Khoa Môi Trường

Luận văn Thạc sỹ khoa học

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

6

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN
MỞ ĐẦU

Nước là nhân tố quan trọng nhất quyết định sự sống trên trái đất, là
hợp phần chính chiếm tới 70% trọng lượng cơ thể con người và tới 90% ở
một số thực vật. Nước tham gia vào các phản ứng quang hoá và sinh hoá như
phản ứng quang hợp của cây xanh, các phản ứng thuỷ phân, trao đổi chất và
tổng hợp tế bào để tạo lên sự sống cho người và động thực vật. Không những
thế, nước còn giữ vai trò quan trọng, thiết yếu trong đời sống, trong công
nghiệp và sản xuất nông nghiệp.
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường, trong đó có môi trường nước
đang là mối quan tâm lo ngại của tất cả các quốc gia trên thế giới nói chung
và ở Việt Nam nói riêng. Môi trường nước bị ô nhiễm do nước thải của các
nhà máy công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước rò rỉ từ các bãi chôn lấp chất
thải rắn, nước sau sản xuất nông nghiệp và nước do mưa lũ. Một trong những
biểu hiện ô nhiễm nước cấp hiện nay là hàm lượng các chất dinh dưỡng (Nitơ,
Photpho) trong nước tăng cao. Nồng độ cao của những nguyên tố này trong
nước đã tạo điều kiện đặc biệt thuận lợi cho các thực vật xanh sinh trưởng,

trong nước sinh hoạt thì việc đánh giá xác định nhanh amoni cũng góp phần
không nhỏ.
Do đó đề tài của luận văn được xác định là: “Nghiên cứu phương
pháp xác định nhanh ion amoni và ứng dụng để đánh giá hiện trạng ô
nhiễm amoni trong một số nguồn nước sinh hoạt ở Hà Nội”.

Luận văn Thạc sỹ khoa học

2

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN
Chương 1. TỔNG QUAN

1.1. Amoni trong tự nhiên
1.1.1. Vòng tuần hoàn của Nitơ
Trong tự nhiên, nitơ có mặt ở hầu hết các đối tượng môi trường như
đất, nước, không khí và hệ động thực vật thông qua một chu trình chuyển hóa
nitơ trong tự nhiên gọi là chu trình nitơ (hay vòng tuần hoàn nitơ), được minh
họa trong hình 1 dưới đây.
Không khí
N2

Quá trình cố
định nitơ
trongkhí quyển


Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

Trong các cơ thể động - thực vật, nitơ là một nguyên tố chính và là
thành phần của nhiều hợp chất tham gia quá trình chuyển hóa sinh hoá. Ở các
thành phần đó, nitơ thường nằm trong các hợp chất phức tạp như protein, axit
nucleic, chất màu, ... . Thực vật tổng hợp protein lấy nitơ dưới dạng amoni và
nitrat. Con người và động vật bậc cao lấy nguồn cung cấp protein từ thực vật
và động vật bậc thấp hơn.
Trong nước, chu trình nitơ cũng thể hiện rất rõ nhờ quá trình chuyển
hóa qua lại của ba dạng: nitơ hữu cơ, nitơ dạng khử - amoni (NH 3/NH4+) và
nitơ dạng oxi hoá (NO2-, NO3-) do sự hoạt động mạnh mẽ của các vi sinh vật.
Trong vòng tuần hoàn này, các nitơ hữu cơ (N-hữu cơ; chẳng hạn như
protein) được đưa vào thủy quyển từ các nguồn thải, sinh khối hữu cơ có sẵn
trong nước và từ quá trình trao đổi chất của sinh vật nước. Tiếp theo, được
chuyển hóa thành amoni nhờ vi khuẩn dị dưỡng (một vài lượng amoni này
được tái trở lại vi sinh vật cho chúng phát triển, phần còn lại vào môi trường).
Sau đó, dưới các điều kiện hiếu khí, các sản phẩm nitrit và nitrat được tạo
thành nhờ các vi khuẩn tự dưỡng nitrosomonas và nitrobacter. Các nitrat sinh
ra được thực vật và các loài sinh vật khác trong nước sử dụng như một nguồn
dinh dưỡng. Trong điều kiện hiếu khí, nitrat được các sinh vật sống đồng hóa,
nhưng không bị chuyển thành khí nitơ.
Dưới các điều kiện yếm khí amoni không bị oxy hóa, chỉ giảm một
lượng nhỏ do sự đồng hóa để sinh trưởng của các sinh vật. Nhưng cũng trong
điều kiện yếm khí này, nitrat lại có thể được chuyển hóa thành khí nitơ nhờ vi

