Khảo sát hàm lượng Phenol, Asen và thủy ngân trong bùn thải ở khu công nghiệpTrà Nóc Thành phố Cần Thơ

8/18/2019 Khảo sát hàm lượng Phenol, Asen và thủy ngân trong bùn thải ở khu công nghiệpTrà Nóc Thành phố Cần Thơ

http://slidepdf.com/reader/full/khao-sat-ham-luong-phenol-asen-va-thuy-ngan-trong-bun-thai-o 1/68

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA

NGUYỄN MINH THÁI

KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG PHENOL, ASEN VÀTHỦY NGÂN TRONG BÙN THẢI Ở KHU CÔNG

NGHIỆP TRÀ NÓC THÀNH PHỐ CẦN THƠ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỌC

CẦN THƠ

2014

WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COMóng góp PDF bở i GV. Nguy ễ n Thanh Tú



TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊNBỘ MÔN HÓA

NGUYỄN MINH THÁI

KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG PHENOL, ASEN VÀTHỦY NGÂN TRONG BÙN THẢI Ở KHU CÔNG

NGHIỆP TRÀ NÓC THÀNH PHỐ CẦN THƠ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCChuyên ngành: HÓA HỌC

Mã ngành: 204

CÁN BỘ HƯỚNG DẪNThs. LÂM PHƯỚC ĐIỀN

Kỹ sư NGUYỄN XUÂN DƯ

2014CẦN THƠ

2014





Luận văn tốt nghiệp đại học Nguyễn Minh Thái – MSSV: 2111962

Ngành: Hóa phân tích – Khóa: 37

i

LỜI CAM KẾT

Sinh viên: Nguyễn Minh Thái

Mã số sinh viên: 2111962

Lớp: Hóa phân tích – khóa: 37

Đề tài thực hiện: Khảo sát hàm lượng phenol, asen và thủy ngân trong bùn

thải ở Khu công nghiệp Trà Nóc thành phố Cần Thơ.

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số

liệu, kết quả được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa

được công bố ở bất kỳ luận văn nào khác.

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014

Nguyễn Minh Thái







ii

XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG

Sinh viên: Nguyễn Minh TháiMã số sinh viên: 2111962

Lớp: Hóa phân tích – Khóa: 37

Đề tài: Khảo sát hàm lượng phenol, asen và thủy ngân trong bùn thải ở

Khu công nghiệp Trà Nóc thành phố Cần Thơ.

Tôi xin xác nhận luận văn đã được chỉnh sửa hoàn chỉnh theo ý kiến đóng góp

của Hội đồng phản biện.

Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2014

Cán bộ hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Ths. Lâm Phước Điền

Nguyễn Minh Thái







iii

Trường Đại học Cần Thơ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc lập – Tự dọ - Hạnh phúc

Bộ môn Hóa --------

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1. Cán bộ hướng dẫn: Ths. LÂM PHƯỚC ĐIỀN

Kỹ sư. NGUYỄN XUÂN DƯ

2. Đề tài: Khảo sát hàm lượng phenol, asen và thủy ngân trong bùn thải ở

Khu công nghiệp Trà Nóc thành phố Cần Thơ

3.

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN MINH THÁI



4. Nội dung nhận xét

a. Nhận xét về hình thức của LVTN

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

b. Nhận xét về nội dung của LVTN

Đánh giá nội dung thực hiện

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

Những vấn đề còn hạn chế

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

c. Nhận xét về sinh viên thực hiện LVTN

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................







iv

d. Kết luận, kiến nghị và điểm

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................


Cán bộ hướng dẫn 1 Cán bộ hướng dẫn 2

Ths. Lâm Phước Điền Kỹ sư. Nguyễn Xuân Dư







v


Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1. Cán bộ phản biện: PGS.TS LÊ ANH TUẤN



3. Sinh viên thực hiện: NGUYỄN MINH THÁI




a. Nhận xét về hình thức LVTN

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

......................................................................................................................... b. Nhận xét về nội dung LVTN

Đánh giá nội dung thực hiện của LVTN

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................


.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

c. Nhận xét về sinh viên thực hiện

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................







vi


.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................


Cán bộ phản biện

PGS.TS Lê Anh Tuấn







vii


Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1. Cán bộ phản biện: TS. ĐOÀN VĂN HỒNG THIỆN



3. Sinh viên thực hiện: NGUYỄN MINH THÁI




a. Nhận xét về hình thức LVTN

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

......................................................................................................................... b. Nhận xét về nội dung LVTN

Đánh giá nội dung thực hiện của LVTN

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................


.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

c. Nhận xét về sinh viên thực hiện

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................







viii


.........................................................................................................................

.........................................................................................................................

.........................................................................................................................


Cán bộ phản biện

TS. Đoàn Văn Hồng Thiện







ix

LỜI CẢM TẠ

********

Em xin cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là quý thầy

cô khoa Khoa học Tự nhiên đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho em những kinh

nghiệm học tập cũng như tri thức trong suốt thời gian học tập tại trường. Quý

thầy cô luôn là người động viên và tạo điều kiện thuận lợi để em có thể học

tập và hoàn thành tốt luận văn của mình.

Em xin cảm ơn thầy Lâm Phước Điền, người luôn ủng hộ và sẵn sàng trợ

giúp em trong quá trình thực hiện luận văn. Thầy là người đã dẫn dắt em đến

nơi thực hiện luận văn, cho em cơ hội được tiếp xúc với môi trường làm việc

thực tế và tạo điều kiện cho em được học hỏi nhiều hơn trong thời gian này.

Em xin chân thành cảm ơn Thầy.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị ở Trung tâm phân tích đã

tận tình quan tâm và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập ở đây. Các anh

chị đã truyền đạt cho em kinh nghiệm cũng như những kiến thức thực tế bổ

ích, giúp em hiểu rõ hơn về môi trường làm việc thật sự và chuẩn bị hànhtrang cho tương lai.

Em cũng xin chân thành cảm ơn cha mẹ và các anh em trong gia đình,

những người đã luôn quan tâm, lắng nghe và chia sẻ với em những khó khăn

trong quá trình thực hiện luận văn. Cha mẹ là nguồn động lực to lớn, giúp em

vượt qua nhiều trở ngại và hoàn thành tốt luận văn.

Cuối cùng, em xin cảm ơn các bạn lớp Hóa phân tích khóa 37 đã nhiệt

tình giúp đỡ và chia sẻ những kinh nghiệm trong quá trình thực hiện luận văn.

