1

2
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Môi trường có ảnh hưởng lớn tới sự sống, sự phát triển của từng cá nhân và
toàn bộ cộng đồng con người. Môi trường sống không chỉ là không gian sống của
con người và các loài sinh vật, mà còn là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc
sống và hoạt động sản xuất, và là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo
ra trong cuộc sống và hoạt động sản xuất của mình. Môi trường sống ngoài khả
năng đáp ứng được những chức năng đó, còn phải đáp ứng được yêu cầu về mỹ
quan.
Khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, cuộc sống càng văn minh, quá trình
đô thị hoá phát triển càng nhanh, dẫn đến diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị
thu hẹp dần. Vấn đề lương thực trở thành vấn đề cấp bách ở nhiều nước nghèo trên
thế giới, kể cả nước ta. Vấn đề đặt ra ở đây là làm thế nào để cung cấp đủ lương
thực cho người dân với diện tích đất nông nghiệp càng ngày càng bị thu hẹp dần và
thoái hoá đi. Một biện pháp tối ưu mà các nhà khoa học đã đề ra, đó là tăng năng
suất cây trồng, cải thiện chất lượng đất canh tác. Trong đó các nhà khoa học chú
trọng đến việc bổ sung hàm lượng các nguyên tố vi lượng tốt cho cây trồng và thân
thiện với môi trường đất. Bên cạnh nitơ, photpho cũng là một nguyên tố rất cần thiết
cho sự phát triển của cây trồng.
Photpho đóng vai trò quyết định sự biến đổi vật chất và năng lượng, cường
độ các quá trình sinh trưởng phát triển của cơ thể thực vật và cuối cùng là năng suất
của cây.
Đối với các loại cây trồng lấy quả và hạt thì khi bị thiếu photpho sẽ cho năng
suất kém, thậm chí còn có lượng axit cao. Đối với rau xanh, khi thiếu photpho thì lá
có màu lục nhạt với các vệt ánh nâu sẫm hay đồng thau. Nếu sử dụng quá nhiều
phân bón có chứa photpho thì sẽ dẫn đến ô nhiễm môi trường đất, gây hiện tượng
phú dưỡng trong nước, ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt, mỹ quan và đời sống

3s
2
3p
3
.
Do lớp ngoài cùng có 5 electron, nên trong các hợp chất, hoá trị của photpho
có thể là 5. Ngoài ra, trong một số hợp chất, photpho còn có hoá trị 3.
Photpho thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như sản xuất
diêm, thuốc trừ sâu, luyện kim…
1.1.1.1. Tính chất vật lý
Photpho trắng (hình 1.1) là chất rắn trong suốt, màu trắng hoặc hơi vàng,
trông giống như sáp, có cấu trúc mạng lưới tinh thể phân tử. Trong tinh thể, những
phân tử P
4
nằm ở nút mạng và liên kết với nhau bằng lực Van de Van.
Photpho trắng mềm, dễ nóng chảy (t
nc
0
= 44,1
0
C), không tan trong nước,
nhưng tan trong một số dung môi không phân cực như CS
2
, benzen
Ở nhiệt độ thường, photpho trắng phát quang màu lục nhạt trong bóng tối.
Khi đun nóng đến nhiệt độ 250
0
C và không có không khí, photpho trắng
chuyển dần thành photpho đỏ là dạng bền hơn.
Photpho đỏ (hình 1.2) là chất bột màu đỏ, bền trong không khí ở nhiệt độ

halogel, lưu huỳnh và các hợp chất có tính oxy hoá khác.
Photpho cháy được trong không khí khi đốt nóng:
Thiếu oxi: 4P+3O
2
→ 2P
2
O
3
diphotpho trioxit
Dư oxi: 4P+5O
2
→ 2P
2
O
5

