- Ứng dụng kĩ thuật chiết pha rắn và phương pháp phân tích hóa lý hiện đại để xác định và đánh giá hàm lượng một số ion. - Nghiên cứu xây dựng quy trình tách và làm giàu As(III), As(V) trong môi trường nước bằng vật liệu chiết pha rắn sau đó xác định bằng phương pháp HG-AAS. - Nghiên cứu quy trình tách, làm giàu Hg(II) trong môi trường nước sử dụng vật liệu chiết pha rắn và xác định bằng phương pháp CV-AAS. - Phương pháp phân tích điện hóa. - Phương pháp quang phổ. - Ứng dụng kĩ thuật chiết pha rắn và phương pháp phân tích hóa lý hiện đại để xác định và đánh giá hàm lượng một số ion kim loại nặng trong mẫu nước.. - Sử dụng phương pháp phân tích thống kê đa biến tìm nguồn gốc ô nhiễm, khả năng lan truyền ô nhiễm ion kim loại nặng trong môi trường nước ngầm xã Nam Tân, Nam Sách, Hải Dương.. - Chúng tôi giới thiệu một số phương pháp xác định lượng vết kim loại nặng trong môi trường nước và tổng kết một số phương pháp tách và làm giàu lượng vết kim loại nặng. - Cuối cùng, chúng tôi giới thiệu về phương pháp phân tích thống kê đa biến xác định nguồn gốc và phân loại đối tượng gây ô nhiễm.. - Nghiên cứu phát triển phương pháp phân tích lượng vết thủy ngân vô cơ, phân tích dạng As(III), As(V) vô cơ bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sau khi làm giàu bằng kỹ thuật chiết pha rắn và phân tích lượng vết các ion đồng, chì, cadimi, kẽm, coban, niken, mangan, sắt, crom trong môi trường nước ngầm bằng phương pháp ICP-MS.. - Nội dung và phương pháp nghiên cứu 2.2.1. - Nghiên cứu xây dựng quy trình tách và làm giàu As(III), As(V) trong môi trường nước bằng vật liệu chiết pha rắn sau đó xác định bằng phương pháp HG-AAS.. - Nghiên cứu quy trình tách, làm giàu Hg(II) trong môi trường nước sử dụng vật liệu chiết pha rắn và xác định bằng phương pháp CV-AAS.. - Ứng dụng kết quả phân tích, kết hợp phương pháp phân tích thống kê đa biến đánh giá sự phân bố về không gian, nguồn gốc, khả năng lan truyền ô nhiễm các kim loại nặng trong môi trường nước ngầm thuộc huyện Nam Sách - Hải Dương.. - Phương pháp nghiên cứu. - Trong luận án, chúng tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:. - Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu bao gồm:. - Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM, phương pháp xác định diện tích bề mặt bằng thuyết hấp phụ BET, phương pháp phổ hồng ngoại (IR), phương pháp xác định cỡ hạt.. - Sự hấp thu các ion As(III), As(V) trên vật liệu γ-Al 2 O 3 -SDS- APDC (M 1 ) và ion Hg(II) trên vật liệu γ-Al 2 O 3 -SDS-APDC (M 1 ) và γ-Al 2 O 3 -SDS-dithizon (M 2 ) được nghiên cứu bằng cả hai phương pháp tĩnh và phương pháp động. - Để xác định hàm lượng As, chúng tôi sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. - ngân sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV-AAS).. - Xác định hàm lượng kim loại nặng, chúng tôi sử dụng phương pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứng ICP-MS xác định các kim loại: đồng, chì, cadimi, kẽm, coban, niken, mangan, sắt, crom.. - Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ICP-MS và HVG-AAS, CV-AAS xác định lượng vết các kim loại nặng. - Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS). - Phương pháp ICP-MS được xem là phương pháp hiệu dụng trong việc xác định lượng vết và siêu vết các ion kim loại, nhờ hiệu quả phân tích nhanh, phân tích được nhiều nguyên tố cùng một lúc, có độ chính xác và độ lặp lại cao. - Điều này chứng tỏ phương pháp xử lý mẫu và phương pháp đo ICP – MS có độ chính xác rất cao. - Như vậy hiệu suất thu hồi của toàn bộ quá trình thí nghiệm đối với việc xác định các nguyên tố Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Pb thấp nhất là 91,5%, chứng