TỔNG QUAN
Nước dằn tàu
Vật dằn là chất lỏng hoặc rắn được sử dụng trên tàu để điều chỉnh sự ổn định và duy trì cân bằng Trước năm 1880, các tàu thường sử dụng đá, cát và kim loại làm vật dằn, nhưng điều này không thực sự thuận tiện Với sự phát triển của công nghệ và kỹ thuật, đặc biệt là sự ra đời của tàu vỏ thép và công nghệ bơm, nước đã trở thành lựa chọn thay thế cho các vật thể rắn, giúp dễ dàng bơm vào và ra khỏi các két nước dằn mà không cần nhiều nhân lực.
Nước dằn tàu là yếu tố quan trọng cho sự ổn định của tàu khi không có hoặc ít hàng hóa Khi tàu đầy hàng, hàng hóa giúp duy trì sự ổn định, nhưng khi thiếu hàng, nước dằn tàu bổ sung trọng lượng ở phần thấp, kéo trọng lực trung tâm xuống thấp hơn trung tâm sức nổi, từ đó tăng cường sự ổn định Việc sử dụng nước dằn tàu không chỉ giúp tàu duy trì sự ngăn nắp và tính tiện dụng mà còn đảm bảo hiệu quả hoạt động của cánh quạt bánh lái, đồng thời tránh tình trạng mũi tàu nổi lên khỏi mặt nước, đặc biệt trong các vùng biển nặng.
Hình 1.1: Mặt cắt ngang của khoang chở hàng.
Tình trạng hiện tại của nước dằn tàu
Nước dằn tàu đóng vai trò quan trọng trong việc bù đắp nhiên liệu tiêu hao trong quá trình vận chuyển Tàu Viễn Dương sử dụng nước dằn để duy trì sự ổn định, cân bằng và độ bền cấu trúc Thông thường, các tàu sẽ bơm nước dằn vào ba khoang chứa khi dỡ hàng tại cảng và bơm ra khi chất hàng tại cảng khác Ngoài ra, nước dằn cũng được bơm vào để tăng trọng lượng khi đi qua cầu và bơm ra để giảm trọng lượng khi vào sông cạn hoặc kênh.
Hình 1.2: Hoạt động bơm và xả nước dằn của tàu thuyền
Nước dằn tàu thường chảy vào hệ thống đường ống và khoang hàng qua van thông biển Khi tàu bơm nước ra, phần lớn nước dằn sẽ được xả ra, nhưng vẫn còn một lượng nước đáng kể chứa nồng độ cao các chất bùn lắng lại trong khoang chứa Phần nước này được gọi là nước dằn tàu không thể bơm ra, hay còn gọi là bùn lắng.
1.2 Kiểm soát và quản lý nước dằn tàu
Qua hàng thiên niên kỷ, các loài thủy sinh đã được phân tán khắp các biển và đại dương nhờ vào dòng chảy và sự bám dính vào các vật thể nổi Tuy nhiên, những rào cản tự nhiên như nhiệt độ, độ ẩm và đất liền đã hạn chế quá trình phân tán này, tạo nên một hệ sinh thái thủy sinh đa dạng và đặc sắc.
Việc sử dụng nước biển làm nước dằn tàu và đóng những con tàu lớn hơn, nhanh hơn đã giúp phá vỡ các rào cản tự nhiên Điều này cho phép các sinh vật vượt qua những rào cản đó và di chuyển đến môi trường mới thông qua nước dằn tàu, góp phần vào sự thay đổi sinh thái toàn cầu.
Khi gặp điều kiện thuận lợi, các sinh vật sống sót có thể tái tạo và phát triển quần thể mới, gây hại cho hệ sinh thái địa phương Một số bệnh truyền nhiễm, như dịch tả, có thể được vận chuyển qua nước dằn tàu, làm gia tăng mối lo ngại về tác động của sinh vật lạ đến hệ sinh thái, kinh tế và sức khoẻ con người Để đối phó với mối đe doạ từ các loài thuỷ sinh xâm nhập, Hội nghị của Liên Hiệp Quốc về môi trường và phát triển năm 1992 đã kêu gọi IMO và các tổ chức quốc tế chú trọng vào vấn đề này Tại Hội nghị cấp cao về phát triển bền vững năm 2002, các nước đã tái khẳng định cam kết ngăn chặn sinh vật xâm nhập qua nước dằn tàu và thúc đẩy hoàn thành "Công ước về nước dằn tàu của IMO" Các thành viên của IMO đã xây dựng hướng dẫn kiểm soát và quản lý nước dằn tàu nhằm giảm thiểu việc chuyển giao sinh vật thuỷ sinh có hại và mầm bệnh.
IMO đã thực hiện nhiều biện pháp quy định nhằm giảm thiểu sự thay đổi loài, trong đó có việc áp dụng Công ước quốc tế về kiểm soát và quản lý nước dằn tàu và trầm tích từ năm 2004 Công ước này sẽ có hiệu lực sau 12 tháng Đến tháng 8/2012, 35 quốc gia đã phê chuẩn Công ước về kiểm soát và quản lý nước dằn tàu (BWM), với tổng đội tàu chiếm 27,95% dung tích của đội tàu thương mại toàn cầu.
Theo thông tin từ Văn phòng IMO tại Việt Nam, ngành Vận tải biển đảm nhận hơn 80% lượng hàng hóa thương mại vận chuyển đến các quốc gia Với cường độ hoạt động cao như vậy, vận tải biển đã phát sinh nhiều vấn đề ảnh hưởng đến môi trường.
Nước dằn tàu là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm cục bộ, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, đời sống sinh vật bản địa và nền kinh tế Theo thống kê của IMO, hàng năm có khoảng 10 tỷ tấn nước dằn tàu được nạp vào và thải ra, trong đó chỉ 60% được xử lý sạch, chủ yếu ở các nước tiên tiến Việc xả nước dằn tàu chưa qua xử lý đã đưa theo hàng nghìn loài sinh vật và vi khuẩn từ vùng biển này sang vùng biển khác, đặc biệt là các nước đang phát triển như Việt Nam Hệ thống quản lý nước dằn tàu ở Việt Nam hiện còn hạn chế và chưa có quy định nghiêm ngặt về xử lý và xả nước dằn tàu Tuy nhiên, từ ngày 4 tháng 11 năm 2009, Việt Nam đã áp dụng BWM năm 2004 để cải thiện tình hình này.
