BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

……..….***…………

TRỊNH THỊ THỦY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
MỘT SỐ DẠNG THỦY NGÂN TRONG MẪU TRẦM TÍCH
SỬ DỤNG KỸ THUẬT CHIẾT CHỌN LỌC

Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH
Mã số: 9.44.01.18
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội - 2018


Công trình đƣợc hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Vũ Đức Lợi
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2: TS. Lê Thị Trinh

Phản biện 1: …
Phản biện 2: …
Phản biện 3: ….


nhất của thủy ngân là metyl thuỷ ngân, dạng này có thể tích lũy trong mô mỡ, tế bảo của cá và các động vật
khác. Do vậy, việc xác định hàm lượng các dạng hoá học khác nhau của thuỷ ngân trong các đối tượng mẫu môi
trường, mẫu sinh vật có ý nghĩa rất quan trọng, đặc biệt trong các mẫu trầm tích là môi trường tích lũy lượng lớn
chất ô nhiễm từ các nguồn thải và là môi trường sống cho nhiều loại động thực vật thủy sinh.
Hiện nay, trên thế giới đã có một số nghiên cứu khoa học công bố về phương pháp xác định các dạng
thủy ngân trong một số đối tượng mẫu khác nhau, tuy nhiên chưa có nhiều nghiên cứu một cách toàn diện về
quy trình xử lý mẫu để tách chiết các dạng tồn tại của thủy ngân trong mẫu trầm tích. Các tổ chức quốc tế và các
quốc gia cũng chưa ban hành tiêu chuẩn hướng dẫn về việc xác định một số dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích
ngoài 01 tiêu chuẩn của Tổ chức bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA). Ở Việt Nam, chưa có quy trình chuẩn hướng
dẫn về phương pháp phân tích hàm lượng tổng thủy ngân và các dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích cũng như
có rất ít các nghiên cứu đánh giá sự có mặt của thủy ngân và các dạng của chúng trong môi trường.
Do vậy, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định một số dạng thủy ngân
trong mẫu trầm tích sử dụng kỹ thuật chiết chọn lọc” để nghiên cứu.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- Xây dựng được phương pháp xác định một số dạng thủy ngân trong trầm tích bằng kỹ thuật chiết chọn
lọc;
- Đánh giá độ tin cậy của phương pháp đã xây dựng được;
- Áp dụng kết quả nghiên cứu để xác định dạng thủy ngân trong trầm tích tại một khu vực cụ thể.
3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
- Khảo sát, lựa chọn các điều kiện tối ưu và xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp phân tích hàm lượng
tổng thủy ngân trong trầm tích

1


- Nghiên cứu, khảo sát và xây dựng quy trình phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong trầm tích bằng
phương pháp sắc ký khí sử dụng detector cộng kết điện tử (GC-ECD) sử dụng cột mao quản, thay cho các dạng
cột nhồi đã sử dụng trước đây.
- Nghiên cứu, khảo sát và xây dựng quy trình phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong mẫu trầm tích
bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp các kỹ thuật chiết chọn lọc.

- Đối với quy trình xác định tổng hàm lượng thủy ngân, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương
pháp xử lý mẫu và kỹ thuật định lượng hàm lượng tổng thủy ngân trong mẫu trầm tích và các loại mẫu môi
trường khác. Một số tiêu chuẩn hướng dẫn phân tích tổng hàm lượng thủy ngân trong trầm tích đã được ban
hành như tiêu chuẩn của US EPA, Nhật Bản. Tuy nhiên, khi tiến hành thử nghiệm thực tế, các phòng thí nghiệm
ít nhiều đều có những thay đổi hoặc phát triển so với phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn. Vì vậy, các phương
pháp này cần được xác nhận giá trị sử dụng để đảm bảo độ tin cậy và chính xác của kết quả phân tích trong
điều kiện thực tế của các phòng thí nghiệm hiện nay.
- Các nghiên cứu về phương pháp xử lý mẫu và định lượng metyl thủy ngân trong trầm tích chưa nhiều,
đặc biệt tại Việt Nam. Theo các nghiên cứu trên thế giới, metyl thủy ngân sau khi tách ra khỏi mẫu được định
lượng trên thiết bị GC ghép nối với các đầu dò có độ nhạy cao như ECD, AAS, AFS, MS; một số ít nghiên cứu
sử dụng phương pháp CV - AAS hoặc đốt trực tiếp DMA. Do đó, việc lựa chọn, khảo sát, đánh giá độ tin cậy
của quy trình phân tích phù hợp với điều kiện nghiên cứu là rất cần thiết.
- Với quy trình xác định một số dạng thủy ngân trong trầm tích, đã có nhiều nghiên cứu trong đối tượng
mẫu đất và trầm tích, tuy nhiên chưa có thống nhất chung về cách phân dạng và quy trình chiết các dạng cũng
như có rất ít các tiêu chuẩn hướng dẫn và đánh giá quy trình một cách hệ thống. Đối với nội dung này, rất cần
có các nghiên cứu mang tính hệ thông về phân dạng, lựa chọn quy trình chiết các dạng, khảo sát và đánh giá độ
tin cậy của quy trình cũng như tìm hiểu sự thay đổi cấu trúc pha của mẫu sau mỗi bước chiết để đánh giá khả
năng chiết chọn lọc.
Căn cứ vào các vấn đề tổng quan đã nghiên cứu ở trên, chúng tôi chọn luận án nghiên cứu là: “Nghiên
cứu xây dựng phương pháp xác định một số dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích sử dụng kỹ thuật chiết chọn
lọc”.

