Nghiên cứu cố định Zr(IV) trên chất mang thích hợp để tách và làm giàu hợp chất Se trong môi trường nước : Luận văn ThS. Hóa học: 60 44 29

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ KIM THOA

NGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH Zr(IV) TRÊN CHẤT MANG THÍCH
HỢP ĐỂ TÁCH VÀ LÀM GIÀU HỢP CHẤT Se TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2012.


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ KIM THOA

NGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH Zr(IV) TRÊN CHẤT MANG THÍCH
HỢP ĐỂ TÁCH VÀ LÀM GIÀU HỢP CHẤT Se TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC

Chuyên nghành: Hóa Phân tích
Mã số: 60 44 29

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Đỗ Quang Trung

Hà Nội, 2012.

DANH MỤC BẢNG

Bảng

Tên

Trang

Bảng 1.1

Hằng số cân bằng axít của Se ở 250C.

4

Bảng 1.2

Hàm lượng Selen ăn hàng ngày đối với người lớn và trẻ em

5

theo khuyến cáo của Viện Y Học Mỹ.
Bảng 2.1

Khảo sát khoảng tuyến tính xác định Se(IV).

22

Bảng 2.2

Kết quả chuẩn độ xác đinh nồng độ dung dịch Na2S2O3 theo

24

K2Cr2O7.
Bảng 2.3

Kết quả chuẩn độ xác đinh nồng độ dung dịch I2 theo

25

Na2S2O3.
Bảng 2.4

Kết quả chuẩn độ xác nồng độ dung dịch Se(IV) bằng I2

25

Bảng 3.1

Ảnh hưởng hưởng của nồng độ [H+] đến khả năng chế tạo vật

27

liệu.
Bảng 3.2

Ảnh hưởng hưởng của nồng độ đầu Zr(IV) đến khả năng chế

28

tạo vật liệu.
Bảng 3.3

Tải trọng hấp phụ Se(IV) của các loại vật liệu trước và sau khi

30

cố định Zr(IV).
Bảng 3.4

Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Se(IV) trên nhựa

32

PuroliteC100 đã cố định Zr(IV).
Bảng 3.5

Kết quả khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ Se(IV) của nhựa

33

PuroliteC100 đã cố định Zr(IV).
Bảng 3.6

Ảnh hưởng của nồng độ đầu Se(IV) đến khả năng hấp phụ

34

Se(IV) của nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV).
Bảng 3.7

Kết quả ảnh hưởng của ion cản đến khả năng hấp phụ Se(IV)
của nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV).

37


Bảng 3.8

Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Se(IV) của nhựa

39

MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)
Bảng 3.9

Ảnh hưởng thời gian cân bằng đến khả năng hấp phụ Se(IV)

40

của nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)
Bảng 3.10

Ảnh hưởng của nồng độ đầu Se(IV) đến khả năng hấp phụ

41

Se(IV) của nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)

Bảng 3.11

Ảnh hưởng của ion cản đến khả năng hấp phụ Se(IV) của

44

nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)
Bảng 3.12

Khảo sát khả năng giải hấp Se(IV) khỏi nhựa PuroliteC100

45

đã cố định Zr(IV).
Bảng 3.13

Khảo sát khả năng giải hấp Se(IV) khỏi nhựa MuromaxB1

48

đã cố định Zr(IV).
Bảng 3.14

Ảnh hưởng của các loại hóa chất đến khả năng giải hấp

51

Se(IV) khỏi nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)
Bảng 3.15

Kết quả đánh giá khả năng làm giàu xác định lượng vết

52

Se(IV) của nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV)
Bảng 3.16

Kết quả đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) của
nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)

51


DANH MỤC HÌNH
Hình

Tên

Trang

Hình 1.1

Sự phụ thuộ c các dạng tồ n tạ i củ a Se theo pH.

4

Hình 1.2

Khả năng phân ly củ a ion phụ thuộ c vào pH.

18

Hình 2.1

Đường chuẩ n Se(IV) nồ ng độ từ 0,1 – 0,7 ppm.

22

Hình 3.1

Ảnh hưởng hưởng của nồng độ [H+] đến khả năng chế tạo

27

vật liệu.
Hình 3.2

So sánh khả năng hấp phụ Se(IV) của các loại vật
liệu trước và sau khi cố định Zr(IV).

31

Hình 3.3

Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Se(IV)
của nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV).

32

Hình 3.4

Ảnh hưởng của thời gian cân bằng đến khả năng hấp phụ

34

Se(IV) của nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV).
Hình 3.5

Đường hấ p phụ đẳ ng nhiệ t Se(IV) củ a nhựa
PuroliteC100 đã cố định Zr(IV).

35

Hình 3.6

Đồ thị xác đị nh các hệ số phương trình
langmuir củ a nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV).
Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Se(IV) của nhựa

36

Hình 3.7

39

MuromaxB1 đã cố định Zr(IV).
Hình 3.8

Ảnh hưởng thời gian cân bằng đến khả năng hấp phụ
Se(IV) của nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV).

41

Hình 3.9

Đường hấp phụ đẳng nhiệt Se(IV) của nhựa
MuromaxB1 đã cố định Zr(IV).

42

Hình 3.10

Đồ thị xác định các hệ số phương trình langmuir của
nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV).
Ảnh hưởng của NaOH đến khả năng giải hấp Se(IV) khỏi

43

Hinh 3.11

46

nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV)
Hình 3.12

Ảnh hưởng của HCl đến khả năng giải hấp Se(IV)
khỏi nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV)

46

Hình 3.13

Ảnh hưởng của NaCl đến khả năng giải hấp Se(IV)

47


Hình 3.14

khỏi nhựa PuroliteC100 đã cố định Zr(IV)
Ảnh hưởng của NaOH đến khả năng giải hấp Se(IV) khỏi

48

nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)
Hình 3.15

Ảnh hưởng của HCl đến khả năng giải hấp Se(IV) khỏi

49

nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)
Hình 3.16

Ảnh hưởng của NaCl đến khả năng giải hấp Se(IV) khỏi

49

nhựa MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)
Hình 3.17

Kết quả hấp phụ động của nhựa PuroliteC100 đã cố
định Zr(IV) với Se(IV).

