ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH, LÀM
GIAU VÀ XÁC ĐỊNH CÁC KIM LOẠI NẶNG As, Cd
TRONG MỘT SỐ Đ ố i TƯỢNG PHỤC v ụ CHO MỤC
ĐÍCH BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: QG.05.18
CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI: PGS. TS Lê Như Thanh
CÁC CÁN BỘ THAM GIA: ThS. Phạm Quốc Dũng
ThS. Nguyễn Xuân Phú
v A \ H O C Q U C 'C G IA H À N Ò I
'RU N 6 T Â M THÔ N G TIN TH IJ VIỆN
- DT / m l
HÀ NỘI - 2007
BÁO CÁO TÓM TẮT
a. Tên đề tài: Nghiên cứu các phương pháp tách, làm giầu và xác định
các kim loại nặng As, Cd trong một số đối tượng phục vụ
cho mục đích bảo vệ môi trường
Mã số: QG.05.18
b. Chủ trì đề tài: PGS. TS. Lê Như Thanh
c. Các cán bộ tham gia:
TS. Đỗ Quang Trung - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
ThS. Phạm Quốc Dũng - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
ThS. Nguyễn Xuân Phú - Viện Khoa học Hình sự, Bộ Công An
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:
Xác định lượng vết của các kim loại nặng As, Cd trong các đối tượng
liên quan đến môi trường sống của cộng đồng từ đó tìm ra nguồn gốc và phục
vụ cho việc xử lý các kim loại đó nhằm bảo vệ môi trường.
Trong đề tài cũng sẽ đặc biệt quan tâm đến việc tách và xác định định
lượng các dạng tồn tại của As, vô cơ cũng như hữu cơ, mà trước hết là AsIII,
AsV, monomethylasonic acid (MMA), dimethylasinic acid (DMA). Việc tách
SUMMARY
a, Title of the subject
Study methods of separation, enrichment and determination As, Cd in some
objects for the aim of environmental protection
CodeN0: QG.05.18
b, Head of subject: Assoc. Prof. Dr Le Nhu Thanh
c, Participants: Dr. Do Quang Trung
MA. Pham Quoc Dung
MA. Nguyen Xuan Phu
d, The aim and contents of the subject
Separation and determination As, Cd in some environmental objects
Study of new technique for the separation and determination of arsenic
species: As(in), As(V), monomethylarsinat (MMA).
e, Results
Set up optimal condition of the process for the separation and
enrichment Cd in aqueous solution by solid extraction method with chelex-
100 resin. Determination Cd by Atomic Absorption spectrometry
- Using successfully high pressure liquid chromatography/ ion-paired
with Hydride Generation/Atomic Absorption spectrometry as the
detector for the determination of the arsenic species.
3
Trong vòng 15 năm trở lại đây, vấn đề ô nhiễm As trong môi trường
ngày càng được cộng đồng quốc tế quan tâm đặc biệt. Ô nhiễm As trong nước
ngầm đã được phát hiện tại nhiều nơi trên thế giới như ở Mỹ, Chi Lê, Ba Lan,
Hungary và đặc biệt ở Ganges(Băngladét) và sông Bengan (Ân Độ). Ở nước ta
tron những năm gần đây, một số công trình nghiên cứu của ngành địa chất đã
phát hiện những khoáng vật giầu Asen ở một số vùng miền Bắc Việt Nam.
Đây là nguy cơ tiềm tàng ảnh hưởng xấu đến môi trường, con người và vật
nuôi trong khu vực bị ô nhiễm. Ngày nay, các hợp chất Asen hữu cơ còn được
sử dụng trong sản xuất thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ gỗ và sản xuất chất bán dẫn
việc sử dụng các nguyên liệu chế biến không tinh khiết, kể cả các phụ gia
thực phấm, có hàm lượng cadimi vượt quá mức cho phép.
