đánh giá hàm lượng một số cation kim loại nặng trong nước thải và nước sinh hoạt khu vực thạch sơn - lâm thao – phú thọ bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn


đại học thái nguyên
Tr-ờng đại học s- phạm





NG THNH IP



NH GI HM LNG MT S CATION KIM LOI NNG
TRONG NC THI V NC SINH HOT KHU VC
X THCH SN - LM THAO - PH TH
BNG PHNG PHP PH HP TH NGUYấN T

Chuyên ngành : Hóa phân tích
Mã số : 60. 44. 29



luận văn thạc sĩ khoa học hoá học


Cán bộ h-ớng dẫn khoa học


Pgs. Ts. Đặng xuân th-

Thái Nguyên - Năm 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là nội dung nghiên cứu do tôi thực hiện. Các số
liệu, kết luận nghiên cứu trình bày trong luận văn này chưa hề được công bố
ở các nghiên cứu khác.
Tôi xin chịu trách nhiệm về các kết quả và nghiên cứu trong luận văn!

Học viên



Đặng Thành Điệp




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


ii

LỜI CẢM ƠN

Trƣớc hết, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đặng
Xuân Thƣ đã tận tình hƣớng dẫn, định hƣớng và chỉ bảo tôi hoàn thành luận
văn này.
Tôi cũng xin đƣợc cảm ơn NCS. Phạm Thị Kim Giang đã nhiệt tình chỉ
bảo, hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi phần khảo sát khu vực nghiên cứu và thực
nghiệm của luận văn này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Nguyễn Quang Tuyển đã
giúp đỡ, tạo điều kiện trong suốt thời gian tôi nghiên cứu thực nghiệm.
Tôi chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa, các thầy giáo, cô giáo -
khoa Hóa học - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên, đặc biệt các thầy cô trong
tổ bộ môn Hóa học Phân tích đã dạy dỗ tôi những kiến thức quý báu cũng nhƣ tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trƣờng.
Tôi xin chân thành cảm ơn sở GD&ĐT Tuyên Quang và đặc biệt là
BGH trƣờngTHPT Hàm Yên. đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cũng nhƣ động
viên tôi rất nhiều trong quá trình tôi học tập và nghiên cứu.
Qua đây cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và các đồng
nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ và cổ vũ tôi trong quá trình học tập cũng nhƣ
trong quá trình tôi nghiên cứu để hoàn thành bản luân văn này.
Hà Nội, tháng 5 năm 2012

Đặng Thành Điệp


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


iii
MỤC LỤC

Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các chữ viết tắt v
Danh mục các bảng vi
Danh mục các hình viii
MỞ ĐẦU 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Một vài nét về khu vực nghiên cứu 3
1.1.1. Tình hình sử dụng nƣớc sinh hoạt ở Thạch Sơn 3
1.1.2. Những vấn đề về môi trƣờng ở Thạch Sơn 4
1.1.3. Tình hình bệnh ung thƣ tại Thạch Sơn 5
1.2. Giới thiệu về đồng, mangan, chì và cadimi 6
1.2.1. Đồng 6
1.2.2. Mangan 8
1.2.3. Chì 10
1.2.4. Cadimi 11
1.3. Các phƣơng pháp xác định một số kim loại nặng 12
1.3.1. Nhóm phƣơng pháp phân tích công cụ 12
1.3.2. Nhóm phƣơng pháp phân tích hóa học 24
Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1. Thực nghiệm 28
2.1.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị máy móc 28
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 30
2.2.1. Tiến hành phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa (F-AAS) 30
2.2.2. Xử lý kết quả thực nghiệm 31
2.2.3. Tiến hành lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu 32

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
Chƣơng 3: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 33
3.1. Khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa trực
tiếp (F-AAS) của đồng, chì, cadimi và mangan 33
3.1.1. Khảo sát các thông số của máy 33
3.1.2. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu 37
3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng tới phép đo 39
3.2.1. Ảnh hƣởng các loại axit và nồng độ axit 40
3.2.2. Ảnh hƣởng của các cation khác 43
3.3. Phạm vi tuyến tính của nồng độ các ion kim loại 48
3.4. Tổng hợp các điều kiện cơ bản của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử
dùng ngọn lửa trực tiếp xác định Cu, Pb, Cd, Mn 50
3.4. Đƣờng chuẩn xác định đồng, chì, cadimi và mangan 51
3.4.1. Chuẩn bị dung dịch xây dựng đƣờng chuẩn 51
3.4.2. Xây dựng đƣờng chuẩn của đồng, chì, cadimi và mangan 52
3.5. Đánh giá sai số và độ lặp của phƣơng pháp 55
3.6. Ứng dụng của phƣơng pháp F-AAS để phân tích mẫu thực 58
3.6.1. Lấy mẫu và xử lí mẫu 58
3.6.2. Phƣơng pháp xử lý kết quả 60
3.6.3. Kết quả phân tích mẫu thực 61
KẾT LUẬN 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75





Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
AAS
Atomic
AbsorptionSpectrometry
Quang phổ hấp thụ nguyên tử
F-AAS
Flame Atomic
AbsorptionSpectrometry
Quang phổ hấp thụ nguyên tử
trong ngọn lửa
ETA-AAS
Electron-Thermal
Atomization Atomic
AbsorptionSpectrometry
Quang phổ hấp thụ nguyên tử
không ngọn lửa
ICP
Inductivity Coupled
Plasma
Plasma cao tần cảm ứng
Cu
Copper
Đồng

