SỬ DỤNG PHẢN ỨNG OXY HÓA QUANG HÓA LOẠI BỎ ASEN (As) TRONG NƯỚC NGẦM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

SỬ DỤNG PHẢN ỨNG OXY HÓA QUANG HÓA LOẠI
BỎ ASEN (As) TRONG NƯỚC NGẦM

Ngành học

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện

: TRẦM THỊ CẨM NHUNG

Niên khóa

: 2009 – 2013

Tháng 6/2013
 
 


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

SỬ DỤNG PHẢN ỨNG OXY HÓA QUANG HÓA LOẠI
BỎ ASEN(As) TRONG NƯỚC NGẦM

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

ThS. HUỲNH VĨNH KHANG

TRẦM THỊ CẨM NHUNG

Tháng 6/2013
 
 


LỜI CẢM ƠN

Tôi chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành phố
Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả Qúy Thầy Cô
đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian học tập tại Trường.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS. Huỳnh Vĩnh Khang đã hết lòng hướng
dẫn, giúp đỡ tôi trong thời gian thực tập tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn đến cha mẹ kính yêu của tôi đã nuôi dạy tôi đến ngày
hôm nay cùng tất cả anh chị em đã tạo động lực giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp DH09SH đã luôn động viên cỗ
vũ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 06 năm 2013
Trầm Thị Cẩm Nhung

i 
 


TÓM TẮT
Đề tài “Sử dụng phản ứng oxy hóa quang hóa loại bỏ As trong nước ngầm”
được thực hiện nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất loại bỏ As bằng
phương pháp như tỉ lệ mol As/Fe, tác dụng và thời gian chiếu sáng dưới ánh sáng
mặt trời, nồng độ ion HCO3-, nồng độ acid citric. Thí nghiệm được thực hiện tại
phòng thí nghiệm Hóa Lý thuộc Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi
trường, trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Đề tài gồm 4 thí nghiệm. Thí nghiệm 1ảnh hưởng của điều kiện phản ứng
đến hiệu quả loại bỏ As. Thí nghiệm 2 ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến
hiệu quả loại bỏ As. Thí nghiệm 3 ảnh hưởng của nồng độ ion HCO3- đến hiệu
quả loại bỏ As. Thí nghiệm 4 khảo sát mức độ loại bỏ As trong các mẫu nước có
tỉ lệ As/Fe và nồng độ acid citric khác nhau.
Kết quả thí nghiệm cho thấy thời gian chiếu sáng ảnh hưởng đáng kể đến
hiệu suất loại bỏ As trong nước ngầm bằng phương pháp SORAS. Thời gian tối
ưu cho phản ứng là khoảng 4 giờ. Trong cùng một điều kiện thí nghiệm, lượng
nước cốt chanh thêm vào dung dịch gây ức chế quá trình phản ứng, làm giảm hiệu
suất loại bỏ As . Ngoài ra ion HCO3-cũng cho thấy vai trò quan trọng trong phản
ứng SORAS. Sự hiện diện của ion HCO3- trong dung dịch có tác dụng tích cực
làm tăng hiệu quả loại bỏ As. Nghiên cứu cũng cho thấy tỉ lệ mol As/Fe tối ưu
trong phản ứng SORAS là 0,046.

ii 
 

SUMMARY

The thesis entitled " Removal of arsenic from synthetic groundwater by Solar
Photocatalyic Oxidation” aims to investigate factors affecting As removal efficiency
by SORAS such As/Fe molar ratios-, reaction duration, HCO3- concentration and
natural acid citric added under form of lemon juice. This study was conducted at the
Chemical Testing laboratory the research institute Biotechnology and Environment,
Nong Lam University, Ho Chi Minh City.
The thesi entitledconsists4 experiment. Experiment 1 the effect ofreaction
conditionstoeliminateperformance As. Experiment 2the irradiation duration had a effect
on As removal efficiency. Experiment 3 the ion HCO3- concentration had a effect on
Asen removal efficiency. Experiment 4The study on removal of As water samples have
As / Fe molar ratio and different concentrations of natural citric acid.
Our results revealed that the irradiation duration had a significant effect on As
removal efficiency insynthetic groundwater by SORAS, the optimum reaction time
was approximately 4 hours. Besides, the addition of lemon juice was found to
considerably inhibit reaction efficiency, resulting in higher As concentration in
experimental solutions than that of control treatments. In addition, the presence of
HCO3-

ions in the synthetic groundwater exhibited a positive role in enhancing

oxidation rate, and consequently increasing As removal capacity. Also, the study
showed that the optimum As/Fe molar ratio for SORAS was 0.046
Keywords: Arsenic, groundwater, natural citric acid, SORAS, HCO3-

iii 
 

MỤC LỤC
Lời cảm ơn ............................................................................................................ i
Tóm tắt ................................................................................................................ ii
Summary ............................................................................................................. iii
Danh sách các chữ viết tắt ....................................................................................vi
Danh sách các bảng ............................................................................................ vii
Danh sách các hình ........................................................................................... viii
Chương 1 MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1
1.1Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1
1.2 Yêu cầu của đề tài .......................................................................................... 2
1.3 Nội dung thực hiện ......................................................................................... 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3
2.1. Các khái niệm ................................................................................................ 3
2.1.1 Tổng quan về kim loại nặng ......................................................................... 3
2.1.2 Tính chất của kim loại nặng ........................................................................ 4
2.2. Tổng quan về Asen (As) ................................................................................. 5
2.2.1 Khái niệm As ............................................................................................... 5
2.2.2 Nguồn gốc phát sinh: .................................................................................. 6
2.2.3 As trong môi trường nước ........................................................................... 6
2.2.4 Tác hại của As đối với sức khỏe con người. ................................................. 8
2.2.5 Quy chuẩn kỷ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm ................................ 9
2.2.6 Một số phương pháp loại bỏ As. .................................................................. 9
2.3 Phản ứng quang hóa trong khí quyển............................................................. 11
2.3.1. Khái niệm acid citric: ................................................................................ 13
2.3.2 Ứng dụng .................................................................................................. 13
2.4. Giới thiệu về phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ............................. 14
2.4.1 Nguyên tắc và trang bị của phép đo AAS ................................................... 14
2.4.2 Hệ thống máy đo hấp thụ nguyên tử bằng ngọn lửa .................................... 15
iv 
 

