XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP xác ĐỊNH NHÔM TRONG nƣớc BẰNG PHƢƠNG PHÁP SO màu UV –VIS và SO SÁNH với PHƢƠNG PHÁP sử DỤNG máy ICP OES

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
NHÔM TRONG NƢỚC BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SO MÀU UV –VIS VÀ
SO SÁNH VỚI PHƢƠNG PHÁP SỬ DỤNG
MÁY ICP-OES
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS. Nguyễn Thị Ánh Hồng

Danh Si Ra
MSSV: 2092156
Ngành: Công Nghệ Hóa Học – Khóa 35

Cần Thơ, Tháng 5 năm 2013

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

LỜI CÁM ƠN

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

LỜI CÁM ƠN


Sau bốn năm học và gần hơn ba tháng thực tập luận văn, tôi đã có nhiều kiến
thức và kinh nghiệm nhƣ ngày hôm nay và tôi tin chắc sẽ vận dụng tốt trong công
việc sau này. Để có kết quả nhƣ vậy đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các
thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Hóa Học. Các thầy cô đã tận tình truyền dạy cho
tôi nhiều kiến thức quý báu, đó cũng chính là hành trang cho tôi hoàn thành tốt luận
văn tốt nghiệp này.
Tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới cô Nguyễn Thị Ánh Hồng và cô Nguyễn Thị
Diệp Chi đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt thời gian làm luận văn vừa qua, giúp
tôi có đầy đủ kiến thức để tiếp cận với kiến thức thực tế và đã giúp tôi hoàn thiện
bài luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn anh Nguyễn Xuân Dƣ, anh Lƣu Hải Đăng và tất
cả anh (chị) trong Trung tâm Kỹ thuật và Ứng Dụng Công Nghệ thành phố Cần Thơ
đã tận tình hƣớng dẫn và tạo mọi đều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành tốt luận
văn, đặc biệt giúp tôi có thể tiếp cận nhiều thiết bị thực tế và học hỏi nhiều kiến
thức mới đó là điều kiện tốt để tôi làm việc sau này.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn tất cả các bạn lớp công nghệ hóa k35, đã động
viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian vừa qua.
Và cuối cùng Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến gia đình, đặc biệt là mẹ,

ngƣời đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi vƣợt qua mọi khó khăn để hoàn
thành tốt bài luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn!

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

ii

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Nhận Xét Và Đánh Giá

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

KHOA CÔNG NGHỆ



BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Cán bộ hƣớng dẫn: Th.s Nguyễn Thị Ánh Hồng
2. Đề tài: “Xây dựng phương pháp xác định Nhôm trong nước bằng phương
pháp so màu UV-VIS và so sánh với phương pháp sử dụng máy ICP - OES”.
3. Sinh viên thực hiện: Danh Si Ra
MSSV: 2092156

Lớp: Công Nghệ Hóa Học

Khóa: 35

4. Nội Dung Nhân xét
a. Nhận xét về hình thức LVTN: ...........................................................................
.............................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung LVTN:
- Kết quả đạt đƣợc: ...............................................................................................
.............................................................................................................................
- Những hạn chế: ..................................................................................................
.............................................................................................................................
c. Nhận xét về quá trình thực hiện đề tài: ..............................................................
.............................................................................................................................
d. Kết luận, đề nghị và điểm: ................................................................................
Cần Thơ, Ngày 10 Tháng 5 năm 2013
Cán Bộ Hƣớng Dẫn

Nguyễn Thị Ánh Hồng

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

iii

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Mục Lục

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ......................................................................................................... ii
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ .......................................................................................iii
MỤC LỤC ............................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. vii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. ix
PHẦN 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề......................................................................................................... 1
2. Mục tiêu đề tài .................................................................................................. 1
PHẦN 2: TỔNG QUAN .......................................................................................... 2
1. Đại cƣơng về nguồn tài nguyên nƣớc. ............................................................... 2
1.1 Tài nguyên nƣớc........................................................................................... 2
1.2 Ô nhiễm nguồn nƣớc .................................................................................... 2

1.2.1 Khái niệm về ô nhiễm nƣớc .................................................................... 2
1.2.2 Phân loại ô nhiễm nƣớc .......................................................................... 3
1.3 Ô nhiễm kim loại trong nƣớc ..................................................................... 3
2. Ảnh hƣởng của nhôm đến con ngƣời................................................................. 4
2.1 Sơ lƣợc về nhôm .......................................................................................... 5
2.1.1 Tính chất của nhôm ................................................................................ 5
2.1.2 Ứng dụng của nhôm và hợp chất của nhôm ............................................ 6
2.1.3 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nhôm ................................................... 7
2.2 Ảnh hƣởng của nhôm đến con ngƣời ............................................................ 7
2.2.1 Các nguồn nhiễm độc nhôm.................................................................... 7
2.2.2 Ảnh hƣởng của nhôm đến sức khỏe con ngƣời........................................ 9
2.2.3 Một số khuyến cáo về nhôm .................................................................10
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

iv

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Mục Lục

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

2.3 Cách phƣơng pháp xác định nhôm trong nƣớc .............................................10

2.3.1 Phƣơng pháp chuẩn độ...........................................................................10
2.3.2 Phƣơng pháp cực phổ ............................................................................11
2.3.3 Phƣơng pháp hấp thu nguyên tử AAS ....................................................12
2.3.4 Phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử ICP-OES.......................................13
2.3.5 Phƣơng pháp so màu UV-VIS ...............................................................16
3. Một số chỉ tiêu thẩm định phƣơng pháp phân tích ............................................19
3.1. Độ đúng .....................................................................................................19
3.1.1 Định nghĩa .............................................................................................19
3.1.2 Cách xác định độ đúng...........................................................................19
3.1.3 Tiêu chí đánh giá ...................................................................................20
3.2. Độ lập lại....................................................................................................20
3.2.1 Định nghĩa .............................................................................................20
3.2.2 Giới hạn lập lại ......................................................................................20
3.2.3 Cách xác định độ lập lại.........................................................................20
3.2.4 Tiêu chí đánh giá ...................................................................................21
3.3 Độ tái lập.....................................................................................................22
3.3.1 Định nghĩa .............................................................................................22
3.3.2 Giới hạn tái lập ......................................................................................22
3.3.3 Cách xác định độ tái lập.........................................................................22
3.3.4 Tiêu chí đánh giá ...................................................................................22
3.4. Giới hạn phát hiện (LOD)...........................................................................23
3.4.1 Định nghĩa .............................................................................................23
3.4.2 Cách xác định ........................................................................................23
3.4.3 Tiêu chí đánh giá ...................................................................................23
3.5. Giới hạn định lƣợng (LOQ) ........................................................................23
3.5.1 Định nghĩa .............................................................................................23
3.5.2 Cách xác định ........................................................................................23
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