Cd
Cadmium
Cadimi
Pb
Lead
Chì
Mn
Manganese
Mangan



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Vạch đo đặc trƣng của nguyên tố đồng, chì, cadimi và mangan 33
Bảng 3.2: Kết quả khảo sát các bƣớc sóng hấp thụ khác nhau của đồng, chì,
cadim và mangan 34
Bảng 3.3a: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của đồng vào cƣờng độ dòng đèn
35
Bảng 3.3b: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của chì vào cƣờng độ dòng đèn 35
Bảng 3.3c: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của cadimi vào cƣờng độ
dòng đèn 36
Bảng 3.3d: Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của mangan

vào cƣờng độ
dòng đèn
36

Bảng 3.4: Ảnh hƣởng của tốc độ khí axetilen đến sự hấp thụ của đồng 38
Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của tốc độ khí axetilen đến sự hấp thụ của chì 39
Bảng 3.6: Ảnh hƣởng của tốc độ khí axetilen đến sự hấp thụ của cadimi 39
Bảng 3.7: Ảnh hƣởng của tốc độ khí axetilen đến sự hấp thụ của mangan 39
Bảng 3.8: Kết quả độ hấp thụ của đồng trong các dung dịch axit khác nhau ở
các nồng độ khác nhau 41
Bảng 3.9: Kết quả độ hấp thụ của chì trong các dung dịch axit khác nhau ở
các nồng độ khác nhau 41
Bảng 3.10: Kết quả độ hấp thụ của cadimi trong các dung dịch axit khác nhau
ở các nồng độ khác nhau 42
Bảng 3.11: Kết quả độ hấp thụ của mangan trong các dung dịch axit khác
nhau ở các nồng độ khác nhau 43
Bảng 3.12: Ảnh hƣởng của một số cation đến phổ hấp thụ của đồng 44
Bảng 3.13: Ảnh hƣởng của một số cation đến phổ hấp thụ của chì 45
Bảng 3.14: Ảnh hƣởng của một số cation đến phổ hấp thụ của cadimi 46
Bảng 3.15: Ảnh hƣởng của một số cation đến phổ hấp thụ của mangan 47

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


vii
Bảng 3.16: Sự phụ thuộc độ hấp thụ của đồng, chì, cadimi và mangan vào
nồng độ 48
Bảng 3.17: Các điều kiện cơ bản đã chọn cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử
của đồng, chì, cadimi và mangan 51
Bảng 3.18: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ đồng 52
Bảng 3.19: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ chì 53
Bảng 3.20: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ cadimi 54
Bảng 3.21: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ mangan 55
Bảng 3.22: Kết quả xác định sai số của phƣơng pháp với phép đo đồng 56

Bảng 3.23: Kết quả xác định sai số của phƣơng pháp với phép đo chì 56
Bảng 3.24: Kết quả xác định sai số của phƣơng pháp với phép đo cadimi 57
Bảng 3.25: Kết quả xác định sai số của phƣơng pháp với phép đo mangan 57
Bảng 3.26: Một số mẫu nƣớc bề mặt 59
Bảng 3.27: Giá trị giới hạn cho phép của nồng độ các chất ô nhiễm trong
nƣớc mặt và trong nƣớc ngầm 62
Bảng 3.28: Kết quả hàm lƣợng Cd trong mẫu nƣớc sinh hoạt 63
Bảng 3.29: Kết quả hàm lƣợng Cu trong mẫu nƣớc sinh hoạt 64
Bảng 3.30: Kết quả hàm lƣợng Mn trong mẫu nƣớc sinh hoạt 65
Bảng 3.31: Kết quả hàm lƣợng Pb trong mẫu nƣớc sinh hoạt 66
Bảng 3.32: Kết quả hàm lƣợng Cd trong mẫu nƣớc thải 67
Bảng 3.33: Kết quả hàm lƣợng Cu trong mẫu nƣớc thải 68
Bảng 3.34: Kết quả hàm lƣợng Mn trong mẫu nƣớc thải 69
Bảng 3.35: Kết quả hàm lƣợng Pb trong mẫu nƣớc thải 70
Bảng 3.36: Kết quả phân tích chì và đồng, mangan theo phƣơng pháp thêm
chuẩn và phƣơng pháp đƣờng chuẩn 71



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ địa chất khu Công nghiệp Lâm Thao 4
Hình 1.2: Cá chết do nƣớc thải nhà máy tại làng ung thƣ Thạch Sơn, Phú Thọ 5
Hình 1.3: Khu dân cƣ trù phú trƣớc đây (đã đƣợc di dời), nay thành cánh đồng
ô nhiễm 6
Hình 1.4: Quan hệ I-E trong phƣơng pháp cực phổ 13
Hình 2.1: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ 22

Hình 2.2 : Sơ đồ hệ thống máy hấp thụ nguyên tử (máy Shimadzu 6300- Nhật Bản) 29
Hình 3.1: Sự phụ thuộc độ hấp thụ của đồng vào các axit 41
Hình 3.2: Sự phụ thuộc độ hấp thụ của chì vào các axit 42
Hình 3.3: Sự phụ thuộc độ hấp thụ của cadimi vào các axit 42
Hình 3.4: Sự phụ thuộc độ hấp thụ của mangan vào các axit 43
Hình 3.5: Phạm vi tuyến tính của sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ đồng 49
Hình 3.6: Phạm vi tuyến tính của sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ chì 49
Hình 3.7: Phạm vi tuyến tính của sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ
cadimi 49
Hình 3.8: Phạm vi tuyến tính của sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ
mangan 50
Hình 3.9: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ đồng 52
Hình 3.10: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ chì 53
Hình 3.11: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ cadimi 54
Hình 3.12: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ mangan 55
Hình 3.13: Đồ thị của phƣơng pháp thêm chuẩn 61
Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Cd trong mẫu nƣớc sinh hoạt 63
Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Cu trong mẫu nƣớc sinh hoạt 64
Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Mn trong mẫu nƣớc sinh hoạt 65
Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Pb trong mẫu nƣớc sinh hoạt 66
Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Cd trong mẫu nƣớc thải 67
Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Cu trong mẫu nƣớc thải 68
Hình 3.20: Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Mn trong mẫu nƣớc thải 69
Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Pb trong mẫu nƣớc thải 70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


