tương đương, phương pháp sắc ký lỏng có thể được xem xét, mặc dù kỹ thuật phổ nguyên tử hiện đang chiếm ưu thế Sắc ký lỏng đặc biệt hữu ích trong các lĩnh vực mà phổ nguyên tử không còn hiệu quả, chẳng hạn như khi mẫu nền phức tạp hoặc khi cần định lượng các dạng oxy hóa khác nhau của cùng một nguyên tố, như Fe(III) và Fe(II) hay Cr(III) và Cr(VI).
Phân tích sắc ký có thể được thực hiện bằng cách sử dụng cột sắc ký trao đổi ion để tách trực tiếp các ion kim loại, hoặc áp dụng cột pha đảo không phân cực.
1.6.2.2 Phương pháp quang phổ UV-VIS (phương pháp trắc quang)
Phương pháp này dựa trên khả năng tạo phức màu giữa các cấu tử cần phân tích và thuốc thử Bằng cách đo độ hấp thụ quang của phức màu, chúng ta có thể tính toán nồng độ của chất phân tích.
Phương pháp này tuân theo định luật Lambe - Bee:
A: Độ hấp thụ quang ɛ: hệ số hấp thụ nguyên tử (mol -1 l.cm -1 ) l: bề dày cuvet (cm)
Phương pháp đo quang là kỹ thuật phổ biến nhất để phân tích ion kim loại trước khi có sự xuất hiện của các kỹ thuật phổ nguyên tử Trong phương pháp này, các phức màu kim loại được đo, và tính chọn lọc của phép phân tích được đạt được thông qua hai cách khác nhau.
Phức kim loại có thể được chiết xuất bằng dung môi, cho phép phát hiện đến 5ppb trong mẫu nước Để đạt được độ chọn lọc cao, cần kiểm soát chính xác giá trị pH và sử dụng các chất che.
Nhiều phức màu có tính chọn lọc cao và độ nhạy đủ để không cần chiết dung môi, mang lại ưu điểm về độ nhạy, độ chính xác và độ chọn lọc, thích hợp cho việc xác định hàm lượng bé Phương pháp này nhanh chóng, thuận lợi, với thiết bị đơn giản và dễ tự động hóa, nên được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu khoa học Tuy nhiên, đối với các mẫu nước ô nhiễm nặng như nước thải công nghiệp, việc xử lý trở nên phức tạp và tốn nhiều thời gian, vì phổ khả kiến thường bị ảnh hưởng bởi sự cản trở của nhiều nguyên tố khác có mặt trong mẫu.
1.6.2.3 Phương pháp von ampe hòa tan anot (ASV)
Giới thiệu phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS
1.7.1 Nguyên tắc của phương pháp
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là phương pháp phân tích dựa trên việc đo phổ hấp thụ của nguyên tố Lý thuyết của AAS dựa trên hiện tượng hấp thụ năng lượng dưới dạng bức xạ đơn sắc của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chùm bức xạ đơn sắc chiếu qua đám hơi của nguyên tố trong môi trường hấp thụ.
Muốn thực hiện phép đo AAS của một nguyên tố cần phải thực hiện các quá trình sau đây:
Để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hoặc dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do, cần chọn các điều kiện và trang bị phù hợp Quá trình này được gọi là hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu Hệ thống nguyên tử hóa mẫu là thiết bị thực hiện quá trình này, giúp tạo ra đám hơi của các nguyên tử tự do, từ đó tạo ra môi trường hấp thụ bức xạ và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử.
Chiếu chùm tia bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử, các nguyên tử sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ Cường độ của chùm tia bức xạ bị hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ của nguyên tố trong môi trường hấp thụ.
22 xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích được gọi là nguồn bức xạ đơn sắc hay bức xạ cộng hưởng[13]
Hệ thống quang học thu thập toàn bộ chùm sáng và phân li để chọn vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích, từ đó đo cường độ của nó Nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích được xác định theo một phương trình nhất định.