Việt Nam đang ngày càng chú trọng đến việc quản lý và xử lý nước dằn tàu trước khi thải ra môi trường Một số nghiên cứu đã được thực hiện, chủ yếu tập trung vào lĩnh vực sinh học, như khảo sát thành phần loài phiêu sinh động vật ngoại lai trong nước dằn tàu tại các cảng TP Hồ Chí Minh của Nguyễn Việt Quốc (2008-2009) và nghiên cứu tình hình quản lý nước dằn tàu tại hệ thống cảng của Trần Thị Ngọc Tuyền (2010).
Thành phần chính của nước dằn tàu
Theo ước tính của IMO, mỗi năm có khoảng 10 tỷ tấn nước được di chuyển toàn cầu, mang theo từ 7.000 đến 10.000 loài sinh vật trong các khoang chứa nước dằn tàu Những sinh vật này bao gồm vi khuẩn, vi sinh vật, động vật không xương sống nhỏ, trứng, nang bào tử và ấu trùng của nhiều loài khác nhau Vấn đề trở nên phức tạp do hầu hết các loài sinh vật biển đều có vòng đời với giai đoạn phù du, trong khi khi trưởng thành, chúng có thể sống gắn chặt với đáy biển và không thể chui qua cửa hút của bơm nước dằn tàu Tuy nhiên, ở giai đoạn phù du, chúng vẫn có khả năng di chuyển và lây lan.
Các loài sinh vật xâm hại đang ngày càng gia tăng và lan rộng đến những vùng nước trước đây không có mặt chúng, gây ra những tác động nghiêm trọng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người Tại Mỹ, loài Dreissena Polymorpha đã xâm nhập vào 40% vùng nội thủy, khiến người dân phải chi khoảng 1 tỷ USD để khắc phục từ năm 1989 đến 2000 Ở Úc, Undaria Pinnatifida đã nhanh chóng thay thế các quần thể sinh vật bản địa tại đáy biển Tại Biển Đen, giống sứa Bắc Mỹ Mnemiopsis cũng đã di cư theo nước dằn tàu, chứng tỏ sự lan rộng của các loài xâm hại này.
Biển Đen đã ghi nhận mật độ ô nhiễm lên đến 1kg/m², dẫn đến sự suy kiệt nghiêm trọng của các loài sinh vật phù du và hủy hoại toàn bộ ngành thủy sản tại khu vực này Ngoài ra, một số quốc gia khác đang phải đối mặt với sự xâm nhập của các loài tảo nhỏ, tảo lạ và thủy triều đỏ, trong đó có các loài trùng roi độc hại, gây ảnh hưởng tiêu cực đến động vật nuôi có vỏ cứng như sò, với nguy cơ gây tê liệt và tử vong khi chúng tiêu thụ.
Hình 1.3: Mô hình đời sống và khả năng được vận chuyển qua nước dằn tàu của con trai – A, và tôm Panda – B
Những loài sinh vật biển xâm lƣợc đang trở thành một trong bốn mối đe dọa lớn nhất đối với đại dương toàn cầu Chúng khác biệt so với các hình thức ô nhiễm môi trường biển khác.
8 nhƣ tràn dầu, những nơi này có thể đƣợc dọn sạch trở lại, tác động của những loài sinh vật biển xâm chiếm hầu nhƣ không phục hồi đƣợc [20]
Hình 1.4: Ô nhiễm dầu và hệ sinh thái biển
1.3.2 Thành phần hóa học chung của nước dằn tàu
1.3.2.1 Độ muối Độ muối của nước biển là đại lượng đặc trưng định lượng cho lượng các chất khoáng rắn hoà tan (các muối) trong nước biển
Bảng 1.1: Thành phần chủ yếu của nước biển (theo Bruevích) [7]
Mặc dù độ muối trong nước biển có thể thay đổi trong một khoảng rộng, nhưng tỷ lệ khối lượng giữa các thành phần chính của nó hầu như luôn giữ nguyên.
Để xác định độ muối của nước biển, cần xác định chính xác hàm lượng của một trong 11 thành phần chính, từ đó tính toán theo mối quan hệ đã biết Ion Clorua, với nồng độ lớn nhất trong nước biển, cho phép xác định độ muối một cách nhanh chóng và chính xác thông qua các phương pháp hóa học đơn giản Độ muối nước biển được định nghĩa là trọng lượng cặn khô tính bằng gam của một kilogam nước biển, với điều kiện thay thế tất cả halogen bằng lượng Clorua tương đương Đơn vị đo độ muối là PSU (đơn vị độ muối thực tế), tương đương với phần nghìn (%o) hoặc g/kg Độ muối trung bình toàn cầu là 35,5 PSU, dao động từ dưới 15 PSU ở cửa sông đến hơn 40 PSU trong Biển Chết.
Nghiên cứu các hợp chất dinh dưỡng vô cơ trong nước biển đóng vai trò quan trọng trong hóa học biển, sinh học biển và môi trường Quá trình sản xuất sơ cấp trong biển cho thấy tỷ lệ nhu cầu sử dụng Cacbon, Silic, Nitơ và Photpho vô cơ trong quang hợp của thực vật nổi là C:Si:N:P = 42:28:7:1, cao hơn nhiều so với tỷ lệ tự nhiên của chúng trong nước biển Do đó, Photpho và Nitơ được xem là yếu tố giới hạn quang hợp trong biển Việc sử dụng các chất dinh dưỡng vô cơ trong quang hợp của thực vật biển là bước thiết yếu trong chu trình chuyển hóa vật chất và năng lượng của hệ sinh thái biển.
Photpho (P) là yếu tố thiết yếu cho sự sống, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản sinh năng lượng cho tế bào Tất cả sinh vật sống, bao gồm cả con người, cần một lượng nhỏ photpho Trong nước biển, photpho tồn tại dưới bốn dạng: photpho hữu cơ lơ lửng (Phcll), photpho hữu cơ hoà tan (Phcht), và photpho vô cơ lơ lửng (Pvcll).
Photpho vô cơ hoà tan (Pvcht) Tổng lƣợng Photpho trong biển đƣợc biểu diễn nhƣ sau:
Công thức ∑P = Phcll + Phcht + Pvcll + Pvcht mô tả sự hiện diện của các hợp chất photpho hữu cơ trong các tầng trên của biển Những hợp chất này trải qua quá trình phân hủy và bài tiết từ các sinh vật, dẫn đến sự hiện diện của photpholipid, nucleotide photpho và các dẫn xuất photpho trong nước biển.