Xin chân thành cảm ơn.







x

TÓM TẮT

Một số hợp chất kim loại nặng (thủy ngân, asen) và phenol, sản phẩm từ

quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, thường tồn tại trong bùn thải côngnghiệp. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đánh giá sơ bộ mức độ ô nhiễm ởkhu vực địa bàn Khu Công nghiệp Trà Nóc thông qua việc khảo sát hàm lượng

các thành phần độc tố này.Phenol trong bùn thải được phân tích bằng hệ thống máy sắc ký khí

(GC) ghép khối phổ (MS) kết hợp thiết bị chiết pha rắn (SPE). Phương phápchiết lỏng-lỏng được sử dụng với mẫu bùn thải. Phương pháp được lựa chọncó khoảng tuyến tính rộng, từ 500-2000 ppb với hệ số tương quan R lớn hơn

0,9998. Độ thu hồi của phương pháp khoảng 91% với độ lặp lại cao(từ 0,6-2,25%). Giới hạn phát hiện của phenol là 4,7 ppb.

Kim loại (asen và thủy ngân) trong bùn thải được phân tích bằng hệthống máy phổ phát xạ nguyên tử kết hợp chùm tia plasma cảm ứng, sử dụng

thiết bị phân tích kim loại lượng vết để thực hiện tạo dẫn xuất hydrua.Kết quả khảo sát cho thấy hàm lượng độc tố trong các mẫu bùn thải chưa

vượt ngưỡng nguy hại.







xi

ABSTRACT

Some compounds of metals (mercury, arsenic) and phenol, a product of

the decomposition of organic compounds, are often exist in industrial sludge.The main objective of this study is about preliminary assessment the levels of

pollution in regional Tra Noc Industrial Zone through surveyingconcentrations of the toxin components.

Phenol in sludgewas analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS) coupled with solid phase extraction (SPE). The liquid-liquid

extraction method is used for sludge sample. The method provided a linearresponse over the concentration range 500-2000 ppb with correlation

coefficients higher than 0.9998. Mean recovery of the method is about 91%with a good reproducibility (0,6-2,25%). The limit of detection for phenol is

about 4,7 ppb.Trace metals (arsenic, mercury) in sludge were analysed by inductively

coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), using aconcomitant metals analyzer to perform hydride generation.

The result shows that concentration of these compounds is not exceedinghazardous.







xii

MỤC LỤC

MỤC LỤC .................................................................................................. xii DANH MỤC BẢNG .................................................................................. xiv

DANH MỤC HÌNH .................................................................................... xv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... xvi

CHƯƠNG 1. PHẦN MỞ ĐẦU................................................................ 1

1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................... 1

1.2 Mục tiêu đề tài ............................................................................... 2

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN .................................................................... 3

2.1 Sơ lược về bùn thải ........................................................................ 3

2.1.1 Khái niệm .............................................................................. 3

2.2 Hệ thống xử lý nước thải ............................................................... 3

2.2.1 Các giai đoạn xử lý trong hệ thống xử lý nước thải ................ 3

2.2.2 Quá trình xử lý sinh học: ........................................................ 4

2.3 Tác hại của bùn thải công nghiệp đến môi trường .......................... 5

2.4 Sơ lược về phenol, asen, thủy ngân và phương pháp phân tích ....... 6

2.4.1 Kim loại ................................................................................. 6

2.4.2 Phenol .................................................................................. 12

2.5 Đại cương về hệ thống máy ICP-OES .......................................... 14

2.5.1 Cơ sở lý thuyết: .................................................................... 14

2.5.2 Cấu trúc máy ........................................................................ 15

2.5.3 Ưu điểm của ICP-OES ......................................................... 17

2.5.4 Nhiễu phổ trong ICP-OES.................................................... 17

2.6 Đại cương về hệ thống máy sắc ký khí (GC) và khối phổ (MS) ... 19

2.6.1 Hệ thống máy sắc ký khí (GC) ............................................. 19

2.6.2 Đầu dò khối phổ (MS) ......................................................... 20

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM ............................................................. 22

3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện ................................................... 22

3.2 Đối tượng nghiên cứu: ................................................................. 22

3.3 Phương pháp phân tích ................................................................ 22

3.4 Hoạch định thí nghiệm ................................................................. 23







xiii

3.5 Đánh giá phương pháp phân tích.................................................. 23

3.5.1 Các thông số cần được đánh giá ........................................... 23

3.5.2 Tiến hành đánh giá ............................................................... 23

3.6

Khảo sát một số thành phần độc hại ............................................. 29

3.6.1 Khảo sát hàm lượng phenol trong 15 mẫu bùn thải............... 29

3.6.2 Khảo sát hàm lượng kim loại trong 15 mẫu bùn thải ............ 33

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ ........................................................................ 36

4.1 Đánh giá phương pháp ................................................................. 36

4.1.1 Độ lặp lại ............................................................................. 36

4.1.2 Hiệu suất thu hồi .................................................................. 38

4.1.3 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng............................ 39

4.1.4 Khoảng tuyến tính ................................................................ 40

4.2 Khảo sát một số thành phần độc tố trong bùn thải ........................ 41

4.2.1 Phenol .................................................................................. 41

4.2.2 Kim loại ............................................................................... 42

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................... 47

5.1 Kết luận ....................................................................................... 47

5.2 Kiến nghị ..................................................................................... 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 48

PHỤ LỤC ................................................................................................... 50







xiv

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Giới hạn cho phép của asen trong bùn thải theo QCVN50:2013/BTNMT ........................................................................................... 7

Bảng 2.2 Giới hạn cho phép của thủy ngân trong bùn thải theo QCVN50:2013/BTNMT ........................................................................................... 9

Bảng 2.3 Giới hạn cho phép của phenol trong bùn thải theo QCVN50:2013/BTNMT ......................................................................................... 14

Bảng 3.1 Địa điểm thu mẫu .......................................................................... 22

Bảng 3.2 Chương trình nhiệt độ ................................................................... 32

Bảng 4.1 Độ lặp lại tại nồng độ thêm chuẩn 500 ppb .................................... 36

Bảng 4.2 Độ lặp lại tại nồng độ thêm chuẩn 2000 ppb .................................. 36

Bảng 4.3 Độ lặp lại tại nồng độ thêm chuẩn 4000 ppb .................................. 37

Bảng 4.4 Hiệu suất thu hồi tại nồng độ thêm chuẩn 500 ppb ........................ 38

Bảng 4.5 Hiệu suất thu hồi tại nồng độ thêm chuẩn 2000 ppb ...................... 38

Bảng 4.6 Hiệu suất thu hồi tại nồng độ thêm chuẩn 4000 ppb ...................... 38

Bảng 4.7 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ở nồng độ thêm chuẩn2000 ppb ...................................................................................................... 39

Bảng 4.8 Đường chuẩn phenol ..................................................................... 40

Bảng 4.9 Hàm lượng phenol trong 15 mẫu bùn thải...................................... 41

Bảng 4.10 Đường chuẩn asen ....................................................................... 42

Bảng 4.11 Hàm lượng asen trong 15 mẫu bùn thải ....................................... 43

Bảng 4.12 Đường chuẩn thủy ngân .............................................................. 44