v

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Mục Lục

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

3.6. Độ thu hồi ..................................................................................................23
3.6.1 Cách xác định ........................................................................................23
3.6.2 Tiêu chí đánh giá độ thu hồi...................................................................24
3.7. Khoảng tuyến tính, khoảng làm việc và đƣờng chuẩn .................................24
3.7.1 Định nghĩa .............................................................................................24
3.7.2 Cách xác định khoảng tuyến tính ...........................................................24
PHẦN 3: THỰC NGHIỆM ....................................................................................27
1. Phƣơng pháp tiến hành.....................................................................................27
2. Phƣơng tiện nghiên cứu ...................................................................................27
2.1 Hóa chất....................................................................................................27
2.2 Thiết bị dụng cụ ........................................................................................27
2.3 Địa điểm tiến hành ....................................................................................28
3. Tiến hành thí nghiệm .......................................................................................28
3.1 Xây dựng quy trình phân tích nhôm bằng phƣơng pháp UV-Vis ...............28
3.1.1 Tiến hành thí nghiệm tối ƣu thời gian bền của phức ...........................28
3.1.2 Tiến hành thí nghiệm tối ƣu thời gian đo mẫu ....................................28

3.2 Thẩm định phƣơng pháp ...........................................................................28
3.2.1 Độ đúng .............................................................................................28
3.2.2 Độ lập lại ...........................................................................................29
3.2.3 Độ tái lập ...........................................................................................29
3.2.4 Độ thu hồi ..........................................................................................29
3.2.5 Độ tuyến tính .....................................................................................30
3.2.6 Giới hạn phát hiện ..............................................................................31
3.2.7 Giới hạn định lƣợng ...........................................................................32
3.3 Tiến hành phân tích mẫu theo phƣơng pháp đƣợc xây dựng ......................32
3.3.1 Xây dựng đƣờng chuẩn theo quy trình tối ƣu .....................................32
3.3.2 Tiến hành phân tích một số mẫu nƣớc ................................................33
3.4 Tiến hành phân tích mẫu bằng máy ICP – OES .........................................34
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

vi

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Mục Lục

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

3.3.1 Xây dựng đƣờng chuẩn ......................................................................34

3.3.2 Xác định nhôm trong các mẫu nƣớc bằng máy ICP – OES .................35
PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................36
1. Kết quả xây dựng quy trình ..............................................................................36
2. Kết quả thẩm định phƣơng pháp ......................................................................37
3. Kết quả phân tích mẫu theo phƣơng pháp vừa xây dựng ..................................41
3.1 Kết quả đo độ hấp thu và đƣờng chuẩn .....................................................41
3.2 Kết quả phân tích các mẫu bằng phƣơng pháp so màu ..............................43
4. Kết quả phân tích mẫu bằng pp ICP .................................................................43
4.1 Kết quả đo trên máy ICP và đƣờng chuẩn .................................................43
4.2 Kết quả phân tích mẫu trên máy ICP .........................................................44
5. So sánh kết quả phân tích mẫu từ 2 phƣơng pháp .............................................45
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................46
1 Kết luận ............................................................................................................46
2 Kiến nghị ..........................................................................................................46
DANH MỤC PHỤ LỤC .........................................................................................48

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

vii

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Danh Mục Hình

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng
DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Một số hình ảnh về nhôm ............................................................................ 4
Hình 2: Tạo ra năng lƣợng bức xạ hv chuyển mức năng lƣợng ...............................12
Hình 3: Máy ICP – OES Optima 7300 DV .............................................................13
Hình 4: Sơ đồ hệ thống ICP – OES .........................................................................13
Hình 5: Máy So màu UV-Vis .................................................................................16
Hinh 6: Nguyên lý phổ UV- Vis ............................................................................16
Hình 7: Sơ đồ khối quá trình xác định độ thu hồi ....................................................30
Hình 8: Mẫu trƣớc khi đo độ tuyến tính. .................................................................31
Hình 9: Sơ đồ khối quy trình xác định giới hạn phát hiện .......................................32
Hình 10: Sơ đồ quy trình xác định nhôm trong mẫu nƣớc .......................................36
Hình11: Kết quả tối ƣu quy trình phân tích mẫu .................................................... 37
Hình 12: Đồ thị thể hiện khoảng tuyến tính và khoảng làm việc .............................40
Hình 13: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cƣờng độ phát xạ vào nồng độ chuẩn ........42
Hình 14: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cƣờng độ phát xạ vào nồng độ chuẩn……44

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

viii

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Danh Mục Bảng

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Màu phổ và màu bổ sung của hợp chất hay phức hấp thụ một màu phổ .... 17
Bảng 2: Quy trình tiến hành xác định độ tuyến tính ................................................31
Bảng 3: Quy trình chuẩn bị dãy mẫu đo xây dựng chuẩn ........................................33
Bảng 4: Quy trình tiến hành chuẩn bị mẫu chạy máy ICP -OES .............................34
Bảng 5: Kết quả khảo sát thời gian tối ƣu tạo phức và đo mẫu ............................... 36
Bảng 6: Kết quả đo độ tuyến tính ...........................................................................40
Bảng 7: Độ hấp thu của dãy chuẩn đo đƣợc trên máy so màu .................................41
Bảng 8: Kết quả kiểm tra độ lệch chuẩn bằng phƣơng pháp tính ngƣợc ..................42
Bảng 9: Nồng độ nhôm thực tế ...............................................................................43
Bảng 10: Kết quả chạy máy ICP với chuẩn tƣ 0.05 – 0.5 ppm ................................43
Bảng 11: Kết quả đo các mẫu nƣớc ....................................................................... 44
Bảng 12: Kết quả so sánh giữa hai phƣơng pháp đo ............................................... 45

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

ix

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Danh Mục Chữ Viết Tắt

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
 ICP –OES (Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy): Máy
quang phổ phát xạ ghép cặp cảm ứng cao tầng.
 UV- Vis (Ultraviolet–visible spectroscopy): Máy quang phổ đo bƣớc sóng
 AOAC (Association of Official Analytical Chemists): Hiệp hội các phƣơng
pháp phân tích chính thức.
 LOD (Limit of Detection): Giới hạn phát hiện
 LOD (Limit of Detection): Giới hạn phát hiện
 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
 USFDA (United States Food and Drug Administration): Cục Dƣợc phẩm và
Thực phẩm Mỹ
 AAS (Atomic Absorption Spectrometry): Phổ hấp thụ nguyên tử.
 RSD (Relative Standard Deviation): Độ lệch chuẩn tƣơng đố