Photpho hữu cơ tồn tại dưới dạng lơ lửng trong nước biển, xuất phát từ xác động thực vật và cặn bã của quá trình hô hấp, bài tiết Qua các quá trình sinh hóa với sự tham gia của vi khuẩn hoặc men, photpho hữu cơ này có thể chuyển thành dạng hòa tan Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình phân hủy chất hữu cơ lơ lửng thành chất hữu cơ hòa tan, bao gồm cả photpho Photpho hòa tan trong nước biển có mặt trong các hợp chất cao phân tử phức tạp như gốc axit photphoric, các este của nó, và phức chất protein hydrat cacbon, một phần có thể tồn tại dưới dạng keo.
Photpho vô cơ hòa tan trong nước biển chủ yếu tồn tại dưới dạng axit photphoric và các dẫn xuất của nó, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp chất hữu cơ của thực vật Axit photphoric là một axit yếu bậc 3, tồn tại trong nước biển với 4 dạng chính: H3PO4, H2PO4-, HPO4-2 và PO4-3, được gọi chung là photphat Các dạng này duy trì cân bằng động và có thể chuyển hóa lẫn nhau tùy thuộc vào điều kiện môi trường Việc xác định nồng độ photphat trong nước biển thực chất là xác định tổng nồng độ của cả 4 tiểu phần này, thường được biểu diễn qua khối lượng của nguyên tố photpho hoặc ion PO4-3.
Nitơ là thành phần thiết yếu trong chế độ ăn uống của tất cả sinh vật, đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc protein và axit nucleic Trong môi trường biển, nitơ tồn tại dưới bốn dạng chính: nitơ hữu cơ lơ lửng (Nhcll), nitơ hữu cơ hòa tan (Nhcht), nitơ vô cơ lơ lửng (Nvcll) và nitơ vô cơ hòa tan (Nvcht) Việc hiểu rõ các dạng nitơ này là cần thiết để đánh giá chất lượng nước và sức khỏe hệ sinh thái biển.
Hợp chất nitơ trong biển chủ yếu tồn tại dưới dạng ion vô cơ hòa tan như amoni (NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-), là nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho thực vật trong quá trình quang hợp Những hợp phần này đóng vai trò quan trọng tương tự như đạm trong đất đối với cây trồng, giúp thực vật tổng hợp chất hữu cơ Ý nghĩa dinh dưỡng của nitơ trong biển hoàn toàn phụ thuộc vào các dạng ion này.
Lượng nitrat cao trong nước bề mặt có thể gây phú dưỡng, dẫn đến sự dư thừa chất dinh dưỡng, thiếu oxy và cá chết Ngoài ra, nitrat có thể chuyển hóa thành amoniac, và nồng độ nhỏ amoniac tự do có thể gây độc cho cá.
Các hợp chất NOx tương tác với nước để hình thành axit nitric hòa tan, giúp giảm nồng độ nitơ oxit trong khí quyển, đặc biệt ở các đại dương Hợp chất PAN (peroxy Acetyl Nitrate) xuất phát từ ô nhiễm môi trường và có thể di chuyển qua tầng đối lưu cũng như trong các đại dương, cuối cùng bị phân hủy thành NOx.
Xác định thành phần hóa học chung của nước dằn tàu
Phương pháp hóa học xác định độ muối của nước biển, mặc dù có phần cồng kềnh hơn các phương pháp vật lý, nhưng lại mang lại độ chính xác cao (± 0,02%o), đáp ứng yêu cầu trong lĩnh vực Hải dương học Cụ thể, phương pháp này sử dụng chuẩn độ mẫu nước biển bằng dung dịch Bạc.
Nitrat (AgNO3) là một chỉ số quan trọng để xác định độ muối qua độ Clo Các phương pháp xác định độ muối đã có sự thay đổi theo thời gian, và từ đầu thế kỷ 20 đến năm 1978, độ Clo được chọn làm thành phần đại diện để ước tính độ muối.
Mối quan hệ giữa độ muối (S%o), tỷ trọng tại 0 o C (ρ 0) và độ Clo (Cl%o) trong nước đại dương và các biển có sự trao đổi tốt với đại dương được thể hiện rõ ràng.
Để xác định độ muối của nước biển, ta cần xác định độ Clo, sử dụng dung dịch Bạc Nitrat (AgNO3) với nồng độ đã biết để chuẩn độ mẫu nước biển cho đến khi các halogen kết tủa thành muối Bạc màu trắng sữa Để xác định chính xác thời điểm kết tủa, có thể áp dụng các phương pháp chuẩn độ như Mohr, Volhard và Fajans, với nguyên tắc của từng phương pháp được tóm tắt trong Bảng 1.2.
Bảng 1.2: Nguyên tắc của ba phương pháp chuẩn độ các halogen
Phương pháp Mohr Phương pháp Volhard Phương pháp Fajans
Sử dụng CrO 4 2- Chuẩn độ lƣợng Ag + dƣ bằng dung dịch chuẩn SCN - , chất chỉ thị Fe (III)
Chỉ thị Fluorescein (HFl) làm chỉ thị Điểm tương đương xuất hiện màu đỏ xuất hiện đỏ cam Kết tủa màu trắng chuyển sang màu hồng
Phương pháp Mohr được ưa chuộng nhờ vào lợi thế của nó, bao gồm khoảng pH tối ưu phù hợp với mẫu, sử dụng hóa chất đơn giản và không độc hại, đồng thời tiết kiệm thời gian trong quá trình phân tích.
Lượng photpho tồn tại dưới dạng orthophotphat có thể được đo bằng ba phương pháp: trọng lượng, thể tích và trắc quang Phương pháp trọng lượng thường được áp dụng khi hàm lượng photpho cao, nhưng ít gặp trong thực tế Phương pháp thể tích thích hợp khi nồng độ orthophotphat vượt quá 50 mg/L, tuy nhiên, phương pháp này tốn nhiều thời gian Trong khi đó, phương pháp trắc quang cho phép đo hàm lượng photpho trong nước và nước thải với độ chính xác cao.
1.4.2.1 Xác định photpho bằng phương pháp khối lượng
Sau khi vô cơ hóa và loại bỏ tạp chất như chất không tan và keo silic, mẫu được hòa tan trong axit để chuyển đổi thành photphat Trong môi trường đệm (NH3/NH4+), photphat phản ứng với hỗn hợp (Mg2+, NH4+) tạo ra kết tủa tinh thể dưới dạng muối kép.