Bảng 4.13 Hàm lượng thủy ngân trong 15 mẫu bùn thải ............................... 45







xv

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Mô hình hệ thống xử lý nước thải ................................................... 4

Hình 2.2 Hệ thống hydrua ........................................................................... 11

Hình 2.3 Công thức cấu tạo của phenol ....................................................... 12

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo của phổ kế .............................................................. 16

Hình 2.5 Cấu tạo máy ICP-OES .................................................................. 16

Hình 2.6 Hiện tượng chồng lấp phổ toàn phần ............................................. 18

Hình 2.7 Hiện tượng chồng lấp phổ một phần ............................................. 18

Hình 2.8 Minh họa sơ đồ hệ thống máy sắc ký khí ...................................... 20

Hình 3.1 Phổ đồ minh họa giá trị S/N .......................................................... 27

Hình 3.2 Máy sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS QP2010 ........................... 30

Hình 3.3 Hệ thống tách chiết pha rắn SPE ................................................... 31

Hình 3.4 Hệ thống máy ICP-OES ................................................................ 33

Hình 4.1 Đường chuẩn phenol ..................................................................... 40

Hình 4.2 Đường chuẩn asen ........................................................................ 42

Hình 4.3 Đường chuẩn thủy ngân ................................................................ 44







xvi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi TrườngCI : Chemical Impact

DI : Deionized

DSMA : Disodium Methyl Arsenate

EI : Electron Impact

F-AAS : Flame-Atomic Absorption Spectrometry

GC : Gas Chromatography

GF-AAS : Graphite Furnace- Atomic Absorption Spectrometry

ICP : Inductively Coupled Plasma

LED : Light Emitting Diode

OES : Optical Emission Spectroscopy

MS : Mass Spectrometry

MSMA : Monosodium Methyl Arsenate

OES : Optical Emission Spectroscopy

ppm : parts per million

ppb : parts per billion

QCVN : Quy Chuẩn Việt Nam

RSD : Relative Standard Deviation

SPE : Solid Phase Extraction







1

CHƯƠNG 1. PHẦN MỞ ĐẦU

1.1

Đặt vấn đề

Trong thời đại hội nhập và phát triển hiện nay, xu hướng công nghiệphóa và hiện đại hóa đã và đang được phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới.

Nhiều cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật được tiến hành, nhiều ngành côngnghiệp mới ra đời kéo theo sự phát triển của nền kinh tế, góp phần nâng caomức sống của người dân. Mặc dù vậy, cơ cấu dân số hiện nay có xu hướng trẻ

hóa, đặc biệt là ở những quốc gia đang phát triển. Vậy, vấn đề nằm ở đâu?

Các nghiên cứu khoa học cho thấy, yếu tố ô nhiễm môi trường có ảnhhưởng to lớn đến chất lượng cuộc sống. Vấn nạn ô nhiễm môi trường luôn là

một trong những ưu tiên hàng đầu của cộng đồng thế giới. Nó đe dọa sự pháttriển kinh tế-xã hội bền vững, gây những ảnh hưởng nghiêm trọng đến chấtlượng cuộc sống của người dân ở mọi quốc gia, vùng lãnh thổ. Ô nhiễm môitrường là hệ quả của quá trình sinh hoạt và sản xuất của con người. Cùng vớisự tăng trưởng dân số và phát triển kinh tế, lượng chất ô nhiễm thải vào môitrường mỗi năm ngày càng tăng. Các loại hình chất thải ngày càng phức tạp,

gây khó khăn cho việc xử lý, đặc biệt là bùn thải. Bùn thải là sản phẩm của hệthống xử lý nước thải ở các khu công nghiệp, nhà máy, thường được xử lý sơ

bộ rồi thải ra môi trường. Các thành phần độc hại trong bùn thải như mầm bệnh, vi rút, vi khuẩn (từ vi sinh vật), kim loại và hóa chất độc hại (từ các quá

trình sản xuất, chế biến công nghiệp) sẽ dần thẩm thấu vào môi trường sinhhoạt của con người. Qua đó, bùn thải sẽ gây ra các tác hại nghiêm trọng đến

sức khỏe của người dân và môi trường sinh thái xung quanh.

Ở nước ta, do đặc điểm địa hình phức tạp, nên khả năng xây dựng các

khu công nghiệp tách biệt với khu dân cư, cô lập sự khuếch tán của chất thảicông nghiệp còn khó khăn. Đặc biệt là ở những vùng địa hình có hệ thống

sông ngòi, kênh rạch chằng chịt như thành phố Cần Thơ, thuộc vùng Đồng bằng sông Cửu Long, tạo điều kiện thuận lợi cho sự khuếch tán của chất thải

ra môi trường sinh thái và gây khó khăn trong việc kiểm soát chất ô nhiễm.

Vì vậy, việc đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường ở khu vực địa bànthành phố Cần Thơ là một vấn đề đã và đang nhận được quan tâm từ ngườidân địa phương.

Do đó, với đề tài “Khảo sát hàm lượng phenol, asen và thủy ngântrong bùn thải ở Khu công nghiệp Trà Nóc thành phố Cần Thơ” , thông

qua việc phân tích và đánh giá hàm lượng chất ô nhiễm, chất độc hại trong







2

một số mẫu bùn thải được thu gom từ những vị trí khác nhau, có thể đánh giásơ bộ mức độ ô nhiễm ở một số khu vực thuộc Khu công nghiệp Trà Nóc.

1.2

Mục tiêu đề tài

Đánh giá sơ bộ tình trạng môi trường ở Khu công nghiệp Trà Nóc.

Đánh giá phương pháp phân tích phenol ở điều kiện phòng thí nghiệm.







3

CHƯƠNG 2.

TỔNG QUAN

2.1 Sơ lược về bùn thải

2.1.1

Khái niệmBùn thải là sản phẩm được tạo ra từ quá trình xử lý sinh học trong hệ

thống xử lý nước thải tại các nhà máy, khu công nghiệp. Thành phần chủ yếu

trong bùn thải là chất hữu cơ (vi sinh vật, các hóa chất độc hại bị phân hủysinh học) và một lượng nhỏ các chất vô cơ (cát, chất rắn lơ lửng…). Có hai

loại phổ biến là: bùn thải công nghiệp và bùn thải sinh hoạt.Bùn thải sinh hoạt: các chất hữu cơ có nguồn gốc chủ yếu từ các quá

trình sinh hoạt của con người (tắm rửa, giặt đồ, vệ sinh cá nhân….). Nên có

thể nói, dù thành phần khá đa dạng nhưng hàm lượng độc tố và mức độ nguyhiểm không cao.