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

x

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Nƣớc là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đối với con ngƣời, sinh vật
và môi trƣờng sống ngoài tự nhiên. Nhƣng hiện nay, do sự phát triển của công
nghiệp làm cho nguồn nƣớc bị ô nhiễm trầm trọng và vấn đề đáng lo ngại nhất là
tình trạng nhiễm độc do kim loại trong nƣớc gây ra. Nhôm là một trong những kim
loại gây ra độc tố mạnh nhƣ: gây ra một số bệnh về xƣơng, não, gây ảo giác, mất trí
nhớ ở ngƣời, nó tác dụng trực tiếp lên hệ thần kinh của động vật gây chết, làm giảm
khả năng hấp thụ dinh dƣỡng và nƣớc ở thực vật…chính vì vậy hàm lƣợng nhôm
trong nƣớc cần đƣợc kiểm soát ở mức độ cho phép. Theo Cơ quan Bảo vệ môi
trƣờng Hoa Kỳ (EPA) nồng độ nhôm giới hạn trong nƣớc từ 0,001 đến 1 mg/l, theo
tổ chức y tế thế giới WHO thì hàm lƣợng đƣợc quy định ở mức 0.001 đến 0.005
mg/l, theo Quy Chuẩn Việt Nam thì nồng độ nhôm cho phép dƣới 0.2 mg/l…theo
các quy định trên cho thấy giới hạn hàm lƣợng nhôm trong nƣớc rất thấp, nên rất
khó xác định chính xác đƣợc.
Hiện nay, đã có nhiều phƣơng pháp xác định hàm lƣợng kim loại nhôm trong
nƣớc, nhƣng vấn đề đặt ra là kết quả vẫn chƣa cho độ tin cậy cao, độ chính xác cao
bởi vì các phƣơng pháp thông thƣờng kém hiểu quả nên rất khó xác định nhôm khi
chúng có nồng độ thấp. Trong khi đó, phƣơng pháp so màu bằng máy UV-VIS và
phƣơng pháp sử dụng máy ICP-OES lại có những ƣu điểm nổi bật nhƣ: cho độ
chính xác cao, độ tin cậy cao, nồng độ phát hiện thấp, cho kết quả nhanh. Chính vì
vậy chúng tôi chọn đề tài “ Xây dựng phương pháp xác định nhôm trong nước
bằng phương pháp so màu UV-VIS và so sánh với phương pháp sử dụng máy
ICP - OES”. Mục đích của đề tài đƣa ra đƣợc phƣơng pháp xác định hàm lƣợng
nhôm trong nƣớc với độ tin cậy, độ chính xác cao, giới hạn phát hiện thấp và cho

kết quả nhanh; so sánh kết quả phân tích mẫu nƣớc giữa hai phƣơng pháp.

2. Mục tiêu đề tài
Trong khuôn khổ bài luận văn này mục tiêu chính là:
 Xây dựng phƣơng pháp xác định hàm lƣợng nhôm bằng phƣơng pháp so
màu UV-VIS
 Thẩm định phƣơng pháp vừa xây dựng đƣợc và so sánh với phƣơng pháp sử
dụng máy quang phổ phát xạ ICP.
 Khảo sát hàm lƣợng nhôm trong các mẫu nƣớc thải ở khu vực thành phố Cần
Thơ bằng hai phƣơng pháp trên; so sánh kết quả của hai phƣơng pháp đó.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

PHẦN 2: TỔNG QUAN
1. Đại cƣơng về nguồn tài nguyên nƣớc. [8],[9],[29]
1.1 Tài nguyên nƣớc
Tài nguyên nƣớc là các nguồn nƣớc mà con ngƣời sử dụng hoặc có thể sử
dụng vào những mục đích khác nhau. Nƣớc đƣợc dùng trong các hoạt động nông
nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trƣờng. Hầu hết các hoạt động trên
đều cần nƣớc ngọt.
Nƣớc chiếm 97% trên Trái Đất là nƣớc muối, chỉ 3% còn lại là nƣớc ngọt
nhƣng gần hơn 2/3 lƣợng nƣớc này tồn tại ở dạng sông băng và các mỏ băng ở các
cực. Phần còn lại không đóng băng đƣợc tìm thấy chủ yếu ở dạng nƣớc ngầm, và

chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí.
Nƣớc ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nƣớc ngọt và
sạch trên thế giới đang từng bƣớc giảm đi. Nhu cầu nƣớc đã vƣợt cung ở một vài
nơi trên thế giới, trong khi dân số thế giới vẫn đang tiếp tục tăng làm cho nhu cầu
nƣớc càng tăng. Sự nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nƣớc cho
nhu cầu hệ sinh thái chỉ mới đƣợc lên tiếng gần đây. Trong suốt thế kỷ 20, hơn một
nửa các vùng đất ngập nƣớc trên thế giới đã bị biến mất cùng với các môi trƣờng hỗ
trợ có giá trị của chúng. Các hệ sinh thái nƣớc ngọt mang đậm tính đa dạng sinh học
hiện đang suy giảm nhanh hơn các hệ sinh thái biển và đất liền.
Tuy nƣớc là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhƣng không phải vô tận,
lƣợng nƣớc có thể sử dụng đƣợc chỉ chiếm phần rất nhỏ. Nhƣng ngày nay nguồn
nƣớc này đang bị ô nhiễm trầm trọng do nhiều nguyên nhân mà nguyên nhân chính
là do hoạt động sản xuất và ý thức của con ngƣời.
1.2 Ô nhiễm nguồn nƣớc
1.2.1 Khái niệm về ô nhiễm nước
Ô nhiễm nƣớc là hiện tƣợng các vùng nƣớc nhƣ sông, hồ, biển, nƣớc ngầm ...
bị các hoạt động của con ngƣời làm nhiễm các chất có thể gây hại cho con ngƣời và
cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên hay là sự thay đổi thành phần và chất lƣợng
nƣớc không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vƣợt quá tiêu chuẩn cho
phép. Ngoài ra theo hiến chƣơng châu Âu ô nhiễm nƣớc đƣợc định nghĩa: "Ô nhiễm
nƣớc là sự biến đổi nói chung do con ngƣời đối với chất lƣợng nƣớc, làm nhiễm bẩn
nƣớc và gây nguy hiểm cho con ngƣời, cho công nghiệp, nông nghiệp, cho động vật
nuôi và các loài hoang dã".

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Phần 2: Tổng Quan

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

Nƣớc trong tự nhiên tồn tại dƣới nhiều hình thức khác nhau: nƣớc ngầm, nƣớc
ở các sông hồ, tồn tại ở thể hơi trong không khí. Nƣớc bị ô nhiễm nghĩa là thành
phần của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con ngƣời và
cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên. Nƣớc ô nhiễm thƣờng là khó khắc phục mà
phải phòng tránh từ đầu.
Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dƣới tốc độ phát triển nhƣ hiện nay con
ngƣời vô tình làm ô nhiễm nguồn nƣớc bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy,
xí nghiệp. Các đơn vị cá nhân sử dụng nƣớc ngầm dƣới hình thức khoan giếng, sau
khi ngƣng không sử dụng không bịt kín các lỗ khoan lại làm cho nƣớc bẩn chảy lẫn
vào làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm. Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công
nghiệp vào không khí làm ô nhiễm không khí, khi trời mƣa, các chất ô nhiễm này sẽ
lẫn vào trong nƣớc mƣa cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nƣớc.
1.2.2 Phân loại ô nhiễm nước
Ô nhiễm nƣớc có nguồn gốc tự nhiên: do mƣa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đƣa
vào môi trƣờng nƣớc các chất thải bẩn, các sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng.
Ô nhiễm nƣớc có nguồn gốc nhân tạo: quá trình thải các chất độc hại chủ yếu
dƣới dạng lỏng nhƣ các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông
vào môi trƣờng nƣớc.
Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, ngƣời ta phân ra các loại ô nhiễm
nƣớc: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các
tác nhân vật lý.
Ô nhiễm nƣớc mặt, ô nhiễm nƣớc ngầm và biển.
1.3 Ô nhiễm kim loại trong nƣớc

Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ của các kim loại nặng trong nƣớc
cao hơn mức cho phép.
Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, Al... thƣờng không
tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hoá của các thể sinh vật, con ngƣời
nhƣng các kim loại nặng này có đặc điểm ít bị đào thải và thƣờng tích luỹ trong cơ
thể do đó về lâu về dài việc sử dụng nguồn nƣớc bị ô nhiễm kim loại sẽ gây ra một
số hiện tƣợng nhiễm độc kim loại nặng.
Hiện tƣợng nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng thƣờng gặp trong các lƣu vực nƣớc
gần các khu công nghiệp, các thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng sản và
việc sử dụng kim loại trong các loại sơn, mực, trong nƣớc máy, các hóa chất chế
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

3

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Phần 2: Tổng Quan

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

biến thực phẩm, các sản phẩm chăm sóc sắc đẹp ( mỹ phẩm, dầu gội đầu, thuốc
nhuộm tóc...) trong xã hội công nghiệp hiện nay con ngƣời không thể tránh khỏi
việc nhiễm các hóa chất độc và các kim loại.

Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi
trƣờng nƣớc nƣớc thải công nghiệp và nƣớc thải độc hại không xử lý hoặc xử lý
không đạt yêu cầu. Ô nhiễm nƣớc bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi
trƣờng sống của sinh vật và con ngƣời. Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn
thâm nhập và cơ thể ngƣời. Nƣớc mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào
nƣớc ngầm, vào đất và các thành phần môi trƣờng liên quan khác. Ðể hạn chế ô
nhiễm nƣớc, cần phải tăng cƣờng biện pháp xử lý nƣớc thải công nghiệp, quản lý tốt
vật nuôi trong môi trƣờng có nguy cơ bị ô nhiễm nhƣ nuôi cá, trồng rau bằng nguồn
nƣớc thải.

2. Ảnh hƣởng của nhôm đến con ngƣời[6],[9],[14],[16],[27],[28]

Hình 1: Một số hình ảnh về nhôm

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

4

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Phần 2: Tổng Quan

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

2.1 Sơ lƣợc về nhôm
Nhôm (tiếng Latinh: alumen, alum) là tên một nguyên tố hóa học trong bảng
tuần hoàn nguyên tố, có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13. Nguyên tử khối bằng
27 đvC. Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ
biến nhất trong vỏ Trái Đất. Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn của Trái Đất.
Kim loại nhôm ít phản ứng hóa học với các mẫu quặng và có mặt hạn chế trong các
môi trƣờng khử cực mạnh. Tuy vậy, nó vẫn đƣợc tìm thấy ở dạng hợp chất trong
hơn 270 loại khoáng vật khác nhau, quặng chính chứa nhôm là quặng bôxít.
2.1.1 Tính chất của nhôm
- Tính chất vật lý
Nhôm là một kim loại mềm, nhẹ với màu xám bạc, có ánh kim mờ, vì có một
lớp mỏng ôxi hóa tạo thành rất nhanh khi nó để ngoài không khí. Tỷ trọng riêng của
nhôm chỉ khoảng một phần ba sắt hay đồng, dễ uốn (đứng thứ sáu) và dễ dàng gia
công trên máy móc hay đúc, nó có khả năng chống ăn mòn và bền vững do lớp ôxít
bảo vệ. Nhôm nóng chảy ở nhiệt độ tƣơng đối thấp, 650 0C và nhiệt độ sôi cao
24670C.
- Tính chất hóa học:
Nhôm có đầy đủ tính chất hóa học của một kim loại, nhƣng bề mặt của nhôm
đƣợc bao bọc bởi màng oxit rất mỏng và bền làm cho nhôm kém hoạt động, ví dụ
nhƣ ở thực tế không bị gỉ ở không khí, bền đối với nƣớc…Tuy nhiên nhiệt độ cao,
nhôm khử dể dàng nhiều oxit kim loại đến kim loại tự do. Nhôm thụ động trong axit
nitrit đặc nguội.
Dây nhôm hay lá nhôm dày không cháy khi đốt mạnh mà nóng chảy trong
màng oxit tạo thành những túi, bên trong là nhôm lỏng bên ngoài là oxit. Lá nhôm
rất mỏng hoặc bột nhôm khi đƣợc đốt cháy phát ra ánh sáng chói và tỏa ra nhiều
nhiệt.
Bởi vậy việc sản xuất nhôm thƣờng gặp nguy hiểm do dễ bốc cháy và gây nổ.
Tấm nhôm đã đƣợc nhúng vào dung dịch muối thủy ngân, khi để trong không
khí ở nhiệt độ thƣờng sẽ bị oxi hóa hoàn toàn vì trong trƣờng hợp này nhôm không

còn đƣợc màng oxit bảo vệ nữa.
- Hợp chất của nhôm:
Nhôm hidrua, nhôm oxit, nhôm hidroxit, nhôm halogenua, nhôm sunfat,
phèn nhôm…đây là một số hợp chất quan trọng của nhôm có trong tự nhiên.
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

5

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Phần 2: Tổng Quan

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

2.1.2 Ứng dụng của nhôm và hợp chất của nhôm
- Ứng dụng của nhôm
Tính theo cả số lƣợng lẫn giá trị, việc sử dụng nhôm vƣợt tất cả các kim loại
khác (trừ sắt), và nó đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế giới. Nhôm
nguyên chất có sức chịu kéo thấp, nhƣng tạo ra các hợp kim với nhiều nguyên tố
nhƣ đồng, kẽm, magiê, mangan và silic. Khi đƣợc gia công cơ-nhiệt, các hợp kim
nhôm này có các thuộc tính cơ học tăng lên đáng kể. Các hợp kim nhôm tạo thành
một thành phần quan trọng trong các máy bay và tên lửa do tỷ lệ sức bền cao trên
cùng khối lƣợng. Khi nhôm đƣợc bay hơi trong chân không, nó tạo ra lớp bao phủ,