D: cường độ vạch phổ hấp thụ tại bước sóng k: hệ số thực nghiệm
C: nồng độ của nguyên tố trong mẫu phân tích b: hằng số bản chất (với b = 1)
1.7.2 Cấu tạo của máy quang phổ hấp thụ AAS
Các bộ phận của máy gồm:
Hình 1.5 Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy AAS
Nguồn tạo bức xạ đơn sắc, hay còn gọi là nguồn bức xạ cộng hưởng, được sử dụng để chiếu vào môi trường hấp thụ chứa các nguyên tử tự do trong mẫu phân tích Các loại nguồn này bao gồm đèn catod rỗng, đèn phóng điện không điện cực, và các nguồn bức xạ liên tục đã được biến điệu.
- Hệ thống nguyên tử hóa mẫu, hệ thống được chế tạo theo hai loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu đó là:
+ Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí
+ Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa
Bộ phận đơn sắc và detector có chức năng thu thập, phân tách và lựa chọn vạch phổ hấp thụ cần đo, sau đó hướng vào nhân quang điện (detector) để phát tín hiệu hấp thụ trong phương pháp AAS.
Nguồn tạo bức xạ đơn sắc
Hệ thống nguyên tử hóa mẫu
Hệ thống đơn sắc và detecto
Hệ thống khuếch đại và chỉ thị kết quả đo
Hệ thống khuếch đại và chỉ thị kết quả đo được kết nối với máy vi tính, giúp điều khiển toàn bộ quá trình đo, tìm kiếm các điều kiện tối ưu cho phép đo và xử lý các kết quả đo một cách hiệu quả.
1.7.3 Phép định lượng của phương pháp
Trong phân tích định lượng, có hai phương pháp chính được sử dụng là phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm chuẩn, tương tự như các phương pháp phân tích máy khác.
- Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn (mẫu đầu), ít nhất là 3 mẫu, thông thường là 5 đến 6 mẫu, có nồng độ chính xác, tăng dần nhất định Ví dụ: C1, C2, C3, C4, C5,
C6 của chất chuẩn phân tích
Chọn các thông số máy và điều kiện phù hợp để đo cường độ vạch phổ hấp thụ của nguyên tố phân tích trong dung dịch mẫu chuẩn, chẳng hạn như D1 và D2.
Hình 1.6 Đường chuẩn của phương pháp AAS
- Dung dịch mẫu phân tích có nồng độ C x chưa biết cũng được chuẩn bị và đo như các dung dịch mẫu chuẩn, được giá trị Dx
- Dựa vào đường chuẩn suy ra nồng độ C x
Phương pháp đường chuẩn là một kỹ thuật đơn giản và dễ thực hiện, đặc biệt phù hợp cho việc phân tích hàng loạt nhiều mẫu cùng một nguyên tố Tuy nhiên, trong những trường hợp không thể chuẩn bị dung dịch mẫu chuẩn có thành phần giống như dung dịch mẫu phân tích, có thể xảy ra sai số lớn.
1.7.3.2 Phương pháp thêm tiêu chuẩn
Khi phân tích lượng vết kim loại, thường gặp phải các mẫu có thành phần phức tạp, khiến việc chuẩn bị dung dịch mẫu chuẩn trở nên khó khăn Trong những trường hợp này, phương pháp thêm tiêu chuẩn được khuyến nghị để loại trừ ảnh hưởng của thành phần mẫu.
Nguyên tắc của phương pháp này là tạo ra mẫu phân tích để chuẩn bị một dãy dung dịch mẫu đầu Điều này được thực hiện bằng cách lấy một lượng dung dịch mẫu phân tích theo từng bậc nồng độ, ví dụ như C1, C2, C3, C4, từ đó tạo ra một dãy mẫu chuẩn.
Trong đó Cx là nồng độ chất cần phân tích
Để xác định nồng độ của một nguyên tố cần phân tích, trước tiên cần chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp và vạch phổ của nguyên tố đó Tiến hành ghi cường độ hấp thụ của vạch phổ trong dãy mẫu chuẩn, ví dụ thu được các giá trị D0, D1, D2, D3 và D4 Từ những giá trị này, xây dựng đường chuẩn theo hệ tọa độ D - ΔC, với đường chuẩn cắt trục tung tại điểm (D0; 0) Để xác định nồng độ Cx chưa biết, ta thực hiện các bước tiếp theo dựa trên đường chuẩn đã xây dựng.