NH 4 MgPO 4 6H 2 O Lọc rửa, than hóa, tro hóa và nung kết tủa ở 900 0 C đến khối lƣợng không đổi, cân dạng Mg 2 P 2 O 7 và tính ra phần trăm photphat có trong mẫu [9, 39]
1.4.2.2 Xác định photpho bằng phương pháp thể tích với thuốc thử molypdat
Trong môi trường axit HNO3, axit photphoric tạo thành với amoni molypdat kết tủa dạng muối phức dị đa amoni photpho molypdat
PO 4 3- + 3NH 4 + + 12MoO 4 2- (NH 4 ) 3 [P(Mo 12 O 40 )] + 12H 2 O
Kết tủa không tan trong HNO3, nhưng tan một phần trong HCl và H2SO4, và hoàn toàn tan trong kiềm Sau khi kết tủa H3PO4 hoàn toàn, cần lọc và rửa kết tủa, sau đó hòa tan kết tủa bằng một thể tích dung dịch NaOH chuẩn dư và tiến hành chuẩn độ ngược bằng dung dịch axit chuẩn.
1.4.2.3 Xác định photpho bằng phương pháp trắc quang - Với thuốc thử molypdat
Trong môi trường axit, PO4 3- tạo thành với molydat hợp chất phức axit heteropoly photphomolybdic màu vàng
PO 4 3- + 12MoO 4 2- + 27H + H 3 [P(Mo 12 O 40 )] + 12H 2 O Trong hợp chất chứa tỉ lệ P : M có thể là 1:3, 1:6, 1:9 hoặc 1:12 Trong đó tỉ lệ 1:12 là bền và thường dùng trong định lượng Ở hàm lượng nhỏ, hợp chất này ở dạng phức màu vàng, hấp thụ ở 380 nm Khi hàm lƣợng photpho lớn, tạo thành kết tủa vàng có thể định lượng bằng phương pháp thể tích Lượng dư thuốc thử ảnh hưởng đến phép đo hấp thụ, để giảm ảnh hưởng có thể đo ở bước sóng 400 – 420 nm.[6, 12,
Mặc dù phức màu vàng có độ nhạy không cao, nhưng để nâng cao độ nhạy của phương pháp, người ta thường sử dụng các chất khử đặc trưng nhằm chuyển đổi phức dị đa thành dạng màu xanh với hệ số hấp thụ phân tử gam lớn hơn Các tác nhân khử phổ biến được sử dụng bao gồm SnCl2 và axit ascorbic.
Sử dụng tác nhân khử là thiếc clorua
Dạng α - Axit heteropoly photphomolybdic đƣợc tạo thành và bị khử mạnh bởi thiếc clorua thành dạng phức β - Axit heteropoly photphomolybdic có màu xanh molybden
PMo VI 12 O 40 3- + Sn 2+ + H + P Mo IV 8 Mo VI 4 O 32 3-
Tỉ lệ màu sắc và cường độ màu sắc trong mẫu phụ thuộc vào nồng độ PO4^3- và được đo tại bước sóng 690 nm Phương pháp này có khả năng đo đến 7 µg/L P bằng cách tăng chiều dày cuvet Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp là cần kiểm soát các điều kiện như pH, thời gian phản ứng và nhiệt độ, dẫn đến độ chính xác không cao.
Sử dụng axit ascorbic Axit heteropoly photphomolybdic bị khử mạnh bởi axit ascorbic tạo màu xanh molypden ( max= 880 nm) Trong trường hợp mẫu chứa các
15 dạng photphat khác nhau, cần chuyển các dạng này về dạng ion photphat bằng cách đun sụi dưới ỏp suất cao Giới hạn phỏt hiện xấp xỉ 10 àg/L P.[6 12]
Hợp chất nitơ trong biển chủ yếu tồn tại dưới dạng nitơ vô cơ hòa tan, bao gồm các ion amoni (NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-), đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái biển.
Vì vậy N thường được xác định qua 3 dạng tồn tại chủ yếu là amoni (NH4 +
), nitrit (NO 2 - ) và nitrat (NO 3 - )
Người ta có thể xác định nitrat theo phương pháp này dựa trên phản ứng khử
NO 3 - về các trạng thái oxi hoá thấp hơn bằng các chất khử thích hợp Sau đó tiến hành phép chuẩn độ (có thể sử dụng phép chuẩn độ trực tiếp hay chuẩn độ ngƣợc) Với phép chuẩn độ ngƣợc cần thêm một lƣợng chính xác dung dịch chuẩn Fe 2+ vào dung dịch mẫu Sau đó chuẩn lƣợng dƣ Fe 2+ bằng dung dịch Cr 2 O 7 2- với chỉ thị ferrion Các phản ứng xãy ra nhƣ sau:[11, 12]
Trong môi trường chất điện li có ion La 3+ hoặc Ba 2+, ion NO 3 - tạo ra sóng cực phổ trong khoảng thế từ -1,1 đến -1,4 V Để xác định nitrat, người ta thường sử dụng sóng xúc tác của urani UO 2 2+ Khi sử dụng môi trường tạo phức với nồng độ Na 2 CO 3 0,1M, UO 2 2+ chỉ tạo ra một sóng định lượng với E1/2 từ 0,9 đến 1,1 V, phụ thuộc vào nồng độ của NO 3 -.
Nitrat có thể được xác định trên điện cực giọt thủy ngân (DME) bằng cách sử dụng dung dịch nền H2SO4 đặc pha với phenol theo tỷ lệ 4:1 Phương pháp này cho phép xác định NO3- với giới hạn tối thiểu 5ppm và không bị ảnh hưởng bởi ion NO2-, do đó đảm bảo độ chính xác cao trong kết quả.
Các phương pháp trắc quang
Một trong những phương pháp được ứng dụng rộng rãi để xác định NO3 - là phương pháp trắc quang Phương pháp này dựa trên ba phản ứng sau:
Nitrat hoá các hợp chất phenolic
Oxi hoá các hợp chất hữu cơ có nhóm mang màu đặc trƣng
Khử NO 3 - thành NO 2 - hoặc NH 3 rồi xác định chúng theo phương pháp thích hợp
Xác định nitrat bằng phương pháp trắc quang với phenol disunfonic
THỰC NGHIỆM
Đối tƣợng nghiên cứu
Hai loại mẫu được nghiên cứu trong luận văn này là mẫu nước và bùn dằn tàu đƣợc lấy từ các tàu chở hàng tại cảng Hải Phòng
Luận văn sẽ tập trung vào việc xác định các chỉ tiêu hóa học cơ bản trong nước dằn tàu, bao gồm độ muối, hàm lượng chất dinh dưỡng (P, N) và nồng độ kim loại nặng trong các mẫu nước dằn và bùn dằn.
Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu của chúng tôi có các nội dung chủ yếu sau đây:
- Xây dựng đường chuẩn, xác định LOD, LOQ của phép phân tích, độ chính xác của phương pháp phân tích qua các giá trị: E r CV%, H%
Tối ưu hóa quá trình chiết pha rắn với vỏ trấu biến tính giúp xác định kim loại nặng dưới các điều kiện khác nhau, bao gồm pH, loại dung môi rửa giải, tốc độ rửa giải, nồng độ dung môi và thể tích dung môi rửa giải.
- Phân tích mẫu thực tế: bao gồm nước dằn tàu và bùn dằn tàu, cho các chỉ số sau:
Độ muối: xác định thông qua việc xác định hàm lượng clorua bằng phương pháp Mohr
Hàm lượng tổng Photpho: xác định bằng phương pháp xanh Molypden
Hàm lượng tổng Nitơ: bao gồm NO 3 - , NO 2 - , NH 4 + , xác định bằng phương pháp hấp thụ phân tử UV – VIS
Hàm lƣợng kim loại nặng:
Xác định kim loại nặng trong nước biển bằng phương pháp ICP-MS kết hợp với phương pháp chiết pha rắn để loại bỏ ảnh hưởng của nền muối
Xác định kim loại nặng trong mẫu bùn bằng phương pháp ICP-MS
- Đánh giá sơ bộ về tình trạng ô nhiễm của nước và bùn dằn tàu.
Phương pháp nghiên cứu
Mẫu nước và bùn dằn tàu được thu thập từ nhiều tàu chở hàng tại cảng Hải Phòng trong khoảng thời gian từ tháng 11 năm 2013 đến tháng 5 năm 2014 Tất cả các tàu chở hàng đều sử dụng bùn dằn để đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển.
Các tàu chở hàng được thiết kế với 26 khoang chứa nước dằn riêng biệt, giúp ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa nước, bùn dằn và hàng hóa, từ đó bảo vệ hàng hóa khỏi ô nhiễm Danh sách các tàu chở hàng được lấy mẫu được trình bày trong Bảng 2.1 Các mẫu này được lưu giữ và bảo quản theo quy định, phù hợp với quy trình phân tích cho từng chỉ tiêu.
Bảng 2.1: Danh sách các tàu lấy mẫu
Tên tàu Loại tàu Trọng tải Cảng xuất phát Ngày lấy mẫu
Hoàng Anh 3 Tàu chở hàng 16000 tấn Bỉ 13/11/2013
Hoàng Anh 1 Nt 16000 tấn Bỉ 13/11/2013
Hoàng Anh X Nt 16000 tấn Bỉ 13/11/2013
Vinacom Nt 7600 tấn Đông Nam Á 26/3/2014
Mỹ Vương Nt 14000 tấn Singapore 26/3/2014
Thịnh Cường Nt 8200 tấn Singapore 14/4/2014
2.3.2.1 Xác định Clorua: Phương pháp Mohr
Chuẩn độ Cl - bằng AgNO3 với chất chỉ thị K 2 CrO 4 trong môi trường trung tính hay kiềm nhẹ, phương trình phản ứng như sau:
Tại diểm tương đương dung dịch xuất hiện kết tủa đỏ gạch của Ag 2 CrO 4
2.3.2.2 Xác định tổng photpho: Phương pháp xanh Molypden
Nghiên cứu này đo nồng độ photpho trong nước dằn tàu và nước biển, bao gồm photpho vô cơ, photpho hữu cơ và polyphotphat Photpho hữu cơ được chuyển đổi thành orthophotphat bằng hỗn hợp H2SO4 và K2S2O8 Sau đó, orthophotphat được xác định thông qua việc thêm hỗn hợp axit sulfuric, tartrate, molybdat và acid ascorbic, tạo thành phức dị đa màu xanh, được định lượng bằng phương pháp trắc quang.
PO 4 3- + 12MoO 4 2- + 24H + → PMo VI 12 O 40 3- + 12H 2 O Màu xanh tạo ra do PMo VI 12 O 40 3- đƣợc khử bằng axit ascorbic để tạo thành một phức bền màu xanh
PMo VI 12 O 40 3- + 4e ↔ PMo V 4 Mo VI 18 O 40 7-
27 Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 880 nm để xác định hàm lượng của photpho trong nước dằn tàu, nước biển.[12]
2.3.2.3 Xác định nitrat: Phương pháp khử với Zn/CdSO 4
Nồng độ nitrat trong mẫu nước dằn tàu và nước biển được xác định thông qua phương pháp khử nitrat thành nitrit bằng Zn/CdSO4 Sau đó, nitrit sẽ phản ứng với hỗn hợp thuốc thử axit sunfanilic và α-naphthylamin để tạo thành thuốc nhuộm azo màu đỏ Cuối cùng, sau 10 phút, tiến hành đo quang ở bước sóng 520 nm.
2.3.2.4 Xác định nitrit: Phương pháp trắc quang với thuốc thử Griss
Nồng độ nitrit trong nước dằn tàu và nước biển được xác định qua phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử Griss Trong môi trường axit axetic, ion NO2- phản ứng với axit sunfanilic và α-naphthylamin, tạo thành hợp chất màu đỏ Đo độ hấp thụ quang được thực hiện ở bước sóng 520 nm.
): Phương pháp trắc quang với thuốc thử Nessler
Nồng độ amoni trong nước dằn tàu và nước biển được xác định bằng phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử Nessler Trong môi trường bazơ mạnh, NH4+ chuyển thành NH3, và NH3 mới hình thành cùng với NH3 có sẵn trong mẫu nước sẽ phản ứng với phức chất K2HgI4, tạo ra phức chất màu vàng nâu Cường độ màu sắc của phức chất này phụ thuộc vào hàm lượng NH3 trong mẫu nước và được đo bằng máy trắc quang ở bước sóng 420 nm.