.

3


CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tƣợng nghiên cứu
- Quy trình phân tích một số dạng của thủy ngân trong trầm tích: dạng tổng thủy ngân, dạng metyl thủy

Dạng F2: Dạng hòa tan trong nước, HgO
Dạng F3: Dạng thủy ngân sunfua
Dạng F4: Dạng cặn dư (Phần cặn dư là một phần Hg bị ràng buộc với các nguyên tố mà không thể được
chiết xuất bởi các chất phản ứng trước đó).
2.4.5 Áp dụng các quy trình đã khảo sát để xác định các dạng thủy ngân trong trầm tích: Xác định thủy
ngân tổng số, metyl thủy ngân và các dạng khác trong hai loại mẫu trầm tích lấy tại cửa sông Hàn, thành phố Đà
Nẵng; Các mẫu trầm tích mặt được lấy tại một ao, hồ, sông tại khu vực làng nghề tái chế nhựa Minh Khai,
huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên.

4


CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Kết quả xác nhận giá trị sử dụng quy trình phân tích hàm lƣợng tổng thủy ngân
Đường chuẩn được xây dựng với dung dịch chuẩn là metyl thủy ngân - Cystein và tiến hành vô cơ hóa
mẫu trong cùng điều kiện như đối với mẫu môi trường (đường chuẩn trên nền mẫu trắng).
Trước hết đánh giá độ ổn định tín hiệu đo của thiết bị bằng cách đo lặp lại mỗi điểm chuẩn 5 lần. Kết
quả cho thấy, thiết bị đo cho tín hiệu ổn định, tín hiệu đo của các điểm chuẩn ổn định ở các lần đo (độ lặp của
tín hiệu đo ở các điểm chuẩn đều có giá trị RSD < 15%).
Khoảng tuyến tính được xác định từ 0,05 đến 1,4 µg Hg/L.
Kết quả xác nhận giá trị sử dụng của quy trình phân tích xác định hàm lượng tổng thủy ngân: ở bảng
sau:
Bảng 3.6: Tổng hợp kết quả xác nhận giá trị sử dụng quy trình phân tích T - Hg
STT
Thông số
Kết quả
Yêu cầu của AOAC
Giới hạn phát hiện, giới hạn định
LOD = 1,04 ng/g
1

5


Thêm 20,0 mL Toluene vào ống ly tâm, lắc hỗn hợp trong máy lắc ngang, thời gian 15 phút. Sau đó ly
tâm hỗn hợp trong 20 phút ở tốc độ 2400 vòng/ phút. Tách lấy pha hữu cơ, lặp lại bước này 2 lần.
Chuyển toàn bộ dịch chiết thu được vào một ống ly tâm, thêm ml L -Cystine 1%, lắc 20 phút, ly tâm
trong 3 phút ở tốc độ 2000 vòng/phút, tách lấy pha L- Cystine.
Hàm lượng metyl thủy ngân trong dịch chiết cuối cùng cuối cùng được định lượng theo phương pháp
xác định hàm lượng tổng thủy ngân trên thiết bị CV-AAS.
b) Đánh giá độ tin cậy của quy trình
Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp: Giới hạn phát hiện (LOD) và
giới hạn định lượng (LOQ) của quy trình phân tích được đánh giá trên nền mẫu môi trường có hàm lượng MeHg
thấp. Phân tích lặp 10 lần 01 mẫu MK8 theo quy trình đã xây dựng ở trên. Giới hạn phát hiện của quy trình đã
xây dựng (LOD) là 0,34 ng Hg/g, giới hạn định lượng (LOQ) là 1,12ng Hg/g nếu sử dụng 2 gam mẫu trầm tích
khô để phân tích.
Đánh giá độ chính xác của quy trình phân tích: Đánh giá theo phương pháp sử dụng mẫu môi trường
và mẫu môi trường thêm chuẩn, các đại lượng đánh giá là độ lặp và độ thu hồi. Theo kết quả thu được độ lệch
chuẩn tương đối (RSD) của phép phân tích cao nhất là 8,29%, thấp hơn khoảng RSD chấp nhận được đối với
các mẫu phân tích khoảng nồng độ 10 ppb theo yêu cầu của AOAC về đánh giá tiêu chí độ lặp (< 21%). Như
vậy có thể thấy rằng quy trinh phân tích đã xây dựng có độ lặp đảm bảo yêu cầu.
Việc xác định độ đúng của quy trình xây dựng thực hiện thông qua xác định độ thu hồi trên nền mẫu môi
trường thêm chuẩn. Độ thu hồi của quy trinh phân tích thực hiện trên mẫu môi trường thêm chuẩn ở ba khoảng
nồng độ có giá trị từ 88,51% ÷ 114,00%. Kết quả này phù hợp với yêu cầu của AOAC (ở ngưỡng hàm lượng
ng/g thì độ thu hồi yêu cầu là 60 -115 %).
Ước lượng độ không đảm bảo đo của phương pháp: Độ không đảm bảo đo mở rộng của phương pháp
U = 24,34 (%).
3.2.2 Khảo sát, đánh giá quy trình xác định metyl thủy ngân bằng phương pháp GC /ECD
a) Khảo sát các điều kiện định lượng metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD
 Lựa chọn cột tách
Khảo sát quy trình định lượng metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD sử dụng 03 loại cột DB - 608, DB