Bùn thải công nghiệp: các chất hữu cơ có thành phần chủ yếu là các hóachất độc hại (trong đó có kim loại) hoặc các sản phẩm phụ (trong quá trình sảnxuất hoặc chế biến) bị phân hủy sinh học (hoàn toàn hoặc không hoàn toàn).Vì vậy, bùn thải công nghiệp có thành phần độc tố đa dạng, hàm lượng và mứcđộ nguy hiểm cao hơn so với bùn thải sinh hoạt.

2.2

Hệ thống xử lý nước thải[1]

2.2.1 Các giai đoạn xử lý trong hệ thống xử lý nước thải

Nhìn chung, bản chất của phương pháp xử lý nước thải dựa trên ba phương pháp: lý học, hóa học và sinh học. Một hệ thống xử lý nước thải hoànchỉnh thường bao gồm các công đoạn sau (được phân chia theo cấp độ xử lý):xử lý sơ bộ (tiền xử lý), xử lý sơ cấp, xử lý thứ cấp và xử lý cấp ba (xử lý triệtđể).

Quá trình xử lý sơ bộ: loại bỏ các vật thể trong nước thải có kích thước

lớn, có khả năng gây ảnh hưởng đến việc vận hành và bảo trì hệ thống xử lý.Quá trình này chủ yếu sử dụng phương pháp lý học.Quá trình xử lý sơ cấp: loại bỏ các chất rắn (chất hữu cơ hoặc vô cơ) có

khả năng lắng hoặc nổi, qua đó xử lý được một phần BOD, chất rắn lơ lửng và

dầu mỡ. Các thiết bị được sử dụng chủ yếu là song chắn rác, bể điều lưu, bểlắng, bể tuyển nổi, bể lọc, thiết bị khuấy trộn…

Quá trình xử lý thứ cấp: loại bỏ chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng còn lạisau quá trình xử lý sơ cấp; loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan và các hạt keo có

thể phân hủy sinh học. Quá trình này chủ yếu sử dụng phương pháp sinh học.







4

Các thiết bị chủ yếu được sử dụng là bể bùn hoạt tính (hiếu khí) hoặc các hầmủ (kỵ khí) và bể lắng.

Quá trình xử lý cấp ba: tác dụng chủ yếu là xử lý các dưỡng chất (nito, photpho) trong nước thải và các chất thải vô cơ, không thể bị loại bỏ bởi các

quá trình xử lý sơ và thứ cấp. Quá trình này chủ yếu sử dụng phương pháp hóahọc. Các thiết bị chủ yếu được sử dụng là bể chlorine, bể trung hòa pH, bểlắng…

Sau đây là một sơ đồ tiêu biểu của một hệ thống xử lý nước thải hoànchỉnh

Hình 2.1 Mô hình hệ thống xử lý nước thải

2.2.2 Quá trình xử lý sinh học

Là quá trình chủ yếu để xử lý các chất hữu cơ (có khả năng phân hủy sinh học)có trong nước thải bằng phương pháp xử lý hiếu khí, phương pháp xử lý yếmkhí hoặc phương pháp nitrat hóa và khử nitrat.

2.2.2.1 Quá trình xử lý hiếu khí

Trong điều kiện có oxy đầy đủ, các vi khuẩn hiếu khí sẽ phân hủy các

chất hữu cơ, công thức chung (COHNS)x có trong nước thải thành các sản phẩm khác như CO2, NH4

+, các sản phẩm khác và bùn. Lượng bùn tạo ra từ







5

quá trình xử lý hiếu khí nhiều hơn so với quá trình xử lý yếm khí. Quá trình xửlý hiếu khí gồm có 2 quá trình chính như sau:

Quá trình oxy hóa (dị hóa):

(COHNS)x + O2 + VK hiếu khí → CO2 + NH4+ + sản phẩm khác + năng lượng

(bùn)

Quá trình tổng hợp (đồng hóa):(COHNS)x + O2 + VK hiếu khí + năng lượng → C5H7O2 N (tế bào VK mới)

2.2.2.2 Quá trình xử lý yếm khí

Trong điều kiện yếm khí (không có oxy), các vi khuẩn yếm khí sẽ phânhủy các chất hữu cơ có trong nước thải thành các sản phẩm như: CO 2, H2S,

NH4+, CH4, một số sản phẩm khác và bùn. Quá trình xử lý yếm khí gồm có 2

công đoạn chính như sau: Quá trình phân hủy chất hữu cơ:

(COHNS)x + VK yếm khí → CO2 + H2S + NH4+ + CH4 + sản phẩm khác +

năng lượng (bùn)

Quá trình tổng hợp tế bào VK mới:

(COHNS)x + VK yếm khí + năng lượng → C5H7O2 N (tế bào VK mới)

2.2.2.3

Quá trình nitrat hóa và khử nitrat:

Có tác dụng oxy hóa nitơ của các muối amoni (NH4

+

) thành nitrit và saucùng thành nitrat trong điều kiện thích hợp (có oxy). Sau đó, các muối này sẽ bị khử oxy dưới tác dụng của vi khuẩn trong điều kiện không có oxy. Lượng

oxy sinh ra được dùng lại để phân hủy chất hữu cơ.

2.3 Tác hại của bùn thải công nghiệp đến môi trường[7]

Một số thành phần chính của bùn thải công nghiệp:

Vi sinh vật (vi khuẩn, mầm bệnh): có nguồn gốc từ các vi sinh vật

được sử dụng để phân hủy chất hữu cơ. Các vi sinh vật này sẽ gây ra các bệnh

nguy hiểm. Một số loại vi khuẩn phổ biến như sau: Salmonella, vi khuẩn gây bệnh về đường ruột.

Micrococus: còn được gọi là chất hoại sinh, hoặc được gọi là mầm

bệnh cơ hội, đặc biệt đối với các ký chủ có hệ miễn dịch bị tổn hại. Vi khuẩnnày có thể gây nhiễm trùng viêm khớp, viêm màng não…

E.Coli: gây ra một số bệnh như viêm dạ dày ruột, nhiễm trùng đườngtiết niệu, nhiễm trùng huyết, viêm phổi,….

Một số hóa chất độc hại (hóa chất tồn dư, các sản phẩm phụ, những

hợp chất không mong muốn được tạo ra dựa trên sự tương tác trong quá trình







6

sản xuất, chế biến và xử lý) sẽ khuếch tán dần vào môi trường nếu không đượcxử lý triệt để. Ví dụ, nếu lượng bùn này được sử dụng trong nông nghiệp nhưlàm phân vi sinh, sẽ gây ra tình trạng thôi nhiễm kim loại ở cây trồng và gâynguy hiểm cho người tiêu thụ. Ngoài ra, những thành phần độc hại trong bùn

thải còn thẩm thấu dần vào môi trường xung quanh, thay đổi các đặc tính cơ bản sẵn có và thậm chí làm ô nhiễm cả khu vực gần nơi sử dụng bùn.