Hàm lượng kim loại nặng như Fe, Cu, Zn, Pb, Cr, Co, Cd trong mẫu nước dằn tàu và nước biển được xác định bằng phương pháp ICP-MS kết hợp với kỹ thuật chiết pha rắn, giúp loại bỏ ảnh hưởng của nền muối.
2.3.3 Đánh giá chung về các phép đo
2.3.3.1 Giới hạn phát hiện, Giới hạn định lượng
Theo lý thuyết thống kê:
Giới hạn phát hiện (Limit of detection – LOD): đƣợc xem là nồng độ thấp nhất
(x i ) của chất phân tích mà hệ thống phân tích còn cho tín hiệu phân tích (yi) khác có nghĩa với tín hiệu mẫu trắng hay tín hiệu nền.[15]
Giới hạn định lượng (Limit of Quantity - LOQ) là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân tích có thể phát hiện tín hiệu phân tích có ý nghĩa, khác với tín hiệu mẫu trắng hoặc tín hiệu nền.
Công thức tính LOD và LOQ nhƣ sau:
Với yb: là tín hiệu mẫu trắng sau nb thí nghiệm
S b : Độ lệch chuẩn khi đo lặp lại tín hiệu của mẫu trắng k: Đại lƣợng số học đƣợc chọn theo độ tin cậy mong muốn
Vì mẫu trắng có x b = 0 và k = 3 nên
Trong đó: : Sai số của giá trị y trong phương trình hồi quy b: Hệ số hồi quy tuyến tính
2.3.3.2 Sai số của phép đo
Theo tiêu chuẩn ISO, việc đo lường được đánh giá dựa trên độ chính xác và độ chụm Độ chụm thể hiện khả năng tái lặp của các phép đo, thường được mô tả bằng độ lệch chuẩn, sai số chuẩn hoặc khoảng tin cậy Độ chính xác của một phép đo phản ánh mức độ gần gũi giữa kết quả thực nghiệm và giá trị thực hoặc giá trị đã được chấp nhận, thường được biểu diễn dưới dạng sai số tuyệt đối.
Hoặc sai số tương đối E r
Trong đú: à: giỏ trị quy chiếu đƣợc chấp nhận
Giá trị trung bình Độ chụm được đánh giá qua độ lệch chuẩn (S) và độ lệch chuẩn tương đối (%-RSD), hay còn gọi là hệ số biến thiên (CV%).
A i : Nồng độ đo đƣợc của chất phân tích
A tb : Nồng độ trung bình của chất phân tích trong n lần đo n : Số lần đo lặp lại
Độ lệch chuẩn của mẫu S được xác định theo phương trình Horwitz trong tiêu chuẩn ISO/IEC 17025 Đối với các mẫu có nền phức tạp, mối quan hệ giữa giá trị CV (%) của phép đo và nồng độ chất phân tích được trình bày trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2: Mối quan hệ giữa nồng độ chất phân tích và giá trị CV(%) chấp nhận được theo phương trình Horwitz tại ISO/ CEI 17025
Cũng theo ISO, sai số tương đối được đánh giá qua độ chính xác của phương pháp là:
- Nếu hàm lượng chất phân tích ≤ 1ppb sai số tương đối cho phép từ - 50% đến +30%
- Nếu hàm lượng chất phân tích từ 1 ppb đến 10 ppb, sai số tương đối cho phép từ – 30 % đến +10 %
- Nếu hàm lượng chất phân tích < 1 ppm, sai số tương đối cho phép từ -20% đến +10%
Hóa chất và thiết bị
Máy đo UV-VIS quang phổ (UV-1601) của SHIMADZU-Nhật Bản với khoảng bước sóng từ 400nm đến 900nm chiều dài đường quang học: b = 1cm
Máy ICP – MS Model ELAN 9000 – Perkin Elmer – USA
Cân phân tích Scientech SA 210 có độ chính xác đến 0.0001 g – USA
Máy khuấy từ, máy li tâm, bếp điện
Máy lắc: Orbital shaker Stuart ® SSL1, Bibby Scientific, UK, tốc độ lắc 1 – 300 vòng/phút, thời gian cài đặt 1 – 90 phút
Dữ liệu thực nghiệm và đồ thị đƣợc phân tích thông qua Microsoft Excel, Minitab 14
Bình định mức 10, 25, 50, 100, 250, 500 và 1000 mL
Cột chiết pha rắn có đường kính 1.3cm
2.4.3 Các hóa chất tiêu chuẩn
AgNO 3 0,1 M: Hòa tan 1,7 g AgNO 3 trong 100 mL nước cất 2 lần Lưu trữ trong một chai thủy tinh màu nâu
Dung dịch chuẩn gốc KH2PO 4 50 mg/L P (50 ppm): Hòa tan hoàn toàn 0,2197 g KH 2 PO 4 khan đã sấy khô ở 105 o C trong 800 mL nước cất, sau đó định mức đến
1000 mL với nước cất 2 lần Bảo quản trong chai tối màu, nút nhám, trong tủ lạnh Để về nhiệt độ phòng trước khi sử dụng
Để chuẩn bị dung dịch chuẩn làm việc KH2PO4 2 mg/L P (2 ppm), chuyển 4,00 mL dung dịch chuẩn gốc KH2PO4 vào bình định mức 100 mL và sau đó định mức đến vạch bằng nước cất 2 lần Lưu ý rằng dung dịch pha chế này chỉ nên sử dụng trong ngày.
Để chuẩn bị dung dịch H2SO4 2,5M, bạn cần thêm 140 mL dung dịch H2SO4 đậm đặc 98% (có tỷ trọng 1,84 g/mL) vào 700 mL nước cất hai lần Sau đó, để dung dịch nguội đến nhiệt độ phòng và định mức đến 1000 mL bằng nước cất hai lần Cuối cùng, axit sunfuric sẽ được chuẩn lại bằng NaOH.
31 sử dụng chỉ thị phenolphtalein Dung dịch NaOH đƣợc chuẩn lại bằng H 2 C 2 O 4 2H 2 O sử dụng chỉ thị phenolphtalein
Dung dịch Kali antimon tartrate 4.10 -3 M được chuẩn bị bằng cách hòa tan 1,3715 g K(SbO)C 4 H 4 O 6 1/2H 2 O trong 400 mL nước cất 2 lần trong bình 500 mL Sau đó, định mức dung dịch tới vạch bằng nước cất 2 lần và bảo quản trong bình thủy tinh kín ở nhiệt độ phòng.