6
Photpho tác dụng dễ dàng với khí clo khi đốt nóng:
Thiếu clo: 2P+3Cl
2
→ 2PCl
3
photpho triclorua
Dư clo: 2P+5Cl
2
→ 2PCl
5
photpho pentaclo
1.1.1.3. Các dạng tồn tại của photpho
Photpho được tìm thấy trong đất, đá, môi trường nước và trong cơ thể sinh

rừng, khai thác đất bừa bãi dẫn đến xói mòn, rửa trôi đất.
1.1.1.4. Một số ứng dụng của photpho
- Axit photphoric đậm đặc, có thể chứa tới 70% - 75% P
2
O
5
rất quan trọng
đối với ngành nông nghiệp do nó được dùng để sản xuất phân bón.
- Các photphat được dùng trong sản xuất các loại thủy tinh đặc biệt được sử
dụng trong các loại đèn hơi natri.
- Tro xương, phophat canxi, được sử dụng trong sản xuất đồ sứ.
- Tripolyphotphat natri được sản xuất từ axit photphoric được sử dụng trong
bột giặt ở một số quốc gia.
- Photphat trinatri được dùng trong các chất làm sạch để làm mềm nước và
chống ăn mòn cho các đường ống, nồi hơi.
- Photpho được sử dụng rộng rãi để sản xuất các chất làm dẻo, các chất làm
chậm cháy, thuốc trừ sâu, các chất chiết và các chất xử lý nước.
- Nguyên tố này cũng là thành phần quan trọng trong sản xuất thép, trong sản
xuất đồng thau chứa photpho và trong nhiều sản phẩm liên quan khác.
- Photpho trắng được sử dụng trong các ứng dụng quân sự như bom lửa, tạo
ra các màn khói như trong các bình khói và bom khói và trong đạn lửa.
- Photpho đỏ được sử dụng để sản xuất các vỏ bao diêm an toàn, pháo hoa và
nhất là metamphetamin (C
10
H
15
N).
- Photpho được dùng như là chất thêm vào cho các loại bán dẫn loại n.
- Photpho P
32

đất. H
2
PO
4
-
dễ dàng hấp thụ trong đất pH thấp trong khi HPO
4
2-
ưu tiên hấp thụ
trong đất có pH cao. Mặc dù nó dễ dàng bị hấp thụ bởi cây trồng nhưng photpho

9
sẵn có trong dung dịch đất thường thấp vì nhiều phopho được gắn lên trong các hợp
chất hòa tan kém. Độ pH tốt nhất cho sự hấp thu photpho là pH 6,5 đến 7,5.
Photpho là một chất dinh dưỡng thiết yếu như là một phần của cấu trúc một
số cây trồng chính và như một chất xúc tác trong việc chuyển đổi sinh hóa của
nhiều phản ứng quan trọng ở thực vật. Photpho được lưu ý đặc biệt đối với vai trò
của nó trong việc nắm bắt và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành các hợp chất
thực vật hữu ích. Photpho là một thành phần quan trọng của ADN, các đơn vị di
truyền "bộ nhớ" của tất cả các sinh vật sống. Nó cũng là một thành phần của ARN,
các hợp chất mà đọc mã ADN di truyền để xây dựng protein và các hợp chất khác
cần thiết cho cơ cấu cây trồng, năng suất hạt giống, và di truyền chuyển nhượng.
Photpho là một thành phần quan trọng của ATP, "đơn vị năng lượng" của
cây trồng. ATP hình thành trong quá trình quang hợp, và các quá trình từ khi bắt
đầu cây giống tăng trưởng thông qua sự hình thành của ngũ cốc và sự trưởng thành.
Vì vậy photpho là một trong những yếu tố quan trong cần thiết cho sự sinh
trưởng và phát triển của tất cả các loại cây trồng. Sự có mặt của photpho trong đất
đã góp phần làm gốc cây phát triển, thúc đẩy quá trình hình thành hoa và quả và cây
trồng sinh trưởng đồng đều. Mặt khác, nó góp phần quan trọng trong việc tăng hàm
lượng nitơ trong các loại cây họ đậu và tăng sức đề kháng cho cây trồng.