2.4 Sơ lược về phenol, asen, thủy ngân và phương pháp phântích

2.4.1

Kim loại

2.4.1.1

Asen[16],[17]

Arsenic là một nguyên tố á kim, có số hiệu nguyên tử là 33, thuốc nhóm

VA trong bảng tuần hoàn hóa học, được ký hiệu là As. Nó có ba dạng thù hình phổ biến là màu vàng, màu đen và đặc biệt là màu xám (bền nhất). Trong tự

nhiên, As thường tồn tại ở dạng khoáng vật, các hợp chất (kết hợp với oxy, lưuhuỳnh hoặc các kim loại khác), đôi khi cũng tồn tại ở dạng tinh thể tinh khiết.

Một số khoáng vật phổ biến là Asenopirit (FeAsS) hoặc các skutterudit((Co,Ni,Fe)As3 ). Các trạng thái oxy hóa phổ biến của As trong tự nhiên (ởdạng vô cơ và hữu cơ) là As+3, As+5 và As-3 (ở dạng hơi As) hoặc As0 (dạngkhoáng vật tinh khiết).

a

Ứng dụng của As

Trong nông nghiệp:

Hợp chất vô cơ CCA (Chromated Copper Arsenate), hoặc còn gọi là

Tanalith được sử dụng trong nông nghiệp với tác dụng như thuốc trừ sâu.

Ngoài ra, nó còn được sử dụng như chất bảo quản gỗ bởi đặc tính diệt côntrùng và mối.

Ở nửa cuối thế kỷ 20, một hợp chất khác của As là MSMA và DSMA

được sử dụng làm để sản xuất thuốc trừ sâu cho cây ăn quả.Trong y học:

Hợp chất As2O3 được sử dụng để chữa bệnh bạch cầu cấp tính ởngười.

Dung dịch Fowlers, có nồng độ As2O3 1% được sử dụng để chữa bệnh

vảy nến hoặc bệnh Eczema ở da.







7

Trong luyện kim:

Hợp chất GaAs được sử dụng làm chất bán dẫn trong mạch tích hợp

(IC), có thể được sử dụng trong các đèn diot laze hoặc đèn LED (hóa điện

năng thành quang năng). Thêm vào đó, hợp chất này còn được sử dụng trongthiết bị lò vi sóng, các tế bào hóa quang điện.

Hơi AsH3 có thể được sử dụng trong việc nấu chảy kim loại và khai

thác mỏ.

Ngoài ra, việc thêm hỗn hợp As, Cu vào ắc quy chì trong bình điện xecũng giúp giảm mạnh sự khử chì.

b

Độc tính

Mức độ cấp tính

Nếu tiếp xúc với lượng lớn As ở nồng độ cao có thể dẫn đến tử vong

Mức độ mãn tính

Hít thở không khí có nồng độ As cao có thể gây ra ung thư phổi, viêm

họng. Ở nồng độ thấp, hơi As có thể gây buồn nôn, ói mửa. Ngoài ra, nếu ănhoặc hít phải lượng As (có nồng độ thấp) trong thời gian dài sẽ gây sạm da,nổi mụn cóc và thậm chí là ung thư da.

Nếu ăn phải thực phẩm có chứa lượng thấp As trong thời gian dài sẽ

bị ung thư gan và ung thư bang quang. Ngoài ra, As còn có ảnh hưởng xấu đến tim mạch như bệnh tăng huyết

áp, bệnh tiểu đường

Về khía cạnh di truyền học, As có thể oxy hóa, phá vỡ liên kết DNA,

làm thay đổi các chromatid chị em và gây rối loạn chromosom. Nếu để trẻ em

bị nhiễm As trong thời gian dài, sẽ gây ra hiện tượng giảm IQ.

c

Giới hạn cho phép[2]

Theo QCVN 50:2013/BTNMT, đối với môi trường tiếp nhận chất ô

nhiễm (sink) là bùn thải thì hàm lượng As cho phép tối đa được quy định nhưtrong bảng sau

Bảng 2.1 Giới hạn cho phép của asen trong bùn thải theo QCVN 50:2013/BTNMT

Môi trường tiếpnhận

Hàm lượng tuyệt đối cơ sởH (ppm)

Ngưỡng nguy hại tính theo nồng độ ngâmchiết Ctc (ppm)

Bùn thải 40 2







8

2.4.1.2

Thủy ngân[16],[17]

Thủy ngân là nguyên tố có số hiệu 80 trong bảng tuần hoàn hóa học,được ký hiệu là Hg. Nó là nguyên tố kim loại duy nhất ở thể lỏng trong điềukiện tiêu chuẩn (nhiệt độ: 273,15 K và áp suất: 0,987 atm).

Thủy ngân hiện diện trong tự nhiên ở 3 dạng:

Dạng kim loại: có màu trắng bạc, sáng bóng và tồn tại thể lỏng ở nhiệtđộ phòng.

Dạng khoáng vật: thủy ngân kết hợp với các nguyên tố như oxy, clo,

lưu huỳnh. Hầu như các hợp chất vô cơ của thủy ngân ở dạng tinh thể hoặcdạng bột có màu trắng. Ngoài trừ muối sulfua (HgS), thu hoạch từ quặngCinnabar, có màu đỏ và chuyển sang đen khi tiếp xúc ánh sáng.

Ngoài ra, thủy ngân còn tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ khi kết hợp

với carbon. Hợp chất hữu cơ phổ biến nhất là metyl thủy ngân (CH3Hg).

a Ứng dụng

Trong lĩnh vực công nghệ:

Thủy ngân được sử dụng trong nhiệt kết, khí áp kế.

Thủy ngân còn được sử dụng làm đèn đường, đèn huỳnh quang và các

bảng tín hiệu quảng cáo.

Thủy ngân (II) oxit được ứng dụng để làm điện cực catot trong pin

thủy ngân. Thủy ngân lỏng góp phần tạo ra điện cực calomel trong điện hóa.

Trong nông nghiệp

Hợp chất Hg2Cl2 được sử dụng làm chất khử trùng, diệt khuẩn.

Trong lĩnh vực luyện kim

Thủy ngân dễ dàng tạo thành hợp kim với một số kim loại khác, như:

vàng, bạc, kẽm và cadimi. Những hợp kim này được gọi là hỗn hống. Hỗnhống này có tác dụng chiết xuất vàng từ quặng, tạo ra vật liệu trám răng (đối

với bạc). Ngoài ra, nó còn có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin (đối với kẽm vàcadimi).Trong y học

Hợp chất HgCl2 có tác dụng khử trùng vết thương.

Hợp chất thủy ngân hữu cơ, Thiomersal (được gọi là Thimerosal ở

Mỹ) có tác dụng làm chất bảo quản trong vắc xin.

Ngoài ra, thủy ngân còn được sử dụng để chế tạo máy đo huyết áp.