Dung dịch Amoni molybdat 4% (chuẩn bị hàng ngày): Hòa tan 20 g
(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 4H 2 O trong 500 mL nước cất Bảo quản trong bình thủy tinh kín
Axit ascorbic 0,2M (chuẩn bị hàng ngày): Hòa tan 1,76g Axit ascobic trong 50 mL nước cất, dung dịch bền trong 1 tuần khi giữ ở 4 o C
Để chuẩn bị hỗn hợp thuốc thử, trộn 50 mL H2SO4 2,5 M, 5 mL dung dịch kali antimon tartrat, 15 mL dung dịch amoni molybdat 4%, và 30 mL dung dịch axit ascobic 0,2 M theo tỉ lệ cho 100 mL Lắc đều dung dịch sau mỗi lần thêm chất mới và đảm bảo các thuốc thử được đưa về nhiệt độ phòng trước khi trộn Lưu ý rằng hỗn hợp thuốc thử chỉ bền trong 4 giờ.
Lấy 0,3 ml dung dịch sắt (III) nitrat 1,0 M hòa với 0,3 ml dung dịch kiềm 1,0 M để thu được dung dịch sắt (III) hidroxit Fe(OH) 3 Sau đó, định mức dung dịch này đến 100 ml bằng nước cất hai lần Khi thêm dung dịch vào nước biển, sẽ tạo ra kết tủa photphat sắt Sau khi kết tủa lắng xuống, tiến hành gạn và lọc để thu được nước biển không có photphat.
Dung dịch chuẩn gốc NaNO2 có nồng độ 1000 mg/L (1000 ppm) được tạo ra bằng cách hòa tan 0,1479 g NaNO2 tinh khiết đã được sấy khô ở 105 °C trong nước cất 2 lần và pha loãng đến 100 mL.
Dung dịch làm việc có hàm lƣợng NO 2 - 20 ppm Dung dịch pha dùng trong ngày
Để chuẩn bị dung dịch chuẩn gốc KNO3 với nồng độ 1000 mg/L NO3- (1000 ppm), hòa tan 0,1631 g KNO3 tinh khiết đã được sấy khô ở 105°C trong nước cất hai lần Thêm 1 mL clorofoc, lắc đều và định mức đến 100 mL để thu được dung dịch có hàm lượng NO3-.
Thuốc thử A, dung dịch α- naphtylamin (A):: Hoà tan 0,1 g α- naphtyl amin trong vài giọt axit acetic đặc 99,5%, rồi trộn đều với 75 mL CH 3 COOH 12%
Thuốc thử B, dung dịch axit sulfanilic (B): : Hoà tan 0,25 g axit sulfanilic trong
75 mL CH 3 COOH 12% Dung dịch đƣợc giữ trong lọ tối
Axit axetic 12%: Hòa tan 25 mL axit axetic đặc đến 200 mL bằng nước cất 2 lần
Dung dịch NaOH 0,05 M: Hoà tan 0,1 g NaOH tinh khiết phân tích bằng 50 mL nước cất 2 lần
Dung dịch HCl 0,16 M: Pha loãng 3,3 mL HCl đặc thành 250 mL bằng nước cất 2 lần
Để chuẩn bị dung dịch huyền phù kẽm, cần thêm 2g kẽm vào 10 mL nước cất và đặt trên máy khuấy từ để khuấy liên tục, đảm bảo kẽm ở trạng thái huyền phù ngay trước khi sử dụng.
Dung dịch CdSO4 0,114M: Hòa tan 4g CdSO 4 8H 2 O trong 100 mL nước cất 2 lần
Dung dịch NH4Cl tiêu chuẩn NH4 +
100 ppm: Hòa tan 0,02965g NH 4 Cl đã được sấy khô ở 105 0 C, sau đó pha loãng thành 100 mL bằng nước cất hai lần
Dung dịch N-NH4 + tiêu chuẩn 10 ppm: Chuyển 5 mL dung dịch NH4 +
100 ppm vào bình định mức dung tích 50 mL sau đó định mức đến vạch bằng nước cất 2 lần
Dung dịch Seignett được chuẩn bị bằng cách hòa tan 50 g KNaC₄H₄O₆.4H₂O trong 100 mL nước cất qua hai lần Sau khi lọc để loại bỏ cặn, thêm 5 mL NaOH 10% và đun nóng để loại bỏ NH₃ Khi thể tích dung dịch đạt 100 mL, ngừng đun và để dung dịch trở về nhiệt độ phòng trước khi sử dụng.
Dung dịch A: Hòa tan 9 g KI và 3,3875g HgCl2 trong 250 mL nước cất 2 lần
Dung dịch B: Hòa tan 50 g NaOH trong 100 mL nước cất hai lần
Thuốc thử: Trộn dung dịch A và dung dịch B theo tỉ lệ là A : B = 250 : 75, dung dịch được lưu giữ trong bình màu nâu
Dung dịch chuẩn của Merck chứa các ion kim loại như Cu 2+, Pb 2+, Zn 2+, Cd 2+, Co 2+, Fe 3+, Cr 6+ với nồng độ 1000 ppm Để phục vụ cho nghiên cứu, các dung dịch có nồng độ thấp hơn được pha loãng từ dung dịch gốc này.
Dung dịch chuẩn làm việc hỗn hợp các ion kim loại Fe, Cu, Zn 200 ppb và Co,
Cr, Cd, Pb 10 ppb đƣợc pha từ các dung dịch chuẩn gốc đơn nguyên tố trên
1-( 2Pyridylazo) -2-naphthol (PAN), sodium dodecyl sulfate (SDS), ethanol, aceton, axit clohidric, axit sunfuric, axit nitric, natri hidroxit, NaCl … đều của Merck
Vật liệu vỏ trấu biến tính đã đƣợc gắn thuốc thử PAN
Quy trình phân tích
2.5.1 Quy trình phân tích nước dằn tàu
2.5.1.1 Xác định độ muối trong nước dằn tàu
Chuyển 10 mL mẫu vào ba bình nón, thêm khoảng 10 giọt chỉ thị K 2 CrO 4 5% vào mỗi bình Trộn đều hỗn hợp, sau đó chuẩn độ với AgNO3 0,01 M cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu nâu đỏ, xác định chính xác thể tích AgNO 3 đã dùng Độ muối S đƣợc xác định theo độ Cl
2.5.1.2 Xác định photpho trong nước dằn tàu
Chuyển 1 mL H 2 SO 4 2,5 M, 250 mg K 2 S 2 O 8 vào 3 bình nón có chứa 25 mL nước dằn, đặt 3 phễu lên trên 3 bình nón để ngăn mẫu khỏi bị khô Đun nóng mẫu trên bếp điện ở nhiệt độ 120 0 C trong vòng 45 phút, sau đó lọc mẫu bằng giấy lọc và chuyển các dung dịch lọc vào bình định mức 25 mL Trung hòa axit dƣ đƣợc bằng NaOH với chỉ thị phenolphtalein sau đó pha loãng đến vạch bằng nước cất hai lần Chuyển 6,0 mL dung dịch thu đƣợc vào bình định mức 10 mL Thêm 1,6 mL hỗn hợp
Thực hiện thí nghiệm bằng cách thêm 34 thuốc thử vào tất cả các bình và để yên trong 10 phút Sau đó, tiến hành đo quang tại bước sóng 880 nm để xác định nồng độ photpho thông qua đường chuẩn.
2.5.1.3 Xác định nitơ trong nước dằn tàu
Chuyển 5 mL mẫu vào bình định mức 10 mL, thêm 0,5 mL dung dịch axit sufanilic và 0,5 mL dung α- naphtylamin Sau 10 phút màu ổn định thì tiến hành đo quang ở λ = 520 nm Pha loãng mẫu nếu cần thiết
Xác định nitrat và nitrit:
Chuyển 10 mL mẫu đã đƣợc điều chỉnh pH trong khoảng từ 8,5 ÷ 10 bằng NaOH 0,05 M Thêm vào mỗi ống 1 mL dung dịch CdSO 4 0,114 M và 1 mL dung dịch huyền phù kẽm rồi ly tâm 10 phút để khử NO 3 - thành NO 2 - Sau đó lấy 5 mL
NO 2 - vào bình định mức 10 mL định mức đến vạch rồi thêm vào mỗi bình 0,04 mL dung dịch HCl 0,16 M; 0,5 mL dung dịch axit sufanilic và 0,5 mL dung dịch α- naphtylamin Sau 10 phút tiến hành đo quang ở λ = 520 nm.[9]
Chuyển 5 mL mẫu vào bình định mức 10 mL, thêm 0,2 mL dung dịch Seignett và 0,3 mL thuốc thử Nessler (pha loãng mẫu nếu cần) Lắc đều rồi để yên sau 10 phút màu ổn định tiến hành đo độ hấp thụ quang ở λ = 420 nm
2.5.1.4 Xác định kim loại nặng trong mẫu nước dằn tàu
Kết quả phân tích ICP-MS có thể bị ảnh hưởng bởi nền mẫu, đặc biệt khi mẫu nước chứa nồng độ muối cao (> 1 g/L) Để giảm thiểu tác động của nền muối, cột SPE được sử dụng với 0,5 g vật liệu hấp phụ (vỏ trấu biến tính có gắn thuốc thử PAN) nhằm loại bỏ ion Cl- và giữ lại các kim loại nặng.
Quy trình chuẩn bị vật liệu hấp phụ
Vỏ trấu sau khi được rửa sạch bằng nước cất sẽ được sấy khô ở nhiệt độ 100 o C trong 24 giờ Sau đó, vỏ trấu được nghiền nhỏ và khuấy đảo trong nước cất nóng ở 65 o C trong 1 giờ Tiếp theo, hỗn hợp này được lọc khô và rửa bằng hỗn hợp n-hexan/etanol theo tỷ lệ 1:1 trong hệ chiết soxhlet trong 5 giờ Cuối cùng, vỏ trấu sẽ được phơi khô và bảo quản trong bình hút ẩm.
Cân 10 gam trấu khô đã đƣợc làm sạch (VL0) cho vào cốc thủy tinh có dung lƣợng 500 mL, thêm vào đó 100 mL dung dịch acid sulfuric 13 M, hỗn hợp đƣợc đun nóng ở nhiệt độ 175-180 0 C trong 20 phút (có khuấy), để nguội, lọc bằng máy hút
Than cacbon được thu được từ quá trình chân không và được rửa nhiều lần bằng nước cất cho đến khi nước rửa không làm thay đổi màu của thuốc thử da cam methyl và không tạo kết tủa với dung dịch BaCl2 Sau đó, sản phẩm được rửa lại bằng nước cất và sử dụng sàng với kích cỡ lỗ lớn để đảm bảo độ tinh khiết.
Vật liệu được sấy khô ở nhiệt độ 120°C đến khi đạt khối lượng không đổi, sau đó được làm nguội trong bình hút ẩm và lưu giữ trong bình sạch, kín, tạo ra vật liệu hấp phụ (VL1) với kích thước từ 16 đến 60 mesh.
Cân 10 g vật liệu (VL1) cho vào bình tam giác 500 mL thêm 250 dung dịch PAN có nồng độ 5,6.10 -5 M pha trong aceton – nước (1:1) có mặt SDS 3.10 -6 M, điều chỉnh pH =1, lắc với tốc độ 250 vòng/phút trong 2 giờ, lọc chất rắn đem sấy khô ở
65 0 C thu đƣợc vật liệu đã biến tính
Cân 0,5 gam vật liệu nhồi vào cột có đường kính 1,3 cm, chiều dài cột 10 cm (lƣợng chất hấp phụ trong cột chiếm chiều cao từ 1 đến 2 cm).[9]
Quy trình chiết pha rắn (SPE) để loại bỏ ảnh hưởng của nền muối
Cột SPE cần được hoạt hóa bằng nước DI trước khi sử dụng Sau đó, mẫu 50mL với pH điều chỉnh từ 3 đến 8 được chạy qua cột với tốc độ dòng chảy từ 0,5 mL/phút đến 2 mL/phút Cuối cùng, cột được rửa 2-3 lần bằng nước.
Trước khi tiến hành rửa giải mẫu nước dằn tàu, sử dụng các dung môi như HCl, HNO3, HNO3: axeton (1:1, v/v), và HNO3: etanol (1:1, v/v) Điều chỉnh nồng độ HNO3 từ 0,5 M đến 2,0 M và thể tích từ 5 mL đến 20 mL với tốc độ rửa giải 0,5 mL/phút, sau đó đinh mức đến 50 mL với nước DI Cuối cùng, thực hiện đo ICP-MS để xác định nồng độ kim loại nặng trong mẫu.
Quy trình phân tích ICP – MS