- Cách 1: Kéo dài đường chuẩn về phía trái, cắt trục hoàng tại điểm C0, đoạn
OC0 chính bằng giá trị nồng độ Cx
Từ gốc tọa độ, vẽ một đường thẳng song song với đường chuẩn Tại điểm D0, kẻ một đường song song với trục hoành Hai đường này sẽ giao nhau tại điểm M.
M hạ đường vuông góc với trục hoành, cắt trục hoành tại điểm C0, đoạn OC0 chính bằng giá trị nồng độ Cx phải tìm
Phương pháp này mang lại lợi ích trong việc chuẩn bị mẫu một cách dễ dàng, không yêu cầu nhiều hóa chất tinh khiết cao để tạo ra dãy mẫu chuẩn nhân tạo, đồng thời không bị ảnh hưởng bởi thành phần của mẫu.
1.7.4 Ưu, nhược điểm của phép đo AAS
Đánh giá sai số, độ lặp của phương pháp phân tích
Phương sai của phép đo phản ánh sự phân tán của phép đo, được đánh giá bằng: s 2 = ∑ (𝑋𝑖−𝑋̅)
𝑛 2 𝑖=1 𝑘 k : số bậc tự do Nếu chỉ có một đại lượng cần đo X thì k = n-1
Giá trị của s = √𝑠 2 được gọi là độ lệch chuẩn của phép đo Độ lệch chuẩn của đại lượng trung bình cộng 𝑠 𝑋̅ được tính theo công thức:
𝑠 𝑋̅ = √ 𝑠 𝑛 2 = √ ∑(𝑋𝑖−𝑋̅) 𝑛(𝑛−1) 2 Độ lệch chuẩn tương đối (%RSD) tức là hệ số biến động 𝐶 𝑣 = 𝑠
%RSD hay 𝐶 𝑣 càng nhỏ độ lặp càng tốt
Để thuận tiện trong việc tính toán các đại lượng như 𝑋̅, 𝑠², và 𝑠𝑋̅, người ta thường chọn một giá trị C trong dãy n giá trị đo được Xi, , Xn sao cho C gần bằng 𝑋̅ Sau đó, tiến hành tính toán 𝑋̅.
𝑠 2 theo các công thức sau:
1.8.2 Độ chính xác của phép đo trực tiếp Độ chính xác ɛ là giá trị tuyệt đối giữa hiệu của giá trị trung bình cộng 𝑋̅với giá trị thực 𝜇 của đại lượng phải đo: ɛ = |𝑋̅ − 𝜇 |
Trong thực tế 𝜀 được đánh giá ứng với một độ tin cậy 𝛼 đã cho, ví dụ: 𝛼 ≈ 0.95 (95%) hoặc 𝛼 ≈ 0.99 (99%) ɛ được tính theo công thức : 𝜀 𝛼 = 𝑠 𝑋̅ 𝑡 𝛼,𝑘
Hệ số Student ứng với số bậc tự do k và độ tin cậy 𝛼 cho phép xác định khoảng tin cậy của phép đo Khoảng tin cậy này thể hiện khoảng giá trị mà trong đó có khả năng tồn tại giá trị thực của phép đo với xác suất 𝛼 đã được chỉ định.
𝑋̅ - 𝜀 𝛼 ≤ 𝜇 ≤ 𝑋̅ + 𝜀 𝛼 hay 𝑋̅- 𝑠 𝑋̅ 𝑡 𝛼,𝑘 ≤ 𝜇 ≤ 𝑋̅+ 𝑠 𝑋̅ 𝑡 𝛼,𝑘 Sai số tương đối của phép đo được xác định bằng công thức:
Để đánh giá sai số thống kê, chúng ta tiến hành phân tích trên 2 mẫu giả, mỗi mẫu được thực hiện 5 lần với nồng độ đồng, chì và cadimi đã biết chính xác Sau khi chọn một nồng độ xác định, chúng ta thực hiện quy trình xác định hiệu suất thu hồi và xác định hàm lượng của từng chất, sau đó xử lý dữ liệu bằng phương pháp thống kê toán học.