9

b

Độc tính

Mức độ cấp tính: Nếu tiếp xúc lượng lớn thủy ngân (hoặc nồng độ cao) sẽ dẫn đến tử

vong.

Mức độ mãn tính

Sự tích tụ thủy ngân trong não trong qua việc hít thở không khí cóchứa thủy ngân sẽ gây ra những triệu chứng bất thường trong hành vi. Hít thởhơi thủy ngân trong thời gian ngắn sẽ gây buồn nôn, ói mửa.

Nếu tiếp xúc với nồng độ cao sẽ tạo ra tình trạng dễ bị kích động, mấttrí nhớ và trạng thái mất ngủ.

Ngoài ra, những muối thủy ngân hữu cơ, thông qua sự tích tụ lâu dài,

sẽ gây thoái hóa tế bào não. Nó còn có thể gây liệt nhẹ, suy giảm thị lực và

thính giác. Hơn nữa, nó còn có thể dẫn đến bệnh tim mạch và đột quỵ. Nếu để thai phụ tiếp xúc nhiều với thủy ngân trước khi sinh thì đứa bé

sẽ có nguy cơ chậm phát triển, thậm chí là bại não. Chức năng não bị tổn hại

có thể gây ra sự suy thoái của khả năng học tập, thay đổi nhân cách. Trongsinh học, hội chứng này gọi là Down, do có những thiệt hại về nhiễm sắc thể.

c Giới hạn cho phép[2]

Theo QCVN 50:2013/BTNMT, đối với môi trường tiếp nhận chất ô

nhiễm (sink) là bùn thải thì hàm lượng thủy ngân cho phép tối đa được quyđịnh như trong bảng sau

Bảng 2.2 Giới hạn cho phép của thủy ngân trong bùn thải theo QCVN 50:2013/BTNMT




Bùn thải 4 0,2

2.4.1.3

Phương pháp phổ phát xạ quang học[3],[4],[8],[9]

Nguyên tắc chung: dùng hỗn hợp axit mạnh để chiết kim loại từ bùn thải,chuyển về dạng dung dịch. Tiến hành kết hợp hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu

(sau khi tiêm dung dịch vào máy). Chiếu chùm sáng kích thích qua đám hơinguyên tử ở trạng thái tự do. Các nguyên tử này sẽ hấp thụ năng lượng và phátra các bức xạ (đặc trưng cho từng nguyên tố) với cường độ xác định. Việc

định tính và định lượng nguyên tố được xác định qua bước sóng đặc trưng vàcường độ của bức xạ.







10

Quá trình phân tích này trải qua 4 giai đoạn:

Giai đoạn 1: chiết nguyên tố từ mẫu (phá mẫu)

Giai đoạn 2: hóa hơi

Giai đoạn 3: nguyên tử hóa

Giai đoạn 4: kích thích và phát xạVì thiết bị được sử dụng để phân tích là máy ICP-OES nên giai đoạn 3 và

4 của phương pháp phân tích 2 kim loại là giống nhau, sẽ được đề cập trong

phần Đại cương về hệ thống máy quang phổ phát xạ kết hợp plasma cảm ứng(ICP-OES).

Phương pháp phá mẫu được lựa chọn cho 2 kim loại là phương pháp phámẫu ướt.

Nguyên tắc: dùng hỗn hợp axit mạnh để đưa các dạng hợp chất của kim

loại trong hỗn hợp về dạng muối hòa tan. Quá trình này phụ thuộc vào độmạnh, khả năng oxy hóa của axit cũng như độ hòa tan và điểm sôi của các

dung dịch muối do nó tạo ra (khi kết hợp với kim loại cần phân tích). Hỗn hợpaxit được lựa chọn sử dụng là: HNO3:HCl tỉ lệ 3:1 (cường thủy).

Phương pháp hóa hơi đối với 2 kim loại được lựa chọn sử dụng là kỹthuật hydrua hóa

Nguyên tắc: tạo dẫn xuất hydrua với các ion kim loại (MHx). Các dẫnxuất này có nhiệt độ hóa hơi thấp hơn dạng hợp chất ban đầu (sau khi tiến

hành phá mẫu). Đặc biệt với thủy ngân, phương pháp các tác dụng khử vềdạng thủy ngân kim loại (Hg), dễ hóa hơi ở nhiệt độ thường.

Asen

As là một nguyên tố có khả năng chịu nhiệt cao (As4O6 chịu được nhiệtđộ đến 1073oC). Khi tiến hành nguyên tử hóa mẫu, hiệu suất có thể không đạtmức độ yêu cầu. dẫn đến sai số trong định lượng. Do đó, khả năng phân tích

As hàm lượng vết là khá khó khăn nếu ta chỉ thực hiện vô cơ hóa mẫu theo phương thức thông thường.

Kỹ thuật hydrua có tác dụng tạo ra AsH3 (hợp chất hydrua dễ bay hơi),

làm cho quá trình nguyên tử hóa mẫu có thể đạt hiệu suất chuyển hóa tối đa.Chất khử thường được sử dụng là natri tetrahydroborat (NaBH4). Môi

trường khử là môi trường axit trung bình, phổ biến là axit HCl.







11

Hình 2.2 Hệ thống hydrua

Cơ chế phản ứng:

O H AsH H AsO H

H BO H H O H BH

2333

3324

336

83

Thủy ngân:Thủy ngân có khả năng bay hơi ở nhiệt độ thấp nếu nó tồn tại ở dạng đơn

nguyên tử. Vì vậy, phương pháp hydride sẽ khử thủy ngân từ Hg2+ thành Hg0 trong môi trường axit trung bình (HCl 6 N).

Cơ chế phản ứng

Cl H Hg H HgCl

H BO H H O H BH

822

8302

4

3324







12

2.4.2

Phenol

2.4.2.1

Khái quát về phenol[18],[19],[20]

Công thức hóa học của Phenol là C6H5OH.

Hình 2.3 Công thức cấu tạo của phenol

Phenol là một hydrocarbon thơm một nhóm thế. Ở dạng tinh khiết, nó là

một chất rắn màu trắng hoặc không màu. Nó có mùi ngọt giống nhựa đường ởnồng độ 40ppb trong không khí và khoảng 1-8 ppm trong nước. Trong khôngkhí, tinh thể này hút ẩm, hóa hồng rồi chuyển sang đỏ. Phenol bay hơi chậm

hơn và tan vừa phải trong nước. Nó là một chất dễ cháy.Phenol được tạo ra từ quá trình phân hủy các vật liệu hữu cơ. Trước đây,

phenol thường được sản xuất từ nhựa hắc ín, than đá.

a Ứng dụng

Trong công nghiệp

Một trong những ứng dụng quan trọng của phenol là sản xuất nhựa.

Đây là một sản phẩm được ứng dụng rộng rãi làm chất kết dính, keo dán gỗ.

Phenol được sử dụng để chế tạo sợi tổng hợp, như nylon. Ngoài ra,qua sự trùng ngưng với aceton tạo ra bisphenol-A, một tiền chất quan trọng

đối với nhựa epoxy và nhựa polycarbonat.

Các chất tẩy rửa không ion được tạo ra từ sự alkyl hóa phenol, tạo ra

các alkylphenol, được sử dụng cho quá trình epoxy hóa.

Phenol còn được sử dụng làm thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ.

Trong y học

Phenol được sử dụng làm thuốc mỡ, thuốc gây tê.

Ngoài ra, phenol còn được dùng làm nước nhỏ mũi, nước xúc miệng.

Con đường tiếp xúc:

Qua đường hô hấp

Qua đường tiếp xúc với mắt và da

Qua đường thực phẩm







13

b

Độc tính

Cấp tính

Làm biến chất protein.

Gây tổn thương hệ thần kinh ngoại vi (hủy myelin của sợi trục thầnkinh).

Sự ngộ độc toàn thân có thể xảy ra khi tiếp xúc lượng nồng độ lớn

phenol thông qua 3 đường tiếp xúc. Thông thường, sự kích thích hệ thần kinhtrung ương xảy ra nhanh sau đó hệ thần kinh này suy giảm nhanh chóng. Hệquả của sự tổn thương hệ thần kinh này là tử vong. Tuy nhiên, nếu sự ngộ độcxảy ra ở các cơ quan khác, triệu chứng có thể bị trì hoãn đến 18 giờ.

Một số triệu chứng

Ở hệ thần kinh: buồn nôn, ói mửa, nhức đầu, hoa mắt, chóng mặt và ù

tai. Sau đó có thể rơi vào trạng thái mất kiểm soát, hôn mê dẫn đến sự suygiảm hô hấp và tử vong.

Đối với tim mạch, sự ngộ độc phenol có thể làm tăng huyết áp, sau đóhuyết áp thấp dần và bị sốc. Ngoài ra còn có triệu chứng rối loạn nhịp tim.

Đường hô hấp: tiếp xúc ở nồng độ cao sẽ gây sưng cổ họng, viêm vàloét khí quản. Ngoài ra, phenol nặng hơn không khí nên khi đi vào phổi sẽ hóa

lỏng và không bay ra. Đường tiêu hóa: ngoài các triệu chứng buồn nôn, ói mửa… như đã đề

cập ở trên, sự tiếp xúc với phenol qua đường ăn uống có thể dẫn đến viêm loétcổ họng, dạ dày và thực quản.

Trong máu: hầu hết các thay đổi huyết học (như tán huyết, ức chế tủy

xương và thiếu máu) có thể được quan sát rõ ràng khi tiếp xúc với phenol.

Ngoài ra, phenol còn gây bỏng mắt, viêm mắt Da: sự ngộ độc phenol có thể gây ra triệu chứng chết tế bào da (hoại

tử). Tuy nhiên, do đặc tính gây tê nên rất khó cảm nhận được cơn đau trong

thời gian ngắn, có thể dẫn đến tử vong.

Mãn tính: việc tiếp xúc với phenol trong thời gian dài tại nơi làm việc cóthể gây tổn thương một số cơ quan trong cơ thể, như:

Thận: viêm thận, sưng ở ống thận và các tế bào, thoái hóa ở cầu thận.

Da: thay đổi sắc tố da (hoại tử) như đã đề cập ở trên.

Máu: tăng nguy cơ bệnh động mạch vành và thiếu máu cung cấp cho

tim ở những người lao động.

Phenol không được phân loại như một tác nhân có thể gây ung thư,

nhưng lại được biết đến như một chất hoạt hóa các khối u.







14

c

Giới hạn cho phép[2]

Theo QCVN 50:2013/BTNMT, đối với môi trường tiếp nhận chất ônhiễm (sink) là bùn thải thì hàm lượng phenol cho phép tối đa được quy địnhnhư trong bảng sau

Bảng 2.3 Giới hạn cho phép của phenol trong bùn thải theo QCVN 50:2013/BTNMT




Bùn thải 20 1

2.4.2.2 Phương pháp phân tích[10],[11]

Nguyên tắc: sau khi dùng dung môi để chiết phenol ra từ mẫu phân

tích, ta sẽ tiến hành xử lý loại tạp (hoặc các yếu tố ảnh hưởng) rồi tiến hànhđịnh lượng bằng hệ thống máy sắc ký khí ghép khối phổ (GC). Nồng độ phenol trong mẫu sẽ được xác định thông qua cường độ mảnh ion m/z 94.

Tiến hành: dùng dung môi metyl clorua để chiết phenol và các dẫn

xuất của nó từ mẫu bùn thải. Cô quay hỗn hợp sau khi chiết để loại dung môivà một số tạp chất có thể hòa tan một phần trong metyl clorua. Dùng một dung

môi khác (2-propanol) hòa tan phần còn lại sau cô quay và lọc hỗn hợp nàyqua cột C18 cả hệ thống chiết pha rắn (SPE). Kỹ thuật này sẽ giúp loại bỏ tạp

chất (các chất rắn còn lại sau quá trình chiết). Đem dung dich qua lọc đi côquay và định mức tới vạch bằng dung môi 2-propanol.

2.5

Đại cương về hệ thống máy ICP-OES[12]

2.5.1 Cơ sở lý thuyết

Nguyên tắc: dựa trên sự khác biệt về năng lượng phát xạ (đặc trưng bởi bước sóng) của nguyên tử hay ion (ở trạng thái tự do), khi nhận được nănglượng kích thích bởi sóng radio.

Hệ thống ICP-OES sử dụng phương pháp nguyên tử hóa mẫu bằngchùm tia plasma. Tại khu vực nguyên tử hóa, nhiệt độ có thể lên đến 10000 K,lớn hơn rất nhiều so với kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS) hoặc kỹ thuật lò graphit(GF-AAS). Ưu điểm này của hệ thống giúp phân tích chính xác những nguyên

tố có khả năng chịu nhiệt cao và loại bỏ sự ảnh hưởng của nền mẫu.

Chùm tia plasma được tạo ra bởi 3 yếu tố là dao động sóng cao tần

radio, dòng hơi argon (Ar) và trường điện từ ở khu vực gần đỉnh “ngọn đuốc”(Torch). Dòng khí Argon khi được thổi qua trường điện từ bị tác động, tạo racác ion và electron. Hỗn hợp này sẽ được thổi vào thiết bị đốt (Torch), tại đây,

dưới sự tác động của sóng radio cao tần (còn gọi là sự kết nối cảm ứng) giúp







15

ổn định hỗn hợp khí dẫn điện (Argon và electron), duy trì cường độ và hìnhdáng chùm tia plasma.

Các nguyên tử hay ion của nguyên tố, khi nhận năng lượng kích thích

từ nguồn plasma, sẽ chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích.