6.75

6.8

6.85

6.9

6.95

7

7.05

7.1

7.15

7.2

M eH g
M eH g
M eH g

M eHg

RT [min]

6.3


0
-100,000
-200,000
6.4

MeHg200ppb2.DATA

M eH g

950,000
µV
900,000
850,000
800,000
750,000
700,000
650,000
600,000
550,000
500,000
450,000
400,000
350,000
300,000
250,000
200,000
150,000
100,000
50,000
0

tín hiệu/nhiễu (S/N). Kết quả tính toán độ lệch chuẩn và giá trị trung bình của S/N các giá trị IDL và IQL ở bảng
3.20.
Bảng 3.1 . Kết quả xác định IDL và IQL
Lần 1

Lần 2

Lần 3

Lần 4

Lần 5

Trung bình

0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Nồng độ (ppb)
117,7
93,4
88,1
76,3
102,1
Diện tích pic
69,27
48,90
45,70

thủy ngân bằng phương pháp GC/ECD. Quy trình xác định được đề xuất như sau:
Cân chính xác khoảng 2 gam mẫu trầm tích cho vào ống ly tâm thủy tinh 50mL. Thêm 5,0 mL dung
dịch KOH/CH3OH (25%), siêu âm trong 45 phút. Thêm tiếp 5mL dung dịch H2SO4 4M bão hòa CuSO4, 5mL
dung dịch KBr 4M và 3 mL dung môi Toluene, lắc mẫu trong thời gian 3 phút, sau đó ly tâm với tốc độ 2200
vòng/ phút trong 10 phút, chiết lấy pha hữu cơ. Thêm tiếp 3 mL dung môi Toluen vào phần còn lại, lặp lại quá
trình chiết thêm 02 lần. Thu toàn bộ dịch chiết pha hữu cơ vào ống ly tâm mới.
Thêm 1 ml dung dịch L - Cysteine 2%, lắc ... phút, tách lấy phần pha lỏng (dịch chiết L – Cysteine) bên
trên. Lặp lại quá trình này 03 lần.
Thêm 0,5 ml dung dịch HCl 6M vào dịch chiết L - Cysteine, chiết lại metyl thủy ngân bằng 0,5 ml
Toluene, quá trình chiết được lặp lại thêm 02 lần. Thu toàn bộ dịch chiết, làm khô bằng Na2SO4 khan.
Phân tích dịch chiết trên thiết bị GC/ECD, sử dụng cột DB-08, với các điều kiện đo:

-

Nhiệt độ injector là 2200C

7


-

Nhiệt độ detector là 2800C

-

Thể tích bơm mẫu 1µl

Chương trình nhiệt độ cột bắt đầu từ 500C (giữ 1 phút) tăng lên 2400C với tốc độ tăng nhiệt độ là
200C/phút (giữ ở nhiệt độ cuối 15 phút).
Khí mang: N2 (2 ml/phút); khí make up: N2 (30 ml/phút)

Giá trị LOD, LOQ của quy trình xác định được tương đồng với kết quả nghiên cứu của tác giả A. M.
Caricchia và cộng sự sử dụng phương pháp GC/ECD để định lượng MeHg, nghiên cứu sử dụng 2,0 gam mẫu khô
để phân tích thì giá trị LOQ là 0,5 ng Hg/g.
 Đánh giá độ chính xác của quy trình
Độ chính xác của quy trình được đánh giá theo phương pháp sử dụng mẫu môi trường và mẫu môi
trường thêm chuẩn, các đại lượng đánh giá là độ lặp và độ thu hồi. Độ lệch chuẩn tương đối của quy trình phân
tích cao nhất là 13,53%. Giá trị này nhỏ hơn giá trị RSD chấp nhận được đối với các mẫu phân tích có khoảng
nồng độ 10 ppb theo yêu cầu của AOAC về đánh giá tiêu chí độ lặp (< 21%). Như vậy có thể thấy rằng quy
trình phân tích đã xây dựng có độ lặp đảm bảo yêu cầu.
Độ thu hồi của quy trình phân tích thực hiện trên mẫu môi trường thêm chuẩn ở ba khoảng nồng độ 1 ng
Hg/g, 5 ng Hg/g, 10 ng Hg/g có giá trị từ 72,01 ÷ 111,21%. Kết quả này phù hợp với yêu cầu của AOAC (ở
ngưỡng hàm lượng ng/g thì độ thu hồi yêu cầu là 60 -115 %).
 Ước lượng độ không đảm bảo đo của phương pháp: Độ KĐBĐ mở rộng của phương pháp U = 25,26%.
Kết đánh giá độ tin cậy của quy trình phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong trầm tích bằng 02
phương pháp được tổng hợp ở bảng 3.24.
Bảng 3.24: Tổng hợp kết quả đánh giá quy trình phân tích MeHg bằng 2 phƣơng pháp CV - AAS và
GC/ECD
Kết quả
STT