1
MỞ ĐẦU

Nƣớc đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống của con ngƣời và
động thực vật. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và sự gia tăng dân
số, môi trƣờng nƣớc ngày càng bị ô nhiễm. Một thực tế là khi các nguồn nƣớc
ngầm bị khai thác ngày càng cạn kiệt thì để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt,
con ngƣời đã tìm cách sử dụng nguồn nƣớc bề mặt. Khi nƣớc sinh hoạt và
nƣớc sông hồ bị ô nhiễm thì sự gây hại tới con ngƣời có thể là trực tiếp cũng
có thể là gián tiếp thông qua lƣới thức ăn. Vì vậy, việc điều tra khảo sát hiện
trạng môi trƣờng nƣớc là rất cần thiết, từ đó đƣa ra các giải pháp nhằm nâng
cao chất lƣợng sử dụng, bảo vệ sức khoẻ cộng đồng.
Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v thƣờng
không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hoá của các thể sinh vật và
thƣờng tích luỹ trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại
với sinh vật. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại
nặng trong nƣớc. Đối với con ngƣời, khi đã nhiễm vào cơ thể, kim loại nặng
có thể tích tụ lại trong các mô gây ra nhiều căn bệnh nguy hiểm, nhƣ là bệnh
ung thƣ.
Qua tìm hiểu thực tế, tham khảo một số nghiên cứu có liên quan đến
vấn đề đánh giá chất lƣợng nƣớc sinh hoạt và nƣớc của một số sông, hồ, ao
trên địa bàn xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ, chúng tôi nhận
thấy nƣớc sinh hoạt và nƣớc của một số sông, hồ, ao đã và đang lâm vào tình
trạng ô nhiễm ở mức độ khác nhau. Theo quy luật, các động vật và thực vật
sống trong nƣớc nhƣ: rong, tảo, rau, cá, tôm, cua…khi sống trong môi trƣờng
ô nhiễm sẽ hấp thụ những chất độc hại và có thể thành nguồn gây độc hại đối
với con ngƣời khi chúng ta sử dụng chúng làm nguồn thức ăn. Để đánh giá
đƣợc mức độ ô nhiễm của nƣớc cần phải khảo sát rất nhiều yếu tố nhƣ pH,
DO, COD, BOD
5
, các chỉ tiêu Nito, Photpho, kim loại nặng, chỉ tiêu vi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
sinh…Và chỉ tiêu kim loại nặng là một trong những chỉ tiêu quan trọng, đáng
lƣu tâm do có thể gây tác hại ở mức độ cao và lâu dài của chúng nhƣ đồng, chì,
cadimi, thuỷ ngân, asen…trong đề tài này chúng tôi chọn đồng (Cu), chì (Pb),
cadimi (Cd), và mangan (Mn) để nghiên cứu và đánh giá. Việc khảo sát chúng
bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa trực tiếp (F-AAS) sẽ
góp phần đánh giá mức độ ô nhiễm môi trƣờng nƣớc một số khu vực.
Từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Đánh giá hàm lƣợng
một số cation kim loại nặng trong nƣớc thải và nƣớc sinh hoạt khu vực
Thạch Sơn - Lâm Thao – Phú Thọ bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ
nguyên tử”.
Nhiệm vụ chính đặt ra :
1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm đồng, chì, cadimi, mangan bằng
phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa gồm:
2. Khảo sát vùng tuyến tính của phép đo đồng, chì, cadimi, và mangan
3. Xây dựng đƣờng chuẩn của đồng, chì, cadimi, và mangan
4. Đánh giá sai số và độ lặp của phƣơng pháp
5. Phân tích mẫu thực theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn
6. Kiểm tra kết quả mẫu theo phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


3
Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Một vài nét về khu vực nghiên cứu
1.1.1. Tình hình sử dụng nước sinh hoạt ở Thạch Sơn
Xã Thạch Sơn thuộc huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ và nằm ven sông
Hồng, một phần địa phận của xã này tiếp giáp với nhà máy Supe Hóa chất
Lâm Thao. Trên các phƣơng tiện thông tin đại chúng trong mấy năm trở lại
đây, xã Thạch Sơn là một điểm nóng về môi trƣờng.
Ở xã Thạch Sơn có khoảng 50% sử dụng giếng đào nhƣng có nhiều
giếng không sử dụng đƣợc. Hiện tại có hai công trình cấp nƣớc tập trung do
địa phƣơng quản lý và khai thác gồm một công trình tập trung quy mô nhỏ do
UNICEP tài trợ và một công trình cấp nƣớc có quy mô lớn (liên thôn) từ
nguồn vốn chƣơng trình Quốc gia. Công trình cấp nƣớc do UNICEP tài trợ
gồm một giếng khoan sâu 20m đƣợc đầu tƣ năm 1999. Nƣớc từ giếng khoan
bơm thẳng vào mạng lƣới cấp nƣớc không qua xử lý. Hiện trạm này đang cấp
nƣớc cho khoảng 180 hộ dân. Công trình cấp nƣớc tập trung từ nguồn vốn
Quốc gia bàn giao cho xã Thạch Sơn từ tháng 12 năm 2001 đến cuối 2004 đã
giao cho HTX nông nghiệp khai thác và quản lý. Đã có hệ thống xử lý: phun
mƣa - lắng - lọc nổi chủ yếu là sử lý sắt. Tuy vậy do thiết bị cũ kỹ nên chất
lƣợng nƣớc sau xử lý vẫn chƣa đạt tiêu chuẩn nƣớc sinh hoạt. Ngoài ra, có 40
hộ dân đang dùng nƣớc từ hệ thống cung cấp nƣớc của nhà mày Supe
photphat Lâm Thao. Năm 2005, Nhà nƣớc chủ trƣơng dẫn nƣớc máy từ Việt
Trì về cho nhân dân Thạch Sơn nhƣng đến tháng 11 năm 2010, nhân dân bắt
đầu có nƣớc sạch dùng (theo sự khảo sát lại mới đây nhất xã Thạch Sơn có
nƣớc sạch ở hầu khắp các khu dân cƣ, nhƣng còn một số ít hộ không dùng

nƣớc sạch do nhà máy cung cấp mà vẫn dùng nƣớc giếng khoan).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


4
Điều đặc biệt là hệ thống nước thải của nhà máy Supe photphat Lâm
Thao trước đây đi nhờ qua hệ thống mương tưới tiêu của xã Thạch Sơn.