THỰC NGHIỆM VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Hóa chất, dụng cụ thí nghiệm và thiết bị máy móc
- Muối chì nitrat(Pb(NO 3 ) 2 )
2.1.2 Dụng cụ, thiết bị, máy móc
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS
- Các dụng cụ lấy mẫu và bảo quản mẫu làm bằng nhựa polietilen
- Bình định mức loại 100ml, 500ml
- Cốc thủy tinh loại 50ml
- Giấy lọc, giấy chỉ thị pH
2.1.3.1 Pha các dung dịch chuẩn gốc
Để pha dung dịch Cu 2+ 1000ppm từ CuCl2 có độ tinh khiết 99%, bạn cần cân 1,05g CuCl2 bằng cân phân tích Sau đó, hòa tan CuCl2 trong cốc và chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức 500ml để hoàn thành quá trình pha chế.
Để pha dung dịch Pb 2+ 1000ppm từ Pb(NO3)2 có độ tinh khiết 99%, cần cân 0.80 g Pb(NO3)2 bằng cân phân tích, sau đó hòa tan trong cốc và chuyển toàn bộ vào bình định mức 500ml để hoàn thành quá trình pha chế dung dịch.
Để pha dung dịch Cd 2+ 1000ppm từ CdCl2 có độ tinh khiết 99%, cần cân 0.82g CdCl2 bằng cân phân tích Sau đó, hòa tan lượng CdCl2 này trong cốc và chuyển toàn bộ vào bình định mức 500ml để tạo thành dung dịch.
Sau khi nghiên cứu tài liệu từ những người đi trước, tôi nhận thấy rằng hàm lượng kim loại nặng trong nước sông khá thấp Do đó, tôi quyết định chọn dãy chuẩn thấp với nồng độ từ 0 đến 1ppm.
Pha loãng các dung dịch chuẩn có 1000ppm trong bình định mức 100ml Thể tích dung dịch chuẩn cần lấy được tính theo công thức:
Trong đó: V i : là thể tích dung dịch chuẩn thêm vào (mg/l)
V x : là thể tích dung dịch pha loãng (mg/l)
C x : nồng độ dung dịch sau khi pha loãng (ppm)
C i : nồng độ của dung dịch chuẩn (ppm)
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS ( kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa)
Phương pháp nghiên cứu
Em thực hiện phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa (F-AAS) theo đường chuẩn
Hình 2.1 Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS
- Phương pháp đường chuẩn được thực hiện theo chương 1 tổng quan
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa (F-AAS) sử dụng máy AAS với hệ thống F-AAS, viết tắt của Flame Atomic Absorption Spectrometry Kỹ thuật này tận dụng năng lượng nhiệt từ ngọn lửa đèn khí để hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích Quá trình nguyên tử hóa là rất quan trọng trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, vì chỉ có các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi mới tạo ra phổ hấp thụ Số lượng nguyên tử tự do trong trạng thái hơi quyết định cường độ vạch hấp thụ, do đó, hiệu quả của quá trình nguyên tử hóa mẫu ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích Vì lý do này, quá trình nguyên tử hóa mẫu thường được ví như "trái tim" của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử.
Kỹ thuật này sử dụng năng lượng nhiệt từ ngọn lửa đèn khí để hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích, trong đó nhiệt độ của ngọn lửa đóng vai trò quyết định hiệu suất nguyên tử hóa Tất cả các quá trình xảy ra trong nguyên tử hóa mẫu đều phụ thuộc vào các đặc trưng của ngọn lửa, ảnh hưởng đến kết quả phân tích Mục tiêu là tạo ra đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định, nhằm đảm bảo phép đo đạt kết quả chính xác và có độ đúng cao.
Để thực hiện phép đo F-AAS, trước tiên cần chuẩn bị mẫu phân tích ở dạng dung dịch Sau đó, dung dịch mẫu được dẫn vào ngọn lửa đèn khí để hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu Quá trình nguyên tử hóa diễn ra qua hai bước: đầu tiên, dung dịch mẫu được chuyển thành các hạt nhỏ như sương mù (sol khí) và trộn đều với khí mang và khí cháy, gọi là quá trình aerosol hóa Tiếp theo, hỗn hợp aerosol cùng khí đốt được đưa vào đèn (burner head) để thực hiện nguyên tử hóa Hệ thống này được gọi là Nebulizer System, bao gồm hai phần chính là đèn nguyên tử hóa mẫu và buồng aerosol hóa mẫu.