Rác thải điện tử là một trong những nguồn gây ô nhiễm cadimi lớn
nhất. Cadimi có trong các vỏ nhựa, linh kiện điện tử, pin, Cadimi được sử
dụng nhiều trong vật liệu cảm quang của các tế bào quang điện, trong màn
hình màu, màn hình Plasma
Cadmium còn được tìm thấy trong dầu diesel, trong những hợp kim để
mạ, trong các sơn men trên đô gôm, trong các nhựa PVC, trong công nghiệp
sản xuất ắc qui, pin.
Như vậy, As và Cd thực sự là những nguyên tố gây độc hại nhiều nhất,
đáng quan tâm nhất trong công tác bảo vệ môi trường. Việc quan tâm đầu tiên
là phải xác định lượng Cd, As trong một số đối tượng môi trường có chọn lọc.
Hơn nữa với As còn cẩn phải xác định riêng rẽ các dạng tồn tại của nó do các
dạng khác nhau của As có độ độc rất khác nhau. Đó cũng chính là các nhiệm
vụ đặt ra cho để tài này.
5
PHẦN n. NỘI DUNG NGHIÊN c ứ u
A. TỔNG QUAN VỀ CADIMI VÀ ASEN
1. Giới thiệu chung về Cadimi
Cadimi là kim loại thuộc phân nhóm phụ nhóm 2, chu kỳ V, số thứ tự
48 trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep, khối lượng nguyên tử 112,41
Phân lớp d của lớp điện tử sát bên ngoài (4d10) đã hoàn toàn điền đầy, phân
mức này đã ở trạng thái bền và việc tách electron ra khỏi nó cân năng lượng
rất lớn. Do đó cadimi thể hiện mức oxi hóa +2 trong các hợp chất. Tính chất
đặc trưng của cadimi gần giống với phân nhóm đồng (Cu) đó là tính có
khuynh hướng tạo phức. Cadimi là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ rèn, dễ
kéo. Bị tác dụng của không khí làm cho đục nhanh chóng vì bị phủ một lóp
màng oxyt. Cadimi dễ tan trong HNO3, tan chậm trong H2SO4 và HC1 loãng.
Cadimi thuộc một thành phần của quặng kẽm. Trong quặng kẽm có
chứa khoảng 0,2% cadimi. Cadimi không phổ biến như kẽm trong tự nhiên.
2NĨOOH + 2H20 + Cd = 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2
Cadỉmi borat rât nhạy cảm vói ánh sáng tia cực tím (ultra violet) và nó
được dùng như là chất phát quang (phosphore) trong các ống TV ( TV tubes).
Còn cadmium sulphua thì được dùng như là một nguyên liệu để sản sinh ra
dòng điện- như trong tế bào quang điện mặt trời . Nhiều loại thiết bị đo với
đầu đo bằng cảm biến quang điện thì thường dùng là cadimi suỉphua.
Pin mặt trời nguyên mẫu do Alivisatos chế tạo bao gồm các tấm từ
composite polyme nhồi thanh nano (là những tinh thể bán dẫn vô cơ, hình
thanh, có kích thước 7x60 nm), có bề dày 200 nm. Những tấm này được ghép
xen kẽ với các lóp mỏng chứa điện cực. Khi ánh sáng chiếu vào, trong các
7
tấm xuất hiện dòng điện và được dẫn ra ngoài nhờ điện cực. Một vài cải tiến
nữa có thể giúp nâng cao được tính năng hơn. Thứ nhất, các thanh nano trước
đây dùng cadimi selenua, nay được thay bằng cadimi telỉurua là chất hấp thụ
ánh sáng mạnh hơn. Thứ hai, việc phân bố các thanh nano một cách trật tự đã
giúp tăng độ dẫn điện so với tình trạng phân bố tuỳ tiện trước đây. Pin mặt
trời loại mới có thể được cán thành tấm, hoặc in phun, thậm chí có thể phủ lên
bề mặt, bởi vậy sau này, “cả tấm thông báo dán trên xe buýt cũng trở thành
nơi thu góp năng lượng mặt trời”.
Trong máy chụp ảnh, pin năng lượng mặt trời có cấu tạo gồm một
miếng vật liệu nhạy cảm với ánh sáng, thường làm bằng cadimi sulph.ua. Khi
có ánh sáng vào thì các tấm Cadimi sulphua này bị ánh sáng kích thích tạo ra
năng lượng (điện năng) để cho máy hoạt động. Họfp chất của cadimi thường
được dùng làm chất ổn định trong nhựa PVC, PE, PƯ với hàm lượng khoảng
10-50 mg/kg.
Cadimi suỉphua còn được dùng làm bột màu (pigmen) cho chế tạo sơn
màu vàng, hoặc dùng trong men gốm
Cadimi trong khói thuốc lá:
Các nghiên cứu và đo lường về lượng cadimi ở trong và ngoài nhà ở của
những người không hút thuốc là không có sự khác biệt khác nhau mấy. Tuy
học gần giống phốtpho (P) nên người ta cũng tìm thấy As trong các khoáng
vật của nguyên tô' này. Asen kết hợp với các nguyên tố trên tạo thành các hợp
chất asen vô cơ, còn khi nó kết hợp với hyđro và cácbon thì tạo thành hợp chất
asen hữu cơ. Các hợp chất asen hữu cơ thường ít độc hơn hợp chất asen vô cơ.
Nồng độ nguyên tố As trong các tầng trầm tích thường thấp, Hàm lượng
As trong tướng đá khoảng 1,7.10 "4%, trong đất khoảng 5.10 '4%. Nồng độ As
9
khá cao ở trong quặng sulfiia đa kim, trong các mỏ antimon, thủy ngân,
coban, molypđen, đồng, chì và kẽm. Ngoài ra, As còn có hàm lượng tương đối
cao trong đất và nước ở các mỏ than, than bùn, trong sét giàu chất hữu cơ, các
tích tụ nguồn gốc đầm, hồ và cả trong nước thải, chất thải của một số nhà
máy, xí nghiệp và lượng vết trong nước biển. Hàm lượng của As trong nước
ở một số vùng mỏ phụ thuộc nhiều vào loại quặng, độ oxy hóa, pH, nồng
độ tổng khoáng hóa của nước.
Asen trong nước tự nhiên chủ yếu ở dạng As(III) (như As(OH)3), As( V)
(như H2A s04 ) và một phần nhỏ asen ở dạng hợp chất hữu cơ (như monometyl
asonic axit - MMA, dimetylasinic axít - DMA, ). Thông thường, hàm lượng
asen trong nước tự nhiên rất thấp (Bảng 1).
As cũng như một số kim loại độc khác xuất hiện là do từ nguồn quặng
không sạch. Các hợp chất As20 3 và sunfua của As là hợp chất dễ bay hơi và
nó được thải vào khí quyển do việc đốt nhiên liệu (đặc biệt là than đá) và việc
tinh luyện các quặng sunfua. Hầu hết As được sử dụng trong công nghiệp là
các sản phẩm phụ của quá trình khai thác tinh luyện chì và đồng. Sự ô nhiễm
As trong bụi không khí ở các vùng công nghiệp có chứa lượng As cao hơn
1000 lần so với giá trị trung bình của As trong vỏ trái đất.
Báng 1. Nồng độ của As trong môi trường tự nhiên [6]
Vị trí
Nồng độ
Vỏ trái đất
l,5ppb
yếu ở hai nguồn:
- Các đá biến đổi nhiệt dịch, các thân quặng sunfua, vàng, đa kim và
các sản phẩm phong hóa cũng như đất phát triển trên các đá đó giàu As
(khoảng 262 ppm) hơn hẳn các hợp phần khác (đá trầm tích: As < 1,33 ppm,
đá magma không bị biến đổi nhiệt dịch: As < 13,1 ppm).
- Nước suối ở vùng mỏ nhiệt dịch và nước ngầm ở một vài nơi thuộc Hà
Nội, Việt Trì.
Các số liệu về hàm lượng asenopyrit và asen trong một số thành tạo magma,
các hệ đối thạch anh sunfua ở Việt Nam được các tác giả [4] đưa ra có nơi lên tới
19 g/tấn. Dạng tổn tại của As trong eluvi - deluvi, đất và bùn thường là scorodit
(Fe3+[As04].2H20 ) được tìm thấy ở các điểm quặng sunfua ở Việt Nam: Chợ Đồn,
Chợ Điền, Tháp Miếu, Bồng Miêu. Hàm lượng As20 5 trong scorodit chiếm tới
49,8%. Các điều tra của Đặng Văn Can và Đặng Mai [3] về As trong vùng quặng
vàng ở Đồi Bù (Huyện Lương Sơn, Tinh Hoà Bình) cho thấy hàm lượng As trong
đất và vỏ phong hóa rất cao (hàm lượng trung bình ở trong vỏ phong hóa là 372
g/tấn, còn trong quặng gốc hàm lượng trung bình lên đến 17983 g/tấn). Các nghiên
cứu này cho thấy mối tương quan của As và Au, Pb. Sự tăng cao hàm lượng As
liên hệ đến sự tâng cao hàm lượng Pb, Au trong vỏ phong hóa và quặng.
11
B. THỰC NGHIỆM
1. Tách, làm giầu và xác định cadimi bằng kỹ thuật chiết pha rắn và
xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
1.1. Thiết bị
Sơ đồ 2-1: Hệ thống SPE với cột nhồi Cheỉex-100
1- Ong XVlanh Polystyren ( đường kính ì 2 mm, dài 10 mm)
được nhồi nhựa Chelex-ỈOO
2- Màng lọcpolistvren 0,45 ụm
3- Van điều chỉnh
4- Bình nút cao su
5- Õng nổi với hệ thong điểu chinh áp suất
Pha mẫu chuẩn (mẫu giả) với các nồng độ khác nhau trong khoảng từ 0,001
mg/1 đến 1 mg/1 Cd(II) từ dung dịch gốc Cd(II).
Dung dịch trắng: Dùng pipet hút 1 ml axit nitric đặc cho vào bình định mức
dung tích 100 ml và định mức bằng nước.
Dung dịch đặt điểm "không" (zezo): Dùng nước cất làm dung dịch đặt điểm
"không". Cũng có thể dùng dung dịch trắng để đặt điểm "không" nếu nồng độ
cadimi của nó thấp ở mức có thể bỏ qua.
Pha dung dịch đệm axetat natri (pH=5,7): pha 149,2 g CH3COONa và 10,3
ml axít axetic đặc , sau đó định mức đến 1000 ml bàng nước cất
Pha dung dịch đệm axetat amoni (IM, pH=5,4): pha 57 ml axit axetic (
99,8%) với 75 ml amôniấc ( 25%), sau đó định mức đến 1000 ml bằng nước cất.
Tiến hành lắp đặt hệ thống cột SPE thực hiện thí nghiệm ( xem sơ đồ 2-1)
1.3. Kết quả và thảo luận
1.3.1 Cơ sở của phương pháp
Khi sử dụng các phương pháp đo lượng vết các nguyên tố kim loại như
quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (FAAS) thì độ chính xác của kết qủa
phép đo bị ảnh hưởng nhiều của các ion gây nhiễu, cũng như mỗi thiết bị đo
có giới hạn trong việc xác định nồng độ nguyên tố cần phân tích.
Nếu các ion Cu2+, Zn2+, Fe2+, Pb2+, cùng tồn tại đồng thời trong dung
dịch thì chúng có thể làm tăng hoặc giảm tín hiệu khi đo Cd2+ ngay khi chúng
ở những nồng độ rẩt thẩp. Do đó để tăng độ chính xác, tăng giới hạn phát hiện
cho thiết bị đo cần có một phương pháp tách chọn lọc và làm giàu nồng độ
của Cd2+ trong mẫu cần phân tích. Trong phương pháp SPE thì đó là việc sử
dụng hiện tượng hấp thụ có chọn lọc của vật liệu cột nhồi qua các cơ chế như
14
tạo liên kết Van der Waal, trao đổi ion ( cation, anio n) giữa vật liệu sử dụng
làm cột chiết với ion kim loại cần phân tích.
Hiện nay Chelex-100 là một trong số các nhựa trao đổi ion được sử
dụng rộng rãi trong việc tách, làm giàu nhiều ion kim loại trong môi trường
nước. Chelex-100 với nhóm chức iminodiaxetat (IDA). Cùng nhóm với
pH=12,30
Hình 3-1: Các dạng tôn tại của Chelex-100 ơ các p ỉl khác nhau
15
1.3.2 Khảo sát khả năng hấp thụ Cd2+ trên nhựa Chelex-100
Đe nghiên cứu khả năng hấp thụ Cd2+ trên nhựa Chelex-100, với giả thiết
không có mặt các ion kim loại khác trong mẫu, chúng tôi tiến hành các thí
nghiệm với các bước thực hiện như sau:
- Pha dung dịch Cd2+ nồng độ 0,1 mg/1 từ dung dịch gốc để làm mẫu giả
- Chia lượng mẫu giả thành 5 mẫu, mỗi mẫu có thể tích 100 mi ( đánh số
M l, M2, M3, M4, M5)
- Tiến hành điều chỉnh pH trên 5 mẫu ở các pH khác nhau bằng dung
dịch HNO3 0,1M và NaOH 0,1M , lần lượt với các giá trị tương ứng là
pH=2, pH=4, pH=5, pH=6 , pH=7, cho dung dịch qua cột SPE với tốc
độ dòng là 0,5 ml/phút. Dung dịch thu được đem xác định nồng độ
Cd2+ bằng thiết bị đo quang phổ hấp thụ nguyên tử. Lập bảng kết quả
thu được, từ đó lập đồ thị quan hệ giữa pH và hiệu suất hấp thụ của
Cd2+ trên cột nhồi Chelex-100.
- Cho 100 ml mỗi mẫu giả này chạy qua cột chiết SPE chứa Chelex-100
đã được chuẩn bị trước
- Tốc độ dòng chảy qua cột SPE để ở mức ban đầu là 0,5 ml/phút, mức
này là mức để dung dịch chảy qua cột SPE một cách tự nhiên, không
cần sử dụng bộ phận điều chỉnh áp suất để tạo áp chênh lệch.
- Lặp lại các thí nghiệm như trên với tốc độ dòng thay đổi ở các mức: 1
ml/phút, 1,5 ml/phút, 2 ml/phút, 2,5 ml/phút, 5 ml/phút
- Dung dịch chảy qua cột thu được đem xác định nồng độ Cd2+ bàng
thiết bị đo quang phổ hấp thụ nguyên tử (máy AA-6800). Lập quan hệ
giữa các kết quả đo nồng độ Cd2+ với tốc độ dòng, thiết lập đồ thị biểu
diễn mối quan hệ giữa tốc độ dòng chảy qua cột SPE với hiệu suất hấp
thụ Cd2+ trên cột SPE.
16
- Hiệu suất hấp thụ Cd2+ trên cột chiết Chelex-100 đạt 100 % với tốc độ
dòng từ 0,5 đến 1,8 ml/phút ( nên chọn 1,5 đến 1,8 ml/phút).
- Dùng dung môi H N O 3 2M để rửa giải Cd2+ ra khỏi cột chiết với tốc độ
dòng từ 0,5 đến 1,5 ml/phút là đạt hiệu suất thu hồi cao nhất (100%).
- Hệ sổ làm giàu đạt tới 200 ( 500/2,5).
1.3.5 Nghiên cứu để áp dụng kỹ thuật chiết pha rắn với cột nhồi nhựa
Chelex-100 vào việc xác định lượng vết cadimỉ trong các mẫu trên thực tế
1.3.5.1 Chọn khu vực lấy mẫu và đối tượng lấy mẫu
Áp dụng kết quả đã nghiên cứu được chúng tôi tiến hành khảo sát và
nghiên cứu ứng dụng của phương pháp trên các mẫu thực tế tại 2 khu vực là
làng Triều Khúc, Thanh Trì và thôn Minh Khai, Như Quỳnh, Hưng Yên
• Làng Triều Khúc, Thanh Trì: với hàng trăm hộ gia đình làm
nghề tái chế nhựa, nilon Lân cận quang làng có nhiều nhà máy, xí nghiệp
như: Nhà máy Bóng đèn phích nước, nhà máy cơ khí ôtô Hòa Bình, xí nghiệp
nhựa, Công ty cơ khí Hà Nội
• Thôn Minh Khai. Như Quỳnh, H ưns Yên: có đến 90% số hộ gia
đình làm nghề tái chế rác. Đặc biệt khu vực này gần các nhà máy, khu chế
xuất công nghiệp trong đó có nhiều nhà máy có khả năng là nguồn gây ô
nhiễm cadimi cho môi trường như : nhà máy sản xuất, chế tạo sản phẩm điện
tử, xưởng sản xuất đệm bông hóa học, nhà máy lăp ráp cơ khí, các xưởng sản
xuất vật liệu gốm sứ, sơn công nghiệp
• Đổi tươnz lấy mẫu phân tích: Đối tượng chúng tôi chọn để lấy
mẫu phân tích gồm có: đất, nước thải, nước mặt, nước ngầm tại 2 khu vực là
làng Triều Khúc và thôn Minh Khai, Như Quỳnh .
18
1.3.5.2 Lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẩu:
Cách lấy mẫu, bảo quản mẫu, xử lý mẫu được thực hiện theo như sau:
• Lấy mẫu:
+ Mẩu đất
Ở 2 khu vực là làng Triều Khúc và xã Minh Khai, Như Quỳnh đất chủ
- Với nước mặt cũng lấy tương tự nhvmg với mỗi điểm lẩy mẫu ( như
ao, hồ ) chúng tôi lẩy thêm mẫu ở phần đáy ( dũng bình có van để lẩy )
+ Mẩu nước ngầm ở khu vực làng Triều Khúc và thôn Minh Khai
Lấy mẫu nước tại các giếng khoan ở các vị trí khác nhau tại xã Minh
Khai. Xác định, ghi lại độ sâu của các mẫu . Ở làng Triều Khúc thì hầu hết
các giếng khoan hiện không còn được sử dụng, chúng tôi lấy mẫu tại một số
giếng ăn ở làng, độ sâu trung bình của giếng là 8 -1 0 m.
- Mầu nước được dựng trong bình chứa polyetyle sẫm màu, dung tích
1,5 lít , được rửa sạch bàng nước cất và tráng bàng dung dịch H N O 3 1M. Sau
khi lấy mẫu vào bình được axit hóa mẫu ngay bang axit HNO3 đặc, sao cho
pH = 2 (dùng giấy chỉ thị pH xác định).
- Đánh số mẫu tại các vị trí, độ sâu ỉấy mẫu khác nhau.
- Mầu được lọc qua màng lọc cỡ 0,45 mm. Bình chứa mẫu được bảo
quản ở chỗ tối, mát và xử lý đe phân tích không quá 3 ngày.
• Xử lý mẫu:
Đổi với mẫu nước : các mẫu nước thải, nước mặt, nước ngẩm được lấy
và bảo quản theo đúng phương pháp đã nêu, được lọc qua phễu lọc với giấy
20
lọc cỡ 0,45 |xm, sau đó được điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH 1M hoặc
NaOH 0,1M trước khi cho chảy qua cột SPE.
Đổi với mẫu đất: mẫu đất được lấy và bảo quản theo đúng phương
pháp, sau đó được xử lý như sau: Các mẫu được phơi khô, sấy ở 100°c trong
tủ sấy cho bay hết nước, sau đó nghiền mịn bằng cối, trộn đầu các mẫu đất
với nhau, sau đó dùng rây (đường kính lỗ 0,45 mm) lọc bỏ các tạp chất bẩn
cơ học. Cân 100 g mẫu cho vào cốc thủy tinh, thêm 100 ml H 2 S O 4 đậm đặc,
vừa lắc đều ( dùng khuyấy từ ), vừa đun nhẹ trên bếp điện khoảng 2 giờ. Nếu
thấy nhiều váng bẩn hữu cơ có thể thêm 3-5ml H2O2 vào cốc để loại bỏ các
tạp chất hữu cơ. Sau đó để nguội, thêm vào dung dịch 20 ml HNO3 IM, lọc
qua phễu có giấy lọc kích thước lỗ 0,45 um, điều chỉnh pH dung dịch bằng
NaOH IM và thêm nước cất khử ion định mức lại đến 150 ml trước khi đem
Nước thải 0,012
*
0,35
0,25
*
1,62
2 Nước mặt 0,009
*
0,19 0,17
*
1,13
3
Nước ngầm 0,002
*
0,03 0,04
*
0,15
4
B
Nước thải
0,019
*
0,27
0,28
*
1,47
5
Nước mặt 0,011
*
0,12 0,18
85,6
31,7
Các giả trị là được tính trung bình cho các mâu ở cùng một khu vực
Qua các số liệu khảo sát sơ bộ về nồng độ một số ion kim loại Cu, Pb,
Zn, Fe ở trong nước thải, nước mặt đất ở 2 khu vực đã chọn để khảo sát chúng
tôi rút ra một vài nhận xét sau:
22
+ Đối với nước thải, nước mặt ở cả 2 khu vực, nồng độ trung bình các
ion kim loại Cu, Pb, Zn, Fe đều thấp hơn tiêu chuấn cho phép. Tuy nhiên
hàm lượng Ccf + trong các mẫu đều rất nhỏ (< 0,001 mg/1 ) cho nên cần phải
được tách để loại bỏ ảnh hưởng của các ion gây nhiễu và làm giàu để có thể
xác định được chính xác hơn hàm lượng vết cadimi trên thiểt bị đo quang phổ
hấp thụ nguyên tử.
+ Đối với việc áp dụng phương pháp chiết cột SPE sử dụng nhựa
Chelex-100 mà luận văn đang nghiên cứu thì việc nồng độ ion Cd2+ và các ion
kim loại
Cu, Pb, Zn, Fe trong các mẫu đất khảo sát là khá cao. Do vậy hướng
khảo sát, nghiên cứu tập trung vào việc tách Cd2+ ra khỏi các ion khác là
trọng tâm vấn đề.
Qua các nhận xét trên, đế khảo sát các điều kiện đế tách các ion như
Cu, Pb, Zn, Fe và làm giàu C cf+ trong mẫu chúng tôi tiến hành thí nghiệm
như sau:
• Pha 500 ml dung dịch mẫu có nồng độ: Cd2+ 0,001 mg/1, Fe3+ 50
mg/1, Zn2+ 50 mg/1, Cu2+ 50 mg/1, Pb2+ 50 mg/1
• Tiến hành điều chỉnh pH trên 5 loại mẫu ở các pH khác nhau bằng
dung dịch HNO3 0,1M và NaOH 0,1M , lần lượt với các giá trị tương
ứng là pH=2, pH=4, pH=5, pH= 6
• Cho mẫu chạy qua cột SPE với tốc độ dòng là 1,5 ml/phút. Dung dịch
thu được đem xác định nồng độ các ion kim loại Cu, Pb, Zn, Fe , Cd
bàng thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử (máy AA-6800). Lập bảng
*
-
- -
*
4)
pH=6
- - - - -
(*): không phát hiện ra
(-): không kiêm tra
Nhận xé t : Khi tiến hành cho dung dịch mẫu phân tích chảy qua cột (
với tốc độ 1,5 ml/phút, ở nhiệt độ phòng, áp suất không khí latm) với các giá
trị pH khác nhau ta thấy ràng ở pH=2 thì các ion kim loại Cu, Zn đã bị hấp thụ
hầu như hoàn toàn trên cột chiết SPE nhựa Chelex-100, khi pH=4 thì cả các
ion kim loại còn lại như Pb, Fe cũng bị hấp thụ gần hết trẽn cột chiết Chelex-
100, Từ đó ta thấy thể dung dịch thu được sau cột chiết đã được loại bỏ hầu
hết các ion kim loại Cu, Pb, Zn, Fe ( tách chọn lọc được Cd2+ ).
Lượng vết Cd2+ trong dung dịch thu được sau cột chiết có thê được
làm giàu với quá trình chiết và rửa giải tối ưu đã được xác lập ở trên, đó là :
24
Copyright: Tài liệu đại học ©