Thông số

1

Giới hạn phát hiện, giới hạn
định lượng của phương
pháp

Phƣơng pháp CV - AAS



R = 88,51% - 114,00%

5

Ước lượng độ không đảm
bảo đo mở rộng U (%)

22,69%

RSD = 1,90 - 8,29

RSD = 1,82 – 13,53
R = 72,01% -111,21%.

Yêu cầu của
AOAC
RSD
< 15%
60 ≤ R ≤ 115%

25,26%

d) So sánh hai phương pháp phân tích MeHg
Nghiên cứu thực hiện phương pháp so sánh từng cặp theo chuẩn Student để đánh giá xem có sự khác
nhau có nghĩa về kết quả phân tích của hai phương pháp phân tích MeHg hay không.
Kết quả tính toán cho thấy kết quả phân tích không có sự khác nhau có nghĩa. Như vậy, có thể sử dụng
một trong hai phương pháp này để phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong mẫu trầm tích.
3.3 Kết quả khảo sát, đánh giá quy trình quy trình chiết chọn lọc một số dạng của thủy ngân trong
trầm tích

5
7
10
15
(2) Khảo sát thời gian lắc với
Hiệu suất thu hồi trung
50,82
65,58
75,56
92,27
99,01
dung môi chiết Cloroform
bình (%)
Thể tích (mL)
1
2
3
5
(3) Khảo sát thể tích dung dịch
Hiệu suất thu hồi trung
92,17
102,03
98,55
97,97
Na2S2O3 0,01M
bình (%)
Thời gian (phút)
1
2
3

Na2S2O3 0,01M là 2,0 mL hoặc 3,0 mL cho quá trình chiết ngược thủy ngân hữu cơ từ pha cloroform vào dung
dịch Na2S2O3 0,01M. Trong các thí nghiệm tiếp theo lựa chọn thể tích Na2S2O3 0,01M là 2,0 ml.
Với yếu tố khảo sát (4): Cố định các điều kiện (1), (2), (3) đã điều kiện, thay đôi thời gian lắc chiết. Kết
quả cho thấy, với thời gian lắc chiết từ 1 phút đến 2 phút thì độ thu hồi cao nhất là 76,7% chưa đạt yêu cầu của
AOAC. Với thời gian lắc chiết từ 3 phút đến 5 phút, độ thu hồi nằm trong khoảng từ 90,8 ÷ 98,8%. Từ đó,
chúng tôi lựa chọn thời gian lắc chiết là 3 phút với quá trình chiết ngược thủy ngân hữu cơ từ pha cloroform vào
dung dịch Na2S2O3 0,01M

Hình 3.6 Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình chiết chọn lọc dạng F1
3.3.2 Kết quả khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F2
Các yếu tố khảo sát và điều kiện thay đổi để khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F2 được thống
kê ở bảng 3.27. Tất cả các thí nghiệm khảo sát được tiến hành trên mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn thêm chuẩn
HgO. Mỗi thí nghiệm khảo sát tiến hành làm lặp 03 lần
Các yếu tố khảo sát trong quy trình và kết quả khảo sát thể hiện ở bảng 3.27 và hình 3.7.
Bảng 3.27. Các yếu tố khảo sát trong quy trình xác định dạng F2
Điều kiện thay đổi
Yếu tố kháo sát
Đại lƣợng (Đơn vị)
TN1
TN2
TN3
TN4
Nồng độ (mol/l)
0,02
0,05
0,1
0,2
(1) Khảo sát nồng độ dung Hiệu suất thu hồi trung
47,52
81,14