phản xạ cả ánh sáng và bức xạ nhiệt. Các lớp bao phủ này tạo thành một lớp mỏng
của oxit nhôm bảo vệ, nó không bị hƣ hỏng nhƣ các lớp bạc bao phủ vẫn hay bị.
Trên thực tế, gần nhƣ toàn bộ các loại gƣơng hiện đại đƣợc sản xuất sử dụng lớp
phản xạ bằng nhôm trên mặt sau của thủy tinh. Các gƣơng của kính thiên văn cũng
đƣợc phủ một lớp mỏng nhôm, nhƣng là ở mặt trƣớc để tránh các phản xạ bên trong
mặc dù điều này làm cho bề mặt nhạy cảm hơn với các tổn thƣơng. Các loại vỏ phủ
nhôm đôi khi đƣợc dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để
tăng nhiệt độ cho chúng, nhờ vào đặc tính hấp thụ bức xạ điện từ của Mặt Trời tốt,
mà bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp.
Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, đƣợc dùng để chế tạo các chi tiết của phƣơng tiện
vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe, tàu hỏa, tàu biển…)
Xây dựng (cửa sổ, cửa, ván…tuy nhiên nó đã đánh mất vai trò chính dùng làm
dây dẫn phần cuối cùng của các mạng điện, trực tiếp đến ngƣời sử dụng ).
Các hàng tiêu dùng có độ bền cao (trang thiết bị, đồ nấu bếp…)
Các đƣờng dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện của nó chỉ bằng 60% của đồng,
nó nhẹ hơn nếu tính theo khối lƣợng và rẻ tiền hơn) chế tạo máy móc.
Nhôm siêu tinh khiết chứa 99,980% - 99,999% nhôm đƣợc sử dụng trong
công nghiệp điện tử và sản xuất đĩa CD.
Nhôm dạng bột thông thƣờng đƣợc sử dụng để tạo màu bạc trong sơn. Các
bông nhôm có thể cho thêm vào trong sơn lót, chủ yếu là trong xử lý gỗ - khi khô
đi, các bông nhôm sẽ tạo ra một lớp kháng nƣớc rất tốt. Nhôm dƣơng cực hóa là ổn
định hơn đối với sự oxi hóa và nó đƣợc sử dụng trong các lĩnh vực xây dựng.

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

6

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Phần 2: Tổng Quan

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

- Ứng dụng một số hợp chất của nhôm
Oxit nhôm, alumina, đƣợc tìm thấy trong tự nhiên dƣới dạng corunđum,
emery, ruby và saphia và đƣợc sử dụng trong sản xuất thủy tinh. Ruby và saphia
tổng hợp đƣợc sử dụng trong các ống tia laser để sản xuất ánh sáng có khả năng
giao thoa.
Sự oxi hóa nhôm tỏa ra nhiều nhiệt, nó sử dụng để làm nguyên liệu rắn cho
tên lửa, nhiệt nhôm và các thành phần của pháo.
2.1.3 Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nhôm
Nƣớc mặt: Vào mùa mƣa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử
không có oxy, nƣớc mặt ở vùng này thƣờng rất chua, pH = 2,5 – 4,5, khi đó nhôm
hoà tan ở dạng ion Al3+( 5 – 7mg/l). Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nƣớc thƣờng có
màu trong xanh và vị rất chua. Và ở những nơi thƣờng hay có mƣa axit cũng làm
cho hàm lƣợng nhôm vƣợt mức cho phép.
Nƣớc thải: Nƣớc thải của các nhà máy sản xuất kim loại nặng nói chung và
nhà máy sản xuất nhôm nói riêng là các nguồn gây ra ô nhiễm kim loại nhôm đáng
lo ngại, nhất là các nƣớc thải này không đƣợc xử lý mà thải trực tiếp ra sông hồ.
Nƣớc ngầm: Các quặng boxit, trầm tích, khoáng vật, các hoạt động của con
ngƣời…Là những nguyên nhân làm cho hàm lƣợng nhôm trong nƣớc ngầm vƣợt
mức cho phép.
2.2 Ảnh hƣởng của nhôm đến con ngƣời

2.2.1 Các nguồn nhiễm độc nhôm[28]
Bởi vì nhôm hiện diện trong khắp môi trƣờng sống và trong nhiều sản phẩm
tiêu dùng, không thể nào con ngƣời tránh đƣợc việc phơi nhiễm nhôm ở một mức
độ nào đó, từ những nguồn chủ yếu nhƣ sau:
a. Thực phẩm
Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO), nhôm hiện diện tự nhiên trong đa số thực
phẩm hoặc trong thực phẩm có chất phụ gia có chứa nhôm. Tổ chức Health Canada
(Y tế Canada) ƣớc tính khoảng 95% lƣợng nhôm đƣa vào cơ thể hàng ngày đối với
ngƣời lớn đến từ thực phẩm.
Nhôm cũng có thể thâm nhập vào thực phẩm từ các công cụ nấu nƣớng (nồi,
chảo, ấm…), vật dụng sinh hoạt và các loại bao gói… Nhƣng nhiều nghiên cứu cho
đến nay cho thấy lƣợng nhôm những nguồn này là không đáng kể, nếu những vật
dụng nhƣ thế đƣợc sản xuất đúng theo tiêu chuẩn sản phẩm.
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

7

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Phần 2: Tổng Quan

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

Thực phẩm có nhôm cao là khoai tây, cải bi-na và trà. Những sản phẩm chế
biến từ sữa, bột mì và sữa dinh dƣỡng cho trẻ nhỏ có thể có hàm lƣợng nhôm cao
nếu chúng có chứa chất phụ gia có nhôm.
b. Dƣợc phẩm
Theo WHO, lƣợng nhôm vào cơ thể hàng ngày có thể tăng mạnh ở những
ngƣời sử dụng thuốc có hàm lƣợng nhôm cao nhƣ antacid (chất làm giảm acid trong
dạ dày) và acetylsalicylic acid (ASA) có lớp bọc. WHO ƣớc tính những ai sử dụng
đều đặn những dƣợc phẩm nhƣ thế có thể đƣa nhôm vào cơ thể ở mức 5g mỗi ngày.
c. Nƣớc uống
Theo WHO, nồng độ nhôm trong các nguồn nƣớc tự nhiên trên thế giới khác
nhau rất nhiều, tùy thuộc vào các đặc điểm lý-hóa và khoáng vật học ở từng nơi.
Nồng độ nhôm hòa tan trong các nguồn nƣớc có giá trị pH gần mức trung tính
thƣờng từ 0,001 đến 0,05 mg/lít trong nƣớc chứa nhiều chất hữu cơ.
Đối với nguồn nƣớc bị nhiễm acid nặng, nồng độ nhôm hòa tan có thể đạt đến
mức 90 mg/lít. Lƣợng nhôm vào cơ thể qua nƣớc uống là rất nhỏ, nhƣng một số nhà
khoa học cho rằng nhôm trong nƣớc uống đƣợc cơ thể hấp thụ tốt hơn nhôm trong
thực phẩm.
Ngay cả khi nhôm đạt mức cao nhất cho phép trong nƣớc uống là 0,2 mg/lít
theo tiêu chuẩn châu Âu, thì nếu một ngƣời uống 2 lít nƣớc/ngày thì thì lƣợng nhôm
vào cơ thể chỉ là 0,4 mg, tức không bằng 1/10 mức trung bình của lƣợng nhôm vào
cơ thể hàng ngày từ thực phẩm.
Theo Cơ quan Bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ (EPA), nồng độ nhôm trong nƣớc
tự nhiên (chƣa xử lý) nói chung là từ 0,001 đến 1mg/l, mặc dù nồng độ có thể tăng
cao đến 26 mg/l ở một số khu vực nhất định.
Trong nhiều trƣờng hợp, mức nhôm tăng cao trong nƣớc có liên quan đến độ
pH thấp hơn 5,5 hoặc nguồn nƣớc có chứa nhiều chất hữu cơ. Nói chung, nồng độ
nhôm trong nƣớc rất khác nhau tùy theo chất lƣợng nguồn nƣớc.
d. Không khí
Lƣợng nhôm vào cơ thể từ không khí không bị ô nhiễm nói chung là rất thấp,
dƣới 4 microgram/ngày. Tuy nhiên, tại các khu vực công nghiệp, nơi mà lƣợng