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 16
3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện ................................................................... 16
3.Vật liệu: ........................................................................................................... 16
3.3. Phương pháp: ............................................................................................... 16
3.3.1 Chuẩn bị dung dịch nước ngầm tổng hợp nhân tạo trong phòng thí nghiệm.
........................................................................................................................... 16
3.3.2 Thí nghiệm 1 Khảo sát sơ bộ các điều kiện phản ứng như ánh sáng và acid
citric. .................................................................................................................. 17
3.3.3 Thí nghệm 2 Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến hiệu quả loại bỏ As.
........................................................................................................................... 18
3.3.4 Thí nghiệm 3 Ảnh hưởng của nồng độ ion HCO3- đến hiệu quả loại bỏ As. 19
3.3.5 Thí nghiệm 4 Khảo sát mức độ loại bỏ As trong các mẫu nước có tỉ lệ As/Fe
và nồng độ acid citric khác nhau. ........................................................................ 19
Chương 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN .................................................................. 21
4.1 Ảnh hưởng của điều kiện phản ứng đến khả năng loại bỏ As......................... 21
4.2 Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến mức độ loại bỏ As. ....................... 23
4.3Ảnh hưởng của nồng độ HCO3- đến mức độ loại bỏ As. ................................. 25
4.4. Khảo sát mức độ loại bỏ As trong các mẫu nước ngầm nhân tạo có tỉ lệ As/Fe
khác nhau. ........................................................................................................... 26
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................. 28
5.1. Kết luận ...................................................................................................... 28
5.2 Đề nghị ........................................................................................................ 28
Tài liệu tham khảo ............................................................................................. 29
Phụ lục

v 
 

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAS:

Atomic Absorption Spectrophotometric

ASMT:

Ánh Sáng Mặt Trời

BTNMT:

Bộ Tài Nguyên Môi Trường

IUPAC:

International Union of Pure and Applied Chemistry

PET:

Polyethylene – Terpthate

QCVN :

Quy Chuẩn Việt Nam.

SORAS:

Solar Oxidation and Removal of Arsenic

UNICEF:

The United Nations Children’s Fund

WHO:

World Health Organization

As:

Asen

Fe:

Sắt

vi 
 


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1 Giá trị giới hạn nồng độ một số kim loại nặng trong nước ngầm theo
QCVN 09: 2008/BTNMT......................................................................................... 10
Bảng 3.1 Nồng độ của các ion trong mẫu nước tổng hợp nhân tạo. ....................... 17
Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm 1 .................................................................................... 18
Bảng 3.3 Bố trí thí nghiệm 2 .................................................................................... 19
Bảng 3.4 Bố trí thí nghiệm 3 .................................................................................... 20
Bảng 3.5 Bố trí thí nghiệm 4. ................................................................................... 21
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của điều kiện phản ứng đến khả năng loại bỏ As. ................ 22

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến mức độ loại bỏ As ................... 24
Bảng 4.3Ảnh hưởng của nồng độ HCO3- đến mức độ loại bỏ As ........................... 26
Bảng 4.4 Mức độ loại bỏ As trong các mẫu nước ngầm nhân tạo có tỉ lệ As/Fe
và nồng độ acid citric khác nhau .............................................................................. 28

vii 
 


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1 Ô nhiễm kim loại nặng do tác động của con người đối với đất và nước
(Sigh và Steinnes, 1994) ........................................................................................ 4
Hình 2.2 Hình các dạng tồn tại của As trong tự nhiên .......................................... 5
Hình 2.3 Công thức cấu tạo của acid citric ........................................................... 14
Hình2.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy quang phổ hấp thu nguyên tử bằng
ngọn lửa. ................................................................................................................ 16
Hình 4.1 Mẫu sau khi phơi 4 giờ ngoài ánh nắng mặt trời ................................... 24
Hình 4.2 Mẫu sau khi phơi và được lọc qua giấy lọc ........................................... 28
Hình 4.1 Mẫu nước ngầm tổng hợp nhân tạo (Fe2+: 2 mg/l, nước cốt chanh
0,5 ml/l sau khiđược phơi nắng ............................................................................. 31

viii 
 


Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, ô nhiễm môi trường nước và tác động của các yếu tố

ô nhiễm lên sức khỏe cộng đồng đang diễn biến phức tạp khiến rủi ro môi trường ngày
càng tăng cao. Ở Việt Nam ô nhiễm kim loại nặng trong nước đặc biệt là As đã và
đang được cộng đồng quan tâm, không chỉ có các tỉnh ở đồng bằng Bắc Bộ, mà theo
khảo sát của các cơ quan có chức năng trong những năm gần đây ở các tỉnh đồng bằng
Sông Cửu Long như: Long An, Đồng Tháp, Tiền Giang, An Giang…nguồn nước
ngầm bị nhiễm As ở mức độ đáng báo động. Ở đồng Bằng Sông Cửu Long nồng độ As
cao trên 10ppb chủ yếu tập trung ở các vùng ven sông Tiền, sông Hậu và Đồng Tháp
Mười. Tại An Giang, trong số 2.966 mẫu nghiên cứu có 40% số giếng bị nhiễm trên
50ppb, 16% nhiễm dưới 50ppb. Tại Long An trong số 4.876 mẫu nước ngầm có 56%
mẫu nhiễm As. Tại Đồng Tháp trong 2.960 mẫu nước ngầm có 67% nhiễm As. Kiên
Giang trong 3.000 mẫu khảo sát có 51% nhiễm As (UNICEF và Viện Vệ sinh y tế
công cộng, 2006).
Theo thống kê của Cục Y tế dự phòng – Bộ Y tế, trong số 10 trên 26 bệnh truyền
nhiễm gây dịch được giám sát có tỷ lệ mắc trên 100.000 dân, cao nhất là cúm, tiêu
chảy, sốt rét, sốt xuất huyết, lỵ trực khuẩn, quai bị, lỵ amip, viêm gan virut, thủy đậu…
có liên quan đến nguồn nước bị nhiễm As và nhiều chất hữu cơ khác (Cục Y tế dự
phòng – Bộ Y tế, 2010). Các bệnh thường gặp khi uống phải nguồn nước bị nhiễm As
là: các bệnh ung thư (ung thư da, đường tiêu hóa, tiết niệu và gan), gây rối loạn hệ tuần
hoàn, tổn hại bào thai và có thể gây sảy thai sớm (theo Tổ chức Y tế thế giới). Trong
khi đó người dân ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long chủ yếu sử dụng nước ngầm
phục vụ cho sinh hoạt và ăn uống. Do vậy nếu không có biện pháp loại bỏ As khỏi
nước ngầm sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đối với sức khỏe con người ở khu vực này.
Hiện nay, có nhiều biện pháp để loại bỏ As ra khỏi nước như: phương pháp kết
tủa, keo tụ, hấp thụ trên một số vật liệu vô cơ, trao đổi trên nhựa anionit. Nhược điểm
1 
 


của các phương pháp này là giá thành cao, không loại bỏ triệt để As có hóa trị 3 (As
III) mà chỉ loại bỏ được As có hóa trị 5 (As V). Trên thực tế, As trong nước ngầm

thường tồn tại ở dạng As (III) là chủ yếu. Đây là một trong các nguyên nhân giải thích
tại sao nước ngầm ở nhiều nơi sau khi xử lý thành nước sinh hoạt vẫn còn có hàm
lượng As cao hơn tiêu chuẩn cho phép.
Theo Nguyễn Kim Phượng (2009), hàm lượng Astrong nước ngầm khu vực đồng
Bằnb sông Cửu Long nằm trong khoảng 1 – 284 µg/l, hàm lượng sắt của khu vực này
trong khoảng 0,11 – 43,4 mg/l. Ngoài ra khu vực này có một lượng ánh sáng mặt trời
dồi dào quanh năm nhưng nguồn năng lượng này chưa được sử dụng nhiều. Theo
Majumder (2012), ánh sáng mặt trời có khả năng thúc đẩy phản ứng oxy hóa As (III)
thành As (V) và Fe (II) thành Fe (III), theo đó As (V) có thể dễ dàng loại bỏ ra khỏi
nước ngầm qua liên kết với bề mặt Fe oxit/ hydroxit.
Bên cạnh đó, ở Việt Nam, các nguồn acid citric tự nhiên (có trong chanh, cà
chua, dứa…)rất dồi dào,có thể tìm thấy trong vườn của các hộ gia đình ở nông thôn.
Theo một số báo cáo acid citriccó khả năng thúc đẩy phản ứng oxy hóa qua phản ứng
Fenton (theo Majumder, 2012). Do đó As có thể được loại bỏ ra khỏi nước dễ dàng và
nhanh chóng hơn. Ưu điểm của phương pháp là giá thành thấp, các nguồn nguyên liệu
dễ tìm, có thể áp dụng cho các hộ gia đình riêng lẻ ở các vùng nông thôn hẻo lánh đặc
biệt là khu vực đồng bằng sông Cửu Long.
1.2 Yêu cầu của đề tài
Khảo sát các điều kiện tối ưu để loại bỏ As trong các mẫu nước tổng hợp nhân tạo.
1.3 Nội dung thực hiện
Ảnh hưởng của điều kiện phản ứng, thời gian chiếu sáng và nồng độ ion HCO3 đến hiệu quả loại bỏ As trong các mẫu nước ngầm tổng hợp nhân tạo.
Mức độ loại bỏ As trong các mẫu nước ngầm tổng hợp nhân tạo có tỉ lệ As/Fe
khác nhau.

2 
 


Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1Tổng quan về kim loại nặng

Kim loại nặng là những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 5 g/cm3 và thông thường
chỉ những kim loại hoặc á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại. Tuy nhiên chúng
cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho một số sinh vật ở nồng độ thấp
(Adriano, 2001). Kim loại nặng được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb,
Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn…), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru…), các kim
loại phóngxạ (U, Th, Ra, Am…) (Bishop, 2002).
Kim loại nặng hiện diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng của
chúng thường tăng cao do tác động của con người. Các kim loại nặng do tác động của
con người là nguồn gây ô nhiễm chủ yếu khi chúng đi vào môi trường đất và nước.
Các kim loại do hoạt động của con người như As, Cd, Cu, Ni và Zn thải ra ước tính là
nhiều hơn so với nguồn kim loại nặng có trong tự nhiên, (đặc biệt đối với Pb là 17 lần
Kabata – pendias và Adriano, 1995), đi vào đất và nước bằng các đường chủ yếu như
phân bón, bã bùn cống, thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ như khai khoáng
và kỹ thuật lắng đọng trong không khí

3 
 


phân bón

nước

và các chất

tưới

cải tạo đất

chất thải

và bãi bùn
cống

đất

thuốc bảo
vệ thực
vật

xói mòn
đất

kỹ nghệ khai
khoáng và
giao thông

lắng đọng
từ khí
quyển

nước
mặt

nước
ngầm

Hình 2.1Ô nhiễm kim loại nặng do tác động của con người đối với đất và nước (Sigh
và Steinnes, 1994)
2.1.2 Tính chất của kim loại nặng
Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học (Tam và Wong, 1995), không độc khi