(hình 1.5). Hít phải nồng độ cao của Photpho trong không khí gây viêm phế quản,
có thể phù phổi. Nuốt phải Photpho gây ra nhiễm độc toàn thân. Nguyên nhân có
thể do tai nạn, nhầm lẫn, tự tử. Hậu quả là tổn thương gan, thận, cơ tim, tiểu động
mạch…, có thể tử vong.
Nuốt phải Photpho sau ½ giờ xảy ra các triệu chứng kích ứng dạ dày – ruột
rất nghiêm trọng. Có khả năng dẫn đến tử vong do suy tim – mạch. Người ta phân
biệt 2 giai đoạn biểu hiện nhiễm độc khi nuốt phải photpho:
- Giai đoạn đầu kéo dài khoảng 24 giờ, có thể tiếp theo một giai đoạn
tiềm tàng kéo dài từ vài giờ đến vài ngày.
- Giai đoạn tiếp theo xuất hiện đau bụng dưới kèm theo buồn nôn,
nôn, nôn ra máu, giảm niệu, lẫn tâm thần, co giật, hôn mê và tử
vong.
Mổ tử thi phát hiện các tổn thương nghiêm trọng của gan, tim, thận. Trong
trường hợp sống sót có thể bị xơ gan. Trong phòng tối thấy phát quang các chất
trong dạ dày, phân, nước tiểu, … là đặc trưng nhiễm độc photpho trắng.
Hít thở lâu dài Photpho trắng trong không khi môi trường lao động dẫn đến
tác hại hệ thống xương, hoại tử các xương hàm; khí tiêu, đau bụng dưới, suy mòn,

11
chứng vàng da, bệnh gan và thận, tổn thương gan dẫn đến viêm gan nhiễm độc.
Giảm đường huyết nghiêm trọng. Các biến đổi điện tâm đồ do viêm cơ tim. Rối
loạn chất điện giải. Bệnh ảnh hưởng đến răng, bệnh tiến triển làm hàm sưng lên,
đau, mất răng, xoang tạo thành các ổ hoại tử ở hàm…

Hình 1.5. Người bị bỏng photpho trắng
1.2. Đất và thành phần dinh dƣỡng của đất[4, 8, 10, 13]
1.2.1. Giới thiệu về tài nguyên đất
Đất là các vật chất nằm trên bề mặt Trái Đất, có khả năng hỗ trợ sự sinh
trưởng của thực vật và là môi trường sinh sống của con người, động vật, từ các vi
sinh vật tới các loài động vật lớn nhỏ.

được gọi là đất cổ.
Các loại đất tiến hóa tự nhiên theo thời gian bởi các hoạt động của thực vật,
động vật và phong hóa. Đất cũng chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động sống của con
người. Con người có thể cải tạo đất để làm cho nó thích hợp hơn đối với sự sinh
trưởng của thực vật thông qua việc bổ sung các chất hữu cơ và phân bón tự nhiên
hay tổng hợp, cũng như cải tạo tưới tiêu hay khả năng giữ nước của đất. Tuy nhiên,
các hoạt động của con người cũng có thể làm thoái hóa đất bởi sự làm cạn kiệt các
chất dinh dưỡng, ô nhiễm cũng như làm tăng sự xói mòn đất.
1.2.2. Thành phần dinh dƣỡng của đất
Các chất dinh dưỡng gồm cacbon, hydro, oxi, nitơ, photpho, kali…Khí
quyển và nước là nguồn cung cấp C, H và O. Các chất dinh dưỡng gốc nitơ có thể

13
được tạo ra trực tiếp từ một số thực vật và từ nitơ trong khí quyển nhờ vi khuẩn cố
định nitơ.
Thành phần nitơ trong đất chủ yếu ở dạng hữu cơ, do kết quả của quá trình
phân hủy thực vật và động vật chết, phân, nước tiểu… nó được hidro hóa thành
NH
3
, NH
4
+
, sau đó tiếp tục oxi hóa bởi vi khuẩn tạo thành NO
3
-
, và thực vật sẽ sử
dụng NO
3
-
làm chất dinh dưỡng.

2
O  Ca
10
(PO
4
)
6
(OH)
2
 + 10HCO
3
-
+ 2OH
-
1.3. Các phƣơng pháp vô cơ hóa mẫu [6]
1.3.1. Phƣơng pháp vô cơ hóa mẫu khô
Mẫu được phá hủy dưới tác dụng của nhiệt độ. Tiến hành nung mẫu ở một
nhiệt độ tối ưu nhất. Quá trình nung xử lý mẫu có thể không thêm chất phụ gia, chất
bảo vệ, hay có thể thêm các chất này vào mẫu để trợ giúp cho việc nung xảy ra
được tốt hơn, nhanh hơn và bảo vệ được chất phân tích không bị mất.
1.3.2. Phƣơng pháp vô cơ hóa mẫu ƣớt
Kỹ thuật vô cơ hoá ướt là kỹ thuật sử dụng dung môi thích hợp như axit,
bazơ mạnh có sử dụng kèm chất oxy hoá mạnh để phân huỷ mẫu trong điều kiện
đun nóng trong bình Kendan hay trong ống nghiệm. Lượng dung môi sử dụng
thường gấp 15-20 lần lượng cần thiết, tuỳ loại mẫu. Thời gian hoà tan mẫu trong

14
các hệ hở thường từ vài giờ đến hàng chục giờ tuỳ vào loại mẫu. Nếu trong lò vi
sóng hệ kín, có áp suất cao thì chỉ cần 50-60 phút.
1.3.3. Phƣơng pháp vô cơ hóa mẫu khô - ƣớt kết hợp

+ NH
4
+
+ HPO
4
2-
→ MgNH
4
PO
4(vàng)
+ H
+

MgNH
4
PO
4
+ 2H
+
→ Mg
2+
+ H
2
PO
4
-
+ NH
4
+


của dung dịch tỷ lệ với lượng Photpho có trong mẫu. Sau đó sử dụng phương pháp
đường tiêu chuẩn để định lượng.
Các phương trình phản ứng:
2(MoO
2
.4MoO
3
) + H
3
PO
4
3-
+ 4H
2
O → (MoO
2
.4MoO
3
)
2
.H
3
PO
4
.4H
2
O
- Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử sử dụng axit ascobic
Nguyên tắc: Amoni molipdat và kali antimon tartrat phản ứng với
ortophotphat trong môi trường axit tạo thành axit dị đa photpho molipdic. Axit dị đa


16
1.5. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS [11]
1.5.1. Giới thiệu phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS
Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử hay còn gọi là phương pháp đo
quang, phương pháp phân tích trắc quang phân tử là một trong những phương pháp
phân tích công cụ thông dụng với rất nhiều hệ máy khác nhau được gọi là máy
quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. Các máy đo quang làm việc trong vùng tử
ngoại (UV) và vùng khả kiến (VIS) từ 190nm đến khoảng 900nm.
Cơ sở lý thuyết của phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS:
- Sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch có màu:
Dung dịch có màu là do bản thân dung dịch đã hấp thụ một phần quang phổ
của ánh sáng trắng, phần còn lại ló ra cho ta màu của dung dịch.
Sự hấp thụ mạnh bức xạ đơn sắc của dung dịch còn phụ thuộc vào nồng độ.
Khi nồng độ càng lớn thì sự hấp thụ càng mạnh, biểu hiện là màu càng đậm.
- Định luật Lambert – Beer
Khi chiếu một chùm bức xạ đơn sắc đi qua dung dịch chất hấp thụ thì chùm
bức xạ ló ra bao giờ cũng có cường độ nhỏ hơn chùm bức xạ ban đầu, sự giảm
cường độ càng nhiều nếu các phân tử của chất hấp thụ càng mạnh. Sự giảm cường
độ phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch hấp thụ và chiều dài đoạn đường mà chùm
bức xạ đi qua.
Định luật Lambert-Beer có thể được biểu diễn qua phương trình:
D=lg
I
I
0
=ε.C.l
Trong đó: D (Dentisity) là mật độ quang của dung dịch chất hấp thụ
I
0

max
. Thông thường các giá trị 
max
của các chất đã được nghiên cứu khảo sát hoặc
có thể xây dựng đường cong hấp thụ trên máy UV_VIS và từ đó chọn 
max
thích
hợp.
1.5.2.3. Ảnh hƣởng của nồng độ
Quan hệ giữa mật độ quang D và nồng độ dung dịch C chỉ tuyến tính trong
một khoảng giá trị nồng độ xác định (hình 1.6) gọi là khoảng tuyến tính của định
luật Lambert-Beer.

Hình 1.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ 18
1.5.2.4. Sự ổn định của dung dịch
Sự ổn định màu của dung dịch đo là một yếu tố rất quan trọng để phép đo
được chính xác, sự ổn định này thường là: môi trường pH, sự có mặt các ion lạ, thời
gian ổn định màu, nhiệt độ
Hình 1.7. Sơ đồ của máy so màu quang điện hai chùm tia
Trong đó: 1- đèn vonfram; 2- cuvet chứa dung dịch so sánh; 3- kính lọc sáng;
4- cuvet chứa dung dịch phân tích; 5- tế bào quang điện với hiệu ứng quang điện
ngoài; 6- gương; 7- tế bào quang điện; 8- điện kế để chuẩn hóa 100% T.
Các thế hệ máy phổ hiện nay thường được nối với máy vi tính, do đó việc
ghi phổ hết sức thuận lợi nhờ có những chương trình đo tự động theo các chế độ
khác nhau. Ngoài ra, còn có thể lưu giữ phổ đối chiếu và so sánh khi cần thiết.
1.5.3. Các phƣơng pháp phân tích vi lƣợng
1.5.3.1. Phƣơng pháp đƣờng chuẩn
Quy trình thực hiện gồm các bước:
C
%T
100
50
0
A

, D
2
, D
3
, D
4
, D
5
, D
6
của các dung dịch chuẩn tại bước
sóng 
max
đã khảo sát.
- Xây dựng đường chuẩn D=f(C) (hình 1.8).
- Chuẩn bị mẫu trong điều kiện tương tự, đo mật độ quang D
x
.
- Dựa vào đường chuẩn suy ra nồng độ C
x
.


D
2D
1
C
1
C
2
C
x
C
3

D = aC + b

21
D
x ( D
x+a
– D
x


Dùng phương pháp này có thể loại trừ hoàn toàn về thành phần các chất tạo
màu, ảnh hưởng của các ion lạ có trong dung dịch phân tích. Phương pháp này
cũng được dùng để kiểm tra độ chính xác và độ lặp lại của phương pháp phân tích.
Quá trình chuẩn bị mẫu dễ dàng, không cần phải dùng các hóa chất tinh khiết cao để
chuẩn bị dãy mẫu chuẩn.
1.5.4. Ƣu điểm của phƣơng pháp
Phương pháp có độ nhạy cao, thường có thể xác định, định lượng các nồng
độ nhỏ hơn 10
-7
M. Do đó được ứng dụng trong hai lĩnh vực:
Thứ nhất là trong lĩnh vực phân tích lượng vết các cấu tử của mẫu có hàm
lượng cỡ 1ppm về khối lượng.
Thứ hai là trong lĩnh vực vi phân tích có thể xác định, định lượng các cấu tử
chính trong mẫu có kích thước rất nhỏ.
So với phương pháp chuẩn độ và trọng lượng truyền thống thì phép phổ trắc
quang là một phương pháp phân tích thực hiện nhanh, thuận lợi.
1.6. Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lƣợng photpho trong đất ở Việt
Nam và trên thế giới [18, 19]
1.6.1. Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lƣợng photpho trong đất trên
thế giới
Sự dư thừa photpho trong môi trường là một vấn đề chính ở các nước công
nghiệp hóa, chủ yếu ở Châu Âu, Bắc Mỹ và một số vùng Châu Á. Trong khi đó, ở
các khu vực khác trên thế giới, đặc biệt ở Châu Phi và Châu Úc, đất nghèo photpho,

22
tạo ra sự mất cân bằng lớn. Tính toán việc sử dụng phốt pho trên toàn thế giới, một
loại phân bón quan trọng trong nông nghiệp hiện đại – phân lân, một nhóm nhà
nghiên cứu cảnh báo rằng kho dự trữ phốt pho thế giới sẽ sớm khan hiếm và việc sử
dụng quá mức trong một thế giới công nghiệp hóa là nguyên nhân hàng đầu sự ô

2
O
1985
342,3
91
35,9
54,8
469,2
1990
425,4
105,7
29,2
62,3
560,3
1995
831,7
322,0
88,0
116,6
1223,7
2000
1332,0
501,1
450,0
180,0
2283,0
2005
1155,1
554,1
354,4

đến 1,5 – 2m ở những nơi có đất dày.
+ Lấy mẫu đất: Lần lượt lấy mẫu đất từ tầng phát sinh đến tầng mặt. Mỗi
tầng, mẫu đất đựng trong túi riêng, có ghi rõ ràng. Lượng mẫu lấy từ 0,5 đến 1 kg là
vừa.
Đối với tầng cuối cùng thì lấy mẫu ở phần giáp với đáy phẫu diện, tầng mặt
lấy dọc suốt cả tầng đến cách đường phân tầng 2 – 3 cm, các tầng khác lấy ở giữa
tầng phát sinh với độ dày 10 cm. Đối với tầng phát sinh quá dày thì lấy ở 2 hoặc 3
điểm rồi gộp lại, còn tầng phát sinh mỏng thì lấy tất cả bề dày của tầng cách đường
ranh giới trên và dưới khoảng 2cm. Đối với tầng tích tụ của đất mặn thì chọn vị trí
lấy mẫu ở chỗ chặt nhất của tầng này.
+ Lấy mẫu hỗn hợp : Nguyên tắc lấy mẫu hỗn hợp là lấy các mẫu riêng biệt ở
nhiều điểm khác nhau rồi hỗn hợp lại, lấy mẫu trung bình.Thông thường, ta lấy từ 5
– 10 điểm riêng biệt. Khi lấy mẫu tại điểm riêng biệt cần tránh các vị trí cá biệt như
: chỗ bón phân hoặc vôi tụ lại, chỗ cây quá tốt hoặc quá xấu, chỗ cây bị sâu bệnh
- Lấy các mẫu riêng biệt : Tùy theo hình dáng khu đất mà các vị trí lấy mẫu
(từ 5 – 10 điểm) phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích. Có thể áp dụng lấy mẫu
théo đường chéo hoặc đường thẳng góc với địa hình vuông gọn, hoặc theo đường
gấp khúc, đường chéo đối với địa hình dài. Mỗi mẫu lấy khoảng 200gam đất bỏ vào
1 túi nilon.

24
- Trọn mẫu và lấy mẫu hỗn hợp : Các mẫu riêng biệt được giã nhỏ và trộn
đều trên giấy hoặc nilon. Sau đó dàn mỏng thành 4 phần, lấy 2 phần đối diện nhau
và trộn mẫu hỗn hợp. Lượng mẫu lấy từ 0,5 – 1kg.
1.7.2. Phơi khô mẫu
Mẫu đất đem về phải được hong khô kịp thời, giã nhỏ(cỡ 1 – 1,5cm), nhặt
sạch các xác thực vật, sỏi đá sau đó dàn mỏng mẫu trên bản gỗ hoặc giấy sạch rồi
phơi khô trong nhà. Nơi phơi mẫu phải thoáng gió và không có hóa chất bay hơi
như : NH
3

- Bếp điện
- Chén sứ có nắp
2.1.3. Hoá chất
Tất cả các hóa chất sử dụng đều thuộc loại tinh khiết phân tích PA của các
hãng Merck, Pháp, Việt Nam…
Tinh thể KH
2
PO
4
, amonimolipdat (NH
4
)
6
Mo
7
O
24
.24H
2
O, kali antimonyl
tatrat K(SbO)C
4
H
4
O
6
.1/2H
2
O, axit ascorbic, hạt Sn, tinh thể NaF, KNO
3