Nghiên cứu xác định số kim loại nguồn nước sinh hoạt khu vực xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ Đỗ Thị Thanh Tâm Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Luận văn Thạc sĩ ngành: Hóa phân tích; Mã số: 60 44 29 Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Văn Ri Năm bảo vệ: 2011 Abstract Khảo sát tìm điều kiện tối ưu phân tích Pb, Cu, Zn nước phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa F-AAS máy NovAA- 400 Tách làm giàu lượng vết Pb, Cu, Zn phương pháp chiết pha rắn sử dụng nhựa chelex 100 Phân tích đánh giá mức độ ô nhiễm Pb, Cu, Zn nước xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ Keywords Hóa phân tích; Kim loại; Nước sinh hoạt; Phú Thọ Content MỞ ĐẦU Đất nước ta đà hội nhập với bạn bè quốc tế Cùng với q trình Cơng nghiệp hoá - đại hoá đất nước, đạt thành tựu đáng kể song nhiều thách thức cần vượt qua Trong vấn đề tác động ô nhiễm môi trường chất thải gây hậu trực tiếp vô nghiêm trọng đời sống sức khỏe người Phản ánh thực trạng này, mát, đau thương mà nhân dân xã Thạch Sơn Lâm Thao - Phú Thọ oằn chống đỡ gánh chịu minh chứng điển hình Xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ từ lâu mệnh danh “Làng ung thư”, theo danh sách thống kê số người chết từ năm 1999 –2005 xã Thạch Sơn có 304 người chết có 106 người qua đời bệnh ung thư (chiếm 34,86%) Hiện số người mắc bệnh lên đến 34 người, xã tiếp tục điều tra Theo khảo sát Tài nguyên môi trường tiến hành xã Thạch Sơn cho thấy trạng khơng khí, đất, nước mặt, nước ngầm nhiễm nặng nề chất độc hố học, có kim loại nặng nước Pb, Cu, Zn, Ni, As, Hg… Chưa thể khẳng định ô nhiễm môi trường nguyên nhân làm phổ biến bệnh ung thư, chắn tình trạng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người dân Với mong muốn tìm hiểu thực trạng, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước đây, đưa lời khuyên biện pháp khắc phục tình trạng nhiễm nguồn nước, bảo vệ sức khỏe cho người dân xã Thạch Sơn, em chọn đề tài Luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu xác định số kim loại nguồn nước sinh hoạt khu vực xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ” Mục tiêu đề tài: + Khảo sát tìm điều kiện tối ưu phân tích Pb, Cu, Zn nước phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa F-AAS máy NovAA- 400 + Tách làm giàu lượng vết Pb, Cu, Zn phương pháp chiết pha rắn sử dụng nhựa chelex 100 + Phân tích đánh giá mức độ ô nhiễm Pb, Cu, Zn nước xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ NỘI DUNG LUẬN VĂN I Lý chọn đề tài Với mong muốn tìm hiểu thực trạng, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước đây, đưa lời khuyên biện pháp khắc phục tình trạng ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ sức khỏe cho người dân xã Thạch Sơn, em chọn đề tài Luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu xác định số kim loại nguồn nước sinh hoạt khu vực xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ” II Mục đích nghiên cứu Xây dựng quy trình hồn chỉnh để xác định hàm lượng đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại Pb, Cu Zn mẫu nước xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ III Tóm tắt luận văn TỔNG QUAN 1.1 Vấn đề môi trƣờng xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ Thạch Sơn xã nằm phía Tây huyện Lâm Thao, cách Hà Nội 100 km, giáp với xã Chu Hố (Lâm Thao) phía Đông, giáp xã Xuân Huy, Xuân Lũng (Lâm Thao) phía Bắc, giáp Thị trấn Lâm Thao phía Nam, giáp Sơng Hồng phía Tây Vấn đề mơi trƣờng: Xã Thạch Sơn phải tiếp nhận lượng chất thải Cơng ty Supe Phốt phát Hố chất Lâm Thao, Công ty Cổ phần pin ắc quy Vĩnh Phú, Cơng ty giấy Bãi Bằng 90 lị gạch thủ công hoạt động địa bàn Các Công ty có nhiều biện pháp giảm thiểu gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên chất gây ô nhiễm môi trường tồn tích lũy qua thời gian dài, ảnh hưởng khơng thể giải sớm, chiều Xã Thạch Sơn có 1800 hộ, có 200 hộ sống gần Công ty Supe Phốt phát Hoá chất Lâm Thao, 200 hộ sống ven đê Sông Hồng cạnh đường ống nước thải Công ty giấy Bãi Bằng - 400 hộ không sử dụng nước giếng để sinh hoạt nước giếng có mùi 1.2 Tác hại đồng, chì kẽm Đồng, chì kẽm thuộc nhóm kim loại nặng nguy hiểm phương diện gây ô nhiễm môi trường nước Chúng kim loại bền có tính tích tụ sinh học Các kim loại xâm nhập vào thể sinh vật gây độc tính cao Chì ngưng đọng gan, lách, thận…gây bệnh huyết áp cao, bệnh tim, gan, thận mãn tính Chì phá huỷ trình tổng hợp hemoglobin sắc tố cần thiết khác máu cytochrom, tích tụ hồng cầu, gây xơ vữa động mạch Do đó, làm tăng chứng thiếu máu, gây đau bụng, hoa mắt Chì đặc biệt độc hại với não thận, hệ thống sinh sản hệ thống tim mạch người Khi thể hấp thụ lượng đồng lớn có biểu bệnh Wilson Đây bệnh đồng tích tụ gan, não da gây nên chứng đãng trí thần kinh Ngoài người làm việc thường xuyên tiếp xúc với đồng mắc bệnh ung thư phổi Kẽm hàm lượng cao gây đau bụng, mạch chậm, co giật NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu Nghiệm lại điều kiện phân tích, xác định Cu, Pb, Zn phương pháp F AAS - Khảo sát điều kiện đo phổ Cu, Pb, Zn - Khảo sát điều kiện nguyên tử hóa mẫu - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng khác - Phương pháp đường chuẩn kỹ thuật F - AAS - Tổng kết điều kiện đo phổ F - AAS Cu, Pb, Zn Khảo sát điều kiện làm giàu tách chiết phương pháp chiết pha rắn sử dụng chelex 100 - Khảo sát môi trường tạo phức pH - Khảo sát tốc độ nạp mẫu lên cột chiết pha rắn - Khảo sát khả rửa giải - Khảo sát tốc độ rửa giải - Khảo sát ảnh hưởng thể tích mẫu thử - Khảo sát ảnh hưởng số ion khác đến trình tách làm giàu - Đánh giá phương pháp tách làm giàu Ứng dụng phương pháp để phân tích Cu, Pb, Zn mẫu nước, từ đánh giá nhiễm Cu, Pb, Zn nước 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kĩ thuật nguyên tử hóa lửa (FAAS) để xác định hàm lượng kim loại - Phương pháp chiết pha rắn (SPE) để tách làm giàu chọn lọc ion kim loại KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiệm lại điều kiện phân tích, xác định Cu, Pb, Zn phƣơng pháp quang phổ hấp thụ lửa F - AAS Qua tiến hành thực nghiệm, chúng tơi có tổng kết điều kiện tối ưu cho phép đo phổ F-AAS nguyên tố Pb, Cu Zn sau: Bảng 1:Tổng kết điều kiện tối ưu cho phép đo phổ F - AAS Pb, Cu, Zn Nguyên tố Điều kiện đo Pb Cu Zn Vạch đo (nm) 217,0 324,8 213,9 Khe đo (nm) 0,5 0,5 0,2 Cường độ đèn HCl (mA) 8,0 12,0 7,0 Chiều cao đèn NTH (mm) 8,0 12,0 7,0 (80% Imax) (80% Imax) (70% Imax) Tốc độ khí Khơng khí (l/h) 469,0 469,0 469,0 Axetilen (l/h) 45,0 40,0 45,0 Thành phần CH3COONH4 (%) 2 mẫu đo Axit HNO3 (%) 1 Khoảng tuyến tính (ppm) 0,05 - 10 0,1 - 6,0 0,1 - 3,0 LOD (ppm) 0,03 0,057 0,019 LOQ (ppm) 0,1 0,189 0,062 3.2 Khảo sát điều kiện làm giàu tách chiết phƣơng pháp chiết pha rắn sử dụng chelex 100 3.2.1 Khảo sát môi trường tạo phức pH Để khảo sát pH tiến hành sau: - Pha 250 ml dung dịch chiết có chứa 20μg Pb2+, 10μg Cu2+ 20μg Zn2+ Chỉnh pH dung dịch chiết dung dịch HNO3, NaOH hệ đệm kép acetat- amoni (pH = - 9) - Cho dung dịch phân tích qua cột chiết pha rắn với tốc độ ml/ phút - Sau dung dịch qua hết cột chiết, rửa cột ml dung dịch đệm có pH=6 - Rửa giải ml dung dịch HNO3 3M Thêm HNO3 1M, thêm NH4Ac 10% sau định mức đến thể tích 10 ml, đảm bảo môi trường axit HNO3 2% NH4Ac 1%, xác định lượng Pb2+, Cu2+, Zn2+ thu hồi phương pháp F - AAS - Tiến hành đo mẫu trắng tương tự thay Pb2+, Cu2+ Zn2+ nước cất lần Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.35: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ pH H(%) Cu 70,54 79,59 94,72 96,29 96,41 96,05 H(%) Pb 62,45 69,79 80, 00 94,54 96,39 95,01 H(%) Zn 61,23 67,29 79,74 92,97 95,79 95,13 95,34 94,29 93,76 91,32 92,03 91,13 Cu Pb Zn 100 90 80 70 H (%) 60 50 40 30 20 10 0 10 Gia tri pH Hình 3.7:Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ Từ kết thực nghiệm, chọn pH = để tiến hành thí nghiệm sau 3.2.2 Khảo sát tốc độ nạp mẫu Tiến hành khảo sát với mẫu mục 3.2.1 điều kiện tối ưu chọn Với tốc độ nạp mẫu khác thay đổi từ ml/ phút đến ml/ phút để tìm tốc độ nạp mẫu tối ưu Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.36: Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ nạp mẫu 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 H(%) Cu 96,68 96,79 96,65 96,09 95,12 H(%) Pb 96,29 96,52 96,35 95,11 93,62 H(%) Zn 95,98 96,01 96,03 95,08 94,47 3,5 90,62 86,75 83,52 4,0 86,91 71,96 60,36 Cu Pb Zn 100 80 H (%) 60 40 20 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Toc nap mau (ml/ phut) Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tốc độ nạp mẫu đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ Từ kết khảo sát trên, chọn tốc độ 2,0ml/ phút để tiến hành nghiên cứu 3.2.3 Khảo sát khả rửa giải Tiến hành khảo sát với mẫu mục 3.2.1 điều kiện tối ưu chọn Với nồng độ dung dịch rửa giải (axit HNO3) khác thay đổi từ 0,5M đến 7,0M để tìm nồng độ dung dịch rửa giải tối ưu Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.37: Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch rửa giải HNO3 Nồng độ axit HNO3 (M) 0,5 1,0 2,0 3,0 5,0 H(%) Cu 48,18 77,95 92,89 96,08 95,57 H(%) Pb 60,21 88,72 95,13 96,12 95,18 H(%) Zn 62,73 83,97 95,73 96,18 95,08 7,0 93,43 90,29 92,79 Cu Pb Zn 100 90 80 70 H (%) 60 50 40 30 20 10 0 Nong dung dich rua giai (M) Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ dung dịch rửa giải (HNO3) đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ Từ kết khảo sát trên, chọn dung dịch rửa giải axit HNO3 với nồng độ 3M cho thí nghiệm sau * Xác định thể tích rửa giải: Tiến hành khảo sát với mẫu mục 3.2.1 điều kiện tối ưu chọn Với thể tích dung dịch rửa giải khác thay đổi từ ml đến 10ml để tìm thể tích dung dịch rửa giải tối ưu Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.38: Kết khảo sát ảnh hưởng thể tích dung dịch rửa giải HNO3 Thể tích dung dịch HNO3 3M (ml) 2,0 3,0 5,0 7,0 H(%) Cu 78,23 89,23 96,32 96,05 H(%) Pb 81,31 90,02 96,28 96,42 H(%) Zn 85,45 90,52 96,59 96,52 10,0 95,98 95,78 95,63 Cu Pb Zn 80 H (%) 60 40 20 10 The tich dung dich rua giai (ml) Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thể tích dung mơi rửa giải (HNO3) đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ Dựa vào kết thực nghiệm, chọn thể tích dung dịch rửa giải HNO3 3M ml cho nghiên cứu sau 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ rửa giải Tiến hành khảo sát với mẫu mục 3.2.1 điều kiện tối ưu chọn Với tốc độ dung dịch rửa giải khác thay đổi từ 0,5 ml/phút đến 3,0 ml/ phút để tìm rửa giải tối ưu Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.39: Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ rửa giải Tốc độ rửa giải (ml/ phút) 0,5 1,0 1,5 2,0 H(%) Cu 97,08 97,02 96,89 96,82 H(%) Pb 97,02 96,92 96,81 96,71 H(%) Zn 96,92 96,89 96,72 96,68 2,5 94,26 95,32 95,75 Cu Pb Zn 100 98 96 H (%) 94 92 90 88 86 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Toc rua giai (ml/ phut) Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tốc độ rửa giải đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ 3,0 91,67 91,35 92,04 Từ kết thực nghiệm thu được, thí nghiệm sau chúng tơi chọn tốc độ rửa giải 2,0ml/ phút 3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng thể tích mẫu thử Để khảo