Nghiên cứu xác định một số kim loại trong nguồn nước sinh hoạt ở khu vực xã thạch sơn lâm thao phú thọ

Nghiên cứu xác định một số kim loại trong
nguồn nước sinh hoạt ở khu vực xã Thạch Sơn
- Lâm Thao - Phú Thọ


Đỗ Thị Thanh Tâm

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Khoa Hóa học
Luận văn Thạc sĩ ngành: Hóa phân tích; Mã số: 60 44 29
Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Văn Ri
Năm bảo vệ: 2011

Abstract. Khảo sát tìm điều kiện tối ưu phân tích Pb, Cu, Zn trong nước bằng
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS trên máy NovAA- 400.
Tách và làm giàu lượng vết Pb, Cu, Zn bằng phương pháp chiết pha rắn sử dụng
nhựa chelex 100. Phân tích đánh giá mức độ ô nhiễm Pb, Cu, Zn trong nước tại xã
Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ.

Keywords. Hóa phân tích; Kim loại; Nước sinh hoạt; Phú Thọ

Content

MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà hội nhập với bạn bè quốc tế. Cùng với quá trình Công
nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, chúng ta đã đạt được những thành tựu đáng kể song cũng
nhiều thách thức cần vượt qua. Trong đó vấn đề tác động của ô nhiễm môi trường chất thải đã
gây ra những hậu quả trực tiếp vô cùng nghiêm trọng đối với đời sống và sức khỏe của con
người. Phản ánh thực trạng này, những mất mát, đau thương mà nhân dân xã Thạch Sơn -
Lâm Thao - Phú Thọ vẫn đang oằn mình chống đỡ và gánh chịu là một minh chứng rất điển

hình.
Xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú Thọ từ lâu đã được mệnh danh là “Làng ung thư”,
theo danh sách thống kê mới nhất về số người chết từ năm 1999 –2005 tại xã Thạch Sơn có
304 người chết trong đó có 106 người qua đời vì bệnh ung thư (chiếm 34,86%). Hiện nay số
người mắc bệnh đã lên đến 34 người, xã vẫn đang tiếp tục điều tra.
Theo khảo sát của bộ Tài nguyên môi trường tiến hành ở xã Thạch Sơn cho thấy hiện
trạng không khí, đất, nước mặt, nước ngầm đều ô nhiễm nặng nề bởi chất độc hoá học, trong
đó có các kim loại nặng trong nước như Pb, Cu, Zn, Ni, As, Hg… Chưa thể khẳng định ô
nhiễm môi trường là nguyên nhân làm phổ biến bệnh ung thư, nhưng chắc chắn tình trạng
này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của người dân.
Với mong muốn tìm hiểu thực trạng, đánh giá mức độ ô nhiễm về nguồn nước ở đây,
đưa ra những lời khuyên và biện pháp khắc phục tình trạng ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ sức
khỏe cho người dân xã Thạch Sơn, em chọn đề tài Luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu xác
định một số kim loại trong nguồn nước sinh hoạt ở khu vực xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú
Thọ”.
Mục tiêu của đề tài:
+ Khảo sát tìm điều kiện tối ưu phân tích Pb, Cu, Zn trong nước bằng phương pháp
quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS trên máy NovAA- 400.
+ Tách và làm giàu lượng vết Pb, Cu, Zn bằng phương pháp chiết pha rắn sử dụng
nhựa chelex 100.
+ Phân tích đánh giá mức độ ô nhiễm Pb, Cu, Zn trong nước tại xã Thạch Sơn - Lâm
Thao - Phú Thọ.

NỘI DUNG LUẬN VĂN
I. Lý do chọn đề tài
Với mong muốn tìm hiểu thực trạng, đánh giá mức độ ô nhiễm về nguồn nước ở đây, đưa
ra những lời khuyên và biện pháp khắc phục tình trạng ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ sức khỏe
cho người dân xã Thạch Sơn, em chọn đề tài Luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu xác định một
số kim loại trong nguồn nước sinh hoạt ở khu vực xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ”.
II. Mục đích nghiên cứu.