11

TN5
0,5
98,27


Hình 3.7 Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình chiết chọn lọc dạng F2
Kết quả khảo sát tại các nồng độ H2SO4 0,02M; 0,05M độ thu hồi thấp hơn 80%, khi tăng nồng độ dung
dịch từ 0,1M cho độ thu hồi tốt đạt 96,43 ÷ 106,20%. Như vậy để đảm bảo độ thu hồi theo yêu cầu, nghiên cứu
chọn dung dịch H2SO4 có nồng độ 0,1M cho quá trình chiết dạng F2 ra khỏi mẫu.
Đối với thí nghiệm khảo sát thể tích dung dịch H2SO4 0,1M, kết quả cho thấy ở cả 3 mức khảo sát đều
cho độ thu hồi đạt > 80% trong đó, từ thể tích 15ml cho độ thu hồi đạt trên 90%. Do vậy nghiên cứu lựa chọn
thể tích dung dịch H2SO4 0,1M là 15ml cho quy trinh phân tích.
Kết quả khảo sát thời gian lắc chiết 2 gam mẫu trầm tích với 15ml dung dịch H 2SO4 0,1M, độ thu hồi
của các quy trình chiết đạt từ 65,37% - 97,76%. Trong đó, khi lắc chiết 2 phút đạt độ thi hồi thấp hơn 80% và
lắc chiết từ 5 phút trở lên độ thu hồi cao hơn, trong khoảng từ 96,16 ÷ 110,21%. Để đảm bảo hiệu suất quy trình
chiết tốt và tiết kiệm thời gian, nghiên cứu lựa chọn thời gian lắc chiết là 5 phút cho các thí nghiệm tiếp theo.
3.3.3 Kết quả khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F3
a) Khảo sát độ tan của HgS
Trong các thí nghiệm khảo sát, dung dịch hòa tan gần như hoàn toàn HgS là dung dịch HCl + HNO3 với
các tỷ lệ thể tích HCl:HNO3:H2O là 1:1:1; 1:1:2 có bổ sung thêm CuCl (độ hòa tan lớn hơn 99,3%), các dung
dịch khác độ hòa tan đạt thấp hơn. Vì vậy, trong các khảo sát tiếp theo chúng tôi lựa chọn chiết dạng thủy ngân
sunfua bằng dung dịch hỗn hợp HCl và HNO3 với tỷ lệ thể tích HCl:HNO3:H2O là 1:1:2 có bổ sung thêm CuCl.
b) Khảo sát các điều kiện để chiết dạng thủy ngân sunfua trong trầm tích
Tất cả các thí nghiệm khảo sát được tiến hành trên mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn thêm chuẩn HgS. Mỗi
thí nghiệm khảo sát tiến hành làm lặp 03 lần.
Các yếu tố khảo sát trong quy trình và kết quả khảo sát thể hiện ở bảng 3.28 và hình 3.8.

12

Đại lƣợng (Đơn vị)
Thể tích (mL)
Hiệu suất thu hồi trung
bình (%)
Khối lượng (gam)
Hiệu suất thu hồi trung
bình (%)
Thời gian (phút)
Hiệu suất thu hồi trung
bình (%)

TN1

72,81
2

99,04
0,4

99,67
0,5

98,56

92,94
10

88,03

94,21

Kết quả phân tích phổ XRD cho thấy mẫu trầm tích trước khi chiết dạng F2 có chứa các pha gồm HgCl 2
(có các peak chính ở vị trí 2Ө bằng 20,36; 25,55 và 33,15), HgO (có các peak chính ở vị trí 2Ө bằng 30,11 và
32,45), HgS (có các peak chính ở vị trí 2Ө bằng 26,55; 31,25; 43,76) và SiO2 (có các peak chính ở vị trí 2Ө
bằng 20,36; 26,65; 36,55; 50,14 và các peak có cường độ nhỏ hơn)
Sử dụng quy trình chiết như đã khảo sát, đối với dạng F1 (metyl thủy ngân clorua) bằng dung môi
chloroform, metyl thủy ngân clorua không thể hiện được trên phổ XRD. Như vậy, ở bước chiết đầu tiên cấu trúc
pha của mẫu trầm tích không bị thay đổi sao với trước khi chiết.

14


Khi chiết dạng F2 bằng dung dịch H2SO4 0,05M, dạng này rất dễ tan trong môi trường axit. Kết quả đo
phổ XRD của cặn sau khi chiết dạng F2 ở hình 3.11 cho thấy, các pha trong trầm tích còn HgS (có các peak
chính ở vị trí 2Ө tương tự như của Hg S trong mẫu trước khi chiết dạng F2) và SiO 2 (có các peak chính ở vị trí
2Ө tương tự như của SiO2 trong mẫu trước khi chiết dạng F2). Kết quả này chứng tỏ HgO và HgCl 2 đã bị hòa
tan trong quá trình chiết dạng F2.
Đối với dạng HgS (dạng F3), đây là dạng bền, khó tách chiết ra khỏi mẫu trầm tích. Khảo sát sự thay
đổi pha cấu trúc của mẫu trầm tích sau khi chiết dạng F3, kết quả được thể hiện ở hình 3.12.