sát ảnh hưởng thể tích mẫu thử, chúng tơi tiến hành pha lỗng dung dịch mẫu khảo sát với hệ số pha loãng khác Tiến hành khảo sát điều kiện tối ưu chọn, xác định hàm lượng Pb2+, Cu2+, Zn2+ thu hồi phương pháp F - AAS Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.40: Kết khảo sát ảnh hưởng thể tích mẫu thử Hàm lượng Mẫu ion (μg/l) 2+ Cu 0,4 0,2 Pb2+ 0,8 0,4 2+ Zn 0,8 0,4 H(%) Cu 96,15 96,11 95,92 95,97 H(%) Pb 96,07 95,94 96,03 95,01 H(%) Zn 96,52 96,59 96,43 96,51 0,125 0,25 0,25 95,91 95,97 96,21 0,1 0,2 0,1 95,83 95,89 96,42 0,05 0,1 0,1 78,67 82,42 77,76 Từ kết thự nghiệm thu được, hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ khơng thay đổi nhiều pha lỗng dung dịch mẫu phân tích từ đến 100 lần 3.2.6 Khảo sát ảnh hưởng số ion đến khả hấp thu Cu2+, Pb2+ Zn2+ 3.2.6.1 Ảnh hưởng ion nhóm kim loại kiềm kim loại kiềm thổ - Chuẩn bị mẫu phân tích (với thể tích 250ml) chứa hỗn hợp 10μg Cu2+, 20μg Pb2+ 20μg Zn2+ Thêm vào kim loại kiềm kim loại kiềm thổ với nồng độ thay đổi theo bảng Điều chỉnh pH dung dịch hỗn hợp ion kim loại - Cho dung dịch qua cột chiết pha rắn (chứa nhựa chelex 100) với tốc độ ổn định ml/ phút - Sau dung dịch qua hết cột chiết, rửa cột ml dung dịch đệm có pH=6 - Rửa giải ml dung dịch HNO3 3M, xác định lượng Cu, Pb, Zn dung dịch thu hồi phương pháp F -AAS Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.41: Kết khảo sát ảnh hưởng kim loại kiềm kim loại kiềm thổ Hàm lượng Mẫu số ion (mg) + Na 10 50 70 100 + K 10 50 70 100 Mg2+ 10 50 70 100 2+ Ca 10 50 70 100 H (%) Cu 97,27 97,09 96,95 96,78 96,57 96,01 H (%) Pb 97,32 97,31 97,07 96,83 95,68 94,56 H (%) Zn 97,82 97,38 97,15 96,93 95,41 93,96 200 200 200 200 95,85 94,51 93,75 Các ion kim loại kiềm kim loại kiềm thổ với nồng độ khảo sát không ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+ Zn2+ 3.2.6.2 Ảnh hưởng số ion kim loại nặng * Ảnh hƣởng Ni2+: Tiến hành khảo sát với mẫu mục 3.2.1 điều kiện tối ưu chọn Thêm vào lượng Ni2+ thay đổi theo bảng Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.42: Kết khảo sát ảnh hưởng Ni2+ Hàm lượng Mẫu số ion (μg) 2+ Ni 10 H (%) Cu 97,27 97,01 96,58 H (%) Pb 97,62 96,45 95,83 H (%) Zn 97,82 95,92 92,09 25 91,37 77,49 71,18 50 83,32 65,50 55,09 75 77,25 52,03 41,78 100 50,91 42,84 26,33 Cu Pb Zn 100 90 80 70 H (%) 60 50 40 30 20 10 0 20 40 60 80 100 Nong ion Ni(II) Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng ion Ni2+ đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ * Ảnh hƣởng Mn2+, Fe2+, Cd2+: Tiến hành khảo sát với mẫu mục 3.2.1 điều kiện tối ưu chọn Thêm vào lượng Mn2+, Fe2+, Cd2+ thay đổi theo bảng Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.43: Kết khảo sát ảnh hưởng Ni2+ Hàm lượng Mẫu số ion (μg) Mn2+ 10 25 50 75 100 2+ Fe 10 25 50 75 100 Cd2+ 10 25 50 75 100 H (%) Cu 97,21 97,11 96,65 95,72 89,93 77,51 58,97 H (%) Pb 97,45 97,32 96,51 91,72 70,50 60,63 43,33 H (%) Zn 97,67 96,54 96,25 80,31 63,89 52,43 31,82 Cu Pb Zn 100 80 H (%) 60 40 20 0 20 40 60 80 100 Ham luong cac ion Mn(II), Fe(II), Cd(II) Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng ion Mn2+, Fe2+, Cd2+ đến hiệu suất thu hồi Pb2+, Cu2+, Zn2+ Như ion kim loại nặng khảo sát có ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi trình làm giàu Pb2+, Cu2+ Zn2+, ảnh hưởng rõ hàm lượng ion có mặt dung dịch phân tích lớn đối tượng phân tích lần 3.2.6.3 Ảnh hưởng số anion * Ảnh hƣởng ClTiến hành khảo sát với mẫu mục 3.2.1 điều kiện tối ưu chọn Thêm vào lượng Cl- thay đổi theo bảng Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.44: Kết khảo sát ảnh hưởng ClHàm lượng Mẫu số ion (mg) Cl 10 50 100 150 200 H (%) Cu 97,07 97,01 96,89 97,10 96,93 96,78 96,58 H (%) Pb 97,16 96,78 96,93 97,07 96,82 96,79 97,03 H (%) Zn 97,52 96,59 97,23 97,19 96,82 96,72 97,29 Nhận xét: Anion Cl- với nồng độ khảo sát không ảnh hưởng đến khả hấp thu Cu2+, Pb2+ Zn2+ lên nhựa chelex 100 * Ảnh hƣởng NO3-: Tiến hành khảo sát với mẫu mục 3.2.1 điều kiện tối ưu chọn Thêm vào lượng NO3- thay đổi theo bảng Kết khảo sát thu sau: Bảng 3.45: Kết khảo sát ảnh hưởng NO3Hàm lượng Mẫu số ion (mg) NO3 10 H (%) Cu 96,98 97,01 96,79 H (%) Pb 96,43 96,52 96,09 H (%) Zn 96,72 96,92 96,09 50 97,02 95,87 97,29 100 96,87 96,82 96,82 150 97,01 95,56 97,12 200 96,69 96,21 97,21 Nhận xét: Anion NO3- với nồng độ khảo sát không ảnh hưởng đến khả hấp thu Pb 2+, Cu2+ Zn2+ lên nhựa chelex 100 3.2.7 Đánh giá phương pháp tách làm giàu Trong thực tế, mẫu nước chứa nhiều ion kim loại khác Để đánh giá phương pháp tách làm giàu kỹ thuật chiết pha rắn sử dụng nhựa trao đổi ion chelex 100, tiến hành phân tích thử nghiệm mẫu giả có thành phần tương tự mẫu thật Pha mẫu giả tích lít với thành phần mẫu sau: Bảng 3.47: Nồng độ cation kim loại mẫu giả Cation kim loại Nồng độ (mg/l) Na+ 10,00 + K 10,00 Mg2+ 10,00 2+ Ca 10,00 2+ Ni 0,01 Mn2+ 0,01 2+ Fe 0,01 Cd2+ 3,00.10-3 Thêm vào lượng ion bảng 3.48 Điều chỉnh pH dung dịch 6, tiến hành hấp thu qua cột chiết pha rắn bước phân tích Mỗi mẫu đo lặp lại lần Kết thu sau: Bảng 3.48: Hiệu suất thu hồi mẫu giả Nguyên Lượng đưa Lượng xác định Sai tố vào (μg/l) (μg/l) (%) 4,874 2,52 4,728 5,44 Cu 5,0 4,695 6,1 4,813 3,74 4,917 1,66 4,908 1,84 4,675 6,50 Pb 5,0 4,652 6,92 4,871 2,58 4,912 1,76 5,728 4,53 5,809 3,18 Zn 6,0 5,785 3,58 5,669 5,52 5,801 3,32 số Hiệu suất thu Trung bình hồi (%) 97,48 (96,11 ± 2,22) % 94,56 93,90 96,26 98,34 98,16 (96,07 ± 3,44) % 93,50 93,04 97,42 98,24 95,47 (95,97 ± 96,82 1,37) % 96,42 94,48 96,68 Qua bảng số liệu trên, nhận thấy việc sử dụng nhựa chelex 100 làm vật liệu để tách làm giàu số ion kim loại nặng (Pb2+, Cu2+ Zn2+) nước đạt hiệu suất thu hồi cao (> 90%), sai số nhỏ (< 10%) kết phân tích có độ lặp lại 3.3 Phân tích mẫu thực Kết đo phổ thu được: Bảng 3.50: Hàm lượng Pb mẫu nước xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ Hàm lượng Pb (mg/l) Nguyên tố Mẫu Đợt I Đợt II Đợt III Nt - 0,0173 ± 0,006 0,0165 ± 0,004 0,0168 ± 0,001 Nt - 0,0174 ± 0,008 0,0161 ± 0,003 0,0167 ± 0,007 Nt - 0,0073 ± 0,003 0,0059 ± 0,001 0,0057 ± 0,002 Nt - 0,0153 ± 0,007 0,0167 ± 0,002 0,0171 ± 0,003 Nt - 0,0137 ± 0,004 0,0162 ± 0,004 0,0145 ± 0,004 Nt - 0,0103 ± 0,007 0,0101 ± 0,005 0,0112 ± 0,007 Nt - 0,0171 ± 0,005 0,0182 ± 0,006 0,0176 ± 0,010 Nt - 0,0142 ± 0,003 0,0165 ± 0,003 0,0139 ± 0,005 Nt - 0,0063 ± 0,001 0,0068 ± 0,004 0,0075 ± 0,002 Bảng 3.51: Hàm lượng Cu mẫu nước xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ Nguyên tố Cu (mg/l) Mẫu Đợt I Đợt II Đợt III Nt - 0,014±0,003 0,018±0,007 0,019±0,003 Nt - 0,015±0,005 0,012±0,006 0,017±0,009 Nt - 0,024±0,007 0,015±0,008 0,024±0,005 Nt - 0,017±0,005 0,021±0,005 0,016±0,004 Nt - Nt - Nt - Nt - Nt - 0,018±0,008 0,012±0,005 0,016±0,008 0,021±0,004 0,016±0,008 0,013±0,007 0,016±0,006 0,014±0,004 0,017±0,007 0,013±0,008 0,017±0,005 0,019±0,002 0,015±0,003 0,019±0,002 0,019±0,003 Bảng 3.52: Hàm lượng Zn mẫu nước xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ Nguyên tố Zn (mg/l) Mẫu Đợt I Đợt II Đợt III Nt - 0,070±0,002 0,057±0,002 0,063±0,003 Nt - 0,073±0,002 0,068±0,003 0,071±0,005 Nt - 0,094±0,008 0,075±0,009 0,089±0,005 Nt - 0,072±0,007 0,069±0,005 0,079±0,004 Nt - 0,052±0,003 0,067±0,007 0,062±0,008 Nt - 0,068±0,005 0,093±0,002 0,086±0,005 Nt - 0,061±0,003 0,073±0,003 0,071±0,009 Nt - 0,081±0,006 0,063±0,004 0,070±0,004 Nt - 0,072±0,006 0,061±0,003 0,070±0,002 So sánh kết phân tích hàm lượng Pb, Cu Zn mẫu nước xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ với giới hạn cho phép theo Quy chuẩn Việt Nam (QCVN) [16], [17], [18] cho thấy: - Đối với hàm lượng Cu, Zn: tất mẫu nước thời điểm khác có hàm lượng Cu nhỏ so với giới hạn cho phép theo QCVN [16], [17], [18] - Đối với hàm lượng Pb: Một số mẫu nước ngầm xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ có hàm lượng vượt giới hạn cho phép theo QCVN [16], [17], [18] KẾT LUẬN Trong q trình nghiên cứu, chúng tơi thực đươc số công việc sau: Đã khảo sát điều kiện phù hợp cho phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa F - AAS xác định Pb, Cu Zn Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng Pb, Cu Zn: - Chọn vạch đo với: Pb 217,0 nm, Cu 324,8 nm, Zn 213,9 nm - Chọn khe đo với: Pb 0,5 nm, Cu 0,5 nm, Zn 0,2 nm - Cường độ đèn Catốt rỗng với: Pb 8,0 mA, Cu 12,0 mA, Zn 7,0 mA - Chiều cao đèn nguyên tử hóa mẫu: Pb 8,0 mm, Cu 7,0 mm, Zn 7,0 mm - Tốc độ khí: + Tốc độ khơng khí 469,0 l/h với Pb, Cu Zn + Tốc độ khí Axetilen 45,0 l/h với Pb Zn 40,0 l/h với Cu - Thành phần nền: Nền muối CH3COONH42% Axit HNO31% với Pb, Cu Zn - Giới hạn phát LOD với: Pb 0,03 ppm, Cu 0,057 ppm, Zn 0,019 ppm - Giới hạn định lượng LOQ với: Pb 0,1 ppm, Cu 0,189 ppm, Zn 0,062 ppm * Chúng khảo sát ảnh hưởng ion (kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, kim loại nặng, anion), nhóm ion đến phép đo phổ Pb, Cu Zn Kết thực nghiệm cho thấy chúng không gây ảnh hưởng đến phép đo vùng nồng độ khảo sát Khảo sát điều kiện tách làm giàu Pb2+, Cu2+ Zn2+ cột chiết pha rắn với nhựa trao đổi ion chelex 100 với hiệu suất thu hồi cao - pH tối ưu cho trình hấp thu pH = 5-6 - Tốc độ nạp mẫu lên cột chiết pha rắn 2ml/ phút - Tìm dung mơi rửa giải thích hợp HNO3 3M, với thể tích dung mơi rửa giải ml - Xác định tốc độ rửa giải tối ưu 2ml/ phút - Xác định ảnh hưởng thể tích mẫu thử, với hệ số làm giàu 100 - Khảo sát ảnh hưởng số ion kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, số ion kim loại nặng, số anion đến hiệu suất thu hồi Pb, Cu Zn - Phân tích mẫu giả, đánh giá hiệu phương pháp tách làm giàu Ứng dụng kỹ thuật chiết pha rắn với điều kiện khảo sát để xác định hàm lượng Pb, Cu, Zn số mẫu nước mặt, nước ngầm xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ phương pháp F - AAS - Trong mẫu khảo sát, hàm lượng Cu Zn nằm giới hạn cho phép so với giới hạn Quy chuẩn Việt Nam - Trong mẫu khảo sát, có số mẫu nước ngầm có hàm lượng Pb vượt qua giới hạn cho phép so với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước ngầm, chứng tỏ mẫu nước bị ô nhiễm kim loại Pb Điều chắn gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người dân nơi họ sử dụng chúng để ăn, uống hàng ngày Pb kim loại có khả tích lũy cao References Tài liệu tiếng Việt Lê Lan Anh, Vũ Đức Lợi, Ngơ Thị Bích Hà (2002), "Nghiên cứu xác định hàm lượng Hg, Pb nước tiểu máu phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử", Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, Tập 5, số 2/2002 Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu, Phạm Luận(1996), "Xác định trắc quang Cu, Ni, Mn, Zn hỗn hợp Pyridin-azo-naphtol (PAN)", Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, Tập 1, số 3+4 Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan (2003), Độc học môi trường, Hà Nội Trịnh Quang Hoan (2009), Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng Chì (Pb), Cadimi (Cd) Asen (As) nước thải sở sản xuất kinh doanh, khu công nghiệp địa bàn tỉnh Thái Nguyên Bắc Kạn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN- ĐH Quốc gia Hà Nội Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2007), Hố học phân tích phần II: Các phương pháp phân tích cơng cụ, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Nguyễn Trần Phương Liên (2009), Kim loại nặng ảnh hưởng chúng tới thể người, Chuyên đề báo cáo, p 25- 26 Phạm Luận (1994), Cơ sở lý thuyết phép đo phổ hấp thụ phân tử UV- Vis, Trường ĐHTH Hà Nội Phạm Luận (1995), Cơ sở lý thuyết phép đo phổ AES, Trường Đại học Tổng Hợp Hà Nội Phạm Luận (1995), Cơ sở lý thuyết phép đo phổ AAS, Trường Đại học Tổng Hợp Hà Nội 10 Phạm Luận (1998), Cơ sở kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, Trường Đại học Tổng Hợp Hà Nội 11 Phạm Luận (2000), Cơ sở lý thuyết kỹ thuật phân tích khối phổ nguyên tử - phép đo ICP - MS, Đại học Quốc gia Hà Nội 12 Phạm Luận (2000), Cơ sở lý thuyết sắc ký lỏng hiệu nâng cao, Trường Đại học Tổng Hợp Hà Nội 13 Từ Văn Mạc, Trần Thị Sáu (1999), "Xác định lượng vết kim loại bia phương pháp cực phổ", Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, Tập 3, số 4/1999 14 Đỗ Thuý Nga (2011), Xác định hàm lượng số kim loại nước thải làng nghề làm vàng mã Thuận Thành, Bắc Ninh, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN- ĐH Quốc gia Hà Nội 15 Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận (1990), Một số phương pháp điện hoá đại, ĐHKHTN- ĐH Quốc gia Hà Nội 16 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp, QCVN 24: 2009/BTNMT 17 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt, QCVN 08: 2008/BTNMT 18 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước ngầm, QCVN 09: 2008/BTNMT 19 Nguyễn Văn Ri (2009), Các phương pháp tách, Trường Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội 20 Tham khảo tài liệu mạng: " Kim loại nặng ảnh hưởng chúng dối với người", http://w.w.w.hoahocngaynay.com/vi/phat-trien-ben-vung/an-toan-hoa-chat/232kim-loai-nang-va-anh-huong-cua-no-doi-voi-con-nguoi.htm 21 Đàm Thị Thanh Thủy (2009), "Tách, làm giàu, xác định lượng vết Pb Cd số đối tượng kỹ thuật chiết pha rắn phương pháp quang phổ", Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN- ĐH Quốc gia Hà Nội 22 Nguyễn Trọng Uyển (2003), Hóa học vơ cơ, NXB Đại Học Sư Phạm, Hà Nội 23 Nguyễn Công Vinh, Nguyễn Mạnh Khải, Ngô Đức Minh, Phạm Quang Hà, Lê Thị Thủy (2009), "Tính chất đất, nước tích lũy kim loại nặng lúa- gạo số vùng Đồng Sông Hồng", Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam - Viện Thổ Nhưỡng Nơng Hóa, trang Tài liệu tiếng Anh 24 Agency for Toxic Substances and Disease Registry - ATSDR (2000), "Toxiccological profile for manganese (update)", Department of Health and Human Services, Public Health Service, Atlanta, 21, pp 321 - 325 25 David Harvey (DePauw Univesity) (2000), Modern Analytical Chemistry, The McGrawHill, pp 215-221 26 G Doner, A Ege (2005), "Determination of copper, cadmium and lead in seawater and mineral water by flame atomic absorption spectrometry after coprecipitation with aluminium hydroxide", Analytical Chimica Acta, 547, pp 14 27 Hirotoshi Sato and Joichi UEDA (2001), "Coprecipitation of trace metal ions in water with Bismuth (III) Diethyldithiocarbamate for an Electrothermal atomic adsorption spectrometric determination", Analytical sciences, 17, pp 461-463 28 I.M.Kolthoff (1961), Treatise on analytical chemistry, Interscience Publish New YorkLondon, 29 Koen Vermeiren, Carlo Vandecasteele and Richard Dams (1999), "Determination of trace amounts of cadmium, lead, copper and zinc in natural waters by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with thermospray nebulisation, after enrichment on Chelex-100" ,Analyst, 115, pp 17-22 30 Kyue Hyung Lee, Yoshiki Muraoka, Mitsuko oshima and shoji Motomizu (2004), "Determination of heavy metals and rare earth elements in environ metal samples by ICP - MS after solid phase precontration with chelating resin fibers and anion exchange filters", Analytical Sciences, Janualy 2004, Vol 20 31 M D Ioannidou, G A Zachariadis, A N Anthemidis and J A Stratis (2005), "Direct determination of toxic trace metals in honey and sugars using inductivety coupled plasma atomic emission spectrometry", Talanta, Volume 65, Issue 1, 15 January 2005, pp, 9297 32 Marta O Luconi, Roberto A Olsima, Liliana P Pernorndez and M Fernanda Silva (2006), "Determination of lead in human saliva by conbined cloud point extration - capillazy zone electro phoresis with in direct UV detection", Journal of Hazardous Materials, Volume 128 Issues 2-3, 6, Ferbruary 2006, pp 240 - 246 33 Mustafa Soylak (2011), "Solid Phase Extraction of Cu(II), Pb(II), Fe(III), Co(II), and Cr(III) on Chelex - 100 Column Prior to Their Flame Atomic Absorption Spectrometric Determinations", Department of Chemistry, Faculty of Arts and Sciences, Erciyes University, 38039, Kayseri, Turkey, pages 1203-1217 34 Orenellna Abollio, Maurino Aceol, Giovanni (1995), Anal Chim Acta, 305,pp 200-206 35 Peter Heiland and Helmut D Koster (2006), "Biomonitoring of 30 trace elements in wine of chidren and adultus by ICP - MS", Clinica chimica acta, 365 (1-2) , pp 310 - 318 36 Pilar Vinas, Ignacio Loper-Garcia, Marcos Lanzon and Manuel Hernander-Cordoba (1997), "Direct determination of lead, cadmium, zinc and copper in honey by Electrothermal Atomic Absortion Spectrometry using hydrogen peroxide as a matrix modiffier", American Chemical Society, 45(10), pp 3952-3956 37 Qiu Hu, Guangya Yang, Jiayuan Yin, Yun Yao (2002), "Determination of trace lead, cadmium and mercury by on - line column enrichment followed by RP - HPLC as metal - tetra- (4 - Bromophenuy)- porphyryl chelates", Talanta, 57, pp 751 - 756 38 Secil Candir, Ibrahim Narin, Mustafa Soylak (2008), "Ligandless cloud paint extraction of Cr(III), Pb(II), Cu(II), Ni(II), Bi(III) and Cd(II) Ions in environmental samples with Tween so and Flame atomic ab sorption spectrometal determination", Talanta, 77 (1), pp 289-293 39 Serife Tokalioglu, Senol Kaetal and Latif Elci (2000), "Separation and preconcentration of heavy metal in lake water by atomic adsorption spectrometry after sorption on Amberlite XAD - 16 resin", Analytical Sciences, 16, pp 1169 - 1174 40 Sibel Saracoglu, Umit Divrikli, Mustafa Soylak and Latif Elci (2002), "Derteronination of copper, iron, lead, cadmium, cobalt and nickel by atomic absorption speetrometry in baking powder and baking soda samples after preconcentration and separation", Tournal of Food and Drug Analy sis, 10 (3), pp 188-194 41 Valerie Camel (2003), Solid phase extraction of trace elements, Spectrometry Acta Part B, pp 1177-1179 42 Werefridus W van Berkel, Arent W Overbosch, Gjalt Feenstra and Frans J M J Maessen (1988), "Enrichment of artificial sea water A critical examination of Chelex100 for group-wise analyte pre-concentration and matrix separation" J Anal At Spectrom, 3, 249-257 43 Yan Liu, James D Ingle Jr (1989), "Automated on-line ion-exchange trace enrichment system with flame atomic absorption detection", Anal Chem., 61 (6), pp 520–524  ... nhiễm nguồn nước, bảo vệ sức khỏe cho người dân xã Thạch Sơn, em chọn đề tài Luận văn tốt nghiệp: ? ?Nghiên cứu xác định số kim loại nguồn nước sinh hoạt khu vực xã Thạch Sơn- Lâm Thao- Phú Thọ? ?? II... đề mơi trƣờng xã Thạch Sơn- Lâm Thao- Phú Thọ Thạch Sơn xã nằm phía Tây huyện Lâm Thao, cách Hà Nội 100 km, giáp với xã Chu Hoá (Lâm Thao) phía Đơng, giáp xã Xn Huy, Xn Lũng (Lâm Thao) phía Bắc,... Thao- Phú Thọ? ?? II Mục đích nghiên cứu Xây dựng quy trình hồn chỉnh để xác định hàm lượng đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại Pb, Cu Zn mẫu nước xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ III Tóm tắt luận