Hình 1.1: Sơ đồ địa chất khu Công nghiệp Lâm Thao
(Theo báo cáo của Sở Khoa học và Công nghệ Phú Thọ, [2])
1.1.2. Những vấn đề về môi trường ở Thạch Sơn [2, 3, 4, 5]
Xã Thạch Sơn có hơn 1.800 hộ sống gần Công ty Supe photphat và
Hoá chất Lâm Thao, 200 hộ sống ven đê sông Hồng cạnh đƣờng nƣớc thải
của Công ty Giấy Bãi Bằng – 400 hộ này đều không sử dụng đƣợc nƣớc giếng
vì nƣớc hôi.
Theo điều tra và báo cáo định kỳ của Cục Bảo vệ Môi trƣờng và Uỷ
ban nhân dân xã Thạch Sơn cho thấy:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


5
Nƣớc mặt, nƣớc giếng, đất bùn, chất thải rắn và không khí bị nhiễm As
và một số kim loại nặng độc hại. Đặc biệt là chất thải của nhà máy đều bị ô
nhiễm nghiêm trọng. Một số nƣớc giếng của một số nhà dân có hàm lƣợng
kim loại nặng nhƣ Pb, Cd, Hg, vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép. Có thể kết
luận, tại xã Thạch Sơn đều có dấu hiệu ô nhiễm As và kim loại nặng trong
rau, cá.

Hình 1.2: Cá chết do nước thải nhà máy tại làng ung thư Thạch Sơn, Phú Thọ
(Nguồn: Tia sáng, Bộ KH&CN Việt Nam)
1.1.3. Tình hình bệnh ung thư tại Thạch Sơn [2, 3, 4, 5]
Theo kết quả điều tra của Sở Y tế tỉnh Phú Thọ và theo thống kê của
Trạm y tế xã Thạch Sơn, từ năm 2005 đến tháng 4 năm 2009, xã có 162 ngƣời
chết, trong đó có 51 ngƣời chết do bệnh ung thƣ chiếm 31,48%. Các loại bệnh
ung thƣ ở đây có 14 kiểu ung thƣ khác nhau, thƣờng gặp là: ung thƣ gan
(27,4%), phổi (31,1%), dạ dày (10,4%), vòm họng (9,4%), não (7,5%), còn lại
là ung thƣ cổ tử cung, máu, tinh hoàn, bàng quang, xƣơng, khớp, đại tràng
Theo khảo sát mới nhất, từ đầu năm đến tháng 8 năm 2010, xã Thạch
Sơn hiện có 44 ngƣời đang mắc bệnh ung thƣ, trong đó có 10 ngƣời đã chết.
Năm 1990, tại khu 8 (xã Thạch Sơn) đã di dời đi nơi khác vì ô nhiễm
không khí nặng nề khoảng 200 hộ dân, và nơi đây cũng là nơi tỷ lệ ngƣời mắc
bệnh ung thƣ cao nhất. Năm 2009, UBND xã Thạch Sơn sẽ xoá bỏ lò gạch thủ
công và thay đổi dây chuyền công nghệ mới giảm thiểu sự ô nhiễm và di dời dân
ra khỏi khu vực bị ô nhiễm trầm trọng.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


6

Hình 1.3: Khu dân cư trù phú trước đây (đã được di dời),
nay thành cánh đồng ô nhiễm
(Nguồn Báo Pháp luật, Tp HCM)
1.2. Giới thiệu về đồng, mangan, chì và cadimi [7, 13, 14, 19, 23]
1.2.1. Đồng [12, 13, 23]
1.2.1.1. Trạng thái tự nhiên của đồng
Trong tự nhiên, đồng là nguyên tố tƣơng đối phổ biến. Trữ lƣợng đồng
trong vỏ trái đất khá lớn là 0,003%.

Ngƣời ta gặp đồng chủ yếu ở dạng các hơp chất sufua và luôn ở lẫn với
những quặng sufua của các kim loại khác. Trong số những khoáng chất riêng
của đồng, quan trọng nhất là cancopirit (CuFeS
2
) và cancozin (Cu
2
S). Những
khoáng chất có chứa oxi và tƣơng đối ít gặp - cuprit Cu
2
O, malachite
[(CuOH)
2
CO
3
].
1.2.1.2. Vai trò và khả năng sinh hóa của đồng
Đồng là một nguyên tố rất đặc biệt về mặt sinh vật học. Có lẽ nó là chất
xúc tác của những quá trình oxi hoá nội bào. Ngƣời ta đã nhận xét rằng, rất
nhiều cây muốn phát triển bình thƣờng, đều cần phải có một ít đồng và nếu
dùng những hợp chất của đồng để bón cho đất (đặc biệt là đất bùn lầy) thì thu
hoạch thƣờng tăng lên rất cao. Các cơ thể thực vật có độ bền rất khác nhau đối
với lƣợng đồng dƣ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


7
Đối với thực vật thì đồng ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình sinh trƣởng
và phát triển sản lƣợng của cây. Đồng có tác dụng kích thích các loại men, tạo
điều kiện cho cây sử dụng protein và hình thành clorofin. Thiếu đồng thì cây

không phát triển đƣợc. Đồng có tác dụng giúp cây chống hạn, chịu rét, làm tăng
khả năng giữ nƣớc của mô, bảo vệ diệp lục khỏi bị phá huỷ đồng thời còn có tác
dụng làm tăng quang hợp.
Các nguyên tố vi lƣợng ảnh hƣởng không những đến quá trình phát
triển của thực vật mà còn có tầm quan trọng với hoạt động sống của động vật
và con ngƣời.
Trong các động vật thì một số loài nhuyễn thể (bạch tuộc) có chứa
đồng nhiều nhất. Trong các động vật cao đẳng, đồng tập trung chủ yếu ở gan
và ở các hạch tế bào của những mô khác. Ngƣợc lại các tế bào tại các chỗ
sƣng chứa rất ít đồng. Nếu sinh vật bị thiếu đồng (mỗi ngày cần đến 5mg) thì
việc tái tạo hemoglobin sẽ giảm dần và sinh ra bệnh thiếu máu.
Nguồn các nguyên tố vi lƣợng trong cơ thể con ngƣời thƣờng xuyên đƣợc
bổ sung từ rau, quả, các loại lƣơng thực thực phẩm có trong thức ăn hàng ngày.
Thiếu hoặc mất cân bằng nguyên tố kim loại vi lƣợng trong các bộ phận cơ thể
nhƣ máu, huyết thanh, tóc, gan, mật… là nguyên nhân hay triệu trứng của ốm
đau, bệnh tật hoặc suy dinh dƣỡng. Hàm lƣợng đồng trong toàn bộ cơ thể xấp xỉ
0,1g và nhu cầu hàng ngày của một ngƣời đàn ông có sức khỏe trung bình là
2mg. Ở trẻ sơ sinh và đang bú mẹ, thiếu đồng dẫn đến thiếu máu nặng và thiếu
bạch cầu trung tính. Ở trẻ em mắc bệnh suy nhƣợc nhiệt đới gọi là Kawashiskor
thì biểu hiện thiếu đồng là mất sắc tố ở lông tóc. Qua phân tích ngƣời ta thấy ở
những trẻ mất khả năng đọc và đánh vần hoặc đọc và đánh vần khó nhọc thì
hàm lƣợng đồng và magie trong tóc cao hơn nhiều so với các trẻ đối chứng
(bình thƣờng).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