tỏ quá trình xử lý mẫu và phương pháp đo ICP – MS đạt kết quả tốt.. - Để khắc phục ảnh hưởng này, chúng tôi sử dụng phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử trên hệ HG-AAS để xác định asen trong mẫu nước ngầm. - Đối với thủy ngân, do hàm lượng thủy ngân trong mẫu nước ngầm rất nhỏ nên phương pháp ICP-MS có giá trị độ lệch chuẩn tương đối (RSD) lớn. - Vì vậy, để xác định lượng vết thủy ngân trong nước ngầm chúng tôi sử dụng phương pháp CV-AAS kết hợp với kĩ thuật chiết pha rắn.. - Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp HVG-AAS xác định asen và phương pháp CV-AAS xác định thủy ngân. - Nghiên cứu tách các dạng asen vô cơ và làm giàu asen, thủy ngân bằng phương pháp chiết pha rắn. - Xác định tính chất vật lý của vật liệu hấp phụ 3.2.2.1. - Thông số Vật liệu. - Xác định kích thước vật liệu. - Ứng dụng vật liệu hấp phụ để tách, làm giàu và xác định lượng vết Hg. - 3.2.3.1.Nghiên cứu khả năng làm giàu lượng vết Hg(II) theo phương pháp tĩnh. - Kết quả thu được khi nghiên cứu bằng phương pháp tĩnh như sau: Hg(II) hấp phụ tốt nhất lên vật liệu M 1 , M 2 khi giá trị pH dung dịch bằng 5, thời gian lắc (tốc độ 100 vòng/phút) để đạt cân bằng hấp phụ là 8 giờ. - Nghiên cứu khả năng làm giàu lượng vết Hg(II) theo phương pháp động. - Chúng tôi tiến hành nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm giàu lượng vết Hg(II) theo phương pháp động như: tốc độ nạp mẫu, nồng độ chất rửa giải, tốc độ chất rửa giải, thể tích dung môi rửa giải và ảnh hưởng của một số ion kim loại. - Tuy nhiên bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh có thể xác định riêng được hàm lượng thủy ngân. - Từ đó có thể kết luận, kết hợp phương pháp chiết pha rắn sử dụng pha tĩnh M 1 hoặc M 2 với phương pháp CV-AAS có thể xác định lượng vết Hg(II) trong các mẫu môi trường.. - Xác định hệ số làm giàu, khả năng tái sử dụng cột chiết và đánh giá phương pháp SPE - CV- AAS. - Chúng tôi tiến hành kiểm tra tính ổn định và chính xác của phương pháp chiết pha rắn kết hợp với phương pháp CV-AAS xác định lượng vết thủy ngân, kết quả thu được: Phương pháp có độ đúng cao, sai số tương đối từ -7% đến -2,5%, nhỏ hơn rất nhiều so với giới hạn cho phép của AOAC (cấp hàm lượng ppb cho phép sai số tương đối từ -20% đến +10. - Phương pháp có độ chụm (precision) cao hay phép đo có độ lặp lại tốt, hiệu suất thu hồi khi phân tích một số mẫu thực tế theo phương pháp này đạt từ 98,2. - Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy, phương pháp SPE-CV-AAS xác định lượng vết thủy ngân có độ chính xác, hiệu suất thu hồi cao, sai số tương đối và độ lệch chuẩn tương đối nhỏ, có thể dùng xác định lượng vết thủy ngân trong đối tượng nước ở hàm lượng ppb.. - Ứng dụng vật liệu M 1 làm giàu và xác định lượng vết asen 3.2.4.1. - Nghiên cứu khả năng hấp phụ As(III), As(V) theo phương pháp tĩnh. - 3.2.4.2 Nghiên cứu khả năng hấp phụ As(III) theo phương pháp động. - Chúng tôi tiến hành nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm giàu lượng vết As(III) theo phương pháp động như: tốc độ nạp mẫu, nồng độ chất rửa giải, tốc độ chất rửa giải, thể tích dung môi rửa giải và ảnh hưởng của một số ion kim loại.. - Từ đó có thể xác định được lượng vết As(III) bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kĩ thuật hiđrua hoá kết hợp phương pháp chiết pha rắn với thành phần pha rắn γ-Al 2 O 3 -SDS-APDC (M 1. - Xác định hệ số làm giàu, khả năng tái sử dụng cột chiết và đánh giá phương pháp SPE- HG- AAS. - hấp phụ. - Đánh giá phương pháp chiết pha rắn kết hợp với HG-AAS xác định asen. - Cho dung dịch mẫu chảy qua cột chiết sau khi đã hoạt hóa cột bằng 15ml etanol với tốc độ 2ml/phút, rửa cột bằng 15ml nước cất hai lần, giải hấp lượng asen hấp phụ trên cột bằng 15ml HCl 3M với tốc độ 2ml/phút, định lượng As(III) trong dung dịch giải hấp bằng phương pháp HG- AAS. - Bảng 3.55: Kết quả xác định sai số của phương pháp Dung. - Từ đó, có thể kết luận phương pháp chiết pha rắn kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kĩ thuật hidrua. - Đánh giá độ lặp lại của phương pháp xác định As(III). - Đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp tách, làm giàu và xác định As(III). - Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu suất thu hồi khi phân tích một số mẫu thực tế theo phương pháp này đạt từ 98,0. - Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy, phương pháp SPE-HG-AAS xác định lượng vết As(III) có độ chính xác, hiệu suất thu hồi cao, sai số tương đối và độ lệch chuẩn tương đối nhỏ, có thể dùng phương pháp SPE-HG- AAS tách As(III) khỏi As(V) và xác định lượng vết As(III) trong đối tượng nước ở hàm lượng ppb.. - Kết quả phân tích mẫu giả cho thấy phương pháp có hiệu suất thu hồi trung bình đạt được với độ lặp lại cao. - Điều đó có thể khẳng định phương pháp chiết pha rắn kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kĩ thuật hidrua hóa có thể ứng dụng để phân tích lượng vết As(III) trong đối tượng nước.. - Ứng dụng phương pháp SPE-HG-AAS phân tích mẫu thực tế Áp dụng quy trình phân tích asen trong mục 2.2.2.2, chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng As(III), As(V) trong đối tượng mẫu được lựa chọn là: Mẫu nước bề mặt lấy tại hồ Hoàn Kiếm, Hà Nội, và mẫu nước ngầm lấy tại xã Nam Tân huyện Nam Sách tỉnh Hải Dương. - Phương pháp đường chuẩn (ppb). - Phương pháp thêm chuẩn. - Sai số tương đối giữa hai phương pháp. - Từ các kết quả nghiên cứu trên, có thể kết luận: xác định được các dạng vết asen vô cơ bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa - kĩ thuật hiđrua hoá (HG-AAS) trên cơ sở sử dụng vật liệu hấp phụ γ -Al 2 O 3 -SDS-APDC (M 1 ) để hấp phụ As(III) ở pH bằng 3 trong khi As(V) không bị hấp phụ. - Phương pháp nghiên cứu đã được ứng dụng để xác định riêng rẽ asen(III) và asen(V) vô cơ trong nước Hồ Gươm và các mẫu nước ngầm lấy tại xã Nam Tân, Nam Sách, Hải Dương với độ chính xác cao. - Chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng các nguyên tố Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb trong mẫu thực bằng phương pháp ICP- MS. - Nồng độ Hg được xác định bằng phương pháp SPE-CV-AAS và nồng độ As được xác định bằng phương pháp HG-AAS.. - Kết quả nghiên cứu bằng phương pháp thống kê đa biến cho thấy, trị riêng và phương sai của từng biến ảo trong hai mùa tương đối giống nhau. - Nghiên cứu phát triển phương pháp chiết pha rắn và kỹ thuật phân tích hiện đại xác định lượng vết các kim loại nặng độc hại như asen, thuỷ ngân, đồng, chì, cadimi, kẽm, coban, niken, mangan, sắt, crom trong môi trường nước, trên cơ sở đó áp dụng phương pháp phân tích thống kê đa biến để tìm phân bố không gian hàm lượng kim loại nặng, nguồn gốc phát tán chúng vào môi trường nước ngầm, chúng tôi thu được các kết luận chính của luận án như sau:. - Xác định các tính chất vật lý vật liệu M 1 , M 2 cho thấy: Vật liệu bền đối với axit, bề mặt vật liệu xốp, diện tích bề mặt riêng và thể tích lỗ xốp của vật liệu lớn, vật liệu có kích thước đồng đều, các nhóm chức trên bề mặt vật liệu được xác theo phương pháp phổ hồng ngoại (IR) cho biết APDC, dithizon phủ trên γ-Al O -SDS là. - Ứng dụng phương pháp ICP-MS xác định tổng hàm lượng các nguyên tố Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn,Cu, Pb, Cd trong các mẫu nước ngầm thuộc xã Nam Tân, Nam Sách, Hải Dương.. - Ứng dụng phương pháp phân tích thống kê đa biến xác định nguồn gốc gây ô nhiễm, khả năng lan truyền ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước ngầm tại xã Nam Tân huyện Nam Sách tỉnh Hải Dương cho thấy chưa có dấu hiệu ô nhiễm bởi hàm lượng các kim loại nặng như Cu, Pb, Cd, Zn, Cr, Mn, nhưng bị ô nhiễm bởi Fe, As do thành phần địa chất gây lên. - Cd 2+ trong mẫu nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - chiết pha rắn”, Tạp chí Phân tích hóa, lý và sinh học T.13, số 3, tr. - Nguyễn Xuân Trung, Lê Minh Đức, Phạm Hồng Quân (2008), “Xác định lượng vết đồng, kẽm trong nước bằng phương pháp chiết pha rắn và quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa”, Tạp chí Phân tích hóa, lý và sinh học T.13, số 4, tr. - Nguyễn Xuân Trung, Vũ Minh Tuân, Phạm Hồng Quân, Tạ Thị Thảo (2008), “Nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh để tách, làm giàu và xác định lượng siêu vết thủy ngân trong nước”, Tạp chí Hóa học T. - Nguyễn Xuân Trung, Tạ Thị Thảo, Phạm Hồng Quân, Nguyễn Thị Thu Hằng (2009), “Phân tích tổng hàm lượng As vô cơ trong mẫu nước ngầm ở Nam Tân, Nam Sách, Hải Dương bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật hiđrua hóa (HVG-AAS. - Phạm Hồng Quân, Nguyễn Xuân Trung, Tạ Thị Thảo, Nguyễn Tiến Luyện (2010), “Nghiên cứu khả năng tách và xác định lượng vết As(III), As(V) trong mẫu nước bằng kỹ thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - hiđrua hóa (HVG-AAS. - “Ứng dụng phương pháp thống kê đa biến và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong nước ngầm xã Nam Tân, Nam Sách, Hải Dương”, Tạp chí Hóa học T. - Tối ưu hóa các điều kiện tách và định lượng As(III), axit dimetylarsinic, axit momometylarsonic và As(V) bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng - hydrua hóa – quang phổ hấp thụ nguyên tử (HPLC-HG-AAS. - Trịnh Xuân Giản, Hoàng Bạch Dương, Lê Lan Anh, Nguyễn Thị Huệ, Vũ Đình Lợi, Phạm Gia Môn (1999), “Phương pháp von – Ampe hoà tan xác định vết thuỷ ngân trong mẫu nước”, Tạp chí Phân tích hoá lý và sinh học Tập 4(3), tr.36-38.. - Trịnh Xuân Giản, Hoàng Bạch Dương, Lê Lan Anh, Nguyễn Thị Huệ, Vũ Đình Lợi, Phạm Gia Môn (1999), “Phương pháp von – Ampe hoà tan xác định vết thuỷ ngân trong mẫu nước”, Tạp chí Hoá, Lý và Sinh học, Tập 4(3), tr. - Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Xuân Trung, Nguyễn Văn Ri (2003), Các phương pháp phân tích công cụ, Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội.. - Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử, Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội.. - Phạm Luận (2002), Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ khối lượng nguyên tử, phép đo phổ ICP-MS, Nhà xuất bản đại học khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà nội, Hà Nội.. - Từ Văn Mạc, Trần Thị Sáu (2000), “Xác định lượng vết các kim loại trong bia bằng phương pháp cực phổ. - Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận (1990), Một số phương pháp phân tích điện hoá hiện đại, ĐHTH Hà Nội.. - Nguyễn Hoàng Nghị (2003), Các phương pháp thực nghiệm phân tích cấu trúc, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.. - Tạ ThịThảo, Đỗ Quang Trung, Chu Xuân Anh (2008), “Nghiên cứu phương pháp phân tích thống kê đa biến đánh giá nguồn gốc và sự phân bố hàm lượng kim loại nặng tại một số bãi thu gom và xử lý rác thải điện, điện tử”, Tạp chí Hoá, Lý và Sinh học Tập 13(2), tr. - Lâm Minh Triết, Diệp Ngọc Sương (2000), Các phương pháp phân tích kim loại nặng trong nước và nước thải, Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật, Hà Nội.. - 57(B), pp.1708-1711.. - 142, pp.501 -511.. - 14, pp.801 -811.. - 405, pp.179-183.. - 60, pp.345.. - 415, pp.33-38.. - 21, pp.389-397.