8/12/2019 Xác định hàm lượng thủy ngân tổng số trong bùn lắng bằng phương pháp CV-Amalgam-Aas http://slidepdf.com/reader/full/xac-dinh-ham-luong-thuy-ngan-tong-so-trong-bun-lang-bang 1/95 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTR ƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊNHOÀNG HẢI YẾN XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢ NG THỦY NGÂN TỔNG SỐ TRONG BÙN LẮNG BẰNG PHƯƠ NG PHÁP CV-AMALGAM-AAS Chuyên ngành: Hóa Phân Tích Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Giáo viên hướ ng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VĂN ĐÔNG TP. HỒ CHÍ MINH, 2012WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Email: [email protected]D I Ễ N Đ À N T O Á N L Í H Ó A 1 0 0 0 B T R Ầ N H Ư N G Đ Ạ O T P . Q UY N H Ơ N
95
Embed
Xác định hàm lượng thủy ngân tổng số trong bùn lắng bằng phương pháp CV-Amalgam-Aas
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
8/12/2019 Xác định hàm lượng thủy ngân tổng số trong bùn lắng bằng phương pháp CV-Amalgam-Aas
DANH MỤC BẢ NG ................................................................................................... 2 DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... 4 MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 6 CHƯƠ NG I: TỔ NG QUAN ....................................................................................... 7
1.1 Đại cươ ng về thủy ngân ................................................................................. 7
1.1.1 Các hằng số và tính chất hóa lý của nguyên tố Hg ................................. 7 1.1.2 Hoạt tính sinh học ................................................................................. 10 1.1.3 Các nguồn phát sinh thủy ngân ............................................................. 11 1.1.4 Chu trình biến đổi của thủy ngân trong tự nhiên .................................. 11
1.2 Các phươ ng pháp xác định vi lượ ng thủy ngân đượ c dùng phổ biến .......... 12 1.2.1 Phươ ng pháp phổ phát xạ ghép cặ p cảm ứng cao tần (ICP-OES) ........ 12 1.2.2 Phươ ng pháp khối phổ ghép nối cảm ứng cao tần (ICP-MS) ............... 14 1.2.3 Phươ ng pháp quang phổ huỳnh quang nguyên tử (AFS) ..................... 14 1.2.4 Phươ ng pháp phổ hấ p thu nguyên tử (AAS) ........................................ 15 1.2.5 Phươ ng pháp phổ hấ p thu nguyên tử hóa hơ i lạnh k ết hợ p làm giàu mẫu
trên bẫy vàng (CV-Amalgam-AAS)................................................................. 24 1.3 Các phươ ng pháp xử lý mẫu phân tích Hg .................................................. 28
1.3.1 Xử lý mẫu nướ c .................................................................................... 28 1.3.2 Xử lý mẫu rau quả ................................................................................ 29 1.3.3 Xử lý mẫu thịt và sản phẩm từ thịt ....................................................... 30 1.3.4 Xử lý mẫu đất ....................................................................................... 31
1.3.5 Xử lý mẫu bùn lắng .............................................................................. 31 1.4 Mục tiêu của đề tài ....................................................................................... 32 1.5 Nội dung nghiên cứu: ................................................................................... 33
CHƯƠ NG 2: THỰ C NGHIỆM ................................................................................ 34 2.1 Thiết bị-hóa chất, pha chế hóa chất.............................................................. 34
2.1.1 Thiết bị .................................................................................................. 34 2.1.2 Hóa chất ................................................................................................ 34 2.1.3 Pha chế hóa chất ................................................................................... 34
2.2 Lấy, xử lý sơ bộ và bảo quản mẫu mẫu bùn lắng ........................................ 35 2.2.1 Lấy mẫu ................................................................................................ 35 2.2.2 Xử lý sơ bộ mẫu và bảo quản mẫu ....................................................... 35
2.3 Kiểm soát nhiễm bẩn trong phân tích thủy ngân: ........................................ 35 2.3.1 Kiểm soát hóa chất và khí mang ........................................................... 36 2.3.2 Kiểm soát thiết bị, dụng cụ ................................................................... 36 2.3.3 Kiểm soát môi tr ườ ng làm việc ............................................................ 40
CHƯƠ NG 3: K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬ N ............................................................ 41 3.1 Khảo sát các yếu tố ảnh hưở ng đến quá trình phân tích xác định thủy ngân
bằng phươ ng pháp CV-Amalgam-AAS ............................................................... 41 3.1.1 Khảo sát mối quan hệ giữa thờ i gian sục khí, thể tích mẫu và AHg ...... 41 3.1.2 Khảo sát ảnh hưở ng của các acid đến độ hấ p thu của thủy ngân ......... 42
3.2 Khảo sát quy trình xử lý mẫu bùn lắng xác định thủy ngân tổng số của EPA...................................................................................................................... 45
3.2.1 Quy trình xử lý mẫu theo EPA ............................................................. 46 3.2.2 Khảo sát quy trình xử lý mẫu trên dung dịch chuẩn thủy ngân ............ 46
3.2.3 Khảo sát quy trình xử lý mẫu EPA trên nền mẫu bùn lắng .................. 52 3.3 Định tr ị phươ ng pháp phân tích vớ i quy trình xử lý mẫu EPA .................... 56
3.3.1 Độ chọn lọc ........................................................................................... 56 3.3.2 Khoảng tuyến tính ................................................................................. 56 3.3.3 Xác định độ nhạy, giớ i hạn phát hiện và giớ i hạn định lượ ng .............. 59 3.3.4 Đánh giá độ lặ p lại ................................................................................ 61 3.3.5 Đánh giá độ đúng .................................................................................. 62
3.4 Xây dựng và định tr ị quy trình xử lý mẫu vớ i hệ thống phân hủy mẫu
Kjeldahl phụ vụ cho việc xác định hàm lượ ng thủy ngân tổng số trong bùn lắng ......................................................................................................................... 73
3.4.1 Quy trình xử lý mẫu đề xuất ................................................................. 73 3.4.2 Tối ưu quy trình xử lý mẫu đề xuất ...................................................... 74 3.4.3 Định tr ị quy trình xử lý mẫu đề xuất: ................................................... 79
CHƯƠ NG 4: K ẾT LUẬ N – KIẾ N NGHỊ ................................................................ 85
4.1
K ết luận ........................................................................................................ 85
Hình 1.1: Chu trình biến đổi của thủy ngân trong tự nhiên
Hình: 1.2: Sơ đồ hệ thống máy đo phổ hấ p thu nguyên tử
Hình 1.3: Hệ thống tạo thủy ngân gián đoạn (batch mode) dùng trong phân tích
thủy ngân theo phươ ng pháp CV AAS
Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống hóa hơ i Hg tuần hoàn Shimadzu MVU-1
Hình 1.5: Hệ thống tạo thủy ngân theo dòng chảy liên tục (continuous flow) dùng
trong phân tích thủy ngân theo phươ ng pháp CV AAS
Hình 1.6: Hệ thống tạo thủy ngân theo tiêm dòng chảy (flow injection) dùng trong phân tích thủy ngân theo phươ ng pháp CV AAS (FIASS-400 – Perkin Elmer)
Hình 1.7: Hệ thống CV-Amalgam-AAS
Hình 1.8: Hệ thống xử lý mẫu rau quả
Hình 2.1: Đườ ng chuẩn biểu diễn độ hấ p thu của Hg theo khối lượ ng trong phươ ng
pháp CV-Amalgam-AAS khi bẫy vàng hoạt động bình thườ ng
Hình 2.2: Đườ ng chuẩn biểu diễn độ hấ p thu của Hg theo khối lượ ng trong phươ ng
pháp CV-Amalgam-AAS khi bẫy vàng bị nhiễm bẩn
Hình 2.3: Đườ ng chuẩn biểu diễn độ hấ p thu của Hg theo khối lượ ng trong phươ ng
pháp CV-Amalgam-AAS sau khi bẫy vàng đượ c hoạt hóa
Hình 3.1: Quan hệ giữa thể tích mẫu, thờ i gian sục khí và độ hấ p thu của Hg trong
CV-Amalgam-AA
Hình 3.2: Ảnh hưở ng của nồng độ các acid đến độ hấ p thu của thủy ngân trong
phươ ng pháp CV-Amalgam-AAS
Hình 3.3: Ảnh hưở ng của các acid ở nồng độ 2M đến độ hấ p thu của thủy ngân
trong phươ ng pháp CV-Amalgam-AAS
Hình 3.4: Ảnh hưở ng của nồng độ H2SO4 đến hiệu suất thu hồi Hg2+ khi xử lý dung
dịch chuẩn theo quy trình EPA và xác định bằng phươ ng pháp CV-Amalgam-AAS.