Hình 3.12: Phổ XRD của mẫu trầm tích thêm chuẩn sau khi chiết dạng F3
Phổ XRD của mẫu trầm tích sau khi chiết dạng F3 cho thấy các peak xuất hiện chủ yếu là của pha SiO2,
các peak của HgS (so sánh với phổ XRD của mẫu trầm tích sau khi chiết F2) đã biến mất hoàn toàn. Kết quả
này chứng tỏ HgS đã bị hóa tan hoàn toàn bới dung dịch hỗn hợp HCl và HNO3 có bổ sung thêm CuCl.
b) Đánh giá độ lặp và độ đúng của quy trình chiết các dạng F1, F2, F3
Độ tin cậy của quy trình xác định hàm lượng các dạng của thủy ngân trong trầm tích được đánh giá
thông qua độ lặp và độ đúng.
Để đánh giá độ lặp của quy trình: tiến hành phân tích mẫu môi trường (cột SH1, độ sâu 40 - 45 cm) lặp
06 lần theo quy trình đã khảo sát. Kết quả cho thấy giá trị RSD của các dạng đều nhỏ hơn 15%, dạng thủy ngân
hữu cơ có RSD = 15,45%. Như vậy, quy trình chiết có độ lặp đảm bảo theo yêu cầu của AOAC.
Đánh giá độ đúng của quy trình: đánh giá dựa trên hiệu xuất chiết của mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn

nhiễm môi trường nghiêm trọng.
b) Hàm lượng tổng thủy ngân trong trầm tích cột lấy tại cửa sông Hàn, thành phố Đà Nẵng.
Kết quả phân tích hàm lượng tổng thủy ngân của các cột trầm tích được lấy tại khu vực cửa sông Hàn và
khu vực ven biển thành phố Đà Nẵng được thống kê ở bảng 3.32.
Bảng 3.32 Hàm lƣợng tổng thủy ngân (ng/g trọng lƣợng khô) trong các cột trầm tích
Độ sâu (cm)
Từ 0 - 5

Cột SH1
65,55 ± 0,7

Cột SH2
128,62 ± 0,44

Cột SH3
136,44 ± 2,73

Cột SH4
170,08 ± 0,45

Cột SH5
170,47 ± 1,90

Từ 5 - 10

127,07 ± 0,69

198,52 ± 0,45

141,84 ± 2,74


198,69 ± 0,77

247,60 ± 0,45

141,25 ± 2,73

179,37 ± 0,46

296,71 ± 2,01

Từ 25 - 30

121,74 ± 0,74

130,60 ± 0,45

199,09 ± 2,72

199,33 ± 0,46

259,41 ± 1,01

Từ 30 - 35

166,76 ± 0,69

88,73 ± 0,45

159,22 ± 2,72


146,31 ± 0,76

96,01 ± 0,44

187,04 ± 2,78

214,30 ± 0,52

173,35 ± 176

Tử 50 - 55

158,73 ± 0,83

227,39 ± 0,45

138,64 ± 1,83

125,42 ± 1,57

150,55 ± 1,68

Từ 55 - 60

153,62 ± 0,76

131,68 ± 0,45

114,48 ± 1,84


156,06 ± 0,75

173,27 ± 0,44

Từ 75 - 80

55,93 ± 0,66

128,91 ± 0,45

93,02 ± 1,80

174,39 ± 0,51

78,73 ± 1,88

Từ 80 - 85

140,79 ± 0,68

130,12 ± 0,45

64,83 ± 1,80

163,53 ± 1,54

98,28 ± 1,88

Từ 85 - 90

79,13 ± 1,84

Cột SH4
-

Cột SH5
-

65,55 ± 0,7
128,62 ± 0,44
136,44 ± 2,73
170,08 ± 0,45
170,47 ± 1,90
Từ 95 - 100
Theo chiều sâu của cột trầm tích thì hàm lượng thủy ngân có xu hướng ổn định ở độ sâu 85 -100 cm so
với bề mặt, sau đó giảm mạnh ở độ sâu 75 -80 cm, tiếp theo tăng nhẹ lên đến độ sâu 50cm, sau đó có sự biến
động nhẹ, và tăng mạnh nhất ở độ sâu 20 - 35cm, rồi giảm dần ở trầm tích bề mặt (độ sâu nhỏ hơn 20 cm).
Trong các nghiên cứu sâu hơn, nếu đồng thời đánh giá được tuổi trầm tích kết hợp với xu hướng tích lũy thủy
ngân trong tầm tích cột theo độ sâu chúng ta có thể đánh giá hồi cố được lịch sử ô nhiễm của thủy ngân ở khu
vực nghiên cứu.
3.4.2. Kết quả phân tích các dạng
a) Kết quả phân tích các dạng trong trầm tích mặt ao, hồ tại làng nghề Minh Khai
Kết quả phân tích các dạng của thủy ngân trong trầm tích mặt ao, hồ được lấy tại các ao của làng nghề
tái chế nhựa Minh Khai, huyện Như Quỳnh, tỉnh Hưng Yên thu được ở bảng 3.34.
Bảng 3.34: Kết quả phân tích các dạng trong trầm tích mặt ao, hồ của làng nghề tái chế nhựa Minh Khai
Ký
Độ
F1
F2
F3