nhôm trong không khí cao hơn rất nhiều, lƣợng nhôm đƣa vào cơ thể có thể đạt đến
100 microgram/ngày. Những công nhân phơi nhiễm nhôm do đặc điểm nghề nghiệp
có thể hít phải một lƣợng nhôm từ 3,5 – 7 mg/ngày.
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

8

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Phần 2: Tổng Quan

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

Theo tổ chức Alzheimer Scotland, một lƣợng nhôm từ không khí sẽ tiến vào
phổi nhƣng khó có thể thâm nhập vào các bộ phận khác trong cơ thể.
2.2.2 Ảnh hưởng của nhôm đến sức khỏe con người[16]
Việc hấp thụ nhôm của cơ thể sẽ khác nhau, tùy thuộc vào nhiều nhân tố, nhƣ
loại hợp chất nhôm, thành phần của thực phẩm đƣợc ăn, tuổi tác và sức khỏe của
ngƣời sử dụng thực phẩm có chứa nhôm. Theo Health Canada (Y tế Canada), việc
đƣa vào cơ thể một lƣợng lớn nhôm có thể gây ra bệnh thiếu máu, chứng nhuyễn
xƣơng (osteomalacia), sự không dung nạp glucose và ngƣng tim.
Tại Hội nghị quốc tế lần thứ nhất về kim loại và não, đƣợc tổ chức tại Ý năm
2000, các chuyên gia có những nhận định nhƣ sau: Độc tính thần kinh của nhôm đã

đƣợc biết từ hơn 1 thế kỷ qua. Gần đây, nhôm bị xem là nguyên nhân gây ra tình
trạng bệnh lý (bệnh não, bệnh xƣơng, chứng thiếu máu) có liên quan đến điều trị
thẩm tách (dialysis treatment).
Các nghiên cứu đã cho thấy, sau khi hấp thụ vào cơ thể, nhôm ƣu tiên cố định
trong xƣơng với tỷ lệ 39% và loại trừ canxi gây ra chứng loãng xƣơng. Trong cơ,
nhôm cũng chiếm tỷ lệ 39%, trong phổi 12% và trong não, máu, gan, tim, lách,
thận, ống tiêu hoá chiếm tỷ lệ 1%. Tuy nhôm xâm nhập vào não chỉ 1% nhƣng đã
gây ra sự suy thoái não ở ngƣời lớn tuổi (bệnh lão suy não kiểu Alzheimer). Trong
Hội nghị Quốc tế lần thứ 6 tổ chức vào năm 1998 về bệnh Alzheimer, hai nhà
nghiên cứu của Viện Y học Quốc gia và Nghiên cứu Y học INSERM của Pháp, đã
công bố kết quả về mối quan hệ giữa bệnh não kiểu Alzheimer trên 3.411 ngƣời từ
65 tuổi trở lên sống ở vùng Gironde và Dordogne (Pháp), đi đến kết luận rằng:
những ngƣời lớn tuổi sống ở các vùng mà nƣớc chứa hàm lƣợng nhôm cao trên
100mg/l thì có nguy cơ bị bệnh suy não kiểu Alzheimer cao hơn hai lần. Nếu trong
nƣớc có một tỷ lệ oxit silic thì hình nhƣ có một tác động làm giảm nguy cơ phát
triển bệnh nói trên. Ngƣời ta giải thích rằng phức hợp nhôm - silic trong nƣớc đƣợc
hấp thụ vào cơ thể kém hơn. Ngƣợc lại độ toan của nƣớc uống hình nhƣ là yếu tố
làm tăng sự xâm nhập của nhôm vào cơ thể. Khi nƣớc càng axit thì nguy cơ hấp thụ
nhôm vào cơ thể càng tăng lên. Giáo sƣ Guy Berthon, Giám đốc Phòng Thí nghiệm
hoá học - sinh học vô cơ và y học của Touloues, Pháp giải thích rằng: “Độ toan của
môi trƣờng làm tăng độ hoà tan của nhôm và nó vƣợt qua dễ dàng hàng rào của ống
tiêu hoá để có mặt nhiều hơn trong huyết tƣơng”. Bệnh nhân bệnh lão suy não kiểu
Alzheimer ban đầu có những khó khăn trong diễn đạt rồi xuất hiện những cử chỉ
không kiểm soát đƣợc và những cơn động kinh. Không đầy 18 năm sau khi xuất
hiện các triệu chứng đầu tiên, kết cục bi thảm không tránh khỏi đã xảy ra. Ở những
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

9

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Phần 2: Tổng Quan

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

bệnh nhân này, ngƣời ta thấy những rối loạn của chức năng thận, máu chứa tỷ lệ
nhôm cao gấp 20 lần so với bình thƣờng, nghĩa là 20 microgam/lít.
Ngoài ra, cũng có những nghiên cứu cho thấy có thể có sự liên quan giữa
lƣợng nhôm đƣa vào cơ thể với bệnh xơ cứng và teo cơ bên (bệnh Lou Gehrig) và
bệnh Parkinson (bệnh liệt rung, thƣờng xảy ra ở ngƣời cao tuổi). Ngoài ra, nhiều
nghi vấn cũng đặt ra về nguy cơ sức khỏe tiềm tàng đối với những trẻ em uống sữa
có chứa nhôm.
2.2.3 Một số khuyến cáo về nhôm[27],[28]
Tại Hội nghị về kim loại và não nói trên, các chuyên gia đã đƣa ra nhiều
khuyến cáo liên quan đến nhôm, trong đó có những điểm quan trọng sau đây:
Hàm lƣợng nhôm nên đƣợc công bố trong tất cả các loại thực phẩm và dƣợc
phẩm.
Nồng độ nhôm trong nƣớc tiểu cũng là một chỉ thị về mức độ hấp thụ nhôm
của cơ thể tỉ lệ nhôm đƣợc hấp thụ hay bài tiết tùy thuộc vào tính toàn vẹn của chức
năng thận..
Các loại thực phẩm có tính acid, nhƣ cải bắp chua, cà, v.v… không nên đƣợc
nấu hoặc chứa trong các vật chứa bằng nhôm. Trong nƣớc bắp cải chua đƣợc nấu
trong các dụng cụ bằng nhôm, nồng độ ion nhôm có thể tăng lên đến 20mg/lít.