Xây dựng một quy trình hoàn chỉnh để xác định hàm lượng và đánh giá mức độ ô nhiễm
các kim loại Pb, Cu và Zn trong các mẫu nước tại xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú
Thọ.
III. Tóm tắt luận văn
TỔNG QUAN
1.1. Vấn đề môi trƣờng tại xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ
Thạch Sơn là xã nằm phía Tây huyện Lâm Thao, cách Hà Nội 100 km, giáp với xã
Chu Hoá (Lâm Thao) ở phía Đông, giáp xã Xuân Huy, Xuân Lũng (Lâm Thao) ở phía Bắc,
giáp Thị trấn Lâm Thao ở phía Nam, giáp Sông Hồng ở phía Tây.
Vấn đề môi trƣờng:
Xã Thạch Sơn phải tiếp nhận một lượng chất thải của Công ty Supe Phốt phát và Hoá
chất Lâm Thao, Công ty Cổ phần pin ắc quy Vĩnh Phú, Công ty giấy Bãi Bằng và hơn 90 lò
gạch thủ công đang hoạt động trên địa bàn. Các Công ty này cũng đã có nhiều biện pháp
giảm thiểu gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên các chất gây ô nhiễm môi trường đã tồn tại và
tích lũy qua một thời gian rất dài, do đó ảnh hưởng của nó không thể giải quyết một sớm, một
chiều.
Xã Thạch Sơn có hơn 1800 hộ, trong đó có 200 hộ sống gần Công ty Supe Phốt phát
và Hoá chất Lâm Thao, 200 hộ sống ở ven đê Sông Hồng cạnh đường ống nước thải của
Công ty giấy Bãi Bằng - 400 hộ trên đều không sử dụng được nước giếng để sinh hoạt do
nước giếng có mùi hôi.
1.2. Tác hại của đồng, chì và kẽm
Đồng, chì và kẽm thuộc nhóm kim loại nặng nguy hiểm về phương diện gây ô nhiễm
môi trường nước. Chúng là những kim loại bền và có tính tích tụ sinh học. Các kim loại này
khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật sẽ gây độc tính cao.
Chì ngưng đọng trong gan, lá lách, thận…gây ra bệnh huyết áp cao, bệnh tim, gan,
thận mãn tính. Chì phá huỷ quá trình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố cần thiết khác trong
máu như cytochrom, nó tích tụ trong hồng cầu, gây xơ vữa động mạch. Do đó, làm tăng
chứng thiếu máu, gây đau bụng, hoa mắt. Chì đặc biệt độc hại với não và thận, hệ thống sinh
sản và hệ thống tim mạch của con người.
Khi cơ thể hấp thụ một lượng đồng lớn sẽ có biểu hiện của bệnh Wilson. Đây là căn

bệnh do đồng tích tụ trong gan, não và da gây nên chứng đãng trí và thần kinh. Ngoài ra
những người làm việc thường xuyên tiếp xúc với đồng có thể mắc bệnh ung thư phổi.
Kẽm ở hàm lượng quá cao gây đau bụng, mạch chậm, co giật.


NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
Nghiệm lại các điều kiện phân tích, xác định Cu, Pb, Zn bằng phương pháp F -
AAS
- Khảo sát các điều kiện đo phổ Cu, Pb, Zn
- Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng khác
- Phương pháp đường chuẩn đối với kỹ thuật F - AAS
- Tổng kết các điều kiện đo phổ F - AAS của Cu, Pb, Zn
Khảo sát các điều kiện làm giàu và tách chiết bằng phương pháp chiết pha rắn sử dụng
chelex 100
- Khảo sát môi trường tạo phức pH
- Khảo sát tốc độ nạp mẫu lên cột chiết pha rắn
- Khảo sát khả năng rửa giải
- Khảo sát tốc độ rửa giải
- Khảo sát ảnh hưởng của thể tích mẫu thử
- Khảo sát ảnh hưởng của một số ion khác đến quá trình tách và làm giàu
- Đánh giá phương pháp tách và làm giàu
Ứng dụng phương pháp để phân tích Cu, Pb, Zn trong mẫu nước, từ đó đánh giá sự ô
nhiễm Cu, Pb, Zn trong nước.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kĩ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa (F-
AAS) để xác định hàm lượng các kim loại.
- Phương pháp chiết pha rắn (SPE) để tách và làm giàu chọn lọc các ion kim loại.

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiệm lại các điều kiện phân tích, xác định Cu, Pb, Zn bằng phƣơng pháp quang
phổ hấp thụ ngọn lửa F - AAS
Qua tiến hành thực nghiệm, chúng tôi có tổng kết các điều kiện tối ưu cho phép đo phổ
F-AAS của các nguyên tố Pb, Cu và Zn như sau:

Bảng 1:Tổng kết các điều kiện tối ưu cho phép đo phổ F - AAS của Pb, Cu, Zn
Điều kiện đo
Nguyên tố
Pb
Cu
Zn
Vạch đo (nm)
217,0
324,8
213,9
Khe đo (nm)
0,5
0,5
0,2
Cường độ đèn HCl (mA)
8,0
12,0
7,0
Chiều cao đèn NTH (mm)
8,0
(80% Imax)
12,0
(80% Imax)
7,0

(70% Imax)
Tốc độ khí
Không khí (l/h)
469,0
469,0
469,0
Axetilen (l/h)
45,0
40,0
45,0
Thành phần
nền mẫu đo
CH
3
COONH
4
(%)
2
2
2
Axit HNO
3
(%)
1
1
1
Khoảng tuyến tính (ppm)
0,05 - 10
0,1 - 6,0
0,1 - 3,0

LOD (ppm)
0,03
0,057
0,019
LOQ (ppm)
0,1
0,189
0,062

3.2. Khảo sát các điều kiện làm giàu và tách chiết bằng phƣơng pháp chiết pha rắn sử
dụng chelex 100
3.2.1. Khảo sát môi trường tạo phức pH
Để khảo sát pH chúng tôi tiến hành như sau:
- Pha 250 ml dung dịch chiết có chứa 20μg Pb
2+
, 10μg Cu
2+
và 20μg Zn
2+
. Chỉnh pH của các
dung dịch chiết bằng các dung dịch HNO
3
, NaOH và hệ đệm kép acetat- amoni (pH = 2 - 9).
- Cho các dung dịch phân tích đi qua cột chiết pha rắn với tốc độ 2 ml/ phút.
- Sau khi dung dịch đi qua hết cột chiết, rửa cột bằng 5 ml dung dịch đệm có pH=6.
- Rửa giải bằng 5 ml dung dịch HNO
3
3M. Thêm HNO
3
1M, thêm NH