34,62± 2,72
778,95± 71,20
228,87± 31,68
1087,87± 90,29 1229,40 ±168,67 11,51 8,99 ±2,27
MK4
41,14± 6,36
47,53± 3,74
439,78± 40,20
181,88± 25,17
710,33± 58,96
669,18±91,81
6,15
7,47 ±1,89
MK5
79,54± 12,29
64,84± 5,10
449,56± 41,09
271,60± 37,59
865,53± 71,84
939,71±128,93
7,89
3,81 ±0,96
MK6
79,52± 12,29
35,65± 2,80
740,36± 67,67
57,50± 7,96
913,02± 75,78
846,32±116,11
7,88

900,93± 74,78
865,32±118,72
4,12
1,81 ±0,46
Theo bảng 3.34 có thể nhận thấy, trong các mẫu trầm tích lấy ở các ao, hồ trong khu vực làng nghề hàm
lượng dạng F3 chiếm đa số (từ 51, 94 đến 81,09%), hàm lượng các dạng F1 dao động từ 3,80 đến 10,39%, hàm
lượng dạng F2 dao động từ 3,18 đến 7,49%, hàm lượng dạng F4 dao động từ 6,79 đến 31,39%. Hàm lượng %
của các dạng trong trầm tích tại một số ao, hồ của làng nghề tái chế nhựa Minh Khai phù hợp với một số nghiên
cứu trên thế giới, theo kết quả nghiên cứu của Leonard Boszke và CS về các dạng của thủy ngân trong trầm tích
sông Vistula tại Hà Lan thì hàm lượng của dạng thủy ngân sunfua chiếm 55 - 82%, hàm lượng dạng thủy ngân
hữu cơ chiếm 0,6 - 13%, hàm lượng dạng hòa tan trong nước chiếm 5,1 - 13%. Hàm lượng metyl thủy ngân dao
động từ 1,34 đến 9,99 ng Hg/gam (chiếm 0,21 - 1,12%), kết quả này phù hợp với một số nghiên cứu trên thế
giới, hàm lượng metyl thủy ngân so với hàm lượng tổng đối với trầm tích của các ao hồ thường nhỏ hơn 5%.
b) Kết quả phân tích các dạng theo chiều sâu trong cột trầm tích lấy tại cửa sông Hàn và khu vực ven
biển thành phố Đà Nẵng
Hàm lượng các dạng của thủy ngân theo chiều sâu của các cột trầm tích lấy tại cửa sông Hàn và khu vực
ven biển thành phố Đà Nẵng thể hiện ở các bảng 3.35. Sự phân bố tỷ lệ % các dạng thủy ngân trong cột trầm
tích biểu thị ở hình, xu hướng phân bố các dạng theo độ sâu biểu thị trên đồ thị ở các hình 3.15 - 3.16.

17


Bảng 0.35: Kết quả phân tích hàm lƣợng các dạng trong các cột trầm tích
Độ
sâu
(cm)

F1

F2


46,67± 4,27

16,60± 2,30

73,47± 6,10

65,55± 8,99

12,08

0,29 ± 0,07

10-15

3,56 ± 0,55

8,83 ± 0,69

94,27± 8,62

24,56± 3,40

131,22± 10,89

141,22± 19,38

7,08

0,54 ± 0,14


124,50± 17,08

11,18

-

55-60

3,41 ± 0,53

7,09 ± 0,56

133,06± 12,16

18,40± 2,55

161,97± 13,44

153,62± 21,08

5,44

-

70-75

3,38 ± 0,52

7,05 ± 0,55


Cột SH2
0-5

3,94 ± 0,61

10,82 ± 0,85

100,91 ± 9,22

30,37 ± 4,02

146,04 ± 12,12

128,62± 17,65

13,54

0,87 ± 0,22

10-15

5,17 ± 0,80

14,40 ± 1,13

116,36 ± 10,63

30,83 ± 4,27


8,60 ± 0,68

98,56 ± 9,01

15,66 ± 2,17

126,01 ± 10,46

115,36± 15,83

9,23

-

55-60

1,72 ± 0,27

4,33 ± 0,34

94,40 ± 8,63

21,04 ± 2,91

121,49 ± 10,08

131,68± 18,07

7,74


93,55 ± 7,76

84,19± 11,55

11,12

-

90-100

1,92 ± 0,30

3,20 ± 0,25

120,59 ± 11,02

14,45 ± 2,00

140,16 ± 11,63

130,50± 17,90

7,40

-

Cột SH3
0-5

4,11 ± 0,63


0,32 ± 0,08

25-30

5,16 ± 0,80

11,23 ± 0,88

148,14 ± 13,54

33,78 ± 4,68

198,30 ± 16,46

199,09± 27,32

0,40

0,64 ± 0,16

40-45

4,92 ± 0,76

9,72 ± 0,76

130,17 ± 11,90

19,08 ± 2,64


4,17 ± 0,33

90,88 ± 8,31

14,21 ± 1,97

111,71 ± 9,27

98,85± 13,56

13,01

-

85-90

1,54 ± 0,24

3,85 ± 0,30

80,14 ± 7,32

10,95 ± 1,51

96,47 ± 8,01

89,24± 12,24

8,10

31,20 ± 4,32

178,89 ± 14,85

170,08± 23,33

5,18

0,60 ± 0,15

10-15

4,80 ± 0,74

12,53 ± 0,98

138,27 ± 12,64

21,88 ± 3,03

177,48 ± 14,73

176,67± 24,24

0,46

0,74 ± 0,19

25-30


4,93

0,42 ± 0,11

55-60

2,70 ± 0,42

6,88 ± 0,54

140,90 ± 12,88

20,34 ± 2,82

170,83 ± 14,18

158,17± 21.70

8,01

0,30 ± 0,08

18


Độ
sâu
(cm)
70-75
85-90

7,49 ± 0,59

123,58 ± 11,30

4,26 ± 0,59

137,03 ± 11,37

143,68± 19,71

4,63

-

2,02 ± 0,31

6,12 ± 0,48

120,79 ± 11,04

12,32 ± 1,71

141,26 ± 11,72

130,73± 17,94

8,05

-



192,82 ± 26,45

11,46

0,56 ± 0,14

25-30

22,07 ± 3,41

16,21 ± 1,27

175,19 ± 16,01

62,95 ± 8,71

276,43 ± 22,94

259,41 ± 35,59

8,49

0,52 ± 0,13

40-45

8,73 ± 1,35

11,28 ± 0,89


70-75

7,06 ± 1,09

7,39 ± 0,58

117,62 ± 10,75

13,09 ± 1,81

145,16 ± 12,05

127,35 ± 17,47

13,99

-

85-90

4,27 ± 0,66

7,10 ± 0,56

111,81 ± 10,22

7,76 ± 1,07

130,94 ± 10,87

Đồ thị biểu diễn hàm lượng các dạng thủy ngân theo chiều sâu trong cột trầm tích cho thấy, tỷ lệ phần
trăm hàm lượng thủy ngân hữu cơ và metyl thủy ngân có xu hướng giảm dần theo độ sâu, tỷ lệ phần trăm hàm
lượng dạng thủy ngân sunfua có xu hướng tăng dần theo độ sâu, ở các độ sâu lớn hàm lượng metyl thủy ngân
nhỏ dưới giới hạn định lượng, các dạng còn lại không có xu hướng rõ ràng. Theo các nghiên cứu, hàm lượng
metyl thủy ngân và thủy ngân hữu cơ cũng có xu hướng giảm dần theo độ sâu.

22


KẾT LUẬN
Từ những kết quả thực hiện đề tài luận án “ Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định một số dạng
thủy ngân trong mẫu trầm tích sử dụng kỹ thuật chiết chọn lọc, chúng tôi rút ra những kết luận sau:
1. Đã nghiên cứu, khảo sát và đánh giá độ tin cậy của phương pháp xác định hàm lượng tổng thủy ngân
trong trầm tích. Kết quả thu được là: LOD của phương pháp là 1,04 ng/g; LOQ của phương pháp là 3,45 ng/g
(lượng mẫu phân tích là 0,5 gam); phương pháp có độ lặp tốt và độ chính xác cao được đánh giá thông qua độ
thu hồi của mẫu chuẩn MESS 3 và mẫu môi trường thêm chuẩn, độ không đảm bảo đo tổng hợp và độ không
đảm bảo đo mở rộng của phương pháp lần lượt là 6,86% và 13,72%. Các kết quả này cho thấy quy trình có độ
tin cậy cao, đáp ứng yêu cầu phân tích hàm lượng vết thủy ngân trong trầm tích.
2. Đã nghiên cứu và xây dựng được quy trình chiết, chọn lọc một số dạng của thủy ngân trong trầm tích
bao gồm: Dạng thủy ngân hữu cơ (F1); dạng thủy ngân hòa tan, thủy ngân oxit (F2); dạng thủy ngân sunfua
(F3). Tính chọn lọc và khả năng hòa tan của thuốc thử đối với các dạng thủy ngân này được chứng minh bằng
sự thay đổi cấu trúc pha của mẫu trước và sau khi chiết dựa trên phổ nhiễu xạ tia X (XRD). Độ tin cậy của quy
trình được đánh giá thông qua độ lặp và độ đúng, kết quả đánh giá phù hợp với quy định của AOAC.
3. Đã nghiên cứu, xây dựng và đánh giá độ tin cậy của quy trình xác định hàm lượng metyl thủy ngân
trong trầm tích bằng 02 phương pháp (phương pháp CV - AAS và phương pháp GC/ECD). Kết quả cho thấy,
hai phương pháp có độ lặp tốt và độ chính xác cao, không có sự khác nhau có nghĩa về kết quả phân tích của hai
phương pháp. Có thể sử dụng một trong hai phương pháp này để phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong
trầm tích.
4. Đã áp dụng các quy trình phân tích xây dựng được để xác định các dạng thủy ngân trong các mẫu
trầm tích cửa sông ven biển và trầm tích ao, hồ tại Đà Nẵng và Hưng Yên.