Theo Aluminum Trade Association, cơ thể bắt đầu quá trình tích tụ nhôm lại
thay vì thải bỏ ra, khi bạn đƣa vào một lƣợng nhôm nhiều hơn 125 miligam mỗi
ngày.
Theo các tổ chức thế giới quy định mức tối đa hàm lƣợng nhôm đƣa vào cơ
thể nhƣ sau: 0.1 mg Al/kg/ngày cho trẻ từ 6 – 11 tháng tuổi, từ 0.3 -0.5 mg Al/kg/
ngày cho trẻ em từ 2- 6 tuổi, 0.11 mg cho trẻ khoảng 10 tuổi, 0.15 – 0.18 mg trẻ từ
14 -16 tuổi, 0.1 – 0.12 mg cho ngƣời trƣởng thành.[27]
2.3 Cách phƣơng pháp xác định nhôm trong nƣớc[10],[11],[13],[17],[19],[20],[21],[22]
2.3.1 Phương pháp chuẩn độ
a. Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH
Nguyên lý: Phƣơng pháp dựa trên nguyên tắc cho Al3+ tác dụng với dung
dịch KCl 1N, (pH = 5,6 – 6,0). Sau đó xác định hàm lƣợng Al3+ bằng cách chuẩn độ
với dung dịch chuẩn NaOH dùng chỉ thị màu bromtimon xanh.
Ƣu điểm: phƣơng pháp tiến hành đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn kém.
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

10

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Phần 2: Tổng Quan

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

Nhƣợc điểm: Không có tính chọn lọc cao, giới hạn phát hiện lớn, độ tin cậy
không cao.
b. Phƣơng pháp chuẩn độ complexon
Ở phƣơng pháp này nhôm đƣợc xác định bằng cách chuẩn độ complexon ở pH
từ 5.5 đến 6.0 với chất chỉ thị xylenol da cam với cách chuẩn độ ngƣợc.
Cách tiến hành: mẫu nƣớc chứa nhôm đƣợc cho thêm vài giọt metyl đỏ và
dung dịch amoni hiđroxit cho đến khi dung dịch chuyển sang vàng. Thêm tiếp dung
dịch trilon B và đun nóng. Cho tiếp dung dịch đệm axetat và chất chị thị xylenol da
cam, đem chuẩn độ bằng dung dịch kẽm acetat đến khi dung dich chuyển sang màu
hồng. Tiếp tục thêm dung dịch amoni florua và đun sôi. Để nguội tiếp tục chuẩn độ
nhƣ trên và ghi thể tích kẽm acetat tiêu tốn lần này. Tính toán cho ra kết quả hàm
lƣợng nhôm trong nƣớc.
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp là giới hạn phát hiện lớn, khó phân tích các
mẫu có hàm lƣợng nhỏ nhôm nhỏ; tính chọn lọc không cao và cho độ tin cậy thấp.
2.3.2 Phương pháp cực phổ
Phƣơng pháp cực phổ cổ điển là dung điện cực giọt Hg rơi là cực làm việc
trong đó có thể đƣợc quét tuyến tính rất chậm theo thời gian ( thƣờng 1- 5 mV/s),
đồng thời ghi dòng là hàm của thế điện cực giọt Hg rơi. Sóng cực phổ có dạng hình
bậc thang, dựa vào chiều cao của sóng có thể định lƣợng đƣợc chất cần phân tích.
Tuy nhiên, phƣơng pháp cực phổ bị ảnh hƣởng rất lớn của dòng tụ điện nên giới hạn
phát hiện kém, cỡ 10-5 – 10-6 M.
Nhằm loại trừ ảnh hƣởng trên và đồng thời tăng độ nhạy và độ chọn lọc, hiện
nay đã có các phƣơng pháp cực phổ hiện đại nhƣ: Cực phổ xung vi phân ( DPP),
cực phổ sóng vuông ( SQWP)… cho phép phân tích lƣợng vết của nhiều nguyên tố.
Ƣu điểm điểm của phƣơng pháp là xác định đƣợc nhiều dạng liên kết khác
nhau của kim loại nhôm, phƣơng pháp đơn giản dễ thực hiện…
Nhƣợc điểm: sử dụng thủy ngân tƣơng đối độc với ngƣời tiến hành, ngoài ra
phƣơng pháp này không thể xác định đƣợc kim loại kiềm và kiềm thổ.
Giới hạn pháp hiện của Al trong môi trƣờng nƣớc bằng phƣơng pháp này là 5

µg/L.

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

11

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Phần 2: Tổng Quan

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

2.3.3 Phương pháp hấp thu nguyên tử AAS[1],[3],[4]
Ở điều kiện thƣờng, nguyên tử không thu hay phát năng lƣợng và gọi là trạng
thái cơ bản. Nhƣng khi ở trạng thái hơi tự do, nếu ta kích thích chúng bằng một
năng lƣợng dƣới dạng chùm tia sáng có bƣớc sóng xác định thì các nguyên tử đó sẽ
hấp thu bức xạ có bƣớc sóng nhất định ứng đúng với tia bức xạ mà chúng có thể
phát ra đƣợc trong quá trình phát xạ của nó. Ngƣời ta cho chiếu vào đám hơi
nguyên tử một năng lƣợng bức xạ đặc trƣng của riêng nguyên tử đó. Sau đó, đo
cƣờng độ còn lại của bức xạ đặc trƣng này sau khi đã bị đám hơi nguyên tử hấp thụ,
sẽ tính ra đƣợc nồng độ nguyên tố có trong mẫu đem phân tích.

Hình 2: Tạo ra năng lƣợng bức xạ hv chuyển mức năng lƣợng

Khi đó, nguyên tử chuyển lên trạng thái có mức năng lƣợng cao hơn trạng thái
cơ bản. Quá trình đó gọi là quá trình hấp thu năng lƣợng của nguyên tử tự do ở
trạng thái hơi và tạo ra phổ nguyên tử của nguyên tố đó. Phổ sinh ra trong quá trình
này gọi là phổ hấp thụ nguyên tử AAS.
Nguyên tắc: mẫu nhôm (sau khi đƣợc phá mẫu) đƣợc phun vào ngọn lửa để
nguyên tử hóa. Nguồn sáng đơn sắc đƣợc phát ra từ đèn cathode rỗng qua vùng
nguyên tử hóa đến bộ cảm biến để đo cƣờng độ sáng bị hấp thụ.
Ƣu điểm: giới hạn phát hiện thấp, độ nhạy và độ chọn lọc cao, ít tốn mẫu,
phƣơng pháp cho ra kết quả nhanh…
Nhƣợc điểm: Hệ thống máy AAS tƣơng đối đắt tiền, đòi hỏi phải có kiến thức
trình độ cao khi sử dụng máy, độ nhạy cao nên dễ gây ra nhiều yếu tố cản trở…
Giới hạn phát hiện của nhôm là 0.1 đến 10 μg/l.