Hình 3.5: Quy trình xử lý mẫu bùn lắng đã tối ưu theo EPA
Quá trình phát triển công nghiệ p, nông nghiệ p và dịch vụ ở nướ c ta đã làm cho
môi tr ườ ng bị ô nhiễm nghiêm tr ọng, đặc biệt là sự ô nhiễm do kim loại nặng trong
đó đứng đầu về độ độc hại là ô nhiễm do thủy ngân. Các nguồn thải ra thủy ngân
chủ yếu là từ các ngành công nghiệ p sản xuất xi măng, đèn neon, thuốc bảo vệ thực
vật, hoạt động khai thác vàng và đặc biệt là đốt than trong các nhà máy nhiệt điện.
Thủy ngân khi thải ra môi tr ườ ng gây ô nhiễm không khí, đất và xâm nhậ p vào
nguồn nướ c. Trong môi tr ườ ng thủy sinh, thủy ngân bị tích tụ lại trong bùn lắng và
bị hệ vi khuẩn ở đó chuyển hóa thành dạng thủy ngân hữu cơ r ất độc hại điển hìnhlà hợ p chất methyl thủy ngân. Sự tích tụ thủy ngân trong bùn lắng như vậy có thể
ảnh hưở ng đến đờ i sống của các sinh vật thủy sinh, gây ảnh hưở ng đến sức khỏe
của con ngườ i thông qua chuỗi thức ăn. Hơ n thế nữa, khi thủy ngân thâm nhậ p vào
cơ thể sống nó sẽ tích tụ trong thờ i gian r ất dài, khó đào thải đồng thờ i gây nên
nhiều tổn hại cho cơ thể. Do vậy, xác định hàm lượ ng thủy ngân trong bùn lắng là
r ất cần thiết nhằm giúp cung cấ p các thông tin về ô nhiễm thủy ngân cho cộng đồng,
các nhà khoa học trong các l ĩ nh vực cũng như phục vụ trong công tác quản lý nhằm
giảm thiểu nguy cơ phát thải, hạn chế khả năng xâm nhậ p của các hợ p chất này vào
Thủy ngân là chất độc có khả năng tích lũy sinh học dễ dàng hấ p thụ qua da, các
cơ quan hô hấ p và tiêu hóa. Các dạng hóa học của thủy ngân khác nhau về cả đặc
điểm sinh học, dượ c động học và độc tính. Thủy ngân vô cơ ít độc hơ n so vớ i hợ p
chất thủy ngân hữu cơ (methyl thủy ngân, ethyl thủy ngân). Ngộ độc thủy ngân kim
loại chủ yếu qua đườ ng hô hấ p và qua da do đặc tính dễ bay hơ i của thủy ngân kim
loại. Đối vớ i thủy ngân hữu cơ , con đườ ng chính gây ngộ độc là do ăn uống, đặc
biệt do ăn phải cá biển có chứa methyl thủy ngân. Theo WHO, lượ ng thủy ngân tối
đa cho phép đưa vào cơ thể theo con đườ ng ăn uống là 0.1 µg Hg/kg thể tr ọng/
ngày. [39]
Các biểu hiện lâm sàng do ngộ độc thủy ngân r ất đa dạng. Đối vớ i hệ thần kinh
trung ươ ng có các biểu hiện như căng thẳng, mất ngủ, suy giảm trí nhớ , mất tậ p
trung, suy giảm thính giác, thị giác… Ảnh hưở ng trên hệ tiêu hóa gây buồn nôn,
tiêu chảy, viêm đại tràng. Ngoài ra, độc tính của thủy ngân còn ảnh hưở ng trên thận
như gây bệnh protein niệu, suy thận cấ p tính. [22]
Khi vào cơ thể, thủy ngân tậ p trung nhiều ở thận và não và dễ dàng truyền qua
cho thai nhi thông qua nhau thai. Độc tính của thủy ngân đượ c giải thích do khả
năng tạo liên k ết cộng hóa tr ị của thủy ngân vớ i nhóm –SH của các enzyme trongcác vi thể và ty thể cũng như liên k ết vớ i các nhóm chức khác như carboxyl, amide,
amine, phosphoryl gây cản tr ở các enzyme và chức năng vận chuyển tế bào [27].
Ngoài ra, thủy ngân còn gây ức chế chức năng miễn dịch của Mn và Zn dẫn đến sự
thiếu hụt các enzyme chống oxi hóa vốn đóng vai trò quan tr ọng trong các bệnh như
Alzheimer, Parkinson, ung thư …
Thủy ngân đượ c đào thải qua nướ c tiểu, phân, qua đườ ng hô hấ p và qua sữa mẹ.
Chu k ỳ bán hủy của thủy ngân kim loại là 60 ngày, của thủy ngân vô cơ là 40 ngày,methyl thủy ngân là 70 ngày và dimethyl thủy ngân là 20 ngày. [39]
- Có thể kích thích hầu hết các nguyên tố tạo ra phổ phát xạ của chúng. Do đó
có thể định lượ ng đượ c đồng thờ i nhiều nguyên tố một lúc vớ i tốc độ phân
tích r ất cao (từ 40 – 120 mẫu/ giờ ).
- Khoảng tuyến tính r ộng nên dễ dàng xây dựng đườ ng chuẩn và hạn chế
đượ c vấn đề pha loãng mẫu.
- Tăng giớ i hạn phát hiện.
- Gần như không có nhiễu hóa học.
- Độ đúng và độ chính xác cao.
Mặc dù phươ ng pháp ICP có thể phân tích ở hàm lượ ng vết đối vớ i hơ n 70
nguyên tố trong bảng tuần hoàn nhưng có một số nguyên tố không thể phân tích ở
hàm lượ ng vết bằng phươ ng pháp này như: các khí hiếm, các nguyên tố C, H, O, N,
các nguyên tố halogen, các nguyên tố phóng xạ.
Giớ i hạn phát hiện đối vớ i hầu hết các nguyên tố là ppb, riêng đối vớ i Hg là 1ppb
[40], khá thấ p so vớ i các phươ ng pháp quang phổ khác.
ICP-OES là phươ ng pháp ít nhiễu nhất trong số các phươ ng pháp phân tích phổ
nguyên tử. Do nguồn kích thích plasma có nhiệt độ cao nên phươ ng pháp ICP hạn
chế đượ c gần như hoàn toàn nhiễu hóa học. Tuy nhiên, có một loại nhiễu hóa học
vẫn tồn tại trong phươ ng pháp này gây ra bở i các nguyên tố dễ bị ion hóa tức nhữngnguyên tố có thế ion hóa thấ p như các nguyên tố kim loại kiềm. Khi ở nồng độ cao,
các nguyên tố này có thể làm giảm hoặc tăng cườ ng tín hiệu phát xạ tùy theo
nguyên tố phân tích. Để loại tr ừ nhiễu này có thể pha loãng mẫu hoặc tăng tần số
nguồn phát sóng radio.
Loại nhiễu phổ biến nhất trong phươ ng pháp ICP là nhiễu quang phổ. Vì ICP có
thể kích thích hầu hết các nguyên tố có trong plasma nên phổ phát xạ thu đượ c r ất
dày đặc, đặc biết đối vớ i mẫu có nền phức tạ p và nền có nồng độ cao. Để loại tr ừ nhiễu này cần sử dụng thiết bị tách sóng có độ phân giải cao, áp dụng k ỹ thuật hiệu
chỉnh nền hoặc thay đổi bướ c sóng khác đặc tr ưng cho nguyên tố cần phân tích. [4],
1.2.2 Phươ ng pháp khố i phổ ghép nố i cảm ứ ng cao t ần (ICP-MS)
Phươ ng pháp khối phổ ghép nối cảm ứng cao tần là phươ ng pháp phân tích sử
dụng nguồn năng lượ ng cảm ứng cao tần để ion hóa mẫu phân tích cung cấ p các ion
cho đầu dò khối phổ. Theo truyền thống, ICP-MS thườ ng không đượ c xem như là
một phươ ng pháp phổ nguyên tử (vốn đượ c mặc định là quang phổ) mà là phổ khối
lượ ng. Tuy nhiên ngày nay ICPMS đã chiếm một chỗ trong “gia đình” các phuơ ng
pháp phổ nguyên tử do gần gũi vớ i nhau về ứng dụng hơ n là sự phân loại chính xác
theo khoa học. Đây là sự lựa chọn hàng đầu khi cần phân tích kim loại ở hàm lượ ng
vết. Ư u điểm vượ t tr ội của phươ ng pháp này là giớ i hạn phát hiện của thiết bị (IDL)
r ất thấ p (ở mức ppt) đối vớ i hầu hết các nguyên tố. Ngoài ra, khoảng làm việc r ộng,
độ lặ p lại cao, không chịu ảnh hưở ng của nền mẫu và có thể phân tích đồng vị cũng
là những ưu điểm của phươ ng pháp này.
Giớ i hạn phát hiện của thiết bị đối vớ i nguyên tố thủy ngân trong khoảng từ 1-10
ppt. Trong thực tế, giớ i hạn phát hiện của phươ ng pháp (MDL) có thể lớ n hơ n từ
gấ p 2 đến gấ p 10 lần IDL, điều này tùy thuộc vào nhiều yếu tố như phòng thí
nghiệm, thiết bị, nền mẫu, phươ ng pháp lấy và xử lý mẫu và tay nghề của ngườ i
phân tích.
Mặc dù phươ ng pháp ICP-MS có nhiều ưu điểm vượ t tr ội so vớ i các phươ ng pháp phân tích quang phổ khác nhưng do chi phí cao nên phươ ng pháp này chưa
đượ c sử dụng r ộng rãi. [32], [35]
1.2.3 Phươ ng pháp quang phổ hu ỳnh quang nguyên t ử (AFS)
Nguyên tắc phươ ng pháp:
Hơ i thủy ngân đượ c chiếu sáng bở i một nguồn sáng đơ n sắc có bướ c sóng 253.7
nm phát ra từ đèn cathod r ỗng. Các nguyên tử thủy ngân hấ p thu bức xạ kích hoạt
này, ngay sau đó (trong tích tắc) phát ra bức xạ huỳnh quang theo mọi hướ ng ở
bướ c sóng 253.7nm (ứng vớ i bướ c chuyển điện tử 3P1 –1S0). Để ghi đo đượ c cườ ng
độ tia huỳnh quang phát ra mà không bị ảnh hưở ng bở i bức xạ phát ra từ đèn
cathode r ỗng, ngườ i ta bố trí đo tia huỳnh quang tại vị trí thẳng góc vớ i tia tớ i. Dựa
vào cườ ng độ của bức xạ huỳnh quang phát ra để xác định hàm lượ ng thủy ngân có
Hình 1.6: H ệ thố ng t ạo thủ y ngân theo tiêm dòng chả y (flow injection) dùng trong
phân tích thủ y ngân theo phươ ng pháp CV AAS (FIASS-400 – Perkin
Elmer) [13]
1.2.5 Phươ ng pháp phổ hấ p thu nguyên t ử hóa hơ i l ạnh k ế t hợ p làm giàu mẫ u
trên bẫ y vàng (CV-Amalgam-AAS)
Phổ hấ p thu nguyên tử hóa hơ i lạnh là một trong những phươ ng pháp phổ biếnnhất dùng để xác định hàm lượ ng thủy ngân trong nhiều đối tượ ng mẫu khác nhau.