khí

Vi khuẩn
dị dưỡng

N2

Nitrobacter
Vi khuẩn hiếu
khí tự dưỡng

Nitrosomonas

NH3/NH4

NO2
Vi khuẩn hiếu khí tự dưỡng

Hình 2. Chu trình sinh hóa của nitơ [32]
Trong chu trình này, cả hai nhóm vi khuẩn nitrat hóa đều cần oxy để
oxy hóa amoni và nitrit đến sản phẩm không độc - nitrat; nếu các mức oxy
không đủ cung cấp, quá trình nitrat hóa sẽ bị suy giảm và nồng độ amoni cũng
như nitrit sẽ tăng lên trong thủy vực sẽ gây độc cho sinh vật thủy sinh, đặc
biệt là cá.
1.1.2. Tính chất vật lý và hóa học của amoni [5]
Trong môi trường nước, amoni có thể tồn tại ở dạng phân tử (NH 3)
hoặc ion (NH4+) tùy thuộc vào pH của nước.

Luận văn Thạc sỹ khoa học


có xu hướng chuyển hoá ngược lại thành NH 3. Nhìn chung, nếu nồng độ
amoni ở mức vết, ion amoni là chất không mùi, không màu.
Ion amoni có bán kính là 1,43 A o gần tương đương với các ion kim
loại như Rb+ = 1,48 và K+ = 1,44, nên muối của ion amoni giống với muối của
kim loại kiềm. Hầu hết muối amoni đều dễ tan trong nước và phân ly mạnh
trong nước, nhưng khác với muối kim loại kiềm là muối amoni bị thủy phân
trong dung dịch cho môi trường axit :
NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+ với K = 5,5.10-10

Luận văn Thạc sỹ khoa học

6

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

Ion amoni có khả năng tạo phức ít tan với ion Mg 2+ và PO43- trong môi trường
NH3 theo phương trình:
NH4+ + Mg2+ + PO43- =

NH4MgPO4 ↓ trắng

Thêm nữa, ion amoni còn tạo được hợp chất dị đa kết tủa màu vàng amoniphotphomolipdat - trong môi trường axit theo phương trình:
3NH4+ + PO43- + 12MoO42- + 24H+ = (NH4)3[PMo12O40 ] ↓ vàng + 12H2O
Kết tủa phức này không tan trong axit nitric nhưng tan trong kiềm và
dung dịch amoniac. Những phản ứng này được dùng để nhận ra ion PO 43trong nước [1].

Dưới tác dụng của enzim ureaza, ure và các hợp chất tương tự ure bị
thuỷ phân tạo thành amoniac và muối amonibicacbonat. Phản ứng này chịu
ảnh hưởng nhiều của pH và có thể mô tả bằng phương trình sau:
CO(NH2)2 +

NH4+

2H2O →

+ HCO3- +

NH3

Sự chuyển hoá nitơ hữu cơ thành N - NH4+ được thực hiện nhờ các loại
vi khuẩn thuộc giống Clostridium, E.coli, Bacillus, Proteus,…; các loại nấm
mốc thuộc giống Aspergillus, Penicillium, Mucor,…
1.1.3. Hiện trạng ô nhiễm amoni trong các nguồn nước ở Việt nam
Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy do sự khoáng hóa các vật chất giàu
nitơ trong các lớp than bùn, sự ngấm các chất chứa nitơ từ các hoạt động
sống trên bề mặt đất và sau đó dưới điều kiện yếm khí trong lòng đất bị khử
về amoni [1,6,7], kèm theo việc xả thải bừa bãi chất thải chưa xử lý tốt đã dẫn
đến sự ô nhiễm amoni trong nhiều nguồn nước ngầm và nước mặt ở Việt nam.
Đáng lưu tâm hơn là sự ô nhiễm này ngày càng có xu thế gia tăng.
Chẳng hạn ở Hà nội, các số liệu báo cáo định kỳ của Công ty kinh
doanh nước sạch Hà nội và Liên đoàn Địa chất thủy văn-Địa chất công trình
miền Bắc [12] đều cho thấy: nước ngầm Hà Nội có hàm lượng amoni cao
vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, nhất là ở phía Nam thành phố. Hiện
nay, tại tầng nước ngầm trên (cách mặt đất 25-40m) nước từ các giếng đào
của người dân đều có hàm lượng amoni cao như xã Pháp Vân (31,6mg/l),
phường Tương Mai (13,5mg/l). Tầng nước ngầm dưới (cách mặt đất 45-60m),

3
11,2 10,9
nước NO3-(mg/l) 0,67 0,84
1,1
0,9
2,2
4,1
sâu NO2-(mg/l) 0,017 0,011 0,023 0,01 0,065 0,05

14,1

17

4,1

2,5

Tầng NH4+(mg/l) 2,4
2,5
1,7
4,8
nước NO3-(mg/l) 0,63
0,9
0,83 0,85
nông NO2-(mg/l) 0,015 0,013 0,019 0,02

0,18 0,002

14,2


Chi) với tải lượng ô nhiễm 1,25kg amoni/ngày đêm. Từ rạch Bà Bếp cũng
thải gần 16kg amoni/ngày đêm. Lâm Minh Triết (2006) cũng có nhận xét:
“Lượng amoni trong nước thải từ khu dân cư và từ các nhà máy hoá chất, chế
biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10-100 mg/l” [8].
Tình trạng ô nhiễm amoni cao, chẳng những làm xú uế môi trường
không khí và gây mất cảnh quan cho dân cư sống xung quanh sông Sài gòn,
mà còn gây khó khăn, tăng cao kinh phí cho việc xử lý nước mặt làm nguồn
nước cấp cho sinh hoạt; thậm chí có thể dẫn đến việc đóng cửa nhà máy nước
Tân hiệp, nơi cung cấp nước cho sạch cho hàng triệu người dân tại các quận
huyện: 6, 7, 8, Tân Bình, Tân Phú, Bình Tân, Gò Vấp, Nhà Bè, Bình Chánh...
(theo lời ông Bùi Thanh Giang, giám đốc Nhà máy nước Tân Hiệp) [3].

Luận văn Thạc sỹ khoa học

9

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

Như vậy so với QCVN 01:2009/BYT và quy định số 1329/2002/BYT
về tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Bộ Y Tế cho hàm lượng N-amoni là
3 mg/l, thì các con số trên cho thấy một thực tế chung là nhiều nguồn nước ở
Việt nam đang ô nhiễm amoni một cách nghiêm trọng.
1.1.4. Các tác động có hại của amoni trong nước
Amoni là một sản phẩm phụ độc sinh ra trong quá trình trao đổi chất ở
cơ thể động vật và là sản phẩm của sự phân hủy tự nhiên các chất thải động

Đối với cơ thể con người, bản thân ion amoni có mặt trong nước (thực
ra) không quá độc, song hàm lượng NH4+ trong nước cao có thể gây một số
hậu quả như sau:
+ Thứ nhất: làm giảm hiệu quả, độ tin cậy của công đoạn clo hóa sát
trùng (bước cuối cùng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước hiện hành), do
phản ứng ngay với clo để chuyển hóa clo thành cloramin có tác dụng sát
khuẩn yếu so với clo khoảng 100 lần.
+ Thứ hai: khi có mặt lâu trong nước, theo chu trình tự nhiên amoni
dưới tác dụng của oxy và vi khuẩn có thể bị oxy hóa thành nitrit và nitrat. Bản
thân nitrit và nitrat không gây ung thư nhưng khi vào cơ thể người dễ phản
ứng với các chất khác tạo thành các hợp chất N-nitroso gây ung thư (tiêu
chuẩn mới nhất của Bộ y tế yêu cầu tổng N-nitrit và nitrat ≤ 10mg/L).
+ Thứ ba: amoni cùng với một số chất vi lượng trong nước (hữu cơ,
photpho, sắt, mangan...) là nguồn dinh dưỡng - thức ăn để vi khuẩn (kể cả
tảo) phát triển, gây hiện tượng không ổn định sinh học của chất lượng nước
sau xử lý. Nước có thể bị đục, đóng cặn trong hệ thống ống dẫn, bể chứa.
Nước bị xuống cấp về các yếu tố cảm quan. Đây là khía cạnh chính được giới
khoa học quan tâm nhiều và là yêu cầu bắt buộc về hàm lượng amoni sau xử
lý của mọi quy trình sản xuất nước cấp cho sinh hoạt.
1.1.5. Sự chuyển hóa sinh hóa các hợp chất chứa nitơ trong cơ thể sống và
tác động tiêu cực của nó
Một mặt con người và động vật bậc cao lấy nguồn cung cấp protein từ
động thực vật, mặt khác nguồn protein này lại được tổng hợp lên nhờ hệ
thống các enzym (cũng chính là các protein). Protein tạo ra phần lớn vật chất
hình thành nên tế bào sống. Protein có chức năng: cấu trúc, xúc tác, vận
chuyển, bảo vệ, điều khiển, có giá trị cảm quan và dinh dưỡng. Trong quá
trình sống của động thực vật và con người, luôn có sự đào thải các chất dư

Luận văn Thạc sỹ khoa học


methemoglobinenia bằng sự oxi hoá “hem Fe2+” của hemoglobin.
Methemoglobin không có khả năng kết hợp với oxi gây thiếu máu.
Nitrit còn có thể kết hợp với các amin, amit và các hợp chất chứa nitơ
khác tạo các nitrosamin, một nhóm carcinogen được xem như là tác nhân có
khả năng gây ung thư, đe doạ sự sống của con người.

Luận văn Thạc sỹ khoa học

12

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

Việc sử dụng nước nhiễm bẩn amoni hay nitrat gây nguy hiểm cho sức
khỏe, trong đó trẻ em là đối tượng chịu ảnh hưởng nhiều nhất. Trẻ em uống
nước bị nhiễm amoni hay nitrat có thể dẫn đến tử vong nếu nồng độ cao và ở
nồng độ thấp cũng gây bệnh xanh xao, chậm phát triển. Nitrat tạo chứng thiếu
vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo nên những nitrosamin là
nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi. Các nghiên cứu cho thấy, 1g
amoni khi chuyển hóa hết sẽ tạo thành 2,7 g nitrit và 3,65 g nitrat (QCVN
01:2009/BYT cho phép nồng độ trong nước ăn uống của amoni và nitrit là 3,0
mg/L, nitrat là 50 mg/L).
Ở dạng phân tử, amoni thâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp,
ăn uống và thẩm thấu qua da. Amoniac đi qua các lớp mô rất nhanh kể cả lớp
biểu bì ngoài da, nó rất linh động trong các niêm mạc và các dịch trong cơ
thể. Tác động của amoniac trước hết là gây kích thích mạnh, phá hủy các

-Xác định trắc quang hoặc so màu
Nồng độ amoni và các chất gây ảnh hưởng là hai yếu tố chính liên
quan đến việc lựa chọn phương pháp xác định amoni. Nói chung, việc xác
định trực tiếp, thủ công trong những trường hợp hàm lượng amoni thấp chỉ
được dùng đối với nước uống, nước ngầm và nước bề mặt sạch, hoặc dòng
thải đã bị nitro hóa có chất lượng tốt. Những trường hợp khác và trong những
mẫu có các chất gây ảnh hưởng đến phép xác định hoặc khi cần phân tích
chính xác hơn thì phải chưng cất sơ bộ mẫu trước khi phân tích.
Mặt khác, độ chính xác của phương pháp xác định nitơ-amoni phụ
thuộc rất nhiều vào cách lấy mẫu và xử lý bảo quản mẫu. Các mẫu phân tích
ngay hoặc sớm hầu hết đều cho kết quả chính xác. Nếu các mẫu được phân
tích trong vòng 24h sau khi lấy mẫu, thì không phải axit hóa mẫu và phải bảo
quản lạnh ở nhiệt độ 4°C. Khi cần lưu mẫu lâu (đến 28 ngày), phải làm lạnh
mẫu ở âm 20°C và không axit hóa mẫu. Nếu bảo quản mẫu bằng axit thì pH
phải < 2 và để lạnh 4°C, sau đó trung hòa mẫu bằng NaOH hoặc KOH và xác
định ngay amoni sau khi trung hòa (Chú ý: việc axit hóa để giữ mẫu thường
ảnh hưởng đến kết quả vì có thể làm thay đổi hàm lượng amoni do sự có mặt
của amoni trong chất rắn ở dạng keo không thể lọc được; đồng thời cũng cần
nhớ rằng phải dùng nước cất không amoni).
Trong ba phương pháp xác định amoni kể trên, phương pháp chuẩn độ
thể tích luôn phải có bước chưng cất còn hai phương pháp sau thì có thể phải
chưng cất và cũng có thể không.

Luận văn Thạc sỹ khoa học

14

Nguyễn Văn Khoa




Luận văn Thạc sỹ khoa học

15

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

Điện cực chọn lọc amoni sử dụng một màng thấm kị khí để tách dung
dịch mẫu khỏi một dung dịch NH 4Cl trong điện cực. Amoni hòa tan (NH 3 và
NH4+) được chuyển thành NH3 nhờ tăng pH đến 11 bằng một dung dịch kiềm
mạnh. NH3 sẽ khuếch tán qua màng và làm thay đổi pH. Sự thay đổi pH này
được đo bằng một điện cực pH.
1.2.3. Phương pháp trắc quang
Qua nhiều năm, các phương pháp trắc quang khác nhau để xác định
amoni đã được sử dụng. Những phương pháp được sử dụng thường xuyên
nhất là dựa vào phản ứng hóa học tạo phức màu với các thuốc thử vô cơ
(Nessler) hoặc thuốc thử hữu cơ (màu xanh indo-) của ion amoni trong môi
trường kiềm.
* Phương pháp Nessler
Nguyên tắc của phương pháp là khi thuốc thử Nessler (K 2HgI4) trong
môi trường kiềm được thêm vào một dung dịch muối amoni loãng, thì amoni
sẽ nhanh chóng phản ứng với thuốc thử, tạo phức có màu vàng đến nâu sẫm
phụ thuộc vào nồng độ amoni có trong mẫu. Màu tạo ra giữa thuốc thử
Nessler và amoni có cực đại hấp thụ quang ở bước sóng 420 - 500 nm tùy
thuộc vào nồng độ amoni trong mẫu.

khoảng nồng độ từ 0,02-2,0 NH3-N/l.
Độ kiềm quá 200 mg/l (tính theo CaCO3) và độ axit lớn hơn 100 mg/l
(tính theo CaCO3), cũng như độ đục sẽ ảnh hưởng đến phép xác định. Việc
loại trừ ảnh hưởng này có thể thực hiện bằng cách chưng cất trước.
Ngoài ba phương pháp chủ yếu trên, các phương pháp phân tích dòng
chảy (FIA), sắc ký ion (IC), phương pháp enzym, phân tích dòng liên tục
(sequential injection analysis-SIA) và sắc ký khí – khối phổ (GC/MS) cũng
được sử dụng để xác định amoni trong nước.
1.3. Các công trình nghiên cứu xác định nhanh amoni
Như trên (mục 1.2) đã trình bày “việc xác định hàm lượng amoni đã trở
thành một nhiệm vụ khá quan trọng trong phân tích môi trường, đặc biệt là
phân tích nước”, tuy nhiên việc phân tích amoni trong các đối tượng môi
trường thường mất nhiều thời gian, thiết bị phải chuyên dụng và quy trình
phức tạp do phải xử lý làm giàu, loại các ảnh hưởng, ... Thêm nữa, độ chính
xác của phương pháp xác định nitơ-amoni phụ thuộc rất nhiều vào cách lấy
mẫu và xử lý bảo quản mẫu; mẫu chưa được phân tích ngay thường tạo ra sai
số do sự chuyển hóa sang các dạng chứa nitơ khác. Vì thế đã có rất nhiều các
công trình nghiên cứu, tìm cách có thể xác định ngay và nhanh nồng độ

Luận văn Thạc sỹ khoa học

17

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN


18

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

của pH trong khoảng từ 5 đến 9. Hiệu quả sử dụng của sensơ bị ảnh hưởng
nghiêm trọng bởi các amin và các chất tảy rửa cation. Sensơ có thể được làm
sạch lại bằng H2O2 3% hoặc sấy khô (90oC).
King Tong Lau và cộng sự (2004) đã chế tạo được sensơ amoni rắn trên
cơ sở sử dụng phương pháp tạo màu indophenol, cho phép tốc độ hình thành
màu nhanh hơn so với sensơ loại này đã biết trước đây. Nhiệt độ trong quá
trình xác định màu ở khoảng 20oC; độ tuyến tính của phép đo nằm trong
khoảng nồng độ từ 1÷ 10 ppm. Ý tưởng về một hệ thống bán tự động bao gồm
một camera kỹ thuật số đen trắng được chiếu sáng bằng đèn LED màu đỏ,
xanh lá cây và xanh da trời để đo độ đáp ứng của sensor [21].
Năm 2005, Joon-Shik Park và cộng sự [28] cũng đã đưa ra ý tưởng và
chế tạo thành công những vi hệ thống phân tích tích hợp amoni (IMAAS) có
bình phản ứng nhỏ và detector quang đẳng diện kèm bộ vi chia dòng. Sử dụng
quy trình MEMS để chế tạo IMAAS có kích thước 5 cm x 5 cm và dày 1
mm. IMAAS được nối với đầu vào và đầu ra, sợi quang học nối với nguồn
sáng đẳng diện và detector quang UV liên kết epoxy. Tốc độ phản ứng
chuyển hóa amoni để hình thành indophenol trong IMAAS được tăng lên nhờ
nhiệt độ. Trong trường hợp phản ứng ở 318oK, thời gian phản ứng < 1 phút,
phù hợp tốt cho việc phân tích amoni hiện trường. Trong tương lai, nhóm tác
giả mong muốn sẽ chế tạo những hệ thống nhỏ kiểu này để phân tích linh hoạt
các chất khác cũng như để xác định tổng cộng cả nitơ hữu cơ và nitơ amoni.

kết quả phân tích. Những ảnh hưởng này, trước tiên phải nói đến sự xuất hiện
các hợp chất cloramin vô cơ và clo dư của nước uống sau khử trùng clo. Mặc
dù đã có khuyến cáo phải khử hết cloramin và clo dư ra khỏi mẫu trước khi
cho thuốc thử Nessler bằng một lượng thisulphat tương đương (được tính toán
nhờ việc sử dụng dữ liệu xác định clo có sẵn trong một mẫu nước riêng – theo
GOST 4129). Nhưng những kiểm tra sơ bộ đã cho thấy việc khuyến cáo này
là sai lầm. Theo nghiên cứu của L. N. Demutskaya and I. E. Kalinichenko
(công bố tháng 4. 2010), phân tích nước uống đã khử trùng bằng clo theo
phương pháp Nessler cũng phải được cải tiến [24].
Hay như phương pháp Nessler chuẩn khuyến cáo đo quang ở hai bước
sóng khác nhau phụ thuộc vào nồng độ amoni trong mẫu (< 5 mg/L đo ở
khoảng 420 nm và > 5 mg/L đo ở 500 nm) [15] và đo độ hấp thụ quang (trước
và sau khi phá hủy phức màu bằng axit thioglycolic) có thể xác định được Namoni trong các mẫu nước tự nhiên có nồng độ axit humic cao mà không cần
xử lý đặc biệt mẫu [24]. Lý do của những khuyến cáo này là việc cho rằng sự

Luận văn Thạc sỹ khoa học

20

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

hình thành các sản phẩm màu khác nhau của tetraiodo thủy ngân với ion
amoni trong môi trường kiềm [15]. Nhưng thực ra, màu quan sát được trong
trường hợp này là do phức polime tan của Hg [24] chứ không phải là màu của
những hạt keo mịn như những công bố trước đây [21, 33]. Các sản phẩm


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN

pháp phù hợp cho hiện trường đã được phát triển dựa trên các điều kiện tối ưu
đối với phương pháp trắc quang đã xây dựng. Phương pháp đo bằng mắt này
đã được áp dụng thành công để xác định nitơ-amoni trong các môi trường
nước, mà không cần thiết bị cũng có thể phân tích được nhiều mẫu nước trong
một thời gian ngắn trực tiếp ở vị trí lấy mẫu [26].
Sau đó các tác giả này [27] còn nghiên cứu một phương pháp làm giàu
sơ bộ ngay tại chỗ đơn giản và nhanh chóng dùng cho việc xác định lượng
NH4+ nhỏ trong các mẫu nước bằng phổ quang kế đã được phát triển dựa trên
phương pháp chiết pha rắn sử dụng một ống nhỏ có bọc ngoài một lớp
octadecyl và bôi thêm lớp gel axit silisic (Sep-Pak C18 cartridge). Mẫu nước
được đổ vào từ từ để công việc được tiến hành một cách đơn giản, và ngăn
chặn được sự ô nhiễm ngay lập tức sau khi đổ các mẫu nước vào. Amoni
trong mẫu nước được phản ứng với hypoclorit và thymol để chuyển thành
màu xanh indothymol; sau đó màu xanh này sẽ được thu lại như một cặp ion
gồm ion màu xanh indothymol và ion tetrabutylammonium trong ống SepPak C18. Màu xanh indothymol trên ống duy trì được trong 4 ngày. Màu
xanh này dễ dàng được tách rửa bằng một hỗn hợp gồm methanol và dung
dịch sodium hydroxide 0,01mol/L. Độ đậm của màu được đo bằng quang phổ
kế ở bước sóng 725nm. Phương pháp đề xuất này đã được ứng dụng thành
công đối với các mẫu nước ngoài môi trường như nước sông và đã sử dụng
vào việc đo amoni trong các mẫu nước sông Hii và sông Asakumi. Sông Hii
chảy qua các khu vực không có dân cư và đổ vào hồ Shinji, và sông Asakumi
là một con sông nội thành, chảy qua thành phố Matsue đổ vào hồ Nakaumi.
Keiichi Fukushi và cộng sự [19] đã sử dụng phương pháp điện di mao
quản có đầu dò UV trực tiếp để xác định amoni trong các mẫu nước sông và
biển. Theo cách này, các ion kim loại kiềm và kiềm thổ cùng có mặt trong

X-114)

và

cationic

(cetyltrimethylammonium bromide – CTAB) để chiết indophenol đã thành
thành trong phản ứng Berthelot với amoni từ dung dịch lỏng. Phản ứng dựa
trên phản ứng màu của amoni và phenol dưới các điều kiện oxy hóa phù hợp
trong môi trường kiềm và chiết điểm sương thuốc màu đã được sinh ra. Hiệu
quả của phản ứng và các thông số chiết đã được nghiên cứu và các thông số
tối ưu đã được xây dựng. Độ tuyến tính của phép xác định năm trong khoảng
2,00 ÷ 125,00 mg/L amoni. Giới hạn phát hiện của phương pháp là 1 mg/L.
Ảnh hưởng của một số ion cũng được kiểm tra. Phương pháp được ứng dụng
để xác định amoni trong các mẫu nước tự nhiên.
Tóm lại, có rất nhiều nghiên cứu nhằm tìm kiếm xác định nhanh, tiện
lợi, đơn giản và chính xác các kỹ thuật hiện đại trên cơ sở của sự tạo phức
màu. Một số kỹ thuật phân tích được tổng kết trong bảng dưới đây.

Luận văn Thạc sỹ khoa học

23

Nguyễn Văn Khoa


Khoa Môi Trường

Trường ĐHKHTN-ĐHQGHN


Nguyễn Văn Khoa