8
Nếu hàm lƣợng đồng trong tóc tăng nhiều (quá giới hạn) thì bệnh kéo
theo bao gồm cả thiếu máu, viêm gan, viêm tuyến giáp trạng và suy thận. Nếu ở

mô não, nồng độ Cu tăng và nồng độ Zn giảm thì sẽ xuất hiện chứng sớm mất
trí. Một bệnh gọi là bệnh Wilson sinh ra bởi các cơ thể mà đồng bị giữ lại, mà
không tiết ra bởi gan vào trong mật. Căn bệnh này nếu không đƣợc điều trị có
thể dẫn tới các tổn thƣơng não và gan.
Trong các đồ ăn thì sữa và men có chứa nhiều đồng nhất, trong máu
nguời mẹ có thai lƣợng đồng tăng gấp đôi so với lúc bình thƣờng. Vì vậy xác
định chính xác hàm lƣợng nguyên tố đồng trong các thực phẩm và trong cơ thể
ngƣời bình thƣờng để xây dựng các chỉ tiêu sinh học và dinh dƣỡng là vô cùng
cần thiết để chăm sóc và bảo vệ cộng đồng.
1.2.2. Mangan [14]
1.2.2.1. Trạng thái tự nhiên của mangan
Trong thiên nhiên mangan là nguyên tố tƣơng đối phổ biến, đứng hàng
thứ 3 trong số các kim loại chuyển tiếp sau Fe và Ti. Trữ lƣợng của mangan
trong vỏ trái đất là 0,032%. Mangan không tồn tại ở trạng thái tự do mà tồn
tại chủ yếu trong các khoáng vật. Khoáng vật chính của mangan là Hausmanit
(Mn
3
O
4
) chứa khoảng 72% Mn, Pirolusit (MnO
2
) chứa khoảng 63% Mn,
Braunit (Mn
2
O
3
) và Manganit MnO
2
.Mn(OH)
2

. Những nƣớc có nhiều mỏ
quặng mangan là Nga, Nam Phi, Ấn Độ, Gabon, Brazin và Australia. Nƣớc ta
có mỏ Pirolusit lẫn Hemantit ở Yên Cƣ và Thanh Tứ (Nghệ An), mỏ Pirolusit
lẫn Hemantit ở Tốc Tác và Bản Khuôn (Cao Bằng).
Hàm lƣợng mangan tính theo thành phần phần trăm trong thạch quyển
là 0,09%; trong đất là 0,085%; trong chất sống là 0,01%. Trong cơ thể con
ngƣời mangan có khoảng 4.10
-10
% nằm trong tim, gan và tuyến thƣợng
thận, ảnh hƣởng đến sự trƣởng thành của cơ thể và sự tạo máu. Mangan có
nhiều đồng vị từ
49
Mn
đến
55
Mn
trong đó chỉ có
55
Mn
là đồng vị thiên nhiên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


9
chiếm gần 100%. Đồng vị phóng xạ bền nhất là
53
Mn
có chu kì bán hủy là 140
năm, và kém bền nhất là

49
Mn
có chu kì bán hủy là 0,4s.
1.2.2.2. Vai trò và khả sinh hóa của Mangan
Trƣớc khi xét đến sự ô nhiễm của mangan trong nƣớc ngầm ta cũng cần
điểm qua sự xuất hiện của mangan trong tự nhiên và trong nƣớc thải.
Trong tự nhiên ở sông ngòi mangan chứa từ 0,001-0,16mg/l. Trong
nƣớc đƣờng ống thì mangan ở ngƣỡng 0,05mg/l.
Trong công nghiệp luyện kim chế tạo máy, hóa chất làm giàu quặng
mangan, chế biến quặng thì nồng độ mangan trong nƣớc thải là 1-1,2mg/l.
Trong công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, nƣớc thải chứa 0,05-0,47mg/l
Mn. Thông thƣờng mangan đƣợc thải ra dƣới dạng muối tan nhƣ muối sunfat,
clorua, nitrat của Mn (II).
Trong nƣớc ngầm mangan thƣờng tồn tại ở dạng hóa trị II (Mn
2+
) vì
không có mặt ôxi hòa tan hàm lƣợng mangan có thể là 1mg/l.
Khi nghiên cứu tác động của hợp chất mangan đến môi trƣờng ngƣời ta
thấy rằng:
- Ở nồng độ 0,1mg/l Mn làm cho nƣớc đục.
- Ở nồng độ 0,25mg/l Mn nhuộm màu nƣớc thành tối.
- Ở nồng độ 0,2- 0,4 mg/l Mn làm kém chất lƣợng nƣớc.
- Ở nồng độ 0,5mg/l Mn làm cho nƣớc có mùi kim loại.
- Mangan làm giảm COD của nƣớc. Nồng độ Mn 0,001mg/l làm giảm
2% COD. Nồng độ Mn 0,01mg/l làm giảm 10% COD.
- Ở nồng độ 2mg/l, mangan gây độc tính đối với cây trồng.
Mangan có hàm lƣợng nhỏ trong sinh vật và là nguyên tố vi lƣợng quan
trọng đối với sự sống. Thiếu mangan làm ảnh hƣởng lớn đến sự phát triển của
xƣơng động vật. Ion mangan là chất hoạt hóa một số enzim xúc tiến một số
quá trình tạo thành chất clorofin (chất diệp lục), tạo máu và sản xuất những