Để tạo ra ngọn lửa, hỗn hợp khí oxy hóa và khí cháy, thường là acetylen và không khí nén hoặc N2O, được đốt cháy Ngọn lửa tại đầu burner sẽ làm cho các phần mẫu sol khí hóa hơi và nguyên tử hóa, tạo ra các nguyên tử tự do của nguyên tố trong mẫu phân tích Phương pháp này cho phép hấp thụ năng lượng và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử, mang lại độ nhạy tương đối cao Quá trình xử lý đơn giản giúp tránh nhiễm bẩn và cho phép lưu trữ kết quả trên máy tính, đồng thời xác định nhiều nguyên tố trong một mẫu với độ ổn định và sai số nhỏ Tuy nhiên, nhược điểm là trong một số trường hợp cần làm giàu chất phân tích và chỉ xác định được thành phần nguyên tố mà không chỉ ra trạng thái liên kết của chúng trong mẫu.
Lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu
Để xác định hàm lượng kim loại nặng trong nước tại một số sông ở Đà Nẵng, tôi đã lấy mẫu tại các địa điểm xác định, đánh dấu rõ ràng và ghi lại thứ tự Sau đó, mẫu được bảo quản cẩn thận và xử lý theo quy trình chuẩn Cuối cùng, tôi tiến hành đo các kim loại nặng bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS.
+ Chọn địa điểm có nhiều cống nước thải của các nhà máy hoặc cống nước thải sinh hoạt của người dân đổ ra sông
Tất cả mẫu nước được thu thập bằng chai nhựa polietilen, sau khi được ngâm và rửa sạch, các chai này sẽ được tráng qua nước cất Trước khi lấy mẫu, chai sẽ được tráng lại bằng chính mẫu nước cần lấy.
Khi lấy mẫu nước, trước tiên cần sử dụng giấy chỉ thị pH để xác định mức pH của mẫu Sau đó, mẫu nước được acid hóa bằng HNO3 65% để đưa về môi trường acid, giúp chuyển đổi kim loại thành dạng ion và ngăn chặn sự phân hủy hoặc kết tủa của kim loại.
Sau khi lấy mẫu, tôi đậy kín nắp bình và bảo quản cẩn thận trước khi đưa về phòng thí nghiệm để xử lý và xác định hàm lượng các kim loại.
2.3.1.2 Vị trí, thời gian, địa điểm lấy mẫu
Chúng tôi đã chọn vị trí lấy mẫu tại các khu vực sông Cẩm Lệ, Cổ Cò, Phú Lộc và Cu Đê, tập trung vào những điểm gần cống xả của các trạm xử lý nước thải Tổng cộng có 40 mẫu được thu thập, với 5 mẫu ở mỗi khu vực trong bán kính 5m quanh cống xả Các mẫu được lấy thành 2 đợt khác nhau.
Các vị trí lấy mẫu:
- Vị trí 1: lấy 5 mẫu quanh cống xả nước thải của trạm XLNT Hòa Cường
- Vị trí 2: lấy 5 mẫu quanh cống xả nước thải của trạm XLNT Ngũ Hành Sơn
- Vị trí 3: lấy 5 mẫu quanh cống xả nước thải của trạm XLNT Phú Lộc
- Vị trí 4: lấy 5 mẫu quanh đường ống dẫn nước thải ra của khu Công nghiệp Hòa Khánh
Các vị trí lấy mẫu nước sông:
Hình 2.2 Các địa điểm lấy mẫu
2.3.2 Bảo quản và xử lý mẫu
Khi lấy mẫu nước sông, tôi nhận thấy mẫu có nhiều cặn và vẩn đục Để xử lý sơ bộ, tôi đã lọc qua giấy lọc nhằm loại bỏ cặn bẩn, giúp mẫu chuyển về dạng dung dịch trong suốt.
Những mẫu không kịp đo trong ngày em bảo quản trong tủ lạnh ở 4C.