4
Ac 10% sau đó định
mức đến thể tích 10 ml, đảm bảo môi trường axit HNO
3
2% và NH
4
Ac 1%, xác định lượng
Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
thu hồi được bằng phương pháp F - AAS.
- Tiến hành đo mẫu trắng tương tự nhưng thay Pb
2+
, Cu
2+
và Zn
2+
bằng nước cất 2 lần.
Kết quả khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.35: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
pH

2
3
4
5
6
7
8
9
H(%) Cu
70,54
79,59
94,72
96,29
96,41
96,05
95,34
91,32
H(%) Pb
62,45
69,79
80, 00
94,54
96,39
95,01
94,29
92,03
H(%) Zn
61,23
67,29
79,74

92,97
95,79
95,13
93,76
91,13

0 2 4 6 8 10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
H (%)
Gia tri pH
Cu
Pb
Zn

Hình 3.7:Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+

Từ kết quả thực nghiệm, chúng tôi chọn pH = 6 để tiến hành các thí nghiệm về sau.
3.2.2. Khảo sát tốc độ nạp mẫu
Tiến hành khảo sát với các mẫu như mục 3.2.1 ở các điều kiện tối ưu đã chọn. Với tốc
độ nạp mẫu khác nhau thay đổi từ 1 ml/ phút đến 5 ml/ phút để tìm ra tốc độ nạp mẫu tối ưu.
Kết quả khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.36: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ nạp mẫu

1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
H(%) Cu
96,68
96,79
96,65
96,09
95,12
90,62
86,91
H(%) Pb
96,29
96,52
96,35
95,11
93,62
86,75

71,96
H(%) Zn
95,98
96,01
96,03
95,08
94,47
83,52
60,36

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
0
20
40
60
80
100
H (%)
Toc do nap mau (ml/ phut)
Cu
Pb
Zn

Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ nạp mẫu đến hiệu suất thu hồi Pb
2+
, Cu
2+
,
Zn
2+

Từ kết quả khảo sát trên, chúng tôi chọn tốc độ 2,0ml/ phút để tiến hành các nghiên
cứu tiếp theo.
3.2.3. Khảo sát khả năng rửa giải
Tiến hành khảo sát với các mẫu như mục 3.2.1 ở các điều kiện tối ưu đã chọn. Với
nồng độ dung dịch rửa giải (axit HNO
3
) khác nhau thay đổi từ 0,5M đến 7,0M để tìm ra nồng
độ dung dịch rửa giải tối ưu.
Kết quả khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.37: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch rửa giải HNO
3

Nồng độ axit HNO
3
(M)
0,5
1,0
2,0
3,0
5,0
7,0
H(%) Cu
48,18
77,95
92,89
96,08
95,57
93,43

H(%) Pb
60,21
88,72
95,13
96,12
95,18
90,29
H(%) Zn
62,73
83,97
95,73
96,18
95,08
92,79

0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
H (%)
Nong do dung dich rua giai (M)
Cu

Pb
Zn

Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ dung dịch rửa giải (HNO
3
) đến hiệu suất thu
hồi Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+

Từ kết quả khảo sát trên, chúng tôi chọn dung dịch rửa giải là axit HNO
3
với nồng
độ là 3M cho các thí nghiệm về sau.
* Xác định thể tích rửa giải: Tiến hành khảo sát với các mẫu như mục 3.2.1 ở các
điều kiện tối ưu đã chọn. Với thể tích dung dịch rửa giải khác nhau thay đổi từ 2 ml đến 10ml
để tìm ra thể tích dung dịch rửa giải tối ưu.
Kết quả khảo sát thu được như sau:
Bảng 3.38: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thể tích dung dịch rửa giải HNO
3
Thể tích dung dịch HNO
3
3M (ml)
2,0
3,0
5,0
7,0

10,0
H(%) Cu
78,23
89,23
96,32
96,05
95,98
H(%) Pb
81,31
90,02
96,28
96,42
95,78
H(%) Zn
85,45
90,52
96,59
96,52
95,63

2 4 6 8 10
0
20
40
60
80
H (%)
The tich dung dich rua giai (ml)
Cu
Pb

Zn

Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thể tích dung môi rửa giải (HNO
3
) đến hiệu suất thu
hồi Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
Dựa vào kết quả thực nghiệm, chúng tôi chọn thể tích dung dịch rửa giải HNO
3
3M là
5 ml cho các nghiên cứu sau.
3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ rửa giải
Tiến hành khảo sát với các mẫu như mục 3.2.1 ở các điều kiện tối ưu đã chọn. Với tốc
độ dung dịch rửa giải khác nhau thay đổi từ 0,5 ml/phút đến 3,0 ml/ phút để tìm ra rửa giải tối
ưu.
Kết quả khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.39: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ rửa giải
Tốc độ rửa giải (ml/ phút)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
H(%) Cu

97,08
97,02
96,89
96,82
94,26
91,67
H(%) Pb
97,02
96,92
96,81
96,71
95,32
91,35
H(%) Zn
96,92
96,89
96,72
96,68
95,75
92,04

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
86
88
90
92
94
96
98
100

H (%)
Toc do rua giai (ml/ phut)
Cu
Pb
Zn

Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tốc độ rửa giải đến hiệu suất thu hồi
Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
Từ kết quả thực nghiệm thu được, trong các thí nghiệm sau chúng tôi chọn tốc độ
rửa giải là 2,0ml/ phút.
3.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của thể tích mẫu thử
Để khảo sát ảnh hưởng của thể tích mẫu thử, chúng tôi tiến hành pha loãng dung dịch
mẫu khảo sát với hệ số pha loãng khác nhau. Tiến hành khảo sát ở các điều kiện tối ưu đã
chọn, xác định hàm lượng Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
thu hồi được bằng phương pháp F - AAS. Kết quả
khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.40: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thể tích mẫu thử
Hàm lượng của các
ion (μg/l)