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

12

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Phần 2: Tổng Quan

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

2.3.4 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử ICP-OES[1],[2],[3],[4],[22]

Hình 3: Máy ICP – OES Optima 7300 DV
a. máy ICP – OES
ICP – OES là một kỹ thuật phân tích nguyên tố sử dụng phổ phát xạ từ những
nguyên tử hay ion tự do đƣợc tạo ra từ nguồn ICP.

Hình 4: Sơ đồ hệ thống ICP – OES
b. Nguyên lý hoạt động
Mẫu nhôm đƣợc hút vào bình phun sƣơng nhờ vào hệ thống bơm, tại đây mẫu
nhôm sẽ đƣợc làm tơi, tạo sƣơng và phun vào dòng khí plasma cao tần ở nhiệt độ
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

13

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Phần 2: Tổng Quan

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

khoảng 7 000 – 10 000 K. Nhiệt độ cao của plasma sẽ tách các phân tử nhôm thành
nguyên tử, ion hóa các nguyên tử này thành ion, các ion này chuyển lên trạng thái

kích thích, nó chỉ tồn tại ở trạng thái này trong khoảng 10-8 đến 10-10 s, sau đó nó trở
về trạng thái cân bằng bằng cách phát ra một năng lƣợng hv. Phần mẫu còn lại sẽ
đƣợc cho ra ngoài ống dẫn ra ngoài.
Tín hiệu phát xạ đƣợc thu nhận bởi một hệ thống quang học đƣợc ghép nối
với nhau. Tín này phản xạ qua hai gƣơng hình xuyến, chiếu qua khe hẹp đến ống
chuẩn trực hình parabol, sau đó đến cách từ nhiễu xạ bậc cao, qua máy tán sắc
Schmidt, qua camera hình cầu, qua gƣơng phẳng, đến detector và chuyển đến máy
tính lấy tính hiệu ra ngoài.
c. Các yếu tố ảnh hƣởng
 Các thông số máy
Các lƣợng số của máy nhƣ: công suất điện, tốc độ khi Argon, tốc độ hút của
dung dịch, kiểu đồ thị chuẩn, vạch phổ lựa chọn…Phải thực hiện theo hƣớng dẫn
của hãng sản xuất máy, hoặc khảo sát vận dụng để tối ƣu phƣơng pháp và điều kiện
phân tích.
 Kỹ thuật xử lý mẫu, chuẩn bị mẫu
Khâu này phải đƣợc xem xét khảo sát để mẫu hòa tan hoàn toàn và không bị
nhiễm bẩn. Đối với một số mẫu cần phải có phƣơng pháp xử lý mẫu thích hợp,
chuyển mẫu về dạng dung dich đồng nhất.
Đối với mẫu nhôm: Nếu mẫu đục (một số mẫu nƣớc thải của nhà máy xí
nghiệp) cần tiến hành phá mẫu bằng axit mạnh nhƣ sau: Cho nƣớc cƣờng thủy vào
mẫu, đun nóng đến gần cạn, thêm nƣớc cất và tiếp tục đun, sau đó mẫu đƣợc đem
lọc và định mức trƣớc khi đo bằng máy ICP; còn mẫu trong thì chỉ cần lọc mẫu và
tiến hành chạy máy ICP.
 Các yếu tố về phổ
Nền của mẫu có ảnh hƣởng lớn đến cƣờng độ phát xạ nhất là trong vùng khả
kiến. Sự phát xạ của nền phụ thuộc rất nhiều vào thành phần nền của mẫu phân tích.
 Hiện tƣợng chen lấn vạch phổ
Có 2 loại chen lấn vạch phổ
 Hai nguyên tử có vạch phổ liền kề nhau sẽ làm cho cƣờng độ phát xạ của
nguyên tố này hay nguyên tố kia tăng lên. Để loại trừ cần chọn vạch phổ khác cho

phù hợp hoặc tách nguyên tố có vạch phổ ngăn cản ra khỏi mẫu.
SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

14

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Phần 2: Tổng Quan

GVHD: Nguyễn Thị Ánh Hồng

 Vạch phổ của nguyên tố cần phân tích trùng với vạch phổ của nguyên tố
khác. Những nguyên tố đó thƣờng có hàm lƣợng lớn, để loại trừ cần phải xác lặp lại
các hệ số điều chỉnh cho các nguyên tố bị nhiễu.
Ngoài ra còn các yếu tố vật lý nhƣ: sức căn bề mặt, độ nhớt… và các yếu tố
cản trở hóa học khác.
Đối với quá trình phân tích định lƣợng nhôm yếu tố gấy ảnh hƣởng nhiều nhất
là kỹ thuật xử lý mẫu. Trong mẫu nƣớc có rất nhiều yếu tố gây cản trở đến quá trình
đo nhƣ: các hạt lơ lững, nhôm chƣa đƣa hết về dạng ion, bùn đất…nếu không đƣợc
xử lý sẽ ảnh hƣởng lớn đến kết quả đo.
d. Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp
Ƣu điểm: Đây là một trong phƣơng pháp xác định nhôm hiện đại, cho kết quả
chính xác, độ tin cậy cao, giới hạn phát hiện tƣơng đối thấp, ít tốn thời gian, quá

trình thực hiện đơn giản.
Nhƣợc điểm: Hệ thống máy ICP tƣơng đối đắt, tốn nhiều chi phí cho quá trình
chạy mẫu. Đòi hỏi ngƣời sử dụng phải có chuyên môn trình độ cao trong lĩnh vực
này.
e. Ứng dụng
Nông học và thực phẩm: Phân tích các nguyên tố trong đất, phân bón, thực
vật, thức ăn gia súc, mô động vật, dịch sinh học…các đối tƣợng này thƣờng đƣợc
xử lý mẫu trƣớc khi tiến hành đo.
Mẫu sinh học và y tế: phân tích các chỉ tiêu nhiễm bẩn do lấy mẫu, thôi
nhiễm…
Mẫu địa chất: phân tích đa lƣợng, vi lƣợng.
Mẫu môi trƣờng và nƣớc: các mẫu bùn thải, chất thải sinh hoạt và công
nghiệp, than và tro than bụi lơ lửng trong không khí… các mẫu nƣớc trong (chỉ cần
lọc) có thể đo trực tiếp không cần qua giai đoạn xử lý, các mẫu răn thì xử lý mẫu
bằng phƣơng pháp thích hợp.
Mẫu kim loại: phân tích nguyên liệu, thành phần, kiểm tra chất lƣợng, dƣ
lƣợng…Mẫu phải đƣợc xử lý trƣớc khi tiến hành đo.

SVTH: Danh Si Ra

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

15

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM