LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm để hoàn thành đề tài luận văn
tốt nghiệp em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình và tận tâm của các thầy cô
giáo và bạn bè.
Đầu tiên, em xin chân thành cám ơn Thạc sĩ Đinh Thị Thúy Hằng- giáo
viên hướng dẫn đề tài luận văn tốt nghiệp.Trong suốt gần 2 tháng tìm hiểu và
tiến hành thí nghiệm cô đã hướng dẫn em rất nhiệt tình, kĩ lưỡng.
Em xin cám ơn các thầy cô trong Viện Môi trường đã tạo mọi điều kiện
cho em về phòng thí nghiệm, các trang thiết bị máy móc, hóa chất để em có thể
hoàn thành tốt đề tài luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng cho em xin gửi lời cám ơn chân thành tới gia đình, bạn bè
luôn ở bên cạnh động viên và giúp đỡ nhiệt tình để em tập trung hoàn thành đề
tàì.

Hải Phòng, ngày 6 tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Dung

1


MỤC LỤC

2


DANH MỤC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt
AOAC
Độ KĐBĐ

Tiêu chuẩn hóa Quốc tế
Phòng thí nghiệm
Phòng thí nghiệm/hiệu chuẩn.
Giới hạn phát hiện
Giới hạn định lượng
Các phương pháp chuẩn xét
nghiệm nước và nước thải
Tiêu chuẩn Việt Nam

DANH MỤC BẢNG
Bảng
Bảng 1.1
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3
Bảng 3.4
Bảng 3.5
Bảng 3.6
Bảng 3.7
Bảng 3.8
Bảng 3.9
Bảng 3.10
Bảng 3.11
Bảng 3.12
Bảng 3.13
Bảng 3.14

TÊN BẢNG
Tóm lược về tiêu chuẩn ISO/IEC 17025
Kết quả đo độ hấp thụ của mẫu nền nước mặt

Bảng 3.15
Bảng 3.16
Bảng 3.17
Bảng 3.18
Bảng 3.19

Độ KĐBĐ của mẫu nước mặt tính từ đường chuẩn
Độ KĐBĐ của độ lặp lại
Kết quả độ KĐBĐ của độ thu hồi
Kết quả độ KĐBĐ tổng hợp
Kết quả đo độ hấp thụ Abs của mẫu chuẩn.

48
49
52
53
55

DANH MỤC HÌNH

Tên hình
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3

Giải thích
Sơ đồ quy trình xác nhận giá trị sử dụng

Nhiều quyết định quan trong dựa vào kết quả phân tích.Trong khi đó mỗi
phép đo đều có sai số, để xác định các giá trị sai số này rất phức tạp đòi hỏi
nhiều nỗ lực và sáng tạo và cả trực giác.Vì vậy để kết quả phân tích hoàn thành
với giá trị độ tin cậy cao thì phương pháp phân tích phải đảm bảo. Xác nhận giá
trị của phương pháp là một phần không thể thiếu nếu muốn có kết quả phân tích
đáng tin cậy.
Vì vậy, em xin được chọn đề tài:" Xây dựng quy trình xác nhận giá
trị sử dụng của phương pháp trắc quang trong lĩnh vực môi trường và áp
dụng tính toán đối với phương pháp trắc quang. Xác định hàm lượng Sắt
tổng trong mẫu nước."

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan
1.1.1.Khái niệm

về quy trình xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp.

" Xác nhận giá trị sử dụng là sự khẳng định bằng kiểm tra và cung cấp
bằng chứng khách quan cho thấy các yêu cầu cụ thể đối với mục đích sử dụng
nhất định đã được đáp ứng."(ISO/IEC 17025)
Việc xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp được tiến hành thông
qua việc tính toán và đánh giá các thông số sau:
+ Độ chụm: thông qua việc tính toán và đánh giá độ lặp lại và độ tái lặp.
+ Độ đúng: thông qua việc tính toán và đánh giá hiệu suất thu hồi
+ Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp.
+ Ước lượng độ không đảm bảo đo của phương pháp.
1.1.2.Phạm vi áp dụng:"

Bảng 1.1: Tóm lược về tiêu chuẩn ISO/IEC 17025
4. Các yêu cầu về quản lý
4.1.Tổ chức
4.6. Mua dịch vụ
và đồ cung cấp
4.2. Hệ thống chất
lượng

4.7. Dịch vụ đối
với khách hàng

4.3. Kiểm soát tài
liệu

4.8. Khiếu nại

4.4. Xem xét các
yêu cầu và đề
nghị hợp đồng

4.9.Kiểm soát
hiệu chuẩn và thử
nghiệm phương
pháp
4.10. Cải tiến

4.5. Hợp đồng
phụ về thử
nghiệm và hiệu
chuẩn

quả thử nghiệm
và hiệu chuẩn
5.10. Báo cáo
kết quả thử
nghiệm.

5.4. Phương pháp
thử nghiệm, hiệu
chuẩn và phê duyệt
phương pháp.
5.5. Thiết bị

Nguồn http://www.i-tsc.vn
Mục đích: "
ISO/IEC 17025:2005 là tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu nhằm đảm bảo
năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn.
ISO/IEC 17025:2005 bao gồm các thử nghiệm và hiệu chuẩn thực hiện bằng
cách sử dụng phương pháp tiêu chuẩn, phương pháp không tiêu chuẩn và các
phương pháp PTN/HC phát triển.
ISO/IEC 17025:2005 sử dụng để các PTN/HC phát triển hệ thống quản lý chất
lượng, hoạt động tài chính và kỹ thuật. Phòng thử nghiệm, khách hàng, cơ quan
chính quyền và các cơ quan công nhận cũng có thể sử dụng nó để xác nhận hoặc
thừa nhận năng lực của phòng thí nghiệm.
Tiêu chuẩn nêu rõ mục tiêu cho các PTN/HC mong muốn chứng minh rằng
mình có đủ năng lực về kĩ thuật và tổ chức quản lý, hoạt động một cách hiệu quả
và có thể cung cấp các kết quả thử nghiệm và hiệu chuẩn có giá trị về kỹ thuật.
Việc áp dụng tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 17025:2005 sẽ tạo điều kiện cho việc
hợp tác giữa các PTN/HC và các tổ chức khác nhằm hỗ trợ cho việc trao đổi
thông tin và kinh nghiệm về việc thống nhất hóa các chuẩn mực và các thủ tục.
c.


thông số xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp .
Độ chụm( độ tập trung).
Khái niệm:
Theo thông tư số 21/2012/TT-BTNMT( Thông tư quy định việc bảo
đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường) đã đưa ra
khái niệm về độ chụm hay độ tập trung như sau:
"Độ tập trung hay độ chụm là mức độ tập trung của các giá trị đo
lặp của cùng một thông số."
Độ chụm bao gồm độ lặp lại và độ tái lặp.
1. Độ lặp lại.
a. Khái niệm :
Độ lặp lại là độ chụm trong điều kiện lặp lại của phương pháp (điều kiện
giống nhau).
Điều kiện áp dụng:
Độ lặp lại được đo dưới điều kiện:

10


+

Cùng một phương pháp đo

+

Cùng một vật liệu thử nghiệm: hóa chất, thuốc thử, thiết bị đo…

+


+

Khác phòng thí nghiệm

+

Khác người thực hiện

+

Khác thiết bị đo

+

Trong khoảng thời gian dài.
Độ đúng.
Khái niệm

Độ đúng của phương pháplà khái niệm chỉ mức độ gần nhau giữa giá trị
trung bình của kết quả thử nghiệm và giá trị thực hoặc giá trị được chấp nhận là
đúng.
Nghiên cứu độ đúng là nghiên cứu tổng sai số hệ thống.Độ đúng càng
lớn khi sự sai khác hệ thống so với giá trị quy chiếu được chấp nhận càng lớn.
Nghiên cứu độ đúng về 2 lĩnh vực:
+ Độ đúng phòng thí nghiệm
+ Độ đúng phương pháp
1.1.4.3.3. Giới hạn phát hiện của phương pháp( LOD) và giới hạn định
lượng của phương pháp (LOQ).
Khái niệm.


cho đại lượng đo của phép đo.
+ Độ KĐBĐ nói lên độ tin cậy của phép đo.
+ Kiến thức về ĐKĐBĐ rất hữu ích cho việc phát triển phương pháp, thẩm định
phương pháp, hay thay đổi bổ sung để điều chỉnh phương pháp tốt hơn.
b. Các nguồn gây ra độ không đảm bảo đo
Trong một phép thử có rất nhiều nguồn gây ra độ không đảm bảo đo:
+ Mẫu thử: bản chất của mẫu thử không đồng nhất, trạng thái vật lý, độ ổn
định của mẫu thử, ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt độ, môi trường…
+ Lấy mẫu: lấy mẫu không đại diện, không đồng nhất…..
+ Điều kiện bảo quản: quá trình vận chuyển, bảo quản và thời gian bảo
quản mẫu có ảnh hưởng lớn đến kết quả phân tích.
+ Chuẩn bị mẫu: quá trình đồng nhất, cân mẫu, chiết tách….
+ Dung môi và thuốc thử: độ tinh khiết, tạp chất…..
12


+
+
+
+

Thiết bị: thiết bị có những sai số trong quá trình hiệu chuẩn hoặc chưa
được hiệu chuẩn, sai số ở các khoảng đo khác nhau…
Điều kiện môi trường: nhiệt độ, độ ẩm….
Con người: kỹ năng thực hành, trình độ chuyên môn, sai số tính toán…..
Nguồn ngẫu nhiên khác.
c. Phân loại

+
+


nên bỏ qua. Khi đó:
Dựa trên nghiên cứu thực nghiệm Bougneur và Lambert đã thiết lập định
luật và phát biểu như sau:
13


Những lớp chất có chiều dày đồng nhất trong điều kiện khác như nhau
luôn hấp thụ một tỉ lệ bằng nhau của chùm sáng chiếu vào những lớp chất đó.
Biểu thức của định luật:

I t = I 0 .e− kl

(1)

Trong đó :
l là chiều dày lớp hấp thụ
k là hệ số tắt phụ thuộc vào bản chất chất tan và bước sóng ánh sáng
chiếu vào dung dịch.
Định luật này chỉ đúng cho ánh sáng đơn sắc.
Khi nghiên cứu sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch, Beer đã thiết lập
được mối tương quan giữa hệ số tắt k và nồng độ chất hấp thụ C theo phương
trình:

k = ε ' .C

(2)

Kết hợp (1) và (2) ta có:



Hình 1.2: Công thức phân tử của thuốc thử 1.10-Phenantrolin
Công thức phân tử: C12H9N2.
Khối lượng phân tử: 180.3 g/mol.
Tồn tại dạng tinh thể trắng.
Nhiệt độ nóng chảy : 117oC
Phức giữa 1.10-Phenantrolin với sắt có tên gọi là "ferroin" có màu đỏ
cam được hình thành trong khoảng pH từ 3-9, tối ưu là 3.5.
Nguyên tắc:
Do trong nước, sắt thường tồn tại ở dạng hỗn hợp 2 ion Fe 2+ và Fe3+. Vì
vậy muốn xác định tổng hàm lượng sắt trong nước cần chuyển toàn bộ Fe 3+
thành Fe2+ bằng tác nhân khử hydroxylamin, sau đó sắt (II) sẽ tạo phức với 3
phân tử 1.10- Phenantrolin, phức chất này có màu đỏ da cam, xảy ra theo phản
ứng:
Fe(OH)3 +

3 H+

4 Fe3+

2 NH2OH →

+

→

Fe3+

+



1.

2.1.1.Đánh giá độ lặp lại( RSDr)
Bố trí thí nghiệm
Chọn mẫu nền là nước hồ an toàn .
Điều chỉnh và phân tích mẫu nước mặt ở 3 nồng độ 0.5mg/L; 2mg/L;4mg/L.
Mỗi mẫu nền được thực hiện phân tích lặp lại 10 lần.
b. Cách xác định.
Để đánh giá độ lặp lại của phương pháp dựa vào cách xác địnhnhư sau:
a.

+
+
+

Độ lặp lại được đánh giá theo tiêu chuẩn Horwitz có phương trình dạng:

RSDr ( Horwitz ) = 2.C −0.1505

+

Trong đó:
RSDr(Horwitz)là độ lặp lại theo tiêu chuẩn Horwitz
C lànồng độ trung bình của mẫu thực (mg/L)
c. Tiêu chuẩn đánh giá
+ Theo tiêu chuẩn Horwitz
Theo AOAC giới hạn cho phép đối với độ lặp lại trong nội bộ phòng thí nghiệm
1
2

+

17


+

Điều chỉnh và phân tích ở 3 mức nồng độ 0.5mg/L; 2mg/L;4mg/L, mỗi nồng độ
phân tích 2 mẫu.
+ Hai cán bộ tiến hành phân tích luân phiên nhau trong thời gian 10
ngày.
b. Cách xác định
Độ tái lặp phòng thí nghiệm được xác định theo tiêu chuẩn Horwitz có
phương trình dạng:
Trong đó, tiêu chuẩn cho phép đối với RSDRw được xác định theo
phương trình Horwitz:

RSDRw (%) < PRSDRw (%) = 2.(1 − 0.5log C )

c.

Trong đó:
RSDRwlà độ tái lặp phòng thí nghiệm
C là nồng độ trung bình của mẫu thực (mg/L)
Tiêu chuẩn đánh giá
Tiêu chuẩn để đánh giá độ tái lặp PTN theo tiêu chuẩn Horwitz.

Độ đúng của phương pháp
a. Điều kiện áp dụng
+ Các chất chuẩn được chấp nhận (CRM)



Để đánh giá độ đúng phương pháp thì tiến hành đánh giá hiệu suất thu
hồi của phương pháp.
Độthu hồi được tính như sau:
F−I
H% =
.100%
A
Trong đó:
F là nồng độ tổng của mẫu đã thêm chuẩn (mg/L)
I là nồng độ của mẫu thực (mg/L)
(F – I) là nồng độ thêm tính được;
A là nồng độ chuẩn thêm vào tính toán trên lý thuyết (mg/L)
d. Tiêu chuẩn áp dụng
Tiêu chuẩn cho phép để đánh giá độ thu hồi theo yêu cầu của phương
pháp là từ 85% - 115% (Quy định trong SMEWW 3111 (A):2012 –
Introduction/Part 7. Quality assurance/Quality Control).
Giới hạn phát hiện(LOD)và giới hạn định lượng (LOQ) của phương
pháp
2.3.1.
Giới hạn phát hiện của phương pháp(LOD)
a. Cách xác định
Để xác định giới hạn phát hiện của phương pháp (LOD -Method
Detection Limit), chúng tôi tiến hành chuẩn bị các nền mẫu có hàm lượng Fe rất
thấp hoặc không chứa Fe.Sau đó tiến hành thêm chuẩn ở mức 0.01 mg Fe/L.
Tính giá trị trung bình (CTB) và sr. Khi đó:
2.3.

LOD = tvalue × sr


Ước lượng độ không đảm bảo đo của phương pháp
Cách tính độ không đảm bảo đo

Độ KĐBĐ của kết quả xác định hàm lượng Fe trong mẫu nước môi
trường được tính toán thông qua quy tắc lan truyền sai số.
Theo tiến trình thực hiện phép thử, nguồn độ KĐBĐ của quy trình xác
định bao gồm các yếu tố sau:
-

u(Clv): Độ KĐBĐ của các dung dịch chuẩn làm việc (dùng để dựng đường
chuẩn).

-

u(CFe): Độ KĐBĐ của hàm lượng Fe trong mẫu tính từ đường chuẩn.

-

ur: Độ KĐBĐ của độ lặp lại của kết quả phân tích (độ chụm).

-

uH: Độ KĐBĐ của độ thu hồi của phương pháp (độ đúng).
Khi đó, độ không đảm bảo đo tổng hợp được tính theo công thức:
uFe = C Fe ×

uClv

∑(C

2

i

n−2

Trong đó:
yi là độ hấp thụ của dung dịch chuẩn đo trực tiếp trên thiết bị,

20


i

là giá trị độ hấp thụ tính lại trên đường chuẩn ứng với nồng độ xi.

n là số điểm trên đường chuẩn.
Khi đó tính được:
uCFe =

S y/ x
b

×

1 1
+ +
n m

( y0 − y ) 2


Sr
(mg / L )
n

Với n là số lần đo lặp lại mẫu (n = 3)
Độ KĐBĐ của độ thu hồi

Đối với mỗi nền mẫu tại các mức nồng độ khác nhau, thực hiện thêm
chuẩn để xác định %thu hồi. Thực hiện phân tích lặp lại 3 lần đối với mỗi phép
đo, tính toán độ thu hồi H theo công thức:
H% =

Trong đó:
21

F −I
.100%
A


F là nồng độ tổng của mẫu đã thêm chuẩn (mg/L)
I là nồng độ của mẫu nền (mg/L)
(F – I) là nồng độ thêm tính được;
A là nồng độ chuẩn thêm vào tính toán trên lý thuyết.(mg/L)
Khi đó, tính toán được độ KĐBĐ của độ thu hồi theo công thức:
sF 2 + s 2 I 2 u A 2
uH = H × (
) +( )
A

+

Phức chất sắt II– 1.10- Phenantrolin bền trong khoảng pH từ 2.5-9 và màu sắc tỷ
lệ với hàm lượng sắt II. Quan hệ giữa nồng độ Fe và độ hấp thụ là tuyến tính với
nồng độ sắt nhỏ hơn 5.0 mg/L. Độ hấp thụ cao nhất khi đo ở bước sóng 510nm(
Hệ số hấp thụ phân tử 11.103 moL.cm).
Các vấn đề an toàn cần chú ý
Chú ý an toàn liều lượng thuốc khi sử dụng. Đặc biệt chú ý đến các axit mạnh
khi pha loãng bằng nước.
Người phân tích phải được trang bị đầy đủ áo bảo hộ, gang tay, khẩu trang trong
quá trình phân tích.
3.2.

+
+

23


Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo đạc, thử nghiệm
Kết quả đo đạc có thể bị sai lệch khi sử dụng các dung dịch chuẩn quá hạn sử
dụng, thiết bị không bảo trì đúng kế hoạch đề ra và bảo quản không theo quy
định của nhà sản xuất hóa chất, thiết bị.
Trong suốt quá trình phân tích chỉ sử dụng các thuốc thử thuộc loại tinh khiết
phân tích và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.
Tất cả các dụng cụ thủy tinh và cả bình đựng mẫu phải được rửa bằng dịch HCl
1,12g/mL.
Bước sóng phải phù hợp.
3.4. Hóa chất và thiết bị
a. Hóa chất


+

+
+
+

8.

3.

24


Nội dung tiến hành
Lấy mẫu thử
Mẫu thử là mẫu đã được axit hóa tại hiện trường hoặc phòng thí nghiệm
theo TCVN 6663-3: 2008 hướng dẫn tương ứng với từng đối tượng mẫu (Fe).
Lắc đều chai mẫu và lấy 100 mL mẫu để lọc bằng giấy lọc hoặc máy lọc
chân không.
Ghi nhãn mã hóa cho từng mẫu.
Sử dụng nước HNO32% để pha loãng mẫu(Nếu cần)
Cách tiến hành
3.5.
3.5.1.

3.5.2.

1.


Lấy 50 mL mẫu thử và chuyển sang bình định mức 100 mL. Tiến hành
như trên nhưng không thêm NH2OH.HCl

25