Mẫu
1
2
3
4
5
6
7
Cu
2+
2
1
0,4
0,2
0,125
0,1
0,05
Pb
2+
4
2
0,8
0,4
0,25
0,2
0,1
Zn
2+
4
2

0,8
0,4
0,25
0,1
0,1
H(%) Cu
96,15
96,11
95,92
95,97
95,91
95,83
78,67
H(%) Pb
96,07
95,94
96,03
95,01
95,97
95,89
82,42
H(%) Zn
96,52
96,59
96,43
96,51
96,21
96,42
77,76

Từ kết quả thự nghiệm thu được, hiệu suất thu hồi Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
không thay đổi nhiều khi
pha loãng dung dịch mẫu phân tích từ 5 đến 100 lần.
3.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của một số ion đến khả năng hấp thu của Cu
2+
, Pb
2+
và Zn
2+

3.2.6.1. Ảnh hưởng của các ion nhóm kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ
- Chuẩn bị mẫu phân tích (với thể tích 250ml) chứa hỗn hợp 10μg Cu
2+
, 20μg Pb
2+
và 20μg
Zn
2+
. Thêm vào các kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ với nồng độ thay đổi theo bảng dưới
đây. Điều chỉnh pH của dung dịch hỗn hợp các ion kim loại là 6.
- Cho các dung dịch đi qua cột chiết pha rắn (chứa nhựa chelex 100) với tốc độ ổn định 2 ml/
phút.
- Sau khi dung dịch đi qua hết cột chiết, rửa cột bằng 5 ml dung dịch đệm có pH=6.
- Rửa giải bằng 5 ml dung dịch HNO
3

3M, xác định lượng Cu, Pb, Zn trong dung dịch thu hồi
được bằng phương pháp F -AAS. Kết quả khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.41: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ
Hàm lượng của các
ion (mg)
Mẫu số
1
2
3
4
5
6
7
Na
+
0
5
10
50
70
100
200
K
+

0
5
10
50

70
100
200
Mg
2+

0
5
10
50
70
100
200
Ca
2+

0
5
10
50
70
100
200
H (%) Cu
97,27
97,09
96,95
96,78
96,57
96,01

95,85
H (%) Pb
97,32
97,31
97,07
96,83
95,68
94,56
94,51
H (%) Zn
97,82
97,38
97,15
96,93
95,41
93,96
93,75

Các ion kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ với nồng độ khảo sát hầu như không ảnh
hưởng đến hiệu suất thu hồi Pb
2+
, Cu
2+
và Zn
2+
.
3.2.6.2. Ảnh hưởng của một số ion kim loại nặng
* Ảnh hƣởng của Ni
2+
: Tiến hành khảo sát với các mẫu như mục 3.2.1 ở các điều

kiện tối ưu đã chọn. Thêm vào lượng Ni
2+
thay đổi theo bảng dưới đây.
Kết quả khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.42: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Ni
2+
Hàm lượng của
ion (μg)
Mẫu số
1
2
3
4
5
6
7
Ni
2+

0
5
10
25
50
75
100
H (%) Cu
97,27
97,01

96,58
91,37
83,32
77,25
50,91
H (%) Pb
97,62
96,45
95,83
77,49
65,50
52,03
42,84
H (%) Zn
97,82
95,92
92,09
71,18
55,09
41,78
26,33
0 20 40 60 80 100
0
10
20
30
40
50
60
70

80
90
100
H (%)
Nong do ion Ni(II)
Cu
Pb
Zn

Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của ion Ni
2+
đến hiệu suất thu hồi
Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
* Ảnh hƣởng của Mn
2+
, Fe
2+
, Cd
2+
: Tiến hành khảo sát với các mẫu như mục 3.2.1
ở các điều kiện tối ưu đã chọn. Thêm vào lượng Mn
2+
, Fe
2+
, Cd

2+
thay đổi theo bảng dưới
đây. Kết quả khảo sát thu được như sau:
Bảng 3.43: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Ni
2+
Hàm lượng của
ion (μg)
Mẫu số
1
2
3
4
5
6
7
Mn
2+

0
5
10
25
50
75
100
Fe
2+

0
5

10
25
50
75
100
Cd
2+

0
5
10
25
50
75
100
H (%) Cu
97,21
97,11
96,65
95,72
89,93
77,51
58,97
H (%) Pb
97,45
97,32
96,51
91,72
70,50
60,63

43,33
H (%) Zn
97,67
96,54
96,25
80,31
63,89
52,43
31,82

0 20 40 60 80 100
0
20
40
60
80
100
H (%)
Ham luong cac ion Mn(II), Fe(II), Cd(II)
Cu
Pb
Zn

Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của ion Mn
2+
, Fe
2+
, Cd
2+
đến hiệu suất

thu hồi Pb
2+
, Cu
2+
, Zn
2+

Như vậy các ion kim loại nặng khảo sát trên đều có ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi của
quá trình làm giàu Pb
2+
, Cu
2+
và Zn
2+
, sự ảnh hưởng rõ khi hàm lượng các ion có mặt trong
dung dịch phân tích lớn hơn của đối tượng phân tích trên 5 lần.
3.2.6.3. Ảnh hưởng của một số anion
* Ảnh hƣởng của Cl
-
Tiến hành khảo sát với các mẫu như mục 3.2.1 ở các điều kiện tối ưu đã chọn. Thêm
vào lượng Cl
-
thay đổi theo bảng dưới đây.
Kết quả khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.44: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Cl
-
Hàm lượng của
các ion (mg)
Mẫu số

1
2
3
4
5
6
7
Cl
-
0
5
10
50
100
150
200
H (%) Cu
97,07
97,01
96,89
97,10
96,93
96,78
96,58
H (%) Pb
97,16
96,78
96,93
97,07
96,82

96,79
97,03
H (%) Zn
97,52
96,59
97,23
97,19
96,82
96,72
97,29
Nhận xét: Anion Cl
-
với nồng độ khảo sát hầu như không ảnh hưởng đến khả năng
hấp thu của Cu
2+
, Pb
2+
và Zn
2+
lên nhựa chelex 100.
* Ảnh hƣởng của NO
3
-
: Tiến hành khảo sát với các mẫu như mục 3.2.1 ở các điều
kiện tối ưu đã chọn. Thêm vào lượng NO
3
-
thay đổi theo bảng dưới đây.
Kết quả khảo sát thu được như sau:

Bảng 3.45: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của NO
3
-
Hàm lượng của
các ion (mg)
Mẫu số
1
2
3
4
5
6
7
NO
3
-
0
5
10
50
100
150
200
H (%) Cu
96,98
97,01
96,79
97,02
96,87
97,01

96,69
H (%) Pb
96,43
96,52
96,09
95,87
96,82
95,56
96,21
H (%) Zn
96,72
96,92
96,09
97,29
96,82
97,12
97,21

Nhận xét: Anion NO
3
-
với nồng độ khảo sát hầu như không ảnh hưởng đến khả
năng hấp thu của Pb
2+
, Cu
2+
và Zn
2+
lên nhựa chelex 100.
3.2.7. Đánh giá phương pháp tách và làm giàu

Trong thực tế, các mẫu nước chứa nhiều các ion kim loại khác nhau. Để đánh giá
phương pháp tách và làm giàu bằng kỹ thuật chiết pha rắn sử dụng nhựa trao đổi ion chelex
100, chúng tôi tiến hành phân tích thử nghiệm mẫu giả có thành phần tương tự như mẫu thật.
Pha các mẫu giả có thể tích 1 lít với thành phần nền mẫu giả như sau:

Bảng 3.47: Nồng độ các cation kim loại trong mẫu giả
Cation kim loại
Nồng độ (mg/l)
Na
+
10,00
K
+

10,00
Mg
2+

10,00
Ca
2+

10,00
Ni
2+

0,01
Mn
2+

0,01
Fe
2+

0,01
Cd
2+

3,00.10
-3

Thêm vào lượng các ion như bảng 3.48. Điều chỉnh pH của dung dịch về 6, tiến hành
hấp thu qua cột chiết pha rắn như các bước phân tích ở trên. Mỗi mẫu được đo lặp lại 5 lần.
Kết quả thu được như sau:

Bảng 3.48: Hiệu suất thu hồi của mẫu giả
Nguyên
tố
Lượng đưa
vào (μg/l)
Lượng xác định
được (μg/l)
Sai số
(%)
Hiệu suất thu
hồi (%)
Trung bình

Cu


5,0
4,874
2,52
97,48
(96,11 ±
2,22) %
4,728
5,44
94,56
4,695
6,1
93,90
4,813
3,74
96,26
4,917
1,66
98,34


Pb


5,0
4,908
1,84
98,16

(96,07 ±
3,44) %
4,675
6,50
93,50
4,652
6,92
93,04
4,871
2,58
97,42
4,912
1,76
98,24


Zn


6,0
5,728
4,53
95,47

(95,97 ±
1,37) %
5,809
3,18
96,82
5,785

3,58
96,42
5,669
5,52
94,48
5,801
3,32
96,68

Qua bảng số liệu trên, chúng tôi nhận thấy việc sử dụng nhựa chelex 100 làm vật liệu để
tách và làm giàu một số ion kim loại nặng (Pb
2+
, Cu
2+
và Zn
2+
) trong nước đạt hiệu suất thu hồi
cao (> 90%), sai số nhỏ (< 10%) và kết quả phân tích có độ lặp lại.
3.3. Phân tích mẫu thực
Kết quả đo phổ thu được:

Bảng 3.50: Hàm lượng của Pb trong các mẫu nước ở xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ
Nguyên tố
Mẫu
Hàm lượng Pb (mg/l)
Đợt I
Đợt II
Đợt III
Nt - 1
0,0173 ± 0,006

0,0165 ± 0,004
0,0168 ± 0,001
Nt - 2
0,0174 ± 0,008
0,0161 ± 0,003
0,0167 ± 0,007
Nt - 3
0,0073 ± 0,003
0,0059 ± 0,001
0,0057 ± 0,002
Nt - 4
0,0153 ± 0,007
0,0167 ± 0,002
0,0171 ± 0,003
Nt - 5
0,0137 ± 0,004
0,0162 ± 0,004
0,0145 ± 0,004
Nt - 6
0,0103 ± 0,007
0,0101 ± 0,005
0,0112 ± 0,007
Nt - 7
0,0171 ± 0,005
0,0182 ± 0,006
0,0176 ± 0,010
Nt - 8
0,0142 ± 0,003
0,0165 ± 0,003
0,0139 ± 0,005