50


DANH MỤC VIẾT TẮT

Tiếng việt

Tiếng anh

Kí hiệu

Độ hấp thụ quang

Absorbance

Abs

Hiệu độ hấp thụ quang

Delta Absorbance

∆Abs

Detector bắt điện tử

Electron Capture Detector

ECD

Metyl dacam

Metyl orange

MO

Nhựa PuroliteC100

PuroliteC100 resin

PC-0

Nhựa MuromaxB1

MuromaxB1 resin

MB1-0

Nhựa PuroliteA100

PuroliteA100 resin

PA-0

Than hoạt tính

Activated coal

AC-0

Nhựa PuroliteC100 gắn Zr(IV)

Zr(IV) loaded PuroliteC100 resin

PC-1

Nhựa PuroliteA100 gắn Zr(IV)

Zr(IV) loaded PuroliteA100 resin

PA-1

Nhựa MuromaxB1 gắn Zr(IV)

Zr(IV) loaded MuromaxB1 resin

MB1-1

Cơ quan bảo vệ môi sinh Hoa kỳ United State environmental projection
agency

EPA


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN...................................................................... 2

1.1. Giới thiệu Selen ................................................................................................2
1.1.1. Dạng tồn tại của Se trong tự nhiên .............................................................2
1.1.2. Vai trò của Selen .......................................................................................4
1.1.3. Tình trang ô nhiễm Selen và phương pháp xử lý ô nhiễm Selen trong môi
trường nước. .........................................................................................................6
1.2. Các phương pháp phân tích xác định Se...........................................................9
1.2.1. Phương pháp phân tích khối lượng ...........................................................9
1.2.2. Phương pháp phân tích thể tích .................................................................9
1.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ...................................9
1.2.4. Phương pháp huỳnh quang .......................................................................10
1.2.5. Phương pháp kích hoạt phóng xạ .............................................................11
1.2.6. Phương pháp trắc quang ...........................................................................11
1.2.7. Một số nghiên cứu xác định Selen theo phương pháp động học - xúc tác
trắc quang ...........................................................................................................12
1.2.8. Phương pháp vôn – ampe hòa tan. ...........................................................13
1.3. Các phương pháp tách và làm giàu hợp chât Se trong môi trường nước .......14
1.3.1. Phương pháp chiết lỏng - lỏng .................................................................14
1.3.2. Phương pháp chiết pha rắn ......................................................................14
1.4. Ứng dụng của hợp chất Zr(IV) trong xử lý môi trường .................................15
1.5. Ứng dụng của nhựa trao đổi ion trong xử lý nước .........................................18

Chương 2: THỰC NGHIỆM ............................................................... 20
2.1. Mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu ................................................20
2.1.1. Mục tiêu ....................................................................................................20
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................20
2.1.3. Phương pháp động học - xúc tác trắc quang xác định Selen ....................20
2.2. Hóa chất và thiết bị .........................................................................................22


2.2.1. Hóa chất ....................................................................................................22

2.2.2. Thiết bị .....................................................................................................25
2.3. Vật liệu ............................................................................................................26

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................... 27
3.1. Khảo sát điều kiện cố định Zr(IV) trên vật liệu .........................................27
3.1.3. Cố định Zr(IV) trên nhựa PuroliteC100 và MuromaxB1 .........................28
3.1.4. So sánh khả năng hấp phụ Se(IV) của cácloại vật liệu trước và sau khi cố
định Zr(IV) .........................................................................................................30
3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ Se(IV) trên nhựa PuroliteC100 và MuromaxB1 đã
cố định Zr(IV) ........................................................................................................31
3.2.1. Khảo sát khả năng hấp phụ Se(IV) trên nhựa PuroliteC100 đã cố định
Zr(IV). ....................................................................................................................31
3.2.2. Khảo sát khả năng hấp phụ Se(IV) trên nhựa MuromaxB1 đã cố định
Zr(IV) .....................................................................................................................38
3.3. Khảo sát khả năng giải hấp của nhựa PuroliteC100 và MuromaxB1 đã cố
định Zr(IV). ............................................................................................................45
3.3.1. Ảnh hưởng của các loại hóa chất đến khả năng giải hấp Se(IV) của nhựa
PuroliteC100 đã cố định Zr(IV). ............................................................................45
3.3.2. Ảnh hưởng của các loại hóa chất đến khả năng giải hấp Se(IV) của nhựa
MuromaxB1 đã cố định Zr(IV)..............................................................................47
3.4. Đánh giá khả năng làm giàu xác định lượng vết Se(IV) của nhựa
PuroliteC100 và MuromaxB1 đã cố định Zr(IV). .................................................51
3.4.1. Đánh giá khả năng làm giàu xác định lượng vết Se(IV) của nhựa
PuroliteC100 đã cố định Zr(IV). ........................................................................51
3.4.2. Đánh gíá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) của nhựa MuromaxB1
đã cố định Zr(IV). ...............................................................................................51

Kết Luận ................................................................................................ 53
Tài Liệu Tham Khảo ................................ Error! Bookmark not defined.

MỞ ĐẦU
Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá và không thể thiếu cho sự
sống, ở đâu có nước ở đó có sự sống. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của xã hội,
quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa, và thâm canh nông nghiệp ngày càng phát
triển làm ô nhiễm các nguồn nước. Nhiều nơi, các nguồn nước bề mặt, thậm chí cả
nguồn nước ngầm đã bị ô nhiễm nghiêm trọng, gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng
của nước, sức khỏe của con người và động vật, làm giảm năng suất và chất lượng
cây trồng.
Selen là nguyên tố phi kim được quan tâm nhiều trong sinh học bởi vì nó vừa
là vi chất dinh dưỡng và vừa có tính độc. Điều này được ghi nhận nhiều trong tự
nhiên. Selen là vi chất dinh dưỡng trong cơ thể người, có vai trò quan trọng là các
enzyme chống oxi hóa. Một số selenprotein điều chỉnh chức năng của tuyến giáp và
đóng vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch. Tuy nhiên nó lại có tính độc nếu dùng
thái quá, sẽ bị rối loạn các đường tiêu hóa, rụng tóc, bong, tróc móng tay chân, mệt
mỏi, kích thích và tổn thương thần kinh. Nếu nghiêm trọng có thể gây ra bệnh xơ
gan, phù phổi và tử vong.
Do đó việc phân tích nghiên cứu kiểm soát ô nhiễm Selen là vấn đề hết sức
quan trọng. Có nhiều phương pháp phân tích được sử dụng xác định nồng độ Selen
như phương pháp phân tích thể tích, phương pháp trọng lượng, phương pháp quang
phổ hấp thụ nguyên tử,…Tuy nhiên Selen trong các mẫu môi trường và sinh học
thường ở nồng độ nhỏ và nền mẫu phức tạp vì vậy cần phải tách và làm giàu trước
khi xác định. Do vậy chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu cố định Zr(IV) trên nhựa
PuroliteC100 và MuromaxB1 nhằm mục đích tách và làm giàu hợp chất Selen trước
khi phân tích.

1


Chương 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu Selen
1.1.1. Dạng tồn tại của Se trong tự nhiên
Se là nguyên tố chalcogen lưỡng tính, có số thứ tự nguyên tử là 34, thuộc
nhóm VIA trong Bảng hệ thống tuần hoàn. Trong vỏ Trái đất, hàm lượng của Se rất
nhỏ, chỉ 0,05 ppm với tổng trữ lượng là 1.10-5%, ít tạo thành các mỏ độc lập, mà
thường đi kèm với các thành tạo sulfur đa kim, điển hình là các sulfur Cu, Pb, Zn,
Hg, Ag, Au dưới dạng tạp chất. Hiếm khi gặp sự tập trung cao các khoáng vật Se
độc lập. Se được nhà hóa học Thụy Điển Berzelius tìm thấy lần đầu tiên trong chất
thải của nhà máy sản xuất axit sulfuric năm 1817.
Selen ở dạng tinh khiết là những tinh thể kim loại màu xám hoặc màu đen,
thường được gọi là bụi Selen hay Selen nguyên tố. Bụi Selen được tạo ra trong quá
trình tinh chế đồng. Selen nguyên tố không tồn tại trong môi trường, nó thường kết
hợp với các chất khác. Phần lớn, Selen trong đất thường kết hợp với các khoáng của
bạc, đồng, chì và niken. Selen cũng kết hợp với oxi tạo thành một số tinh thể không
màu. Một vài hợp chất của Selen tồn tại ở trạng thái khí [1].
Là một nguyên tố đa hóa trị, hành vi địa hóa của Se trong tự nhiên phụ thuộc
nhiều vào trạng thái hóa trị và mối liên kết của nó trong từng hợp chất cụ thể. Hóa
trị của Se phụ thuộc nhiều thông số, đặc biệt quan trọng là pH, Eh và hoạt tính sinh
học tự nhiên. Trong môi trường axit và khử, các selenơ (Se4+) dễ dàng bị phân hủy
thành Se nguyên tố, trái lại, selenic (Se6+) phổ biến trong môi trường bazơ và oxy
hóa. Se nguyên tố không tan trong nước và không dễ dàng bị oxy hóa hoặc khử
trong điều kiện tự nhiên. Mặc dù Se4+ và Se6+ đều dễ hòa tan trong môi trường,
nhưng dạng Se6+ được thực vật hấp thu dễ dàng hơn. Trong môi trường bazơ (pH 78,5), Se tồn tại chủ yếu dưới dạng Se6+, do vậy thực vật dễ dàng hấp thu. Lợi dụng
đặc tính này, trong các vùng thiếu hụt hoặc thừa Se trong cây trồng, người ta chỉ cần
biến đổi pH của môi trường, làm tăng hoặc giảm độ linh động và hoạt tính sinh học

2


của Se trong môi trường đất, pH trong dung dịch có ảnh hưởng đến các dạng tồn tại

của Se.
Dưới đây là một số hợp chất vô cơ phổ biến của Se:
Selen dioxit (SeO2) là chất ở dạng tinh thể không màu, thăng hoa ở nhiệt độ
315oC. Khi đun nóng dưới áp suất cao, selen dioxit nóng chảy thành chất lỏng màu
vàng cam. Hơi selen dioxit cũng có màu vàng, giống như hơi lưu huỳnh dioxit.
Selen dioxit dễ tan trong nước tạo thành axit selenơ theo phản ứng:
SeO2 + H2O = H2SeO3
Selen trioxit (SeO3) là chất rắn không màu, tồn tại dưới một vài dạng tinh thể.
Hợp chất này không bền, dễ dàng bị phân hủy ở nhiệt độ trên 185oC để tạo thành Se
đơn nguyên tố. Đây là hợp chất có tính oxy hóa rất mạnh và gây nổ với các dung
môi cho nên việc điều chế không đơn giản.
Dihydro-selenur (H2Se) là chất khí không màu, mùi thối, rất độc, tương đối
bền và chỉ bị phân hủy ở nhiệt độ trên 300oC. Dihydro-selenur có khả năng hòa tan
trong nước, tạo thành những axit yếu với hằng số phân ly K = 1,7×10-4.
H2Se tác dụng với oxy không khí tạo ra SeO2,
Axit selenơ (H2SeO3) có cấu tạo tinh thể dạng lục phương không màu, dễ
dàng hút ẩm khi để trong không khí dẫn đến chảy rữa và vụn dần trong không khí
khô. Đây là axit tương đối bền ở điều kiện trong phòng, nhưng kém bền với nhiệt.
Axit selenơ dễ b ị mất nước (dehydrated) để tạo thành SeO 2, là tinh thể màu trắng,
tan tốt trong nước tạo ra H2SeO3 (K1= 2x10-3-, K2 = 5x10-9). Khác với SO2, SeO2 là
chất oxi hóa mạnh, dễ dàng bị khử đến Se theo phản ứng:
SeO2 + 2SO2 = Se + 2SO3.
Axit selenic (H2SeO4) có dạng tinh thể không màu, nhiệt độ nóng chảy thấp
(62oC). Axit selenic đậm đặc có khả năng hút nước rất cao, do vậy, dễ dàng biến
nhiều chất hữu cơ thành than.
Selenat axit H2SeO3 là axít yếu nên trong nước nó phân ly thành các dạng
HSeO3- hoặc SeO32-. Selenit H2SeO4 là axít mạnh nên nó phân ly 2 nấc. Các hệ số

3

phân ly được trình bày trong bảng 1.1, các dạng tồn tại phụ thuộc vào pH được biểu
diễn trong hình 1.1 [13]
Bảng 1.1: Hằng số cân bằng axít của Se ở 250C
Quá trình phân ly của các chất

pKa

H2SeO3  H+ + HSeO3-

2,75

HSeO3-  H+ + SeO32-

8,5

H2SeO4 -  H+ + HseO4-

-3,0

HseO4-  H+ + SeO42-

1,66

Hình 1.1. Sự phụ thuộc các dạng tồn tại của Se theo pH
1.1.2. Vai trò của Selen
Selen là một nguyên tố khoáng vi lượng cần thiết để duy trì sức khỏe cho con
người với hàm lượng nhỏ. Selen kết hợp với protein tạo thành các selenoprotein, là
các enzym chống oxy hóa quan trọng. Đặc tính chống oxy hóa của selenoprotein là
ngăn chặn sự phá hủy của tế bào làm giảm tần xuất của bệnh ung thư và tim mạch.