Tuy nhiên trong nhiều tr ườ ng hợ p k ỹ thuật hóa hơ i lạnh nguyên thủy không đáp
ứng yêu cầu về độ nhạy cho những mẫu thực tế. K ỹ thuật cải tiến cho phép tích góp
toàn bộ lượ ng Hg lôi cuốn trong một thờ i gian dài lên một bẫy và giải phóng hoàn
toàn lượ ng Hg tích góp trong một thờ i gian r ất ngắn. K ỹ thuật tích góp thực tế giúp
gia tăng tỷ lệ S/N so vớ i k ỹ thuật truyền thống. Bẫy thông dụng nhất là hợ p kim
Au/Pt hoặc Au. Trong nghiên cứu này chúng tôi dùng bẫy Au do cách thức chế tạo
của bẫy này khá đơ n giản và r ẻ hơ n nhiều so vớ i bẫy Au/Pt. [15]
Hình 1.7: H ệ thố ng CV-Amalgam-AAS (Figure 4-43) [13]
1.2.5.1 Nguyên t ắ c phươ ng pháp
Cách thức nguyên tử hóa trong k ỹ thuật này tươ ng tự như trong k ỹ thuật hóa hơ i
truyền thống của phép đo CV–AAS, điểm khác biệt là hơ i thủy ngân sau khi đượ c
lôi cuốn ra khỏi dung dịch mẫu, thay vì đi tr ực tiế p đến cell đo và bị thải bỏ hoặc
tuần hoàn, thì đượ c giữ lại toàn bộ (tích góp) trên một bẫy vàng dướ i dạng hỗnhống. Sau khi toàn bộ thủy ngân trong mẫu đo bị lôi cuốn hết và đượ c giữ lại hoàn
toàn trên bẫy vàng, bẫy vàng sẽ đượ c gia nhiệt đến khoảng 600oC. Thủy ngân đượ c
giải phóng nhanh và hoàn toàn khỏi bẫy vàng sẽ đượ c dòng khí mang lôi cuốn đến
ống hấ p thu. Tín hiệu phân tích quan sát đượ c là một peak r ất cao, nhọn và có bề
r ộng đáy khá hẹ p.
So vớ i k ỹ thuật CV truyền thống, k ỹ thuật cải tiến CV–Amalgam có giớ i hạn
phát hiện thấ p hơ n nhiều, ít nhiễu hơ n do các hợ p chất trong mẫu bị lôi cuốn cùng
vớ i hơ i Hg không lưu giữ trên bẫy vàng và bị thổi khỏi hệ thống tr ướ c khi đo.
1.2.5.2 Các yế u t ố ảnh hưở ng đế n việc xác định thủ y ngân bằ ng phươ ng pháp
Bộ phận (A) kiể u bình Soxhlet, có khóa vặn và một ố ng bên nố i tr ự c tiế p vớ i bình
cầu (D)
Bộ phận làm l ạnh (C) đượ c nố i tiế p vớ i phần d ướ i của A.
Bình cầu (D) có một cổ thứ 2, đượ c nố i qua khớ p vớ i một phễ u (B) ( để chứ a acid
xử lý mẫ u) có khóa vặn.
Khi khóa của phần A mở , thiế t bị ở t ư thế hồi l ư u; khi khóa đ óng, ở phần A hơ i
nướ c và các acid đậm đặc đượ c giữ l ại.
Giai đoạn đầu khóa của phần A mở , mẫu đượ c phân hủy theo kiểu đun hoàn lưu.
Mẫu đượ c phân hủy bở i HNO3 đặc ở nhiệt độ 50ºC trong khoảng 30 phút cho đến
khi dung dịch phân hủy có tr ạng thái đồng nhất. Nếu hỗn hợ p có màu nâu thì thêm
vài giọt HNO3 cho đến khi mất màu nâu r ồi để nguội.
Thận tr ọng thêm hỗn hợ p HNO3 và H2SO4 đặc (1:1). Đun ở nhiệt độ thấ p, nếu
dung dịch có màu nâu thì thêm HNO3 từng giọt một. Tiế p tục đun cho đến khi quan
sát các chất xơ đã bị phân hủy. Đóng khóa của bộ Soxhlet lại để giữ hơ i nướ c và
acid, tiế p tục đun nóng, dung dịch sẽ cô đặc lại. Nếu quan sát thấy có màu nâu thì
thêm vài giọt HNO3 lượ ng vừa đủ để làm sáng mẫu. Tiế p tục đun đến khi đuổi hết
khói tr ắng phía trên dung dịch mẫu. Chú ý điều chỉnh nhiệt độ sao cho luồng khóitr ắng không vượ t quá nửa bộ phận làm lạnh C. Dung dịch phải không màu hoặc có
màu vàng nhạt, để nguội. Thận tr ọng rút nướ c và các acid ở A cho vào bình cầu D
bằng cách mở khóa. Thêm vài mL (NH2)2CO và đun sôi hồi lưu trong 30 phút, sau
đó để nguội. Tráng k ỹ bộ phận làm lạnh C và bộ phận Soxhlet A bằng HNO3 loãng.
Gộ p phần dung dịch r ửa và dung dịch mẫu trong bình cầu D cho vào bình định mức.
[9]
1.3.3 X ử lý mẫ u th ị t và sản phẩ m t ừ th ị t
Mẫu thịt cần phân tích đượ c thái nhỏ, nghiền mịn, tr ộn đều, cân 10g cho vào
bình Kjeldahl, thêm dần 10 - 15 mL H2SO4 98% vào và lắc trong nồi cách thủy ở
nhiệt độ 50 - 60oC cho đến khi mẫu tan hết, chuyển dung dịch này sang bình định
Thêm dần 15mL KMnO4 6% vào bình vừa cho vừa lắc sau đó để yên 30 phút ở
nhiệt độ phòng. Định mức bằng HCl 1M đến thể tích 50 mL. Bình đựng mẫu phân
tích phải đượ c đậy kín bằng nút nhựa PE. Mẫu ở tr ạng thái này có thể bảo quản 1
ngày mà không mất thuỷ ngân. [7]
1.3.4 X ử lý mẫ u đấ t
Đối vớ i mẫu đất, bùn lắng có thể đượ c xử lý theo phươ ng pháp vô cơ hóa khô
hoặc vô cơ hóa ướ t. Khi vô cơ hóa khô, mẫu đượ c phân hủy ở nhiệt độ cao trong
bình kín. Hơ i thủy ngân giải phóng ra khỏi mẫu đượ c hấ p phụ trên bẫy vàng. Sau đó
đun nóng bẫy vàng để giải phóng hơ i thủy ngân [12]. Trong phươ ng pháp vô cơ hóa
ướ t, mẫu đượ c phân hủy bở i các acid HNO3, H2SO4 và HClO4 trong hệ thống đunhoàn lưu [29]. Một cách khác để vô cơ hóa mẫu đất là phân hủy mẫu trong bình
Kjeldahl bở i các chất oxi hóa như HNO3, H2SO4 và KMnO4. Hydroxylamin đượ c sử
dụng để khử chất oxi hóa dư và hòa tan hoàn toàn MnO2 [10]. Các phươ ng pháp xử
lý mẫu trên đều cho hiệu suất thu hồi tốt, đáp ứng đượ c yêu cầu phân tích thủy
ngân.
1.3.5 X ử lý mẫ u bùn l ắng
Đối vớ i mẫu bùn lắng có khá nhiều quy trình xử lý mẫu đượ c nghiên cứu. Cácquy trình này thườ ng sử dụng các acid mạnh và các chất có tính oxi hóa mạnh để
oxi hóa các chất hữu cơ có trong mẫu và đưa thủy ngân về dạng Hg2+. Theo EPA –
Method 245.5, mẫu đượ c phân hủy bở i hỗn hợ p HNO3 – HCl (1:3) và KMnO4 ở
nhiệt độ 95oC, sau đó dùng hydroxylamine khử KMnO4 dư và hòa tan hoàn toàn
MnO2 [19]. Một quy trình khác cũng tươ ng tự như Method 245.5 nhưng acid sử
dụng là HNO3 và H2SO4, chất oxi hóa là KMnO4 và K 2S2O8, không sử dụng
hydroxylamin [24]. Trong một nghiên cứu khác lại sử dụng K 2Cr 2O7 và H2SO4 để vô cơ hoá mẫu trong hệ thống đun hoàn lưu [37]. Năng lượ ng vi sóng cũng đượ c
ứng dụng trong phân hủy mẫu do ưu điểm nhanh và vô cơ hóa mẫu hoàn toàn [36].
Hiện nay trên thế giớ i đã có nhiều quy trình phân tích cho phép xác định hàm
lượ ng thủy ngân tổng số trong bùn lắng ở mức ppb hoặc thấ p hơ n đượ c trình bày
trong các báo cáo khoa học, một số đã đượ c công bố như những quy trình chuẩn.
Hầu hết các quy trình phân tích đó đều sử dụng phép đo phổ hấ p thu nguyên tử hóa
hơ i lạnh, chỉ khác nhau ở giai đoạn xử lý mẫu và đó cũng chính là giai đoạn quan
tr ọng nhất trong quy trình phân tích thủy ngân trong bùn lắng. Đối vớ i ở Việt Nam,
qua tìm hiểu tôi nhận thấy ở nướ c ta chưa có một tiêu chuẩn riêng về quy trình phân
tích thủy ngân trong bùn lắng mà các phòng thí nghiệm thườ ng áp dụng các tiêu
chuẩn quốc tế vớ i nhiều cách hiểu và vận dụng khác nhau. Chính vì thế việc nghiên
cứu khảo sát k ỹ phươ ng pháp xử lÝ mẫu phân tích tổng Hg trong mẫu bùn lắng vớ i
các tiêu chí đơ n giản, ít tốn kém, cho phép xác định tổng hàm lượ ng thủy ngân vớ i
độ chính xác và tin cậy cao là r ất cần thiết. Xuất phát từ thực tế đó tôi đã thực hiện
đề tài “Xác định thủy ngân tổng số trong bùn lắng bằng phươ ng pháp phổ hấ p thu
nguyên tử hóa hơ i lạnh (CV-Amalgam-AAS)”. Mục tiêu của đề tài:
- Tìm hiểu, lựa chọn và áp dụng một quy trình chuẩn đã đượ c thừa nhận của
nướ c ngoài để phân tích hàm lượ ng thủy ngân có trong mẫu tr ầm tích chuẩn quốc
tế, qua đó ghi nhận những thay đổi cần điều chỉnh để quy trình phù hợ p vớ i điềukiện thực tế phòng thí nghiệm của nướ c ta hơ n, tạo điều kiện thuận lợ i cho việc áp
dụng quy trình đó vào thực tế.
- Nghiên cứu và xây dựng một quy trình phân tích riêng, đơ n giản, có độ tin
cậy cao cho phép xác định hàm lượ ng thủy ngân tổng số trong bùn lắng dựa trên
3.1 Khảo sát các yếu tố ảnh hưở ng đến quá trình phân tích xác định thủy
ngân bằng phươ ng pháp CV-Amalgam-AAS
3.1.1 Khảo sát mố i quan hệ gi ữ a thờ i gian sục khí, thể tích mẫ u và A Hg
Đối vớ i phươ ng pháp phân tích xác định thủy ngân CV–Amalgam–AAS, hai yếu
tố quan tr ọng ảnh hưở ng đến quá trình tích góp thủy ngân lên bẫy vàng là thể tích
dung dịch mẫu trong bình phản ứng và thờ i gian sục khí để tích góp thủy ngân. Vớ i
tốc độ sục khí cố định, nếu thể tích dung dịch mẫu trong bình phản ứng càng lớ n thì
thì tốc độ lôi cuốn thủy ngân càng chậm nên thờ i gian sục khí phải càng dài để đảm bảo toàn bộ lượ ng thủy ngân đượ c tích góp hoàn toàn trên bẫy vàng. Vì vậy tôi tiến
hành thí nghiệm khảo sát mối quan hệ giữa thể tích dung dịch mẫu trong bình phản
ứng, thờ i gian sục khi và độ hấ p thu của thủy ngân để tìm ra đượ c thờ i gian tích góp
tối ưu ở những thể tích mẫu khác nhau.
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 2 4 6 8 10
Th i gian tích góp (phút)
A
5 mL
10 mL
15 mL
25 mL
50 mL
Hình 3.1: Quan hệ giữ a thể tích mẫ u, thờ i gian sục khí và độ hấ p thu của Hg trong
CV-Amalgam-AAS. Điề u kiện khảo sát: l ượ ng Hg: 15ng, môi tr ườ ng:
HNO3 0.5%, l ượ ng SnCl 2: 443 µmol, kiể u tín hiệu ghi đ o: diện tích peak,
- Ả nh hưở ng của H 2SO4: trong quy trình xử lý mẫu bùn lắng thườ ng có sử dụng
H2SO4 để tăng nhiệt độ sôi của dung dịch phản ứng và cũng tránh dung dịch
mẫu bị khô và quá nhiệt gây mát Hg. Một lượ ng đáng k ể H2SO4 luôn tồn tại
sau khi xử lý mẫu do nó r ất ít bị tiêu tốn và cũng không thể đun đuổi. Thực
nghiệm cho thấy khi nồng độ H2SO4 thay đổi từ 0.1M đến 5M thì độ hấ p thu
của Hg hầu như không thay đổi. Điều này khá phù hợ p vớ i tính chất khó bay
hơ i và tính oxyhóa r ất yếu của H2SO4 vì vậy acid này không tham gia phản
ứng vớ i Hg2+ cũng như vớ i Sn2+ nên không ảnh hưở ng đến quá trình khử Hg2+
của SnCl2. Ngoài ra khi tồn tại ở nồng độ cao, acid này làm cho dung dịch mẫu
có tỷ tr ọng lớ n hơ n, độ nhớ t cao hơ n nhưng cũng không gây ảnh hưở ng đến
phép xác định Hg bằng CV-Amalgam-AAS. Điều này cho thấy ưu việt của
phươ ng pháp hóa hơ i k ết hợ p tích góp Hg không chịu ảnh huở ng nhiều từ tính
chất vật lý của dung dịch mẫu phân tích.
- Ả nh hưở ng của HNO3: là acid không thể thay thế trong xử lý mẫu và thườ ng
đượ c sử dụng vớ i lượ ng khá lớ n. Sau khi xử lý hoàn tất, thườ ng có thể đun
đuổi bớ t lượ ng HNO3 dư, tuy nhiên đối vớ i xử lý mẫu phân tích thủy ngân,
không thể thực hiện đun đuổi acid và vì vậy lượ ng HNO3 có tính oxi hóa mạnhcòn lại có thể có ảnh hưở ng bất lợ i đến quá trình khử Hg2+. Ngoài ra HNO3
cũng tươ ng đối dễ bay hơ i và có thể bám cơ học trên bẫy vàng gây khó khăn
trong việc tích góp tạo hỗn hống của bẫy vàng vớ i thủy ngân. Thực nghiệm
cho thấy ở nồng độ càng cao, độ hấ p thu càng giảm là minh chứng của ảnh
hưở ng của HNO3 qua việc làm giảm tính khử của SnCl2, cũng như ảnh hưở ng
lên bẫy vàng. Do vậy, trong quá trình xử lý mẫu không nên sử dụng lượ ng
HNO3 quá dư, đảm bảo nồng độ HNO3 trong dung dịch sau khi xử lý nằmtrong khoảng không gây ảnh hưở ng (<0.5M). Trong các thí nghiệm khảo sát về
sau tôi chỉ sử dụng HNO3 ở nồng độ thấ p khoảng 0.1M
- Ảnh hưở ng của HClO4: trong các quy trình xử lý mẫu HClO4 thườ ng đượ c sử
dụng để oxi hóa những hợ p chất hữu cơ bền, khó bị oxi hóa bằng HNO3. Từ
Hình 3.4: Ả nh hưở ng của nồng độ H 2SO4 đế n hiệu suấ t thu hồi Hg 2+
khi xử lý dung
d ịch chuẩ n theo quy trình EPA và xác định bằ ng phươ ng pháp CV-
Amalgam-AAS. Điề u kiện thí nghiệm: m Hg2+: 125ng, V dung d ịch đ o: 25 mL,
V SnCl2 10%: 1 mL, t tích góp: 4 phút, diện tích peak.
Nhận xét:
Từ đồ thị (hình 3.3) cho thấy khi lượ ng H2SO4 sử dụng càng lớ n thì hiệu suất thu
hồi càng cao. Điều này là do sự có mặt H2SO4 đã góp phần làm tăng tính oxi hóacủa hệ phản ứng, giúp cho thủy ngân luôn tồn tại ở dạng Hg2+ khó bị mất do bay
hơ i. Vớ i thể tích H2SO4 3 mL thì hiệu suất thu hồi đã xấ p xỉ 100%. Thí nghiệm
khảo sát này đượ c lặ p lại 5 lần và đều cho k ết quả như nhau. Vì vậy trong các quá
trình xử lý mẫu cần sử dụng lượ ng H2SO4 thích hợ p để đạt hiệu quả cao.
3.2.2.2 Ả nh hưở ng của nhiệt độ xử lý mẫ u
Quy trình xử lý mẫu dùng phươ ng pháp đun cách thủy nên nhiệt độ cao nhất có
thể có chỉ là 95oC. Ở nhiệt độ này cho đượ c hiệu suất thu hồi cao khoảng 100%
(như đã trình bày trong phần “Khảo sát ảnh hưở ng của H2SO4”) nên tôi không tiến
mớ i bị khử. Do đó tùy theo đối tượ ng mẫu bùn lắng đượ c xử lý mà dùng lượ ng
hydroxylamine vừa đủ. Dấu hiệu để nhận biết đã dùng đủ lượ ng hydroxylamine là
MnO2 tan hết.
Thực ra lượ ng NH2OH sử dụng tùy thuộc vào lượ ng KMnO4 tiêu tốn hay nói
cách khác là hàm lượ ng chất hữu cơ trong mẫu. Điểm quan tr ọng trong thí nghiệm
này là việc sử dụng NH2OH không quá dư. Phản ứng hòa tan k ết tủa MnO2 thườ ng
xảy ra ở tốc độ chậm nếu lượ ng NH2OH không dùng dư. Như vậy mấu chốt của vấn
đề ở đây là thao tác thêm NH2OH phải tiến hành chậm, khuấy tr ộn liên tục và chấ p
nhận MnO2 tan chậm để tránh dư nhiều NH2OH. Vớ i nguyên tắc này, lượ ng MnO2
hay/và lượ ng NH2OH sử dụng bao nhiêu không còn quan tr ọng nữa và không ảnh
hưở ng đến hiệu suất thu hồi Hg.
Từ k ết quả thực nghiệm thu đượ c khi khảo sát quy trình xử lý mẫu trên dung dịch
chuẩn thủy ngân tôi rút ra đượ c các điều kiện xử lý mẫu đã tối ưu như sau:
Lấy bình tr ữ mẫu bùn lắng ra khỏi tủ lạnh, dùng đũa thủy tinh khuấy đến khi mẫu
đồng nhất. Dùng đũa thủy tinh lấy một lượ ng mẫu ra khỏi bình, sau đó dùng thêm
một chiếc đũa thủy tinh thứ hai gạt phần mẫu bám trên đũa thủy tinh thứ nhất cho
mẫu r ơ i vào bình erlen 250 mL đang đặt trên cân. Chú ý đến lượ ng mẫu muốn lấy
mà dùng đũa gạt một lượ ng thích hợ p (1 gram) vì mẫu bùn lắng ở dạng sệt khi đãcho dư vào erlen r ồi thì r ất khó lấy bớ t đi. Tránh không để mẫu dính trên thành
erlen vì bùn lắng bám r ất chặt vào bề mặt thủy tinh, khó trôi xuống đáy erlen. Thêm
từ 3mL H2SO4 đặc, vừa thêm vừa lắc đều để bùn lắng tan rã. Tiế p tục thêm từ từ 5
mL HNO3 đặc, lắc đều. Sau đó thêm từ từ 10 mL dung dịch KMnO4 6%, lắc đều.
Nếu màu tím không bền trong 15 phút (dung dịch chuyển sang màu nâu), tiế p tục
thêm từng 1 mL dung dịch KMnO4 cho đến khi màu tím bền trong 15 phút. K ế tiế p
thêm 4 mL K 2S2O8 6%, lắc đều, đậy erlen màng PE r ồi đặt mặt kính đồng hồ lêntrên. Cho erlen vào bể đun cách thủy đang ở nhiệt độ 95oC, đun trong 1 giờ . Trong
quá trình đun phải giữ cho mực nướ c trong bể đun luôn cao hơ n mực dung dịch
trong erlen. Nếu thấy erlen đứng không vững trong nướ c có thể đặt thêm một vật
nặng lên trên mặt kính đồng hồ. Sau 1 giờ , lấy erlen ra khỏi bể đun, để nguội đến
3.2.3 Khảo sát quy trình x ử lý mẫ u EPA trên nền mẫ u bùn l ắng
3.2.3.1 Chuẩ n bị mẫ u
- Mẫu bùn lắng đượ c lấy ở kênh Tàu Hủ lúc nướ c ròng, sau đó loại bỏ rác bẩn,
gạn bỏ bớ t phần nướ c r ồi tr ữ trong bình thủy tinh có nắ p đậy kín, để trong ngăn mát
của tủ lạnh.
- Do quá trình làm khô mẫu có thể gây mất mát hay nhiễm bẩn thủy ngân trong
mẫu nên tôi tiến hành phân tích ngay trên mẫu còn ướ t.
- Tr ướ c mỗi lần lấy mẫu để phân tích cần dùng đũa thủy tinh khuấy đều cho đến
khi mẫu đồng nhất.
3.2.3.2 Khảo sát thể tích KMnO4 6% w/v cần dùng
Khi xử lý 1 gram bùn lắng, do trong mẫu chứa nhiều hợ p chất hữu cơ nên để màu
tím của dung dịch bền trong 15 phút thì lượ ng dung dịch KMnO4 6% w/v cần dùng
nhiều hơ n so vớ i khi xử lý dung dịch chuẩn thủy ngân. Như vậy tùy theo đối tượ ng
mẫu chứa ít hay nhiều thành phần hữu cơ mà điều chỉnh lượ ng KMnO4 cho phù
hợ p. Thể tích dung dịch KMnO4 6% w/v cần dùng khi xử lý 1 g bùn lắng là 15mL.
3.2.3.3 Khảo sát thờ i gian đ un mẫ u
Để tìm đượ c thờ i gian tối ưu cần cho việc oxi hóa hoàn toàn mẫu bùn lắng tôi
thực hiện đun mẫu trong 1 giờ và 2 giờ . Mẫu đượ c đựng trong erlen 250 mL đậy kín bằng màng PE, phía trên là mặt kính đồng hồ và xử lý theo quy trình đã đượ c tối ưu
trên dung dịch chuẩn thủy ngân. Quá trình phân hủy mẫu thực hiện trong bể đun
cách thủy ở nhiệt độ 95oC. Khi đặt erlen vào bể đun, mực nướ c trong bể phải cao
hơ n mặt dung dịch trong erlen để đảm bảo toàn bộ mẫu trong erlen đượ c đun nóng
đồng đều. K ết quả đuợ c trình bày trong bảng 3.4:
Hình 3.7: Peak hấ p thu của Hg theo khố i l ượ ng trong phươ ng pháp CV-
Amalgam-AAS ; Điề u kiện khảo sát: m Hg : 1 ng; 2 ng; 5 ng; 10 ng; 15 ng, V mẫ u:
25 mL, V SnCl2 10%: 1 mL, t tích góp: 4 phút, kiể u tín hiệu ghi đ o: diện tích peak
3.3.3 Xác đị nh độ nhạ y, gi ớ i hạn phát hi ện và gi ớ i hạn đị nh l ượ ng
Độ nhạy là lượ ng hay nồng độ thủy ngân có độ hấ p thu là 0.0044s (tính theo
chiều cao peak) hay 0.0044A.s (tính theo diện tích peak).
Giớ i hạn phát hiện của phươ ng pháp là lượ ng hay nồng độ thủy ngân thấ p nhấtcó thể phát hiện đượ c. Lượ ng Hg này cho độ hấ p thu bằng tổng của trung bình độ
hấ p thu của 11 l ần đ o l ặ p l ại dung d ịch mẫ u tr ắ ng vớ i 3 l ần độ l ệch chuẩ n của 11
l ần đ o đ ó.
Giớ i hạn định lượ ng là lượ ng hay nồng độ thủy ngân thấ p nhất có thể xác định
đượ c. Theo định ngh ĩ a giớ i hạn xác định cho độ hấ p thu gấ p 10 lần độ lệch chuẩn
của phươ ng pháp.
Tín hiệu hấ p thu thu đượ c từ các lần đo 11 dung dịch mẫu tr ắng như sau:
Vì tTN < tLT nên sự khác biệt giữa hàm lượ ng Hg trong mẫu bùn lắng phân tích
bằng quy trình xử lý mẫu theo EPA và hàm lượ ng Hg phân tích bằng quy trình xử
lý mẫu vi sóng là sai số ngẫu nhiên.
Nhận xét:
Từ k ết quả thu đượ c ở phươ ng pháp xử lý mẫu theo EPA và phươ ng pháp xử lý
mẫu mẫu vi sóng tổng k ết đượ c bảng 3.13 so sánh hàm lượ ng thủy ngân trong các
mẫu như sau:
Bảng 3.13: Hàm l ượ ng thủ y ngân thu đượ c t ừ phươ ng pháp phân hủ y mẫ u theo
EPA và phươ ng pháp phân hủ y mẫ u bằ ng vi sóng
Xử lý mẫu theo EPA Xử lý mẫu vi sóng Hàm lượ ng đượ c chứng nhận
Mẫu bùn lắng 85.8 ± 1.2 86.77 ± 0.83 -
Mẫu chuẩn BCSS-1 301.3 ± 2.5 303.8 ± 1.5 129 ± 12
Mẫu chuẩn MESS-2 107.1 ± 3.8 - 92.0 ± 9.0
- Đối vớ i mẫu bùn lắng, hàm lượ ng thủy ngân xác định theo phươ ng pháp phân
hủy mẫu EPA và phươ ng pháp phân hủy mẫu vi sóng tươ ng đươ ng nhau.- Đối vớ i mẫu chuẩn quốc tế BCSS-1, hàm lượ ng Hg xác định theo phươ ng
pháp phân hủy mẫu EPA và phươ ng pháp phân hủy mẫu vi sóng tươ ng đươ ng
nhau mặc dù k ết quả này sai biệt so vớ i hàm lượ ng đã đượ c chứng nhận.
Từ k ết quả trên cho thấy quy trình phân hủy mẫu theo EPA đã tối ưu có độ tin
cậy cao vì hàm lượ ng thủy ngân phân tích đượ c trong các mẫu bùn lắng, mẫu chuẩn
quốc tế BCSS-1 đều phù hợ p vớ i k ết quả phân tích các mẫu này vớ i phươ ng pháp
phân hủy bằng vi sóng. Về vấn đề hàm lượ ng thủy ngân xác định đượ c trong cácmẫu chuẩn quốc tế BCSS-1 và MESS-2 không phù hợ p vớ i hàm lượ ng đã đượ c
chứng nhận là do trong quá trình bảo quản các mẫu chuẩn này đã bị nhiểm bẩn thủy
ngân từ các nguồn như môi tr ườ ng, dụng cụ bảo quản.
Từ k ết quả thí nghiệm cho thấy quy trình xử lý mẫu dùng hệ thống phá mẫu
Kjedahl cho hiệu suất thu hồi trên 90% đối vớ i cả ba dạng hợ p chất của thủy ngân.
Như vậy quy trình này đã đáp ứng yêu cầu oxi hóa hoàn toàn các dạng hợ p chất của
thủy ngân về dạng Hg2+ và không gây mất mẫu. Tuy nhiên khi áp dụng quy trình
này cho đối tượ ng mẫu bùn lắng vốn có thành phần phức tạ p thì cần phải khảo sát
thêm một số yếu tố khác để đảm bảo vô cơ hóa hoàn toàn mẫu và không gây mất
mát thủy ngân.
3.4.2.2 Khảo sát nhiệt độ xử lý mẫ u
Do đặc tính của thủy ngân là dễ bay hơ i gây mất mẫu nên đối vớ i quy trình xử lý
mẫu đề xuất, yếu tố quan tr ọng cần phải kiểm soát tốt để quá trình xử lý mẫu chok ết quả cao là nhiệt độ phân hủy mẫu. Quá trình phân hủy mẫu đượ c chia thành 3
giai đoạn vớ i nhiệt độ phân hủy khác nhau:
- Giai đ oạn 1 (sau khi thêm H2SO4, HNO3 vào mẫu bùn lắng và bắt đầu đun):
Ở giai đoạn này các hợ p chất trong bùn lắng chưa bị phân hủy nên môi tr ườ ng mẫu
khá phức tạ p. Khi các hợ p chất của thủy ngân bị các acid oxy hóa giải phóng Hg2+
và Hg2+ có thể bị môi tr ườ ng mẫu khử thành Hg ở dạng nguyên tử dễ bay hơ i khỏi
dung dịch nếu gặ p nhiệt độ cao. Do đó cần khống chế nhiệt độ đun ở giai đoạn này
cho phù hợ p. Tôi tiến hành khảo sát nhiệt độ của giai đoạn 1 ở các nhiệt độ là 60oC,
90oC và 180oC vớ i thờ i gian đun giai đoạn này lần lượ t là 90 phút và 180 phút.
K ết quả khảo sát đượ c trình bày trong bảng 3.15:
Bảng 3.17: Hàm l ượ ng Hg (ng/g) trong mẫ u bùn l ắ ng kênh Tàu H ủ phân tích bằ ng
quy trình xử lý mẫ u đề xuấ t
Số thứ tự bình mẫu Ngày thứ nhất Ngày thứ hai Ngày thứ ba Ngày thứ tư Ngày thứ năm
1 84.753 85.851 85.233 86.532 85.712
2 85.367 86.417 85.251 86.636 85.866
3 85.621 86.532 85.357 86.642 86.344
4 86.125 86.743 85.682 86.771 86.546
5 86.251 87.133 85.741 86.844 86.755
SD 0.61 0.47 0.24 0.12 0.44
SDmax 0.61
SDmin 0.12
RSD(%) 0.71 0.54 0.28 0.14 0.51
Fmax thực nghiệm =
Fmax lý thuyết = Fmax (k=5; f=4; P=0.95) = 25.2
Vì Fmax thực nghiệm < Fmax lý thuyết nên không có sự sai biệt thống kê đáng k ể giữa
các phươ ng sai của 5 ngày phân tích.
Độ lặ p lại = RSD = 0.44 %
Như vậy quy trình xử lý mẫu đề xuất cho k ết quả phân tích có độ lă p lại tươ ng
đươ ng quy trình xử lý mẫu EPA. Điều này cũng chứng tỏ các điều kiện thực nghiệmquy trình xử lý mẫu đề xuất có độ ổn định tốt (nhiệt độ xử lý mẫu, tốc độ hút khí),
thao tác thực hiện quy trình đơ n giản nên hạn chế đượ c những sai sót phát sinh
trong quá trình xử lý mẫu.
3.4.3.3 Đánh giá độ đ úng
• Đánh giá độ đúng dựa vào hiệu suất thu hồi
Để đánh giá hiệu suất thu hồi của quy trình xử lý mẫu đề xuất tôi tiến hành
thêm một lượ ng đã biết một trong các dạng hợ p chất của thủy ngân (HgCl2,
MeHgCl, PhHgAc) vào mẫu bùn lắng và tiến hành xử lý mẫu theo quy trình
đề xuất, sau đó phân tích xác định lượ ng thủy ngân tổng số thu đượ c. K ết
quả thí nghiệm đượ c trình bày trong bảng 3.18 như sau:
Tươ ng tự như phần đánh giá độ đúng của quy trình phân tích sử dụng quy trình
xử lý mẫu EPA, k ết quả phân tích hàm lượ ng thủy ngân trong mẫu bùn lắng kênh
Tàu Hủ và mẫu chuẩn BCSS-1 khi sử dụng quy trình xử lý mẫu đề xuất đượ c so
sánh vớ i hàm lượ ng thủy ngân xác định đượ c khi xử lý bằng vi sóng.
Bảng 3.19: So sánh hàm l ượ ng Hg trong các mẫ u bùn l ắ ng xác đượ c khi xử lý theo
quy trình đề xuấ t và quy trình xử lý bằ ng vi sóng
Phươ ng pháp xử lý mẫu đề xuất Phươ ng pháp vi sóng
Mẫu bùn lắng kên Tàu Hủ 86.11 ± 0.68 86.77 ± 0.83
Mẫu chuẩn BCSS-1 301.0 ± 3.1 303.8 ± 1.5
* Đánh giá sự khác bi ệt gi ữ a hàm l ượ ng Hg trong mẫ u bùn l ắng kênh Tàu H ủ phân tích đượ c khi x ử lý theo quy trình đề xuấ t và hàm l ượ ng Hg phân tích đượ c
khi x ử lý bằng vi sóng:
tLT = t0.95; 4 = 2.78
Vì tTN < tLT nên sự khác biệt giữa k ết quả phân tích bằng quy trình xử lý mẫu đề
xuất và k ết quả phân tích bằng quy trình xử lý mẫu vi sóng là ngẫu nhiên.
* Đánh giá sự khác bi ệt gi ữ a hàm l ượ ng Hg trong mẫ u chuẩ n BCSS-1 phân
tích đượ c khi x ử lý mẫ u theo quy trình đề xuấ t và hàm l ượ ng Hg phân tích đượ c
khi x ử lý bằng vi sóng:
tLT = t0.95; 4 = 2.78
Vì tTN < tLT nên sự khác biệt giữa k ết quả phân tích bằng quy trình xử lý mẫu đề
xuất và k ết quả phân tích bằng quy trình xử lý mẫu vi sóng là ngẫu nhiên.
K ết quả phân tích xác định hàm lượ ng Hg trong mẫu bùn lắng, mẫu chuẩn
BCSS-1 và mẫu chuẩn MESS-2 theo quy trình xử lý mẫu EPA, quy trình xử lý mẫu
đề xuất và xử lý mẫu bằng vi sóng đượ c tổng hợ p so sánh trong bảng 3.20:
Đề tài chỉ mớ i khảo sát trên loại mẫu bùn lắng có nguồn gốc từ nướ c thải sinh
hoạt trong thành phố nên chưa thể khẳng định các quy trình nghiên đã nghiên cứucó thể áp dụng tốt trên các loại bùn lắng khác như bùn lắng sông, biển … Các vấn
đề sau đây cần đượ c tiế p tục triển khai và hoàn thiện:
Khảo sát và đánh giá các phươ ng pháp sấy khô mẫu bùn lắng dùng cho phân
tích thủy ngân.
Áp dụng quy trình xử lý mẫu đã nghiên cứu trên nhiều loại mẫu bùn lắng
khác nhau, từ đó đánh giá hiệu quả của quy trình xử lý mẫu và tối ưu hóa