Nt - 9
0,0063 ± 0,001
0,0068 ± 0,004
0,0075 ± 0,002

Bảng 3.51: Hàm lượng của Cu trong các mẫu nước ở xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ
Nguyên tố
Mẫu
Cu (mg/l)
Đợt I
Đợt II
Đợt III
Nt - 1
0,014±0,003
0,018±0,007
0,019±0,003
Nt - 2
0,015±0,005
0,012±0,006
0,017±0,009
Nt - 3
0,024±0,007
0,015±0,008
0,024±0,005
Nt - 4
0,017±0,005
0,021±0,005
0,016±0,004
Nt - 5
0,018±0,008

0,013±0,007
0,017±0,005
Nt - 6
0,012±0,005
0,016±0,006
0,019±0,002
Nt - 7
0,016±0,008
0,014±0,004
0,015±0,003
Nt - 8
0,021±0,004
0,017±0,007
0,019±0,002
Nt - 9
0,016±0,008
0,013±0,008
0,019±0,003

Bảng 3.52: Hàm lượng của Zn trong các mẫu nước ở xã Thạch Sơn-Lâm Thao-Phú Thọ
Nguyên tố
Mẫu
Zn (mg/l)
Đợt I
Đợt II
Đợt III
Nt - 1
0,070±0,002
0,057±0,002
0,063±0,003

Nt - 2
0,073±0,002
0,068±0,003
0,071±0,005
Nt - 3
0,094±0,008
0,075±0,009
0,089±0,005
Nt - 4
0,072±0,007
0,069±0,005
0,079±0,004
Nt - 5
0,052±0,003
0,067±0,007
0,062±0,008
Nt - 6
0,068±0,005
0,093±0,002
0,086±0,005
Nt - 7
0,061±0,003
0,073±0,003
0,071±0,009
Nt - 8
0,081±0,006
0,063±0,004
0,070±0,004
Nt - 9
0,072±0,006

0,061±0,003
0,070±0,002

So sánh kết quả phân tích hàm lượng Pb, Cu và Zn trong các mẫu nước ở xã Thạch
Sơn, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ với giới hạn cho phép theo Quy chuẩn Việt Nam
(QCVN) [16], [17], [18] cho thấy:
- Đối với hàm lượng Cu, Zn: tất cả các mẫu nước ở các thời điểm khác nhau đều có
hàm lượng Cu nhỏ hơn so với giới hạn cho phép theo QCVN [16], [17], [18].
- Đối với hàm lượng Pb: Một số mẫu nước ngầm ở xã Thạch Sơn - Lâm Thao - Phú
Thọ có hàm lượng vượt quá giới hạn cho phép theo QCVN [16], [17], [18].

KẾT LUẬN
Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã thực hiện đươc một số công việc như sau:
1. Đã khảo sát được các điều kiện phù hợp cho phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử
ngọn lửa F - AAS xác định Pb, Cu và Zn. Xác định được giới hạn phát hiện, giới hạn định
lượng Pb, Cu và Zn:
- Chọn vạch đo với: Pb là 217,0 nm, Cu là 324,8 nm, Zn là 213,9 nm.
- Chọn khe đo với: Pb là 0,5 nm, Cu là 0,5 nm, Zn là 0,2 nm.
- Cường độ đèn Catốt rỗng với: Pb là 8,0 mA, Cu là 12,0 mA, Zn là 7,0 mA.
- Chiều cao đèn nguyên tử hóa mẫu: Pb là 8,0 mm, Cu là 7,0 mm, Zn là 7,0 mm.
- Tốc độ khí: + Tốc độ không khí là 469,0 l/h với cả Pb, Cu và Zn.
+ Tốc độ khí Axetilen là 45,0 l/h với Pb và Zn và 40,0 l/h với Cu
- Thành phần nền: Nền muối CH
3
COONH
4
2% và Axit HNO
3
1% với cả Pb, Cu và Zn.
- Giới hạn phát hiện LOD với: Pb là 0,03 ppm, Cu là 0,057 ppm, Zn là 0,019 ppm.

- Giới hạn định lượng LOQ với: Pb là 0,1 ppm, Cu là 0,189 ppm, Zn là 0,062 ppm.
* Chúng tôi đã khảo sát được ảnh hưởng của các ion (kim loại kiềm, kim loại kiềm
thổ, kim loại nặng, các anion), các nhóm ion đến phép đo phổ của Pb, Cu và Zn. Kết quả thực
nghiệm cho thấy chúng không gây ảnh hưởng đến phép đo trong vùng nồng độ khảo sát.
2. Khảo sát các điều kiện tách và làm giàu Pb
2+
, Cu
2+
và Zn
2+
trên cột chiết pha rắn
với nhựa trao đổi ion chelex 100 với hiệu suất thu hồi cao.
- pH tối ưu cho quá trình hấp thu pH = 5-6
- Tốc độ nạp mẫu lên cột chiết pha rắn là 2ml/ phút.
- Tìm được dung môi rửa giải thích hợp là HNO
3
3M, với thể tích dung môi rửa
giải là 5 ml.
- Xác định được tốc độ rửa giải tối ưu là 2ml/ phút.
- Xác định được ảnh hưởng của thể tích mẫu thử, với hệ số làm giàu 100.
- Khảo sát ảnh hưởng của một số ion kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, một số
ion kim loại nặng, một số anion đến hiệu suất thu hồi Pb, Cu và Zn.
- Phân tích mẫu giả, đánh giá hiệu quả phương pháp tách và làm giàu.
3. Ứng dụng kỹ thuật chiết pha rắn với các điều kiện khảo sát để xác định hàm lượng
Pb, Cu, Zn trong một số mẫu nước mặt, nước ngầm ở xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao, tỉnh
Phú Thọ bằng phương pháp F - AAS.
- Trong các mẫu khảo sát, hàm lượng Cu và Zn đều nằm trong giới hạn cho phép so
với giới hạn của Quy chuẩn Việt Nam.
- Trong các mẫu khảo sát, có một số mẫu nước ngầm có hàm lượng Pb vượt qua giới
hạn cho phép so với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước ngầm, chứng tỏ những mẫu nước

này đã bị ô nhiễm bởi kim loại Pb. Điều này chắc chắn gây ra những ảnh hưởng xấu tới sức
khỏe của người dân nơi đây nếu như họ vẫn sử dụng chúng để ăn, uống hàng ngày vì Pb là
một kim loại có khả năng tích lũy cao.

References
Tài liệu tiếng Việt
1. Lê Lan Anh, Vũ Đức Lợi, Ngô Thị Bích Hà (2002), "Nghiên cứu xác định hàm lượng Hg,
Pb trong nước tiểu và máu bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử", Tạp chí phân tích
Hóa, Lý và Sinh học, Tập 5, số 2/2002.
2. Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu, Phạm Luận(1996), "Xác định trắc quang Cu, Ni, Mn, Zn
trong cùng hỗn hợp bằng Pyridin-azo-naphtol (PAN)", Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh
học, Tập 1, số 3+4.
3. Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan (2003), Độc học môi trường, Hà Nội.
4. Trịnh Quang Hoan (2009), Đánh giá sự ô nhiễm kim loại nặng Chì (Pb), Cadimi (Cd) và
Asen (As) trong nước thải của các cơ sở sản xuất kinh doanh, khu công nghiệp trên địa bàn
tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. Luận văn
thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN- ĐH Quốc gia Hà Nội.
5. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2007), Hoá học phân
tích phần II: Các phương pháp phân tích công cụ, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
6. Nguyễn Trần Phương Liên (2009), Kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng tới cơ thể con
người, Chuyên đề báo cáo, p 25- 26.
7. Phạm Luận (1994), Cơ sở lý thuyết của phép đo phổ hấp thụ phân tử UV- Vis, Trường
ĐHTH Hà Nội.
8. Phạm Luận (1995), Cơ sở lý thuyết của phép đo phổ AES, Trường Đại học Tổng Hợp Hà
Nội.
9. Phạm Luận (1995), Cơ sở lý thuyết của phép đo phổ AAS, Trường Đại học Tổng Hợp Hà
Nội.
10. Phạm Luận (1998), Cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, Trường Đại học Tổng
Hợp Hà Nội.
11. Phạm Luận (2000), Cơ sở lý thuyết về kỹ thuật phân tích khối phổ nguyên tử - phép đo

ICP - MS, Đại học Quốc gia Hà Nội.
12. Phạm Luận (2000), Cơ sở lý thuyết sắc ký lỏng hiệu nâng cao, Trường Đại học Tổng Hợp
Hà Nội.
13. Từ Văn Mạc, Trần Thị Sáu (1999), "Xác định lượng vết kim loại trong bia bằng phương
pháp cực phổ", Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, Tập 3, số 4/1999.
14. Đỗ Thuý Nga (2011), Xác định hàm lượng một số kim loại trong nước thải của làng nghề
làm vàng mã ở Thuận Thành, Bắc Ninh, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN- ĐH
Quốc gia Hà Nội.
15. Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận (1990), Một số phương pháp điện hoá
hiện đại, ĐHKHTN- ĐH Quốc gia Hà Nội.
16. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp, QCVN 24: 2009/BTNMT.
17. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt, QCVN 08: 2008/BTNMT.
18. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ngầm, QCVN 09: 2008/BTNMT.
19. Nguyễn Văn Ri (2009), Các phương pháp tách, Trường Đại học KHTN, Đại học Quốc
gia Hà Nội.
20. Tham khảo tài liệu trên mạng: " Kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng dối với con
người", />kim-loai-nang-va-anh-huong-cua-no-doi-voi-con-nguoi.htm.
21. Đàm Thị Thanh Thủy (2009), "Tách, làm giàu, xác định lượng vết Pb và Cd trong một số
đối tượng bằng kỹ thuật chiết pha rắn và phương pháp quang phổ", Luận văn thạc sĩ
khoa học, ĐHKHTN- ĐH Quốc gia Hà Nội.
22. Nguyễn Trọng Uyển (2003), Hóa học vô cơ, NXB Đại Học Sư Phạm, Hà Nội.
23. Nguyễn Công Vinh, Nguyễn Mạnh Khải, Ngô Đức Minh, Phạm Quang Hà, Lê Thị Thủy
(2009), "Tính chất đất, nước và sự tích lũy kim loại nặng trong lúa- gạo ở một số vùng
Đồng bằng Sông Hồng", Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam - Viện Thổ Nhưỡng và
Nông Hóa, trang 5.

Tài liệu tiếng Anh
24. Agency for Toxic Substances and Disease Registry - ATSDR (2000), "Toxiccological
profile for manganese (update)", Department of Health and Human Services, Public
Health Service, Atlanta, 21, pp. 321 - 325

25. David Harvey (DePauw Univesity) (2000), Modern Analytical Chemistry, The McGraw-
Hill, pp. 215-221.
26. G. Doner, A. Ege (2005), "Determination of copper, cadmium and lead in seawater and
mineral water by flame atomic absorption spectrometry after coprecipitation with
aluminium hydroxide", Analytical Chimica Acta, 547, pp. 14.
27. Hirotoshi Sato and Joichi UEDA (2001), "Coprecipitation of trace metal ions in water
with Bismuth (III) Diethyldithiocarbamate for an Electrothermal atomic adsorption
spectrometric determination", Analytical sciences, 17, pp. 461-463.
28. I.M.Kolthoff (1961), Treatise on analytical chemistry, Interscience Publish New York-
London, 6.
29. Koen Vermeiren, Carlo Vandecasteele and Richard Dams (1999), "Determination of trace
amounts of cadmium, lead, copper and zinc in natural waters by inductively coupled
plasma atomic emission spectrometry with thermospray nebulisation, after enrichment on
Chelex-100" ,Analyst, 115, pp. 17-22.
30. Kyue Hyung Lee, Yoshiki Muraoka, Mitsuko oshima and shoji Motomizu (2004),
"Determination of heavy metals and rare earth elements in environ metal samples by ICP
- MS after solid phase precontration with chelating resin fibers and anion exchange
filters", Analytical Sciences, Janualy 2004, Vol 20.
31. M. D. Ioannidou, G. A. Zachariadis, A. N. Anthemidis and J. A. Stratis (2005), "Direct
determination of toxic trace metals in honey and sugars using inductivety coupled plasma
atomic emission spectrometry", Talanta, Volume 65, Issue 1, 15 January 2005, pp, 92-
97.
32. Marta O. Luconi, Roberto A. Olsima, Liliana P. Pernorndez and M. Fernanda Silva
(2006), "Determination of lead in human saliva by conbined cloud point extration -
capillazy zone electro phoresis with in direct UV detection", Journal of Hazardous
Materials, Volume 128 Issues 2-3, 6, Ferbruary 2006, pp. 240 - 246.
33. Mustafa Soylak (2011),
"
Solid Phase Extraction of Cu(II), Pb(II), Fe(III), Co(II), and
Cr(III) on Chelex - 100 Column Prior to Their Flame Atomic Absorption Spectrometric

Determinations", Department of Chemistry, Faculty of Arts and Sciences, Erciyes
University, 38039, Kayseri, Turkey, pages 1203-1217.
34. Orenellna Abollio, Maurino Aceol, Giovanni (1995), Anal Chim Acta, 305,pp. 200-206.
35. Peter Heiland and Helmut D. Koster (2006), "Biomonitoring of 30 trace elements in wine
of chidren and adultus by ICP - MS", Clinica chimica acta, 365 (1-2) , pp. 310 - 318.
36. Pilar Vinas, Ignacio Loper-Garcia, Marcos Lanzon and Manuel Hernander-Cordoba
(1997), "Direct determination of lead, cadmium, zinc and copper in honey by
Electrothermal Atomic Absortion Spectrometry using hydrogen peroxide as a matrix
modiffier", American Chemical Society, 45(10), pp. 3952-3956.
37. Qiu Hu, Guangya Yang, Jiayuan Yin, Yun Yao (2002), "Determination of trace lead,
cadmium and mercury by on - line column enrichment followed by RP - HPLC as metal
- tetra- (4 - Bromophenuy)- porphyryl chelates", Talanta, 57, pp. 751 - 756.
38. Secil Candir, Ibrahim Narin, Mustafa Soylak (2008), "Ligandless cloud paint extraction
of Cr(III), Pb(II), Cu(II), Ni(II), Bi(III) and Cd(II) Ions in environmental samples with
Tween so and Flame atomic ab sorption spectrometal determination", Talanta, 77 (1),
pp. 289-293.
39. Serife Tokalioglu, Senol Kaetal and Latif Elci (2000), "Separation and preconcentration
of heavy metal in lake water by atomic adsorption spectrometry after sorption on
Amberlite XAD - 16 resin", Analytical Sciences, 16, pp. 1169 - 1174.
40. Sibel Saracoglu, Umit Divrikli, Mustafa Soylak and Latif Elci (2002), "Derteronination of
copper, iron, lead, cadmium, cobalt and nickel by atomic absorption speetrometry in
baking powder and baking soda samples after preconcentration and separation", Tournal
of Food and Drug Analy sis, 10 (3), pp. 188-194.
41. Valerie Camel (2003), Solid phase extraction of trace elements, Spectrometry Acta Part
B, pp. 1177-1179.
42. Werefridus W. van Berkel, Arent W. Overbosch, Gjalt Feenstra and Frans J. M. J.
Maessen (1988), "Enrichment of artificial sea water. A critical examination of Chelex-
100 for group-wise analyte pre-concentration and matrix separation" .J. Anal. At.
Spectrom, 3, 249-257.
43. Yan Liu, James D. Ingle Jr (1989), "Automated on-line ion-exchange trace enrichment

system with flame atomic absorption detection", Anal. Chem., 61 (6), pp. 520–524.