Một số selenoprotein điều chỉnh chức năng của tuyến giáp và đóng vai trò quan
trọng trong hệ miễn dịch.

4


Selen có trong cơ thể người thông qua con đường thực phẩm và nước uống.
Hàm lượng Selen trong thực phẩm phụ thuộc vào hàm lượng Selen có trong đất
nơi trồng trọt hoặc nuôi động vật. Selen có nhiều trong ngũ cốc, cá, thịt, gia cầm,
thịt lợn. Ví dụ: Đậu Brazil có 544 µg/ounce (oz) (1 0z = 28,3 g) ≈ 19,2 mg/kg; cá
ngừ chứa 63 µg/oz (2,2 mg/kg)…
Theo khuyến cáo của Viện Y Học Mỹ, lượng Selen ăn vào hằng ngày
(RDA) đối với trẻ em và người lớn như sau:
Việc thiếu Selen dẫn đến 3 bệnh đặc trưng:
- Bệnh Keshan, bệnh này gây nên to tim và chức năng tim bị suy giảm ở trẻ
em bị thiếu Selen.
- Chậm phát triển trí tuệ.
- Bệnh Keshan - Beck, gây viêm khớp mãn tính.
Bệnh Keshan - Beck được nói đến vào đầu những năm 1930 ở Trung Quốc,
và nó tồn tại ở những vùng đất nghèo Selen. Lượng Selen ăn vào hằng ngày của
những vùng này ít hơn 19 microgam/ngày đối với nam và 13 microgam/ngày đối
với nữ, thấp hơn đáng kể so với RDA. Các nhà nghiên cứu tin rằng những người
thiếu Selen sẽ bị nhiễm một loại virut đặc biệt có khả năng phát triển thành bệnh
Keshan.
Bảng 1.2 : Hàm lượng Selen ăn hàng ngày đối với người lớn và trẻ em theo
khuyến cáo của Viện Y Học Mỹ

Lứa tuổi

Nam và nữ

Phụ nữ mang thai

(mcg/ngày)

(mcg/ngày)

Phụ nữ đang cho

Mức tối đa

con bú

ăn vào

(mcg/ngày)

(mcg/ngày)

0 – 6 tháng

15

-

-

45

7 – 12

20

-

-

60

1 – 3 tuổi

20

-

-

90

4 – 8 tuổi

30

-

-

150

tháng

5


9 – 13 tuổi

40

-

-

180

14 – 18 tuổi

55

60

70

400

19 tuổi trở

55

60

70

400

lên
1.1.3. Tình trang ô nhiễm Selen và phương pháp xử lý ô nhiễm Selen
trong môi trường nước.
1.1.3.1. Tình trạng ô nhiễm Selen
Hàm lượng Se trong tự nhiên phụ thuộc hai yếu tố: môi trường địa chất và
hoạt động nhân sinh. Trong quá trình tiến hóa của Trái đất, hàm lượng Se tập trung
ngày càng nhiều trong vỏ thạch quyển thông qua các hoạt động phun trào và tập
trung nhiều nhất trong các thành tạo trầm tích. Trong than đá, hàm lượng Se phổ
biến trên 80 ppm. Đặc biệt ở Việt Nam tai các vùng Thái Bình, Hải Phòng và
Quảng Nam hàm lượng tương ứng là 2,15; 0,098 và 0,008 ppm. Hàm lượng Se
trong đất, nước mặt và nước ngầm xung quanh bãi thải công nghiệp và sinh hoạt
thường cao hơn so các vùng khác [5]. Theo Cơ quan bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ USEPA đã nêu mức độ an toàn của hàm lượng Se tối thiểu (LCM) là 0,01 mg/l.
Hoạt động nhân sinh không chỉ làm tăng hàm lượng Se trong đất, mà còn cả
trong nước mặt, nước ngầm, trầm tích sông hồ và động vật, thực vật trong khu vực.
Hàm lượng Se trong nước mặt thường biến động theo không gian và thời gian do sự
bổ sung Se thường xuyên từ không khí, nước mưa, nước chảy tràn trên mặt đất xung
quanh, nước thải hoặc từ các nguồn cấp nước từ xa như sông, suối v.v. Hoạt động
nhân sinh đôi khi là nguồn chính gây ô nhiễm Se môi trường xung quanh. Ví dụ,
hàm lượng Se trung bình 0,067mg/l ở các cửa sông gần các nhà máy xử lý chất thải
và nhà máy lọc dầu khu vực vịnh San Francisco - Mỹ cao hơn so với nguồn nước tự
nhiên ở đó. Kết quả kiểm tra cho thấy, các nhà máy xử lý chất thải và lọc dầu là
nguồn chính gây ô nhiễm Se cho hệ thống cửa sông ở vịnh San Francisco - Mỹ [9].
Selen dễ dàng lan truyền từ các bãi thải ra môi trường xung quanh, khiến cho
hàm lượng của nó ở các khu vực lân cận có xu hướng ngày một tăng cao. Theo Bản

6

kiểm kê việc thải chất độc của Hoa Kỳ (Toxic release inventory - TRI), riêng năm
2000 các ngành sản xuất và chế biến nước này đã thải ra mặt đất khoảng 58,79 tấn
Se kim loại và 2691,05 tấn hợp chất của Se. Kết quả điều tra của Cục Đăng ký Bệnh
lý và Chất độc Hoa Kỳ đã xác định sự tăng cao hàm lượng Se xung quanh 508 bãi
thải [11].
1.1.3.2. Phương pháp xử lý ô nhiễm Selen
Vì mức ô nhiễm cao của Se có ảnh hưởng lớn tới môi trường và sức khỏe
của con người như vậy nên chúng ta cần phải nghiên cứu các phương pháp xử lý ô
nhiễm Se đạt tối ưu.
Nguyên tố se khó tan trong môi trường nước và không có các hoạt động sinh
học, điều này làm cho Se dễ dàng được loại bỏ, ngăn chặn được các chất độc hại.
Những phương pháp xử lý Se phổ biến nhất hiện nay được chia làm 2 phương pháp
chính: xử lý vật lí và hóa học.
- Phương pháp xử lý vật lí
Sử dụng vật liệu lọc là một phương pháp xử lý vật lí. Nó dễ dàng được thực
hiện bằng cách cho lọc qua cát (Kuan 1998), đất xét (Goh 2004), Titan oxit (Zhang
2009), hoặc có thể được lọc qua nhựa trao đổi ion hoặc màng (Stripeikis 2001).
Những vật liệu này được xử dụng phổ biến trong xử lí nước công nghiêp. Hai vấn
đề gặp phải khi xử dụng vật liệu lọc là sự tăng lượng chất thải và sự gây tắc nghẽn
hoặc gây đóng cặn trên các màng lọc. Nhiều loại trong các phương pháp này khá
nhạy với các ion khác như NO3-, SO42-, Cl-, điều này dẫn đến việc lọc và loại bỏ
Selenat khó khăn hơn.
Màng lọc là phương pháp phổ biến nhưng khá đắt. Tại California, hệ thống
thẩm thấu ngược đã được áp dụng để loại bỏ Selen (Golder 2009). Trong trường
hợp này, bằng hệ thống thẩm thấu ngược nhà nghiên cứu đã xử lý được 100US
gallons/ phút của nước. Vì mức độ hòa tan của các chất rắn cao, nên chỉ 40% tổng
lượng Se loại ra được[14].
Một phương pháp khác là xử dụng nhựa trao đổi ion, phương pháp này dựa

trên nguyên tắc sự trao đổi qua lại của ion với chất cần xử lý. Những loại nhựa trao

7


đổi ion này có thể được biến đổi để phù hợp hơn với việc loại bỏ 1 số ion, hoặc có
khả năng xử lý một lượng lớn các loại ion khác nhau. Trong một số trường hợp,
nhựa trao đổi ion khó thể phân biệt để loại bỏ các ion cần thiết. Ví dụ sự giống nhau
về các tính chất tự nhiên và độ hoạt động của SO42- và SeO32-, rất khó khăn khi
dùng phương pháp trao đổi ion để tách các ion SeO32- ra khỏi ion SO42-. Vì vậy mà
khả năng xử lý Se của phương pháp này đạt hiệu quả thấp khi môi trường xử lý giàu
hàm lượng ion SO42-. Bằng cách cho thêm BaCl2 để hình thành các lớp cặn . Sự kết
hợp giữa việc tạo kết tủa và trao đổi ion làm giảm lượng ô nhiễm Se từ 1000 ppm
xuống còn 0,1 ppm. Mặt khác, nhựa trong đổi ion cũng được làm sạch và tái sử
dụng.
- Phương pháp xử lý hóa học
Phương pháp xử lý hóa học được chia ra làm 3 phương pháp chính: phương
pháp tạo kết tủa (Zhang 2008, Rovira 2008, Hayashi 2009, Geoffroy 2010), phương
pháp tạo kết dính, và phương pháp đông tụ (Golder 2009). Các phương pháp này
dựa trên sự hiệu chỉnh các tính chất vật lý và tính chất hóa học của các chất ô
nhiễm đã được hòa tan hoặc các chất dưới dạng huyền phù, từ đó tăng khả năng tạo
hạt kết tụ. Những hạt này sau đó sẽ được loại bỏ bằng phương pháp tách hoặc lắng
trọng lượng. Các chất làm đông tụ ( Fe2+, Fe3+,Al3+) được dùng để biến đổi điện
tích bề mặt của các chất ô nhiễm, vì vậy nó sẽ gây ra các kết tụ của các hạt tạo
thành chất kết tủa. Kích thước của các cụm xốp này được tăng dần lên bằng cách
cho thêm các polymeric flocculant, ví dụ chất polyacryamide. Phương pháp này
đạt hiệu quả cao khi xử lý Selenit, nhưng không được sử dụng để xử lý Selenat. Để
loại bỏ một lượng lớn selenat bằng phương pháp xử lý hóa học, thì cần khử Selenat
về Selenit. Một trong những nhược điểm khi sử dụng phương pháp này là tiêu tốn
một lượng lớn các hóa chất cần thiết để xử lý, hệ quả dẫn đến phải xử lý các chất

rắn thải được tạo thành [14].

8


1.2. Các phương pháp phân tích xác định Se
1.2.1. Phương pháp phân tích khối lượng [1]
Đặc điểm của phương pháp này là ảnh hưởng của một số ion kim loại có thể
làm nhiễm bẩn, gây sai số đáng kể. Ngày nay phương pháp phân tích trọng lượng ít
được sử dụng, nó được thay thế bằng các phương pháp công cụ cho độ chính xác
cao và đơn giản hơn. Người ta có thể tạo nhiều dạng kết tủa như SeO2,... Tuy vậy
đối với phương pháp trọng lượng, việc kết tủa tách ra ở dạng Se nguyên tố là đáng
tin cậy nhất. Để làm kết tủa Se người ta thường dùng các chất như SO2, hydrazin,
hydroxylamin, hypophotphit, Na, SnCl2,... Để xác định vi lượng Se trong hợp chất
hữu cơ, người ta chuyển nó về dạng Selenit, bằng cách phân huỷ chất khảo sát trong
bom vạn năng chứa Na2O2, sau đó khử Selenit và cân nó dưới dạng Selen kim loại.
Phương pháp điện phân định lượng Selen cũng đã được bắt đầu chú ý nghiên cứu
vào đầu những năm 1960, nhờ sử dụng cặp điện cựa Cu-Pt. Khi đó Selen được tách
ra dưới dạng Cu2Se, là dạng không bị hút ẩm và không bị thay đổi khi nung đến
nhiệt độ 13000C. Sai số của phương pháp này là 0,3%. Phương pháp này được ứng
dụng để xác định SeO2 trong kỹ thuật.
1.2.2. Phương pháp phân tích thể tích [1]
Phương pháp chuẩn độ cơ bản được sử dụng để xác định Se6+ là chuẩn độ
Iot. Do độ nhạy cao của phương pháp, nên cần tách triệt để các nguyên tố ảnh
hưởng đến phép xác định. Chỉ thị dùng cho phép chuẩn độ có thế là chỉ thị hoá học
hoặc chỉ thị điện hoá. Phép chuẩn độ dựa trên việc dùng KI để khử H2SeO3:
4I- + SeO32- + 6H+  Se + 2 I2 + 3 H2O
I2 sinh ra được chuẩn độ bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột
I2 + 2Na2S2O3  2NaI + Na2S4O6
Phương pháp này xác định được đến 50 mg Se.

1.2.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
1.2.3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật lò graphite
Tác giả M.Tuzen tách và xác định dạng của Se trong thực phẩm và mẫu nước
bằng cách tạo kết tủa Magie hydroxide trên hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử

9


với kỹ thuật lò graphite với quy trình như sau: 1ml Mg(NO3)2 được thêm vào bình
20 ml chứa 0,5 µg Se(IV). Sau đó điều chỉnh pH bằng cách sử dụng NaOH 1M. Sau
đó kết tủa bằng Mg(OH2), dung dịch được ly tâm 2750rpm trong 10 phút. Lấy kết
tủa rồi đem kết tủa hòa tan bằng 1ml HNO3 1M. Thể tích cuối đươc hòa tan bằng
2,0-10,0ml nước cấ,làm lặp lại 3 lần, sau đó đem xác định Se bằng phương pháp
GF-AAS. Phương pháp có độ thu hồi cao 95%, giới hạn phát hiện 0,03 µg/l, khoảng
tuyến tính của Se từ 0 – 50 µg/l. Phương pháp sử dụng chất nền Pd và Mg(NO3)2
loại bỏ được ảnh hưởng nền mẫu[12].
1.2.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hydrua hóa
Việc xác đinh lượng vết Se ở nồng độ khoảng ng/ml bằng kỹ thuật hydrua hóa
sử dụng hỗn hợp acid tartaric và dung dịch NaBH4. Hệ thống quang phổ hấp thụ
được sử dụng để xác định.
Các tác giả [15] đã xác định được các thông số cơ bản như tỉ lệ acid tartaric/
NaBH4, loại và lượng acid và nhiệt độ phản ứng được tối ưu sử dụng 640 ng/mL (16
ng/25µL) của dung dịch chuẩn Se(IV). Khoảng tuyến tính của đường chuẩn từ 20
đến 1200 ng/mL (0,5 – 30 ng Se(IV) /25µL). Độ lệch chuẩn (%RSD) là 1,93% và
giới hạn phát hiện là 10,6 ng/mL (265pg/ 25µL) Se(IV). Độ tin cậy của phương pháp
được kiểm tra bằng phương pháp thêm chuẩn sử dụng các loại môi trường khác nhau
như nước, mẫu đất và cũng như một số loại mẫu chứa calcium phosphate. Chuyển
Se(VI) về Se(IV), L-cysteine được thêm vào hỗn hợp NaBH4 và axit tartaric. Kết quả
chỉ ra rằng kỹ thuật hydrua hóa cho kết quả tốt.
1.2.4. Phương pháp huỳnh quang

Phức pizoselol tạo thành giữa Se(IV) và các O-diamino thơm phát huỳnh
quang ở bước sóng nhất định. Do đó có thể đo huỳnh quang để định lượng Selen.
Với 3,3-diaminobezidin: Se(IV) sẽ tạo phức Monoopiazoselenol. Trong dung
môi hữu cơ, phức này phát huỳnh quang ở bước sóng 580nm với bước sóng kích
thích là 436nm.

10


Với 2,3-diaminonaphtalen: Se(IV) sẽ tạo phức Piazoselenol phát huỳng
quang ở bước sóng 520nm, với bước sóng kích thích là 380nm trong dung môi là nhexan hoặc cyclohexan.
Phương pháp này nhạy, nhưng không đáp ứng được trong phân tích thực
phẩm vì bị ảnh hưởng bởi các nguyên tố vi lượng khác.
1.2.5. Phương pháp kích hoạt phóng xạ
Để xác định Selen bằng phương pháp kích hoạt phóng xạ người ta dựa vào
các đồng vị của Selen.
Selen được chuyển về các đồng vị do bắn phá mẫu bằng chùm nơtron, sau đó
đo các cường độ bức xạ của đồng vị mới tạo thành.
Độ nhạy của phương pháp này đạt được 0,01ng, phương pháp có ưu thế
trong việc kiểm tra hàm lượng Selen trong thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này
đòi hỏi phải có thiết bị phức tạp và phương tiện chống nhiễu xạ.
1.2.6. Phương pháp trắc quang
Se(IV) phản ứng nhạy và chọn lọc với O-diamino thơm, tạo phức Piazoselenol tan
trong các dung môi hữu cơ. Phức này có cực đại hấp thụ rất đặc trưng, có thể đo
quang để xác định hàm lượng Selen. Thuốc thử 2,3diaminonaphtalen là phổ biến
nhất.
Với 2,3-diaminonaphtalen: Mẫu thử được vô cơ hoá bằng hỗn hợp HNO3 và
HClO4, pha loăng dung dịch vô cơ hoá bằng nước cất, thêm vào đó dung dịch chứa
Dinatri edetat va Hydroxylamin hydroclorid, điều chỉnh pH = 1,1 bằng dung dịch
NH4OH. Sau đó, thêm dung dung dịch 2,3-diaminonaphtalen rồi đun cách thủy hỗn

hợp trên ở 500C trong 30phút. Chiết bằng cyclohexan, đo quang ở bước sóng
380nm để định lượng Selen.
Ưu điểm: Phản ứng nhạy, chọn lọc và áp dụng được với mẫu có hàm lượng
Selen thấp.
Nhược điểm: Phức piazoselenol dễ bị phân hủy ngoài ánh sang, các chất oxy
hóa mạnh ngăn cản tạo phức, các chất màu ảnh hưởng tới mật độ quang, do đó kết

11


quả định lượng thiếu chính xác. Phương pháp này áp dụng để định lượng Se trong
mẫu thực phẩm có thành phần nền phức tạp gặp nhiều khó khăn.
Để tăng độ nhạy và có thể xác định lượng vết Se người ta kết hợp với
phương pháp động học xúc tác.
Phương pháp động học xúc tác được mô tả để xác định Se(IV), Se(VI) và
tổng Se vô cơ trong nước dựa vào hiệu ứng xúc tác của Se(IV) về việc khử bromat
bởi hydrazine dihydrochoride trong môi trường acid. Các brom sinh ra làm mất màu
methyl da cam (MO) được đo phổ ở bước sóng 507nm theo thời gian. Tốc độ phản
ứng ban đầu và phương pháp ấn định thời gian được thông qua để xác định dạng
của Selen vô cơ.
Theo các tác giả [20] đã tìm được điều kiện tối ưu các đồ thị biểu thị khoảng
tuyến tính là 0 -126,3 và 0-789,6 µg/L của Se (IV) cho tốc độ phản ứng ban đầu và
0-315,8 và 0-789,6 µg/L cho phương pháp cố định thời gian. Giới hạn phát hiện là
1,3 và 14,7 µg/L cho tốc độ phản ứng ban đầu và cố định thời gian. Mục đích của
phương pháp này là thẩm định thống kê và nghiên cứu độ thu hồi trong mẫu nước
môi trường. Độ lệch chuẩn tương đối được xác định ở nồng độ 31,6 – 94,8µg/L của
Se(IV) và Se(VI) thấp hơn 6%. Phân tích mẫu vật liệu chuẩn của Se sử dụng
phương pháp tốc độ phản ứng ban đầu và cố định thời gian để chỉ ra rằng mục đích
của phương pháp là phương pháp có độ chính xác tốt.
1.2.7. Một số nghiên cứu xác định Selen theo phương pháp động học - xúc

tác trắc quang
Phương pháp động học xúc tác xác định Se(IV), Se(VI) và tổng Selen vô cơ
trong nước, dựa vào khả năng xúc tác của Se(IV) trong phản ứng khử Bromat bằng
p-nitrophenyl hydrazin khi có mặt NaBr 0,6 M ở pH = 3. Br2 sinh ra làm mất màu
calmagite. Độ hấp thụ quang của dung dịch được đo tại bước sóng 523nm bằng
phương pháp trắc quang theo thời gian ấn định. Trong phản ứng chỉ thị này, Brđóng vai trò là chất hoạt hóa cho sự xúc tác của Se(IV) và là chất khử Se(VI) ở
pH=3,0. Ở điều kiện tối ưu (thời gian t = 7 phút và nhiệt độ là 25oC), đường chuẩn
tuyến tính trong khoảng 1,0- 35,0  g Se(IV)/ l, giới hạn phát hiện của phương

12


pháp là 0,22  g/l. Ảnh hưởng của các cation và anion đến xác định Se(IV) cũng đã
được nghiên cứu
Phương pháp động học xúc tác cũng đã được nghiên cứu để xác định selen
trong mẫu nước ở môi trường đệm phtalat pH = 2, người ta đã nghiên cứu sự xúc
tác của Se(IV) cho phản ứng làm mất màu xylenol da cam bằng Na2S. Phản ứng xúc
tác là một phản ứng bậc không, hằng số của tốc độ phản ứng là 7,67x 10-5mol/l.s và
năng lượng hoạt hóa là 50,09 kJ/mol. Sự phụ thuộc của delta A (hiệu độ hấp thụ
giữa phản ứng có và không có xúc tác) vào nồng độ của Se (IV) là tuyến tính khi
nồng độ Se(IV) nhỏ hơn hoặc bằng 0,12mg/l, giới hạn phát hiện là 2,66x 10-5g/l.
Phương pháp đã nêu được áp dụng để xác định lượng vết của Se(IV) trong mẫu
nước
Bằng phương pháp động học - xúc tác trắc quang người ta có thể xác định
được các dạng tồn tại của Selen trong các mẫu khác nhau, môi trường đệm khác
nhau nhờ tác dụng xúc tác cho các phản ứng chỉ thị oxi hóa - khử của chúng.
1.2.8. Phương pháp vôn – ampe hòa tan.
Để tiến hành phân tích bằng phương pháp vôn-ampe hòa tan người ta dùng
bộ thiết bị gồm một mấy cực phổ tự ghi và một bình điện phân gồm một hệ ba cực:
cực làm việc là cực giọt thủy ngân tĩnh hoặc cực rắn đĩa quay, cực so sánh có thể

không đổi thường là cực calomen hoặc cực bạc cloruacó bề mặt lớn và cực phù trợ
Pt. Nắp bình điện phân còn một lỗ để dẫn một luồng khí trơ (N2, Ar....) vào dung
dịch phân tích để loại oxi hòa tan[6]
Kết quả khi xác định lượng vết Se(IV) bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan
catot khi có mặt Rh(III). Phương pháp dựa trên quá trình làm giàu Rh2Se3 trên điện
cực giọt Hg. Điều kiện tối ưu của phương pháp là pH từ 1,0 đến 1,8 (nồng độ HCl
2M), 400ppb - 4ppmRh(III) tuy thuộc vào nồng độ Se(IV), thế điện phân là -0,25V
(Ag/AgCl). Giới hạn phát hiện tính theo quy tắc 3 là 2,2ppt Se(IV) (thời gian điện
phân là 2 phút) được tính từ độ lệch chuẩn khi đo lặp lại dung dịch 0,05ppb Se(IV).
Ảnh hưởng của một số ion kim loại được nghiên cứu và loại trừ bằng cách sử dụng

13


nhựa trao đổi ion. Phương pháp đã được ứng dụng để xác định hàm lượng Se trong
một số mẫu rau.
1.3. Các phương pháp tách và làm giàu hợp chât Se trong môi trường nước
1.3.1. Phương pháp chiết lỏng - lỏng
Nguyên tắc của kỹ thuật này là dựa trên sự phân bố của chất phân tích vào
hai pha lỏng (2 dung môi) không trộn lẫn vào nhau. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến
hiệu quả của sự chiết trong đó yếu tố đầu tiên là hệ số phân bố nhiệt động của cân
bằng chiết, tiếp theo là sự ảnh hưởng của nhiệt độ, pH...
Việc sử dụng chiết lỏng- lỏng cho việc tách và làm giàu Se(IV) bằng
phương pháp sắc ký khí dùng detector ECD đã được nghiên cứu. Dẫn xuất của Se
được chiết với kỹ thuật chiết lỏng – lỏng dùng hỗn hợp etanol (phân tán dung môi)
và clorobenzen (tách chiết dung môi). Ảnh hưởng của các thông số phân tích khác
nhau đối với phản ứng dẫn xuất và quá trình chiết lỏng - lỏng được đánh giá và theo
điều kiện tối ưu hóa. Hệ số làm giàu thu được là 122 lần chỉ từ 5ml mẫu nước,
khoảng tuyến tính là 0,015-10µg/L với giới hạn phát hiện là 0,05µg/L. Độ lệch
chuẩn tương đối cho 10 phép đo lặp lại của Se(IV) nồng độ = 2 là 4,1%. Phương

pháp này được áp dụng cho việc xác định Se trong mẫu nước môi trường với hiệu
suất thu hồi đáp ứng yêu cầu [17]
1.3.2. Phương pháp chiết pha rắn
Chiết pha rắn phù hợp khi chuẩn bị các mẫu phức tạp như: các mẫu môi
trường, mẫu thuốc, mẫu lâm sàng. Cột chiết pha rắn dạng xi-lanh có dung tích 125ml được nhồi chất hấp thu có đường kính khoảng 40µm. Trên chất nhồi có gắn
các nhóm chức khác nhau, có thể là các gốc hữu cơ có độ phân cực khác nhau, cũng
có thể là các chất trao đổi ion, tùy theo đối tượng cần tách. Phía trên và phía dưới
lớp vật liệu nhồi là 2 lớp đĩa đệm polipropylen có lỗ 20µm. Cho mẫu lỏng đi qua
cột, các chất phân tích sẽ được làm giàu, loại tạp chất trước khi rửa giải bằng dung
môi thích hợp. Thể tích mẫu đem phân tích khoảng 1-11ml. Trong quá trình chiết
pha rắn có thể áp vào đầu cột một áp suất nào đó hoặc tạo ra chân không ở cuối cột.

14


Chiết phan rắn là quá trình phân bố của các chất giữa hai pha, trong đó lúc
đầu mẫu ở dạng lỏng (pha nước hoặc pha hữu cơ) thường dùng với thể tích lớn
được dội qua cột chiết trong đó có nhồi chất chiết ở dạng rắn. Khi đó, pha tĩnh sẽ
tương tác với chất phân tích và giữ chúng ở trên cột (trên pha tĩnh), còn các chất
khác sẽ đi ra khỏi cột cùng dung môi hòa tan mẫu
Sau đó, dùng một dung môi thích hợp hòa tan tốt các chất phân tích bị giữ
trên cột (dùng với thể tích nhỏ hơn rất nhiều lần so với thể tích mẫu ban đầu) để rửa
giải chúng ra khỏi pha tĩnh (cột chiết) và thu được dung dịch có chất phân tích.
Theo [10] quá trình chiết pha rắn được dùng trong việc xác định Se bằng
phương pháp sắc ký khí với detector ECD đã được khảo sát: Dẫn xuất của Se(IV)
phản ứng với 1,2- diamino-3,5-dibromobenzene hình thành 4,6-dibromopiazselenol
được hấp phụ vào các lỗ trống trong polyme divinylbenzen polymer. Rửa giải cột
này bằng dung dịch toluen. Quá trình chiết pha rắn được đề xuất so với quá trình
chiết lỏng – lỏng đạt độ thu hồi 97% với thể tích mẫu là 5-10ml. Những kết quả thu
được của mẫu nước tự nhiên được thêm chuẩn bằng Se và được đo bằng GC-ECD

và hấp phụ quang nguyên tử ion hidro hóa. Việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ trong
nguồn nước tự nhiên tác giả đã sử dụng vật liệu XAD-8 và Dowex 1x8 để xác định
Se.
Như vậy, mẫu phân tích khi đi qua cột chiết pha rắn đã được làm giàu lên
nhiều lần so với mẫu ban đầu
1.4. Ứng dụng của hợp chất Zr(IV) trong xử lý môi trường
Có nhiều tác giả đã công bố liên quan đến cố định Zr(IV) trong xử lý môi
trường. Biplob Kurmar Biswas cùng các cộng sự đã nghiên cứu sử dụng chất thải
rắn đươc xử lý hóa học trong quá trình sản xuất nước cam sang dạng gel và được cố
định Zr(IV) để hấp phụ As(III) và As(IV). Kết quả cho thấy khi có mặt của Zr(IV)
thì khả năng hấp phụ As là rất cao, dung lượng hấp phụ 88mg/g, 130mg/g đối với
As(V) và As(III)[8].Tatineni Balaji cùng các cộng sự trong phòng thí nghiệm hóa
học Membrane (Nhật Bản)[19] đã nghiên cứu và chuyển hóa As(V) và As(III) sử
dụng nhựa vòng càng có chứa nhóm aminodiacetic axit (LDA) có gắn Zr. Khảo sát

15


quá trình hấp phụ của As(V) và As(III) dưới các điều kiện khác nhau khi sử dụng
nhựa vòng càng có gắn Zr (Zr- LDA) với nhóm amino diacetic. Kết quả cho thấy
ion Asenat hấp phụ mạnh ở pH 2-5, trong khi ion asenit hấp phụ mạnh ở pH 7-10,5.
Tải trọng hấp phụ cực đại tuân theo đúng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt
Langmuir với tải trọng cực đại là 0,656 và 1,1843mmol/g đối với As(V) pH=4,
As(III) pH =9. Sự giải hấp được tiến hành bằng dung dịch NaOH1M với As(V).
Đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng Zr(IV) trên các chất mang khác
nhau để xử lý As, PO43-, F-…Theo luận văn thạc sĩ Nguyễn ngọc Khánh đã nghiên
cứu cố định Zr(IV) trên than hoạt tính để hấp phụ As, PO43-. Kết quả cho thấy lượng
Zr(IV) cố định trên than tốt nhất là 2,38%, còn nhựa XAD-7 là 15,39%. Kết quả
chụp SEM cho thấy bề mặt của vật liệu gần như được phủ hoàn toàn bằng một lớp
Zr. Vật liệu rất bền trong môi trường tự nhiên, ở điều kiện thường hầu như không

thấy Zr tách ra khỏi vật liệu[2]
Các hợp chất Zr hấp phụ rất tốt các hợp chất của Asen, Flo, photphat. Tuy
nhiên giá thành rất đắt. Mặt khác việc thu hồi tái sử dụng vật liệu sẽ khó khăn. Để
khắc phục người ta thường cố định hợp chất Zr(IV) trên chất mang thích hợp như
nhựa trao đổi ion, than hoạt tính. Một số chất mang được nghiên cứu phổ biến là:
+ Nhựa trao đổi cationit [3]
Là những chất có đặc trưng axit trong cấu tạo mạng lưới của nhựa có mang
điện tích âm (nhóm đặc trưng mang điện tích âm) kèm theo nhóm đặc trưng có một
cation linh động có khả năng trao đổi với cation khác trong dung dịch.
Các ion linh động của cationit thường là H, thường được gọi là nhựa trao đổi
cation dạng H. Nếu thay H bằng Na được gọi là Na- cationit.
Các nhóm đặc trưng của cationit : -SO3H , -COOH , -OH, H2PO3- ,
Các nhóm đặc trưng càng nhiều, khả năng trao đổi càng tăng, đồng thời độ
hòa tan trong nước của nhựa cũng tăng. Nhựa không tan do các liên kết nối ngang.
Lượng nối ngang sẽ ảnh hưởng đến kích thước hạt nhựa qua sàng, khả năng trương,
chuyển động của các ion linh động, độ bền cơ học. Nếu tăng độ nối ngang trong cấu

16