ở dạng nguyên tố tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do
khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật
sau nhiều năm (Shahidul và Tanaka, 2004). Nhiều nguyên tố kim loại nặng gây độc
cho con người như chì (Pb), thủy ngân (Hg), nhôm (Al),…Tuy nhiên một số kim loại
nặng được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn như
sắt (Fe), kẽm (Zn), đồng (Cu),… mặc dù với lượng rất ít nhưng nó hiện diện trong quá
trình chuyển hóa. Tuy nhiên, ở mức thừa các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến
đời sống của sinh vật (Foulkes, 2000). Các nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố
không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể thông qua chuỗi
thức ăn. Các nguyên tố này bao gồm thủy ngân (Hg), nickel (Ni), chì (Pb), arsenic
(As), cadmium (Cd) ở dạng ion kim loại. Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp
thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da. Nếu kim loại đi vào cơ thể và tích lũy
4 
 


bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì sự ngộ độc sẽ xuất hiện (Foulkes,
2000).
Do vậy, sự ngộ độc xảy ra không những với hàm lượng cao của kim loại nặng
mà cả khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc. Tính
độc hại của kim loại nặng được thể hiện qua:
-

Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc thấp sang độc cao hơn trong một
vài điều kiện môi trường, ví dụ thủy ngân.

-

Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuỗi thức ăn có thể
làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho

sức khỏe của con người.

2.2.Tổng quan về Asen (As)
2.2.1 Khái niệm As
Asen hay còn gọi là thạch tín, một nguyên tố hóa học có ký hiệu As và số nguyên
tử 33. As lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) đề cập năm 1250. Khối lượng
nguyên tử của As bằng 74,92. As là một á kim gây độc và có nhiều dạng thù hình: màu
vàng (phân tử phi kim) và một vài dạng màu đen và xám (á kim). Ba dạng có tính kim
loại của As với cấu trúc tinh thể khác nhau cũng được tìm thấy trong tự nhiên (các
khoáng vật Assensu stricto và hiếm hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit), nhưng
nói chung As hay tồn tại dưới dạng các hợp chất asenua và asenat.As và các hợp chất
của Asđược sử dụng như là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một
số hợp kim. Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của As là -3 (asenua: thông thường trong
các hợp chất liên kim loại tương tự như hợp kim), +3 (asenit và phần lớn các hợp chất
As hữu cơ), +5 (asenat (V): phần lớn các hợp chất vô cơ chứa oxy của As ổn định). As
cũng dễ tự liên kết với chính nó, chẳng hạn tạo thành các cặp As-As trong sulfua và
các ion As43- vuông trong khoáng cơ bản asenua có tên skutterudit. Ở trạng thái oxy
hóa +3, tính chất hóa học lập thể của As chịu ảnh hưởng bởi sự có mặt của cặp
electron không liên kết.As là chất không màu, không mùi và không vị.

5 
 


a

b

Hình 2.2 Các dạng tồn tại của As trong tự nhiên. (a) As ở dạng tinh thể; (b) As ở dạng bột.
2.2.2 Nguồn gốc phát sinh

Trong tự nhiên As có trong nhiều khoáng vật như Realgar As4S4, Orpoment
As2S3, Arsenolite As2O3, Arsenopyrie FeAsS (tới 38 dạng)…trong nước As thường ở
dạng AsO33- và AsO43-. Các hợp chất As methyl có trong môi trường do chuyển hóa
sinh học.As là một nguyên tố không chỉ có trong đất và nước mà còn có trong không
khí, thực phẩm và có thể xâm nhập vào cơ thể con người, nguyên nhân chủ yếu khiến
nước ngầm nhiều vùng thuộc nước ta nhiễm As là do cấu tạo địa chất (Bùi Thị Kim
Anh, 2011).
Trong công nghiệp, As có trong ngành luyện kim, xử lý quặng, sản xuất thuốc
bảo vệ thực vật, thuộc da.
Ngoài ra, những khu vực dân tự động đào và lấp giếng không đúng tiêu chuẩn kỹ
thuật khiến chất bẩn, độc hại bị thấm xuống mạch nước. Cũng như việc khai thác nước
ngầm quá lớn làm cho mức nước trong các giếng hạ xuống khiến cho khí oxy đi vào
địa tầng và gây ra phản ứng hóa học giải phóng thạch tín từ quặng pyrite trong đất và
nước ngầm nông, ở mức nước ngầm sâu thì không phát hiện được.
2.2.3 As trong môi trường nước
As đi vào môi trường nước thông qua 2 con đường chính:
Tự nhiên: sự tích tụ Astrong các tầng trầm tích chứa nước. Khi điều kiện môi
trường thay đổi, As được giải phóng và đi vào nước ngầm dưới dạng các ion, sự hòa
tan tự nhiên của khoáng chất và quặng.

6 
 


As được giải phóng vào môi trường nước do quá trình oxy hóa các khoáng
sunfua hoặc khử các khoáng oxy hidroxit giàu asen. Về cơ chế xâm nhiễm các kim
loại nặng, trong đó có As vào nước ngầm cho đến nay đã có nhiều giả thuyết khác
nhau nhưng vẫn chưa thống nhất.Thông qua các quá trình thủy địa hóa và sinh địa hóa,
các điều kiện địa chất thủy văn mà As có thể xâm nhập vào môi trường nước.Hàm
lượng As trong nước ngầm phụ thuộc vào tính chất và trạng thái môi trường địa hóa.

As tồn tại trong nước dưới đất ở dạng H3AsO41- và H2AsO4- (trong môi trường pH axit
đến gần trung tính), HAsO42- (trong môi trường kiềm). Hợp chất H3AsO3 được hình
thành chủ yếu trong môi trường oxy hóa-khử yếu. Các hợp chất của As với Na có tính
hòa tan rất cao. Những muối của As với Ca, Mg và các hợp chất As hữu cơ trong môi
trường pH gần trung tính, nghèo Ca thì độ hòa tan kém hơn các hợp chất hữu cơ, đặc
biệt là Asen-axit fulvic thì rất bền vững, có xu thế tăng theo độ pH và tỷ lệ Asen – axit
fulvic. Các hợp chất của As5+ hình thành theo phương thức này. Như vậy phức chất As
có thể chiếm tới 80% các dạng hợp chất As tồn tại trong nước dưới đất.As có nhiều ở
các khu vực trẩm tích núi lửa, mỏ than, mỏ dầu khí. Nếu nước ngầm có hàm lượng oxy
thấp thì các hợp chất Arsenat được khử thành Arsenua chất này có độc tính gấp 4 lần
arsenat. Trong trường hợp tầng đất giàu chất hữu cơ và sắt thì khả năng hấp thụ As
tốt.Nguyên nhân khiến cho nước ngầm có hàm lượng As cao là do sự oxy hóa của
arsenopyrit (FeAsS), pyrit (FeS2) trong các tầng sét và lớp kẹp than bùn có trong lớp
bồi tích làm giải phóng As dạng hấp thụ khi khử keo hydroxyt Fe3+ bởi các hợp chất
hữu cơ và vi sinh vật.
Các hoạt động của con người: do chất thải công nghiệp (quá trình làm thủy tinh,
đồ gốm, thuộc da, sản xuất thuốc nhộm và chất màu để pha sơn, chất bảo quản gỗ), sử
dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật, hoạt động đào và lấp giếng không đúng
tiêu chuẩn kỹ thuật của người dân.Asen xâm nhập vào nước từ các công đoạn hòa tan
các chất và mỏ quặng, từ nước thải công nghiệp và sự lắng đọng không khí.
Từ các cách giải thích nêu trên, người ta cho rằng ở Việt Nam, As(trong nước và
dưới đất) có hàm lượng cao do 3 nguyên nhân sau đây:
-

Nước ngầm ở đồng bằng Bắc Bộ có hàm lượng As cao có liên quan nguồn gốc với các
khoáng vật chứa sắt và mangan trong đất đá, tầng chứa than bùn hoặc tầng bùn sét
phân bố khá rộng rãi ở đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long.
7 
 

-

As có hàm lượng cao trong nước dưới đất có thể có nguồn gốc liên quan với các vùng
đá gốc chứa hàm lượng As dị thường (như ở đông nam bản Phúng huyện Sông Mã,
tỉnh Sơn La).

-

As trong nước ngầm cao có nguồn gốc từ nước thải công nghiệp (như ở khu vực Việt
Trì).
Tình trạng ô nhiễm tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long do địa hình của vùng
này có độ cao thấp đồng bằng bị lũ lụt ở vùng thượng nguồn, các vùng giáp biển thì bị
nước biển xâm nhập.
Tuy nhiên, cũng không loại trừ ô nhiễm là do tác động của con người như gần
các nhà máy hoá chất, những khu vực dân tự động đào và lấp giếng không đúng tiêu
chuẩn kỹ thuật khiến chất bẩn, độc hại bị thẩm thấu xuống mạch nước. As có trong
đất, đá, các trầm tích được hình thành từ nghìn năm trước tại Việt Nam, với nồng độ
khác nhau. Thạch tín từ đá tan vào các mạch nước ngầm. Vì vậy, mọi nơi trên lãnh thổ
Việt Nam đều có nguy cơ nhiễm As (điều tra của UNICEF, 2006).
2.2.4 Tác hại của As đối với sức khỏe con người
As xâm nhập vào người qua con đường nước uống, không khí trong vùng ô nhiễm; nhiễm
da do tiếp xúc nhiều, liên tục với nguồn nước, không khí ô nhiễm. Vào cơ thể người As thường
tích tụ trong não, các mô da, móng tay, tóc, răng, xương và các bộ phận giàu biểu mô như
niêm mạc vòm miệng, thực quản, dạ dày, ruột non gây nhiễm độc cấp tính cao. Về lâu dài,
cũng có thể gây hại nhiều hệ thần kinh, đái tháo đường, nhồi máu cơ tim, sẩy hoặc lưu thai...
Nhưng sự xâm nhập Asqua đường nước uống mới là nguy hiểm nhất, dù ở mức độ nào, vì nó
diễn ra hàng ngày, theo con đường tiêu hóa, mà nước trong cơ thể chiếm tỉ lệ cao. Khi tích tụ
trong cơ thể như vậy, nó sẽ tác động gây bệnh.
Phơi nhiễm As lâu ngày sẽ dẫn đến các căn bệnh nguy hiểmhơn. Theo các nhà

khoa học, hiện nay trên thế giới, khó khăn nhất là khâu chẩn đoán lâm sàng và chưa có
cách hiệu nghiệm chữa chạy nhiễm độc As.
Ảnh hưởng độc hại đáng lo ngại nhất của As tới sức khỏe là khả năng gây đột
biến gen, ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch (tăng huyết áp, rối loạn tuần hoàn
máu, viêm tắc mạch ngoại vi, bệnh mạch vành, thiếu máu cục bộ cơ tim và não), các
loại bệnh ngoài da (biến đổi sắc tố, sạm da, sừng hóa, ung thư da..), đái tháo đường,
bệnh gan và các vấn đề liên quan tới hệ tiêu hóa. Sau 15-20 năm, người nhiễm độc sẽ
8 
 


chuyển sang ung thư và tử vong. Theo nghiên cứu của ViệnY học lao động và vệ sinh
môi trường cho biết, có đến 4,6% bệnh nhân bị rối loạn sắc tố da, 32% bị rối loạn vận
mạch, 32% có biểu hiện bệnh lý thai sản ( nhiễm độc thai nghén, sinh con nhẹ cân, sảy
thai…), 4% xuất hiện khối u tại những gia đình có sử dụng nước uống nhễm độc từ 3
năm trở lên. Vì thế việc loại bỏ As ra khỏi nước là một yêu cầu cấp thiết.
2.2.5Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm
Bảng 2.1 Giá trị giới hạn nồng độ một số kim loại nặng trong nước ngầmtheo QCVN
09: 2008/BTNMT.
TT

Thông số

Đơn vị

Giá trị giới hạn

1

Asen (As)

mg/l

0,05

2

Cadimi (Cd)

mg/l

0,005

3

Chì (Pb)

mg/l

0,01

4

Crom VI (Cr6+)

mg/l

0,05

5

Đồng (Cu)

mg/l

1,0

6

Kẽm (Zn)

mg/l

3,0

7

Mangan (Mn)

mg/l

0,5

8

Thủy ngân (Hg)

mg/l

0,001

9

Sắt (Fe)

mg/l

5

2.2.6 Một số phương pháp loại bỏ As
Khi nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý, loại bỏ As trước tiên phải căn cứ vào trạng
thái tồn tại, mức độ hay nồng độ của nó trong nước, các yếu tố và điều kiện địa phương.
Do trong nước ngầm, As tồn tại chủ yếu ở dạng As (III), để xử lý cần oxy hóa
thành As (V).
 Keo tụ bằng hóa chất
Phương pháp keo tụ đơn giản nhất là sử dụng vôi sống (CaO) hoặc vôi tôi
(Ca(OH)2) để khử As. Hiệu suất đạt khoảng 40 – 70%. Keo tụ bằng vôi đạt hiệu suất
cao với pH trên 10,5 cho phép đạt hiệu suất khử As cao, với nồng độ As ban đầu
khoảng 50 µg/l. Có thể sử dụng để khử As kết hợp với làm mềm nước. Nhược điểm
của phương pháp này khó cho phép đạt được nồng độ As trong nước sau xử lý xuống
tới 10 mg/l. Ngoài ra, phương pháp sử dụng vôi cho nên tạo ra một lượng cặn lớn sau
xử lý.
9 
 


 Hấp thụ
Nhôm hoạt hóa có tính lựa chọn cao đối với As(V), vì vậy mỗi lần xử lý có thể
giảm tới 5 – 10 % khả năng hấp phụ. Cần hoàn nguyên và thay thế vật liệu lọc khi sử
dụng.Sử dụng viên sắt có chứa Clo: Khi đưa những viên sắt vào trong nước, Clo có tác

dụng làm chất oxy hóa, chuyển As(III) thành As(V). Sau đó As(V) sẽ bị hấp phụ lên
các bông Hydroxyt Sắt đã tạo thành. Sau đó khuấy trộn, để lắng rồi gạn nước trong
hoặc lọc qua ống lọc. Cặn lắng chứa As được thải ra bãi phế thải. As ở đây chuyển hóa
sang thể bay hơi AsH3 và khuếch tán vào không khí.
 Trao đổi ion
Đây là quá trình trao đổi giữa các ion trong pha rắn và pha lỏng, mà không làm
thay đổi cấu trúc của chất rắn. Có thể loại bỏ các ion As V trong nước bằng phương
pháp trao đổi ion với vật liệu trao đổi gốc anion axit mạnh (Cl-). Loại vật liệu trao đổi
ion này có ưu điểm là có thể sử dụng dung dịch muối đậm đặc NaCl để hoàn nguyên
hạt trao đổi ion đã bão hòa As. Nồng độ As sau xử lý có thể hạ thấp tới dưới 2 ppb.
Nhược điểm của phương pháp này tương đối phức tạp, ít có khả năng áp dụng cho
từng hộ gia đình đơn lẻ.
 Phương pháp sử dụng thực vật hấp thụ As
Phytoremediation “sử dụng thực vật vào các quá trình vận chuyển, phân hủy các
chất nguy hiểm hoặc lấy đi những chất ô nhiễm hiện diện trong đất hay môi trường
nước”. Kỹ thuật này sử dụng tốt đối với các loài cây thân thảo, đối với cây thân mộc
thì ứng dụng ít hơn. Ví dụ có thể sử dụng cây dương xỉ để thu hồi As trong các mỏ
khai thác khoáng sản, trồng các loài dương xỉ là Pteris vittata (P.vittata) và
Pityrogramma calomelanos (P.calomelanos) trong các khu vực khai thác thì loài này
có khả năng siêu tích lũy As. Các loại cây này hấp thụ, phân hủy, hay cố định các hợp
chất có hại từ đất. Ưu điểm của phương pháp này là thân thiện với môi trường, ít tốn
kém. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là quy trình xử lý ô nhiễm bằng
thực vật phụ thuộc vào mối quan hệ qua lại giữa đất, các chất ô nhiễm, vi sinh vật và
thực vật. Những mối quan hệ phức tạp này bị ảnh hưởng rất nhiều bởi đặc điểm và sự
hoạt động của thực vật, vi sinh vật vùng rễ, điều kiện khí hậu, đặc điểm của đất.
 Phương pháp SORAS
10 
 

As tồn tại trong nước ngầm chủ yếu ở dạng As (III) là một acid arsenic không
điện tích. Muốn loại bỏ nó cần phải oxy hóa As (III) thành As (V). pH nước ngầm
Việt Nam nằm trong khoảng 5 – 9.Trong khoảng pH này dưới điều kiện khử As (III)
có độc tính cao hơn As (V).
Sử dụng phản ứng oxy hóa quang hóa (SORAS) loại bỏ Astrong nước ngầm là
một kỹ thuật có chi phí thấp và không nguy hại. Bằng phương pháp này các nguồn
acid citric tự nhiên có thể được sử dụng như là tác nhân tạo phức thúc đẩy phản ứng
SORAS để loại bỏ As. As (III) ở dạng hòa tan bị oxy hóa thành As (V) có thể hấp thụ
trên bề mặt của Fe(OH)3.
Các acid citric tự nhiên có khả năng giữ lại một lượng lớn Fe (III) trong quá trình
oxy hóa. Fe (III) sẽ phản ứng với acid citric để tạo ra O2- và một số gốc oxy trung gian
tự do (OH-). Sau đó, thông qua các chu kỳ của phản ứng quang hóa, cân bằng nồng độ
của phản ứng oxy hóa thì Fe (II) sẽ được giữ lại. Phản ứng Fenton sẽ oxy hóa As (III)
để tạo thành As (V). Vì As (V) có ái lực hấp thụ mạnh nêngắn kết với Fe(OH)3, khi
Fe(OH)3 kết tủa sẽ kéo theo As (V).
Các phản ứng xảy ra.
Fe (II) + O2

Fe (III)

Fe (III) + acid citric

Fe (III)-các gốc hữu cơ phức tạp

Fe (III)-cá gốc hữu cơ phức tạp ASMTcác gốc hữu cơ tự do+ CO2 + Fe (II)
Các gốc hữu cơ tự do + O2
O2- + Fe (II)

O2-+ các gốc hữu cơ bị oxy hóa

Fe (III) + H2O2

 Những thuận lợi của phương pháp
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới, gió mùa. Có nhiều ánh sáng mặt trời thuận lợi
cho quá trình xử lý.Nguồn nước ngầm chứa hàm lượng ion Fe cao.
Chi phí cho việc loại bỏ As trog nước ngầm bằng phương này rất thấp. Người
dân ở vùng nông thôn cũng có khả năng chi trả cho chi phí này. Ngoài ra họ có thể tận
dụng nguồn nguyên liệu có sẵn trong vườn nhà.
2.3 Phản ứng quang hóa trong khí quyển
Theo Phạm Thị Hà (2010), phản ứng quang hóa hay quá trình quang hóa được
hiểu là hàng loạt những phản ứng hóa học xảy ra, trong đó năng lượng cần thiết cho
phản ứng là năng lượng mặt trời (bức xạ điện tử). Có thể nói một phản ứng quang hóa
11 
 


được chia làm hai giai đoạn, giai đoạn một là giai đoạn khơi mào, chất tham gia phản
ứng hấp thụ bức xạ điện từ (một photon) thích hợp, chuyển lên trạng thái kích hoạt, là
trạng thái có khả năng tham gia phản ứng mạnh mẽ, có thể biểu diễn:A + hʋ → A*
Trong đó A* chỉ trạng thái kích hoạt của A. A có thể là nguyên tử, phân tử hay ion,
còn A* có thể coi như một hình thái hóa học hoàn toàn mới so với A. Giai đoạn hai là khi
A* tham gia vào các phản ứng tiếp theo, có thể kể đến một số loại phản ứng sau:
Phản ứng tỏa nhiệt: A*→ A +E với E là năng lượng giải phóng
Phản ứng phát huỳnh quang (phát xạ): A* →A + hʋ
Phản ứng khử họa tính do va chạm: năng lượng của phần tử bị kích hoạt do phản
ứng quang hóa được chuyển cho phần tử khác, làm cho chúng trở thành kích hoạt, gọi
là phản ứng trao đổi năng lượng liên phân tử:A* + M → M* + A
Ngoài ra năng lượng cò có thể trao đổi ngay trong phân tử, làm biến đổi phân tử
từ trạng thái kích hoạt này sang trạng thái kích hoạt khác:A*→ A1*
Phản ứng ion hóa: nếu năng lượng do photon cung cấp đủ lớn, thì các electron

không những bị đẩy lên trạng thái có năng lượng cao hơn mà còn bị đẩy ra ngoài phạm
vi ảnh hưởng của liên kết hóa học của phân tử, trở thành các electron tự do và biến
nguyên tử hay phân tử đó thành ion dương.A* → A+ +e.
Phản ứng hóa học: Các phần tử bị kích hoạt là những chất có hoạt tính hóa học
rất cao, rất dể tham gia vào các phản ứng hóa học thành những hợp chất mới có trong
khí quyển, khí này được gọi là các phản ứng quang hóa học. Đây là những phản ứng
quan trọng nhất trong khí quyển và lại có thể chia thành các loại phản ứng sau:
-

Liên kết quang hóa: khi các phần tử kích hoạt liên kết với các phân tử khác mà nó gặp,
tạo ra hợp chất mới mà không cần điều kiện nhiệt độ, áp suất:
A* + B → C+ D + …

-

Phân ly quang hóa: khi các phần tử kích hoạt có năng lượng lớn hơn năng lượng liên
kết hóa học nhiều, sẽ bị phân li thành các hợp chất mới:
A*→ B + C+ ….

-

Đồng phân tự phát: năng lượng dư trong các phân tử kích hoạt có thể làm thay đổi các
liên kết trong phân tử, tạo ra đồng phân.
Đặc điểm quan trọng của phản ứng quang hóa là có tính chọn lọc, vì quá trình
hấp thu năng lượng của photon chỉ xảy ra với những phần tử nhất định thích hợp có
12 
 


khả năng hấp thu

u, cũng như
ư mỗi photoon chỉ có khả
k năng kícch thích nh
hững phần tử
t có
h phù hợp với
v nó.
cấu tạạo nhất định
N chung phản ứng quang
Nói
q
hóa ở hạ tầng khí
k quyển bị hạn chế, bởi
b lẽ khônng có
một bức
b xạ nào với
v bước só
óng nhỏ hơ
ơn 290 nm (bức
(
xạ ngooại tử) đi tớ
ới được tầngg đối
lưu do
o Ozon và một số chấất trong tầngg bình lưu hầu
h như đãã hấp thu tấất cả các bứ
ức xạ
có bước sóng nhỏ
ỏ hơn 290 nm.
n
K

niệm acid
a
citric
2.4. Khái
Tên thheo IUPAC
C là
2-hyddroxypropaane-1,2,3-triicarboxylic acid
T thông thường:
Tên
t
axiit chanh
C
Công
thức phân
p
tử: C6H8O7
K
Khối
lượng
g phân tử: 192,13 g/mool
N
Nhiệt
độ nóóng chảy: 153oC

Hình
h 2.3Công tthức cấu tạoo của acid ccitric

o

N

Nhiệt
độ sô
ôi: 175 C (pphân hủy)
A
Acid
citric là một axit hữu cơ yếếu, có dạng
g tinh thể màu
m trắng. Nó là một chất
bảo quản
q
tự nhiêên và cũng được sử dụụng để bổ sung vị chuua cho thựcc phẩm hayy các
loại nước
n
ngọt. Nó
N cũng đư
ược coi là táác nhân làm
m sạch tốt về
v mặt môi trường và đđóng
vai tròò của một chất
c chống oxy
o hóa.
A citric tồn tại tronng một loạt các loại rauu quả, chủ yyếu là các loại quả củaa cây
Acid
có múúi. Các loàii chanh có hàm lượngg acid citricc cao, có thhể tới 8% khối
k
lượng khô
trong quả của chanh.
c
Hàm
m lượng củủa acid citriic trong quuả cam, ch

hanh nằm trong
t
v các loài cam và bưở
ởi chùm tớii 0,030 mol//l.
khoảnng từ 0,005 mol/l đối với
A citric được hầu hết
Acid
h các quốcc gia và tổ chức quốc tế công nhậận là an toààn để
sử dụn
ng trong thhực phẩm. Nó
N hiện diện tự nhiên trong
t
gần nnhư mọi dạnng của sự sống,
s
các lư
ượng acid ciitric dư thừa dễ dàng trrao đổi và bài
b tiết ra khhỏi cơ thể.
2.4.1 Ứng dụng của acid ciitric
V vai trò là một chất phụ gia thự
Với
ực phẩm, aciid citric đượ
ợc dùng làm
m gia vị, chấtt bảo
quản thực
t
phẩm và đồ uốngg, đặc biệt là
l nước giảải khát. Muốối citrat củaa nhiều kim
m loại
được dùng
d

để vậnn chuyển cáác khoáng chhất trong cáác thành phầần của chất ăn kiêng vàào cơ
thể. Tính
T
chất điệệm của các phức citratt được dùngg để hiệu chhỉnh pH củaa chất tẩy rử
ửa và
dược phẩm.Acid
p
t
citric có khhả năng tạo pphức với nhhiều kim loạại có tác dụnng tích cực trong
13 
 


xà phòng và chất tẩy rửa. Bằng cách phức hóa các kim loại trong nước cứng, các phức này
cho phép các chất tẩy rửa tạo nhiều bọt hơn và tẩy sạch hơn mà không cần làm mềm nước
trước. Bên cạnh đó acid citric còn dùng để sản xuất các chất trao đổi ion dùng để làm
mềm nước bằng cách tách ion kim loại ra khỏi phức citrat.
Acid citric được dùng trong công nghệ sinh học và công nghiệp dược phẩm để
làm sạch ống dẫn thay vì phải dùng acid nitric.Acid citric là một trong những hóa chất
cần thiết cho quá trình tổng hợp Hexametylen triperoxit diamin ( HMDT) là một chất
dễ phát nổ giống Axeton peroxit, nhạy với nhiệt và ma sát.
2.5.Giới thiệu về phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử
Phương pháp này có thể phân tích lượng vết của hầu hết kim loại. Do đó, nó
được sử dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, công
nghiệp dược phẩm, nông nghiệp, dược phẩm,…
2.5.1 Nguyên tắc và trang bị của phép đo AAS
Theo Phạm Luận (2006), phương pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phổ hấp thu
nguyên tử của một nguyên tố được gọi là phép đo hấp thu nguyên tử (phép đo AAS).
Cơ sở lý thuyết của phép đo này là sự hấp thu năng lượng (bức xạ đơn) của nguyên tử
tự do ở trạng thái hơi (khí) khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên tố ấy

trong môi trường hấp thu. Vì thế muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của
một nguyên tố cần thực hiện các quá trình sau:
Chọn các điều kiện và một loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ
trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do.
Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu, có hai kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu đó
là nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa (lúc này ta có phép đo F – AAS) và nguyên tử
hóa không ngọn lửa ( lúc này ta có phép đo GF – AAS). Chiếu chùm tia sáng bức xạ
đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi. Các nguyên tử của nguyên tố cần
xác định, hơi sẽ hấp thu những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thu của nó.
Nhờ một hệ thống quang phổ người ta sẽ thu được toàn bộ chùm sáng, phân li và
chọn một vạch phổ hấp thu của nguyên tử cần nguyên cứu để đo cường độ của nó.
Cường độ đó chính là tín hiệu của vạch hấp thu nguyên tử. Trong một giới hạn nhất định
của nồng độ C, giá trị cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố.
14 
 


2.5.2 Hệ thống máy đo hấp thụ nguyên tử bằng ngọn lửa
Theo Phạm Luận (2006), trong phép đo phổ hấp thu nguyên tử, hệ thống máy đo
hấp thu nguyên tử dùng kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa bao gồm các phần
cơ bản sau:
Nguồn phát tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố phân tích (vạch phổ phát xạ
đặc trưng của nguyên tố cần phân tích), để chiếu vào môi trường hấp thu chứa các
nguyên tử tự do của nguyên tố. Đó là các đèn catot rỗng (HCL), các đèn phóng điện
không điện cực (EDL). hệ thống nguyên tử hóa mẫu (tạo thể sol khí); bộ nguyên tử
mẫu (Burner head) để đốt cháy hỗn hợp khí có chứa mẫu ở thể huyền phù sol khí.Bộ
đơn sắc, có nhiệm vụ thu, phân li và chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hướng vào nhân
quang điện để phát tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ.
Hệ thống chỉ thị tín hiệu hấp thu của vạch phổ (tức là cường độ của vạch phổ hấp
thu hay nồng độ nguyên tố phân tích).

Nguồn sáng

Ngọn lửa

Detector

Bộ đơn sắc

Mẫu

Hiệu số

Điện tử

Ghi

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy quang phổ hấp thu nguyên tử ASS

15