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


10
kháng thể nâng cao sức đề kháng của cơ thể. Mangan cần cho quá trình đồng
hóa nitơ của thực vật và quá trình tổng hợp protein. Nhu cầu mangan của
ngƣời lớn là 8 mg mỗi ngày. Thực phẩm chứa nhiều mangan là củ cải đỏ, cà
chua, đậu tƣơng, khoai tây. Mangan làm giảm lƣợng đƣờng trong máu nên
tránh đƣợc bệnh tiểu đƣờng.
1.2.3. Chì [7, 13, 19]
1.2.3.1. Trạng thái tự nhiên của Chì [7, 13, 19]
Chì là một trong bảy kim loại (Au, Ag, Cu, Fe, Sn, Pb, Hg) mà con ngƣời
đã biết từ thời thƣợng cổ. Trong tự nhiên, chì là nguyên tố tƣơng đối phổ biến,
chiếm khoảng 1.10
-4
% tổng số nguyên tử của vỏ trái đất. Có nhiều khoáng vật
chứa chì nhƣ quặng Galenit (PbS), quặng Cerusit (PbCO
3
), quặng Anglesit
(PbSO
4
) Trong khí quyển chì tƣơng đối giàu hơn so với kim loại nặng khác.
Nguồn chính của chì phân tán trong không khí xuất phát từ nguyên liệu xăng
chứa chì. Cùng với các chất gây ô nhiễm khác chì đƣợc loại khỏi khí quyển do
các quá trình sa lắng khô và ƣớt. Kết quả là bụi thành phố và đất bên đƣờng ngày
càng giàu chì với nồng độ điển hình cỡ khoảng 1000 - 4000mg/kg bụi và đất ở
những nơi có phƣơng tiện giao thông cao.
Trong nƣớc, chì tồn tại ở dạng hoá trị II. Chì trong nƣớc máy có nguồn
gốc tự nhiên chiếm tỉ lệ nhỏ, chủ yếu từ đƣờng ống dẫn, các thiết bị tiếp xúc

có chứa chì.
1.2.3.2. Vai trò và khả năng sinh hoá của chì [7, 13, 19]
Tác dụng hoá sinh chủ yếu của chì là tác động của nó tới sự tổng hợp
máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu. Chì ức chế một số enzym quan trọng trong quá
trình tổng hợp máu do sự tích luỹ các hợp chất trung gian của quá trình trao
đổi chất. Hợp chất trung gian kiểu này là axit delta - amino levulinic (ALA-
đehdrase). Một pha quan trọng của tổng hợp máu là sự chuyển hoá axit delta-
amino levulinic thành porphobilinogen. Chì ức chế enzym ALA-đehdrase, do

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


11
đó giai đoạn tiếp theo tạo thành porpholinogen không thể xảy ra. Kết quả là
phá huỷ quá trình tổng hợp hemoglobin cũng nhƣ các sắc tố hô hấp khác cần
thiết trong máu nhƣ cytochromes
Cuối cùng chì cản trở việc sử dụng oxy và glucoza để sản sinh năng
lƣợng cho quá trình sống. Sự cản trở này có thể nhận thấy khi nồng độ chì
khoảng 0,3ppm, ở các nồng độ cao hơn (> 0,3ppm) có thể gây nên hiện tƣợng
thiếu máu. Nếu hàm lƣợng chì trong khoảng 0,5-0,8ppm sẽ gây ra sự rối loạn
chức năng của thận và phá huỷ não.
Xƣơng là nơi tàng trữ tích tụ chì của cơ thể. Sau đó phần chì này có thể
tƣơng tác cùng với photphat trong xƣơng và thể hiện tính độc hại khi truyền
vào các mô mềm của cơ thể.
Chính vì tác hại nguy hiểm của chì đối với con ngƣời nhƣ vậy nên các
nƣớc trên thế giới đều có quy định chặt chẽ với hàm lƣợng chì tối đa cho phép
có trong nƣớc uống không vƣợt quá 0,01mg/l (TCVN: 6193-1996).
1.2.4. Cadimi [7, 13, 19]
1.2.4.1. Trạng thái tự nhiên của Cadimi [7, 13, 19]
Trong tự nhiên Cadimi có 8 đồng vị bền, trong đó

114
Cd
chiếm 28% và
112
Cd
chiếm 24,2%. Cadimi là nguyên tố có hàm lƣợng thấp trong vỏ trái đất
chiếm khoảng 7,6.10
-6
% tổng số nguyên tử. Cadimi thƣờng có trong các khoáng
vật chứa kẽm và là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất kẽm, đồng và chì.
Trong nƣớc Cadimi tồn tại chủ yếu ở dạng hoá trị 2 và rất dễ bị thuỷ phân
trong môi trƣờng kiềm. Trung bình cứ 1 lít nƣớc biển chứa khoảng 1,1.10
-4
mg
Cadimi ở dạng Cd
2+
. Ngoài dạng hợp chất vô cơ, nó còn liên kết với các hợp
chất hữu cơ, đặc biệt là axit humic tạo thành phức chất và phức này có khả năng
hấp phụ tốt trên các hạt sa lắng.
1.2.4.2. Vai trò và tác dụng sinh hoá của Cadimi [7, 13, 19]
Cadimi là kim loại đƣợc sử dụng nhiều trong công nghiệp luyện kim, mạ,
sơn, chế tạo đồ nhựa, chất làm ổn định trong công nghiệp chất dẻo do vậy
Cadimi có nhiều trong các loại nƣớc thải của các ngành công nghiệp trên.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


12
Cadimi xâm nhập vào nƣớc qua con đƣờng tự nhiên và nhân tạo.
Nguồn tự nhiên do bụi núi lửa, bụi vũ trụ, cháy rừng gây ô nhiễm. Nguồn

nhân tạo gây ô nhiễm cadimi từ công nghiệp luyện kim, mạ, sơn, chất dẻo, lọc
dầu Với nồng độ 0,1mg/l, cadimi sẽ kìm hãm quá trình tự làm sạch của
nƣớc và với nồng độ
0,2 g/l
, nó sẽ tác dụng tiêu cực lên các sinh vật bậc thấp
sống trong nƣớc.
Cadimi là một trong các nguyên tố ít có lợi cho cơ thể con ngƣời và động
vật. Nguyên tố này và dung dịch các hợp chất của nó là những chất cực độc thậm
chí với nồng độ rất thấp sẽ tích luỹ sinh học trong cơ thể cũng nhƣ trong các hệ
sinh thái, Giải thích tính độc của cadimi là do chúng can thiệp vào các phản ứng
của các enzym chứa kẽm gây rối loạn trong trao đổi chất, Cadimi có khả năng
thay thế trong các tế bào thần kinh khi tích luỹ trong cơ thể do đó gây ra sự suy
giảm và mất trí nhớ. Cadimi có thể can thiệp vào các quá trình sinh học có chứa
magiê và canxi theo cách tƣơng tự nhƣ đối với kẽm.
Cadimi xâm nhập vào cơ thể ngƣời chủ yếu qua đƣờng thực phẩm, hô
hấp từ không khí. Cadimi sau khi xâm nhập vào cơ thể đƣợc tích tụ ở tuỷ và
xƣơng, phần lớn đƣợc giữ lại ở thận và đƣợc đảo thải (Cadimi có thời gian bán
huỷ rất dài khoảng từ 20 đến 30 năm), một phần nhỏ liên kết mạnh nhất với
protein của cơ thể thành thionin-kim loại có mặt ở thận, phần còn lại giữ trong
cơ thể dần dần đƣợc tích luỹ tăng dần theo tuổi tác. Triệu chứng độc mãn tính
là thận hƣ và kéo theo sự mất cân bằng thành phần khoáng trong xƣơng. Ngộ
độc qua đƣờng miệng biểu hiện ở đau dạ dày và đau ruột. Hàm lƣợng 30mg/l
đủ dẫn đến cái chết.
Tiêu chuẩn vệ sinh nƣớc sạch quy định nồng độ Cd cho nƣớc uống ≤
0,003 mg/l (TCVN 6197-1996).
1.3. Các phƣơng pháp xác định một số kim loại nặng
1.3.1. Nhóm phương pháp phân tích công cụ [16, 17, 22, 23]
1.3.1.1.Phương pháp điện hoá
Đây là những phƣơng pháp dựa trên việc ứng dụng các hiện tƣợng, quy
luật có liên quan tới các phản ứng điện hoá xảy ra trên danh giới tiếp xúc giữa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


13
các điện cực nhúng trong dung dịch phân tích tạo nên môi trƣờng giữa các
điên cực. Phƣơng pháp này đƣợc chia thành hai nhóm:
Nhóm các phƣơng pháp ứng dụng các tính chất điện hoá của dung dịch
phân tích nhƣ tính dẫn điện, độ trở kháng Nhóm phƣơng pháp này cổ điển,
có độ nhạy và độ chọn lọc thấp.
Nhóm các phƣơng pháp dựa trên phản ứng điện hoá, trong đó phƣơng
pháp von-ampe hoà tan và cực phổ cổ điển đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất.
a. Phương pháp cực phổ
Phƣơng pháp cực phổ cũng là phƣơng pháp điện phân, nhƣng ở đây
việc xác định nồng độ thông qua việc nghiên cứu quan hệ giữa điện áp đặt
vào hai điện cực (E) với dòng điện (I) hình thành trong quá trình phân cực.

Hình 1.4: Quan hệ I-E trong phương pháp cực phổ

Trong phân tích, sử dụng dòng giới hạn (I
gh
) để xác định nồng độ theo
phƣơng trình Inkovitch: I
gh
= 605.n.D
1/2
.m
2/3
.t
1/6

.C
n: điện tích của ion kim loại (thực ra là số e tham gia phản ứng điện cực)
D: hệ số khuếch tán, cm
2
.s
-1

m: khối lƣợng Hg chảy ra từ mao quản trong 1 giây (g.s
-1
)
t: thời gian tạo giọt Hg (s)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


14
C: nồng độ ion kim loại khử ở điện cực (mol/l)
m, t là đại lƣợng đặc trƣng cho mao quản, có thể xác định bằng thực
nghiệm; m phụ thuộc đƣờng kính trong của mao quản, chiều cao cột Hg và
nhiệt độ; đối với t, ngoài hai yếu tố ảnh hƣởng nhƣ đối với m, t còn phụ thuộc
trạng thái dung dịch và điện thế.
Trong thực tế có thể duy trì D, m, t không thay đổi trong các điều kiện
thực nghiệm xác định, do đó phƣơng trình Inkovitch có thể viết dƣới dạng:
I
d
= K.C (với K=const)
Phƣơng pháp này dùng điện cực giọt Hg rơi là cực làm việc, trong đó
thế đƣợc quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thƣờng 1-5 mV/s) đồng thời
ghi dòng là hàm của thế trên điện cực giọt Hg rơi. Sóng cực phổ thu đƣợc có
dạng bậc thang, dựa vào chiều cao sóng có thể định lƣợng đƣợc chất phân

tích. Tuy nhiên phƣơng pháp này bị ảnh hƣởng lớn bởi dòng tụ điện nên giới
hạn phát hiện kém, cỡ 10
-5
-10
-6
M.
Nhằm loại trừ ảnh hƣởng trên, đồng thời tăng độ nhạy của phép đo,
hiện nay đã có các phƣơng pháp hiện đại nhƣ cực phổ xung vi phân, cực phổ
sóng vuông.
Ví dụ: Xác định Cu bằng phƣơng pháp này, ngƣời ta có thể dùng nền
NH
3
, pyridin, thioxianat và HCl đặc. Trong môi trƣờng này Cu
2+
bị khử về
Cu
+
. Sự khử Cu
2+
về Cu
0
xảy ra trên điên cực giọt Hg treo. Mỗi bậc khử ứng
với một sóng cực phổ riêng. Để xác định Cu ngƣời ta dùng bƣớc sóng thứ hai.
Trong các mẫu hỗn hợp, bƣớc sóng của quá trình khử Cu bị che phủ bởi bƣớc
sóng của quá trình khử Fe. Để loại đƣợc hiện tƣợng này, cần dùng chất che là
hydroxylamin hoặc chất tạo phức florua để tránh sự khử Fe
3+
về Fe
2+
.

Trong nền chất điện ly trơ NH
3
2M – NH
4
Cl 2M, Cu bị khử đến Cu
+
ở
thế bán sóng E
1/2
= - 0,25 V và đến Cu
0
ở thế bán sóng E
1/2
= - 0,5 V.
b. Phương pháp Von-Ampe hoà tan
Là phƣơng pháp phân tích điện hoá dựa trên hai kỹ thuật phân tích chất
điện phân ở thế giám sát và quét von-ampe hoà tan ngƣợc chiều.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


15
Nguyên tắc của phương pháp này gồm 3 giai đoạn:
Điện phân làm giàu chất phân tích lên bề mặt của điện cực hoạt động.
Ngừng khuấy hoặc ngừng quay cực 15 đến 20 giây để đƣa hệ từ trạng
thái động đến trạng thái tĩnh.
Hoà tan kết tủa đã đƣợc làm giàu trên điện cực hoạt động bằng cách
phân cực ngƣợc và ghi dòng von-ampe hoà tan. Trong điều kiện thích hợp,
nồng độ các chất cần xác định sẽ tỉ lệ với chiều cao của pic thu đƣợc. Dựa vào
pic chuẩn và pic thu đƣợc sẽ xác định đƣợc nồng độ các chất.

Ƣu điểm nổi bật của phƣơng pháp này là có độ nhạy cao (10
-8
÷ 10
-6
M)
và xác định đƣợc nhiều kim loại. Với kỹ thuật ngày nay có thể phát hiện các
nguyên tố đến 10
-9
M với sai số khoảng 5 ÷ 15%. Nhƣng phƣơng pháp này đòi
hỏi quy trình phân tích rất phức tạp.
Theo các tác giả Lê Lan Anh, Lê Quốc Anh, Từ Vọng Nghi [1] đã điện
phân đồng thời ion: Cu
2+
, Pb
2+
, Cd
2+
(10
-7
÷ 10
-5
M) trong nƣớc tự nhiên bằng
phƣơng pháp von-ampe hoà tan với điện cực màng Hg, nền LiCl hoặc KSCN
và ghi dòng anot hoà tan bằng cực phổ thƣờng ở thế -1,4V.
Hrabancova, Dolezan và Masin đã nghiên cứu làm giàu và xác định Mn
dƣới dạng MnO
2
trong môi trƣờng đệm borat hay amoniac trên điện cực
platin và đã đi đến kết luận là sự khác nhau giữa E
đf

- E
cđ
/2 khoảng 0,6V. Pic
đƣợc tăng cao bằng cách khuấy mạnh dung dịch trong khi điện phân làm giàu
và trong lúc hoà tan. Oxy hoà tan trong dung dịch nói chung không ảnh
hƣởng đên chiều cao của pic (nó chỉ ảnh hƣởng khi tỷ lệ Mn: Pb là 1: 0,5 hoặc
1: 1, lúc đó pic Mn giảm đi 50%). Các kim loại kiềm, kiềm thổ, kim loại nặng
(Zn, Cu, Co, Cd) không gây cản trở cho việc xác định Mn ngay cả khi chúng
có nồng độ lớn gấp 10000 lần nồng độ của Mn. Kim loại hoá trị 3 nhƣ Fe và
Al gây ảnh hƣởng đáng kể khi chúng có mặt nồng độ cao hơn n.10
-5

M.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


16
1.3.1.2. Phương pháp chiết và sắc ký [16, 17, 22, 23]
a.Chiết
Chiết là quá trình tách và phân chia các chất dựa vào quá trình chuyển một
chất hòa tan trong một pha lỏng (thƣờng là nƣớc) vào một pha lỏng khác không
trộn lẫn với nó (thƣờng là dung môi hữu cơ không tan hoặc ít tan trong nƣớc).
Sử dụng phƣơng pháp chiết ta có thể chuyển lƣợng nhỏ chất nghiên cứu
trong một thể tích lớn dung dịch nƣớc vào một thể tích nhỏ dung môi hữu cơ.
Nhờ vậy có thể sử dụng phƣơng pháp chiết để nâng cao nồng độ của chất
nghiên cứu hay nói cách khác đây chính là phƣơng pháp chiết làm giàu. Mặt
khác dùng phƣơng pháp chiết ta có thể tiến hành việc tách hay phân chia các
chất trong hỗn hợp phức tạp khi tìm đƣợc các điều kiện chiết thích hợp.
Quá trình chiết thƣờng xảy ra với tốc độ lớn nên có thể thực hiện quá

trình chiết tách, chiết làm giàu một cách đơn giản và nhanh chóng, sản phẩm
chiết thƣờng khá sạch. Vì các lý do đó ngày nay phƣơng pháp chiết không chỉ
đƣợc áp dụng trong phân tích mà còn đƣợc sử dụng vào quá trình tách, làm
giàu, làm sạch trong công nghiệp.
Hệ chiết Pb, Cd – dithizonat trong CH
3
Cl hoặc CCl
4
, sau đó xác định
Pb, Cd theo phƣơng pháp trắc quang.
Chiết các phức halogenua hoặc thioxianat – Cd vào nhiều dung môi
hữu cơ khác nhau nhƣ: dietylete, tributylphotphat, xiclohecxanol …
Tạo chelat với APDC (amoni pyrolydin dithio cacbamat) và chiết vào
MIBK (metyl iso butyl xeton) ở pH = 0 ÷ 11.
Các phần chiết thu đƣợc, đem phân tích bằng phƣơng pháp ETA – AAS.
b. Sắc ký
Sắc ký là một trong những phƣơng pháp tách ƣu việt nhất hiện nay.
Nguyên tắc của phƣơng pháp: đƣa mẫu (đã đƣợc hòa tan trong pha động)
chảy qua một cột chứa pha tĩnh…tùy ái lực hấp thu của từng chất đối với pha