ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN TRỌNG TẤN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG XIANUA VÀ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI MỘT SỐ BÃI VÀNG HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2012 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN TRỌNG TẤN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG XIANUA VÀ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI MỘT SỐ BÃI VÀNG HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Đào Văn Bảy THÁI NGUYÊN - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Tiến sĩ Đào Văn Bảy đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này; Nhân dịp này em cũng xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo Khoa Hóa học trƣờng ĐHSP- ĐHTN và các thầy giáo, cô giáo Khoa Hóa học trƣờng ĐHSP Hà Nội , các thầy cô Khoa sau Đại học, các thầy cô trong Ban giám hiệu trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên đã giảng dạy, tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu, để hoàn thành luận văn khoa học. Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Khoa Hóa học, các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Em xin cảm ơn Sở Giáo dục và Đào tạo Tỉnh Thái Nguyên, Lãnh đạo Trƣờng THPT Lƣơng Ngọc Quyến, tập thể giáo viên tổ Hóa-Sinh trƣờng THPT Lƣơng Ngọc Quyến đã động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu luận văn này. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu của bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều thiếu xót. Em rất mong nhận đƣợc sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp và những ngƣời đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 4 năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Trọng Tấn i MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục i Danh mục các bảng iv Danh mục các hình vi MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN 3 1.1. NGUỒN GỐC GÂY Ô NHIỄM XIANUA 3 1.1.1. Ô nhiễm tại các cơ sở khai thác vàng 3 1.1.2. Ô nhiễm tại các cơ sở mạ kẽm và mạ vàng 5 1.2. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG DỤNG VÀ ĐỘC TÍNH CỦA XIANUA 6 1.3. TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC 8 1.4. TÍNH CHẤT CỦA XIANUA 11 1.4.1. Tính chất lý học của xyanua 11 1.4.2. Tính chất hóa học của xianua 11 1.5. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH XIANUA 13 1.5.1. Các phản ứng phát hiện ion xianua 13 1.5.2. Các phƣơng pháp xác định hàm lƣợng xianua 14 1.5.3. Xây dựng đƣờng chuẩn trắc quang 19 1.6. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ XIANUA 20 1.6.1. Phƣơng pháp oxy hoá 20 1.6.2. Phƣơng pháp điện phân 29 1.6.3. Phƣơng pháp tạo phức kết tủa 29 Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM 30 2.1. DỤNG CỤ MÁY MÓC, HÓA CHẤT 30 ii 2.1.1. Dụng cụ, máy móc 30 2.1.2. Hóa chất 30 2.2. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH XIANUA 32 2.2.1. Khảo sát điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo phức màu 32 2.2.2. Đo phổ hấp thụ electron của phức màu 33 2.2.3. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng xianua 34 2.2.4. Xử lí thống kê đƣờng chuẩn 34 2.2.5. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng xianua 34 2.3. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG XYANUA TRONG MẪU NƢỚC THẢI 35 2.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu 35 2.3.2. Khái quát chung về vị trí lấy mẫu 35 2.3.2. Vị trí lấy mẫu 36 2.3.4. Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 39 2.3.5. Xử lí và chƣng cất mẫu 39 2.3.6. Tạo phản ứng màu và đo quang 41 2.3.7. Công thức tính kết quả 42 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 3.1. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG XIANUA 43 3.1.1. Kết quả khảo sát điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo phức màu 43 3.1.2. Kết quả chụp phổ hấp thụ electron của phức màu 47 3.1.3. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng xianua 49 3.1.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định xianua 51 3.2. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG XIANUA TRONG CÁC MẪU NƢỚC THẢI 53 3.2.1. Kết quả xác định pH trong mẫu nƣớc thải tại bãi vàng Ngân me, xã Hợp Tiến và bãi vàng Mỹ hòa, xã Cây Thị huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 53 iii 3.2.2. Kết quả phân tích mẫu nƣớc thải tại bãi vàng Ngân me, xã Hợp Tiến. 55 3.2.3. Kết quả phân tích mẫu nƣớc thải tại bãi vàng Mỹ Hòa, xã Cây Thị 58 3.2.4. Đánh giá chung mức độ ô nhiễm xianua tại khu vực khai thác vàng ở bãi vàng Ngân Me và Mỹ Hòa 61 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 65 Phụ lục 1: 65 Phụ lục 2: 70 Phụ lục 3. Hình ảnh của bãi làm vàng Ngân Me và bãi vàng xóm Mỹ Hòa, Huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 71 Phụ lục 4. Hình ảnh một số hóa chất và thiết bị đƣợc sử dụng trong đề tài 74 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc mặt, trích QCVN 08: 2008/BTNMT 9 Bảng 1.2. Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp (Trích TCVN 5945 : 2005) 9 Bảng 1.3. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về ngƣỡng chất thải nguy hại 10 Bảng 3.1. Mật độ quang A của các dung dịch màu ở các giá trị pH khác nhau 43 Bảng 3.2. Các dung dịch màu ở các thể tích thuốc thử khác nhau và giá trị mật độ quang A 44 Bảng 3.3. Sự phụ thuộc mật độ quang A của phức màu vào thời gian ở bƣớc sóng lý thuyết 578nm 46 Bảng 3.4. chuẩn bị các dung dịch màu để xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng xianua 49 Bảng 3.5. Xử lý thống kê đƣờng chuẩn theo phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu 50 Bảng 3.6. Kết quả xác định lại nồng độ xianua theo đƣờng chuẩn 51 Bảng 3.7. Xử lý thống kê kết quả phân tích các mẫu có cùng nồng độ xianua (0,4mg/l) 52 Bảng 3.8. Kết quả xác định giá trị pH của các mẫu nƣớc thải (đợt 1) 53 Bảng 3.9. Kết quả xác định giá trị pH của các mẫu nƣớc thải (đợt 2) 54 Bảng 3.10. Kết quả xác định giá trị pH của các mẫu nƣớc thải (đợt 3) 54 Bảng 3.11. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng Ngân Me cách vị trí khai thác khoảng 150m (mẫu M1- đợt 1) 55 Bảng 3.12. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng Ngân Me cách vị trí khai thác khoảng 150m (mẫu M1- đợt 2) 55 Bảng 3.13. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng Ngân Me cách vị trí khai thác khoảng 150m (mẫu M1- đợt 3) 56 Bảng 3.14. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng Ngân Me cách vị trí khai thác khoảng 1500m (mẫu M2 – đợt 1) . 56 v Bảng 3.15. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng Ngân Me cách vị trí khai thác khoảng 1500m (mẫu M2 – đợt 2) . 57 Bảng 3.16. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng Ngân Me cách vị trí khai thác khoảng 1500m (mẫu M2 – đợt 3) . 57 Bảng 3.17. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng xóm Mỹ Hòa cách vị trí khai thác khoảng 150m(mẫu M3 – đợt 1) 58 Bảng 3.18. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng xóm Mỹ Hòa cách vị trí khai thác khoảng 150m(mẫu M3 – đợt 2) 58 Bảng 3.19. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng xóm Mỹ Hòa cách vị trí khai thác khoảng 150m(mẫu M3 – đợt 3) 59 Bảng 3.20. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng xóm Mỹ Hòa cách vị trí khai thác khoảng 1000m (mẫu M4 – đợt 1) 59 Bảng 3.21. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng xóm Mỹ Hòa cách vị trí khai thác khoảng 1000m (mẫu M4 – đợt 2) 60 Bảng 3.22. Kết quả xác định hàm lƣợng CN- trong mẫu nƣớc thải lấy ở bãi vàng xóm Mỹ Hòa cách vị trí khai thác khoảng 1000m (mẫu M4 – đợt 3) 60 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 2.1. Đƣờng vào bãi vàng Ngân Me, xã Hợp Tiến Cách nơi khai thác vàng khoảng 5km 36 Hình 2.2. Một phần của bãi nƣớc thải Ngân Me, xã Hợp Tiến Cách nơi khai thác vàng khoảng 150m – lấy mẫu M1 37 Hình 2.3. Một phần của bãi nƣớc thải Ngân Me, xã Hợp Tiến Cách nơi khai thác vàng khoảng 1500m – lấy mẫu M2 38 Hình 2.4. Một phần của bãi nƣớc thải Mỹ Hòa, xã Cây Thị Cách nơi khai thác vàng khoảng 150m – lấy mẫu M3 38 Hình 2.5. Một phần của bãi nƣớc thải Mỹ Hòa, xã Cây Thị Cách nơi khai thác vàng khoảng 1000m – lấy mẫu M4 39 Hình 2.6. Sơ đồ thiết bị chƣng cất xianua 41 Hình 3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến phản ứng tạo phức màu hay sự phụ thuộc A=f(pH) tại bƣớc sóng lý thuyết 578nm 44 Hình 3.2. Sự phụ thuộc của mật độ quang A vào thể tích thuốc thử pyridin- barbituric tại bƣớc sóng lý thuyết 578nm 45 Hình 3.3. Đồ thị sự phụ thuộc của mật độ quang A vào thời gian ở bƣớc sóng lý thuyết 578nm 46 Hình 3.4. Phổ hấp thụ electron của dung dịch màu có nồng độ xianua 2mg/l trong khoảng bƣớc sóng từ 400 ÷ 800 nm 47 Hình 3.5. Phổ hấp thụ electron của dung dịch màu có nồng độ xianua khác nhau(1mg/l; 2mg/l;3mg/l) trong khoảng bƣớc sóng từ 400 ÷ 800 nm 48 Hình 3.6. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng xianua 49 Hình PL 2.1. Hình ảnh phức màu lúc mới cho thuốc thử (từ 0  5 phút) 70 Hình PL 2.2. Hình ảnh phức màu của xianua và thuốc thử (từ 5  10 phút) 70 Hình PL 2.3. Hình ảnh của loạt phức màu để xây dựng đƣờng chuẩn (từ 15  40 phút) 71 vii Hình PL 3.1. Hình ảnh khai thác tại bãi vàng Ngân me 71 Hình PL 3.2. Hình ảnh khai thác tại bãi vàng xóm Mỹ hoà 72 Hình PL 3.3. Khai thác vàng trong hầm tại bãi vàng xóm Mỹ hoà, xử lí bằng xianua để thu hồi vàng, nƣớc thải đổ trực tiếp ra bên ngoài mà không qua xử lý 72 Hình PL 3.4. Khai thác vàng trong hầm tại bãi vàng Ngân Me 73 Hình PL 3.5. Nơi chứa các dung dịch thừa sau khi ngâm quặng đƣợc thải trực tiếp ra ngoài mà không qua xử lý 73 Hình PL 3.6. Khai thác vàng sa khoáng, phƣơng pháp dùng Hg để thu Au 73 Hình PL 4.1: Pyridine - hóa chất do Mỹ sản xuất 74 Hình PL 4.2: Axit barbituric ( Merck) 74 Hình PL 4.3: NaCN - hóa chất do Nga sản xuất 74 Hình PL 4.4: Nƣớc cất 2 lần đƣợc lấy từ máy cất 2 lần hiện đại do Anh sản xuất (máy tại khoa hóa trƣờng ĐHSP Hà nội) 74 Hình PL 4.5: Máy quang phổ Uvmini- 1240.( Khoa Hóa- ĐHSPTN) 75 Hình PL 4.6: Máy quang phổ UV-Vis Spectrophotometer,UV-1700 Phama Spec (Phòng thí nghiệm khoa Hóa- Trƣờng ĐHSP Thái nguyên) . 75 [...]... nhiều bãi vàng phân tán, trữ lƣợng nhỏ, không đƣợc quản lí và kiểm soát, nên ngƣời dân đã khai thác tự do, nƣớc thải không đƣợc xử lý, thải trực tiếp ra môi trƣờng Đó là nguyên nhân gây ô nhiễm các con suối, dòng sông và môi trƣờng ở khu vực này Vì vậy, chúng tôi đã chọn đề tài Nghiên cứu phân tích hàm lƣợng xianua và đánh giá ô nhiễm trong nƣớc thải một số bãi vàng huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên ... các thành phố và khu công nghiệp Tốc độ công nghiệp hoá và ô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nƣớc Môi trƣờng nƣớc ở nhiều ô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nƣớc thải, khí thải và chất thải rắn Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc do không có công trình và thiết bị... 2Ag Hỗn hợp thu đƣợc đem phân kim để thu vàng tinh khiết và bạc tinh khiết Theo sơ đồ tách vàng bằng xyanua trên, ta thấy nếu thực hiện nghiêm chỉnh theo chu trình kín, có xử lý xyanua sau khi thu hồi vàng thì không gây ô nhiễm môi trƣờng Tuy nhiên, thực tế tại các bãi đào vàng những ngƣời làm vàng tự do lại không thực hiện khâu xử lý xyanua dƣ thừa sau khi tách vàng ở trong bùn và nƣớc lọc Do thiếu ý... xúc nhiều lần trong không khí là 10ml/m3 hoặc 11mg/m3 không khí ở 20oC [1] 1.3 TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC Để đánh giá chất lƣợng nƣớc, ngƣời ta phải dựa vào nhiều thông số, bao gồm: pH, độ đục, chỉ số DO, chỉ số COD, chỉ số BOD, các kim loại nặng, kim loại độc hại, … Ngoài ra còn dựa vào các chỉ tiêu vi sinh và một số chỉ tiêu khác để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc nhƣ: hàm lƣợng N, P,... và đánh giá ô nhiễm trong nƣớc thải một số bãi vàng huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên Đây là hai trong số bốn bãi vàng lớn đang khai thác tự do tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 NGUỒN GỐC GÂY Ô NHIỄM XIANUA 1.1.1 Ô nhiễm tại các cơ sở khai thác vàng Nƣớc ta có trữ lƣợng vàng (Au) không lớn, lại nằm rải rác trên nhiều địa phƣơng Vì vậy việc khai thác đang đƣợc nhiều cấp đảm nhiệm... và hầm tàu Xianua đƣợc sử dụng làm nguyên liệu để tổng hợp nhiều hợp chất hoá học khác nhau, trong công nghiệp mạ kim loại và công nghiệp khai khoáng [16] Ngoài ra việc sử dụng xianua còn chƣa đƣợc kiểm soát nghiêm ngặt… Dẫn tới ô nhiễm xianua là một trong các vấn đề hết sức đáng lo ngại Ở Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới ô nhiễm xianua chủ yếu xuất hiện trong nƣớc thải công nghiệp Do độc tính của xianua, ... ngành công nghiệp, nƣớc sạch bị khai thác ồ ạt và bị ô nhiễm do nƣớc thải nhà máy, nƣớc thải trong sản xuất nông nghiệp và nƣớc thải sinh hoạt của con ngƣời [7] Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trƣờng, nhƣng tình trạng ô nhiễm nƣớc là vấn đề rất đáng lo ngại Ở nƣớc ta vấn đề ô nhiễm các nguồn nƣớc đã và đang... trách nhiệm bảo vệ môi trƣờng, do sợ tổn phí thêm khâu xử lý hoặc do thiếu hiểu biết khoa học nên sau khi thu hồi 3 đƣợc vàng, ngƣời ta đổ bừa chất thải ra môi trƣờng Thực tế tại các bãi đào vàng ngƣời ta hoà tách bằng xyanua để lấy vàng rất cẩu thả Vì vậy, lƣợng xyanua thải ra môi trƣờng rất lớn [1] Việc sử dụng xyanua để xử lý quặng vàng đã gây hậu quả nghiêm trọng đến môi trƣờng Một số nhà khoa học... QUÁT VỀ CÔNG DỤNG VÀ ĐỘC TÍNH CỦA XIANUA Axit xyanhydric và các muối xyanua tan là những chất độc rất mạnh, chỉ cần lƣợng chừng 50mg là có thể giết chết một ngƣời Tuy nhiên các muối kim loại của axit xyanhydric lại có vai trò rất lớn trong nhiều ngành công nghiệp [1]: - Công nghiệp mạ vàng, bạc, đồng hoặc các kim loại khác - Công nghiệp khai thác vàng – thu hồi vàng bằng phƣơng pháp xyanua hoá - Công nghiệp... khi thải ra môi trƣờng Do tình trạng ô nhiễm các nguồn nƣớc nên chúng ta cần phải quản lý, xử lý nƣớc thải một cách khoa học và hiệu quả Cần phải xử lý ngay từ đầu các nguồn chất thải Tùy thuộc đặc tính từng loại nƣớc thải mà ngƣời ta có những biện pháp xử lý thích hợp Nƣớc thải sau xử lý phải đạt mức tiêu chuẩn đã quy định mới đƣợc thải ra môi trƣờng Hiện nay, tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên có nhiều . NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG XIANUA VÀ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI MỘT SỐ BÃI VÀNG HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN. HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN TRỌNG TẤN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG XIANUA VÀ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI MỘT SỐ BÃI VÀNG HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI. giá ô nhiễm trong nƣớc thải một số bãi vàng huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên . Đây là hai trong số bốn bãi vàng lớn đang khai thác tự do tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên. 3 Chƣơng