Nội dung nghiên cứu
- Tham khảo các điều kiện tối ưu, khoảng tuyến tính trong phép đo F-AAS của các nguyên tố Đồng, Chì, Cadimi
- Đánh giá sai số, độ lặp của phép đo
- Phân tích mẫu thực tế theo phương pháp đường chuẩn
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Kết quả đánh giá sai số và độ lặp của phép đo
Bảng 3.1 Kết quả đo 2 mẫu giả
Bảng 3.2 Kết quả đánh giá sai số của phương pháp phân tích
Các đại lượng đặc trưng
C Cd 2+ (0.2ppm) Giá trị trung bình 0.9714 0.5734 0.3722 0.6824 0.3662 0.171 Phương sai 0.00022 0.00017 0.00026 0.00013 0.0002 0.0001 Độ lệch chuẩn 0.0148 0.013 0.0163 0.0117 0.0143 0.0103 Sai số chuẩn 0.0066 0.0058 0.0073 0.0052 0.0064 0.0046 Độ tin cậy ±0.0184 ±0.0162 ±0.0202 ±0.014 ±0.0177 ±0.0128
Nồng độ lớn cho thấy sai số nhỏ hơn nồng độ nhỏ, điều này được xác nhận qua kết quả đánh giá sai số thống kê, cho thấy phương pháp này có độ chính xác cao.
Do đó có thể dùng phương pháp này để xác định hàm lượng đồng, chì, cadimi có trong mẫu phân tích
Xây dựng đường chuẩn
3.2.1 Xây dựng đường chuẩn của đồng
Bảng 3.3 Nồng độ và mật độ quang của đồng
Phương trình đường chuẩn của đồng:
Hình 3.1 Phương trình đường chuẩn của đồng y = 0.0633x + 0.0002 R² = 0.9973
3.2.2 Xây dựng đường chuẩn của chì
Bảng 3.4 Nồng độ và mật độ quang của chì
Phương trình đường chuẩn của chì
Hình 3.2 Phương trình đường chuẩn của chì y = 0.1923x + 0.0024 R² = 0.9961
3.2.3 Xây dựng đường chuẩn của Cadimi
Bảng 3.5 Nồng độ và mật độ quang của cadimi
Phương trình đường chuẩn của Cadimi
Hình 3.3 Phương trình đường chuẩn của cadimi y = 0.0557x + 0.0087 R² = 0.9944
Kết quả phân tích các nguyên tố đồng, chì, cadimi theo phương pháp đường chuẩn
Bảng 3.6 Kết quả lấy mẫu nước đợt 1 Địa điểm lấy mẫu Vị trí Cu Pb Cd
Bảng 3.7 Kết quả lấy mẫu nước đợt 2 Địa điểm lấy mẫu Vị trí Cu Pb Cd
Theo Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia QCVN 08:2008/BTNMT, các chỉ tiêu yêu cầu về chất lượng nước mặt liên quan đến một số kim loại nặng được quy định rõ ràng.
Bảng 3.8 Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt
TT Thông số Đơn vị
Kết quả phân tích từ 40 mẫu nước mặt của bốn con sông: Cẩm Lệ, Cổ Cò, Phú Lộc và Cu Đê cho thấy giá trị trung bình của các kim loại nặng ở từng con sông.
Bảng 3.9 Kết quả trung bình đợt 1
Sông Cẩm Lệ Sông Cổ Cò Sông Phú Lộc Sông Cu Đê
Hình 3.4 Biểu đồ kết quả nồng độ của Đồng, Chì, Cadimi đợt 1 trong các sông ở Đà Nẵng
Sông Cẩm Lệ Sông Cổ Cò Sông Phú Lộc Sông Cu Đê
Bảng 3.10 Kết quả trung bình đợt 2
Lệ Sông Cổ Cò Sông Phú
Hình 3.5 Biểu đồ kết quả nồng độ của Đồng, Chì, Cadimi đợt 2 trong các sông ở Đà Nẵng
Nhận xét, đánh giá về hàm lượng các nguyên tố Đồng, Chì, Cadimi trong một số sông ở Đà Nẵng
Dựa vào đồ thị và nồng độ các kim loại đồng, chì, cadimi được xác định trong mẫu nước em có nhận xét:
- Hàm lượng các kim loại nặng đồng, chì, cadimi trong các sông Cẩm Lệ, Cỏ
Cò, Phú Lộc và Cu Đê đều đạt chuẩn cột A1 theo Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08:2008/BTNMT
Sông Phú Lộc có hàm lượng kim loại nặng cao hơn so với các con sông khác, điều này cho thấy nguy cơ ô nhiễm của sông Phú Lộc đang ở mức cao.
Sông Cẩm Lệ Sông Cổ Cò Sông Phú Lộc Sông Cu Đê