Trạng thái kích thích này chỉ tồn tại trong thời gian ngắn (10 -12-10-8 giây), sauđó các mảnh ion hoặc nguyên tử sẽ phát ra bức xạ đặc trưng và trở về trạngthái cân bằng. Các bức xạ này sẽ được thu vào dầu dò dưới dạng các bướcsóng riêng biệt (sau khi qua hệ thống lăng kính và bộ lọc đơn sắc). Các nguyêntố khác nhau sẽ có các bức xạ với bước sóng đặc trưng khác nhau. Tín hiệu

quang sẽ được chuyển thành tín hiệu điện và được xử lý bằng phần mềm củamáy tính.

Cường độ vạch phổ (phát xạ) tỷ lệ với nồng độ nguyên tử hay ion có

trong mẫu thử theo phương trình Lomaskin – Schraibow:bC a I

Trong đó

Iλ: cường độ vạch phát xạ của nguyên tử hoặc ion.

C: nồng độ nguyên tử hoặc ion

a: hằng số thực nghiệm

b: hằng số bản chất (phụ thuộc vào bản chất nguyên tố)

2.5.2

Cấu trúc máya. Bộ phận tiêm mẫu: có chức năng hóa hơi mẫu (dạng dung dịch) thành

các hạt sol khí với kích thước cực nhỏ.

Bơm: chuyển mẫu (dạng dung dịch hoặc hơi) vào thiết bị phun.

Thiết bị phun: chuyển mẫu dưới dạng dung dịch thành các hạt sol khí

và đưa vào buồng lọc.

Buồng lọc: loại bỏ các hạt sol khí có kích thước lớn và chuyển mẫu

vào trung tâm nguồn plasma.

b.

Nguồn plasma: tại đây, mẫu sẽ được cung cấp năng lượng đến trạngthái kích thích (trạng thái có thể phát xạ).

Nguồn phát sóng radio: nguồn phát ra dao động điện từ trường cao tần

(27,12 triệu vòng/giây).

Thiết bị tải: bức xạ này sẽ được đưa tới bộ phận đốt bằng thiết bị tải.

Thiết bị đốt: tại đây bức xạ sẽ được chuyển thành plasma bởi dòng

thổi argon.







16

c. Phổ kế: chức năng chính là gây nhiễu xạ ánh sáng trắng thành các bước sóng đơn sắc. Đầu dò có tác dụng thu nhận các bức xạ có bước sóngkhác nhau và thực hiện đo lường mật độ quang của các bức xạ. Mật độ quangtỉ lệ thuận với nồng độ của nguyên tố.

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo của phổ kế

d.

Thiết bị chuyển hóa thành tín hiệu điện: chuyển hóa các tín hiệuquang từ đầu dò thành các tín hiệu điện.

e. Phần mềm và máy tính: điều khiển quá trình phân tích, lựa chọn cácđiều kiện phân tích, xử lý các tín hiệu điện thu được và xuất kết quả

Hình 2.5 Cấu tạo máy ICP-OES

Đầu dò

Lưới lọc sắc

Nguồn plasma

Bình khí mang

Thiết bị phát sóng cao tần

Bơm

Phổ kế

Thiết bị xử lýtín hiệu

Máy tínhThải

Thiết bị phun

Truyền quang

Buồng phun

Mẫu

Ngọn đuốc







17

2.5.3

Ưu điểm của ICP-OES

Khu vực nguyên tử hóa mẫu có nhiệt độ cao (lên đến 10000 K). Ưu

thế này giúp phân tích các nguyên tố có khả năng chịu nhiệt cao với độ chính

xác thích hợp và loại bỏ sự ảnh hưởng phức tạp của nền mẫu.

Mật độ electron trong trường điện từ cao (1014-1016 cm-3), nguồn cungcấp năng lượng kích thích ổn định.

Phân tích đồng thời nhiều nguyên tố (hơn 60 nguyên tố cùng một lúc)

với độ chính xác cao.

Sự cản nhiễu nền và sự cản nhiễu của các yếu tố hóa học thấp.

Giới hạn phát hiện thấp (0,1 ppb) đối với hầu hết các nguyên tố.

Khoảng tuyến tính rộng, độ đúng và độ chính xác cao.

2.5.4

Nhiễu phổ trong ICP-OES

a. Ảnh hưởng phức tạp của nền mẫuPhổ phát xạ phụ thuộc vào thành phần của nền mẫu khảo sát. Nếu trong

mẫu tồn tại sự hiện diện các nguyên tố có nồng độ cao (ngoài nguyên tố cầnxác định), phổ đồ sẽ xuất hiện những bức xạ nền liên tục. Hiện tượng này gọilà sự trôi nền, nó sẽ gây ra sự sai khác về đường nền của phổ thu được so với

phổ của dung dịch mẫu tinh khiết (chỉ tồn tại duy nhất nguyên tố cần xácđịnh).

Để khắc phục tình trạng này, có thể tiến hành phân tích mẫu điển hìnhcho mỗi nguyên tố ở các bước sóng phân tích khác nhau.

b.

Hiện tượng chồng lấp phổ

Chồng lấp phổ, một trong những vấn đề thường gặp nhất của ICP-OES,là hệ quả trực tiếp từ đặc tính nguyên tử hóa mẫu bằng nhiệt độ cao (để giảm

ảnh hưởng của những nền mẫu dễ bay hơi và tối ưu sự phát xạ của nguyên tố).Khi đó, phổ của những nguyên tố có hàm lượng vết sẽ bị ảnh hưởng bởi những

nguyên tố có nồng độ cao. Vì vậy, sự lựa chọn bước sóng phụ thuộc rất nhiều

vào đặc trưng phổ gần bước sóng đó.







18

Sự chồng lấp phổ trực tiếp (che lấp toàn phần)

Hiện tượng này xảy ra khi 2 nguyên tố khác nhau cùng phát xạ ở 1 bướcsóng. Trong trường hợp này, ta không thể phân giải được phổ của từng nguyêntố riêng biệt.

Hình 2.6 Hiện tượng chồng lấp phổ toàn phần

Sự chồng lấp cánh phổ (che lấp một phần)Hiện tượng này còn gọi là sự mở rộng peak. Sự mở rộng peak là do sự

cộng hưởng. Độ rộng của peak sẽ tăng tỉ lệ thuận với số lượng va chạm giữa

các nguyên tử ở trạng thái kích thích và cơ bản.

Hình 2.7 Hiện tượng chồng lấp phổ một phần

Để khắc phục hiện tượng nhiễu phổ này, có thể sử dụng phần mềm MSF

(Perkin-Elmer) hoặc FAST (Varian/Agilent).

Phần mềm MSF cho phép xây dựng mô hình đường nền phổ thích hợpcủa nguyên tố cần phân tích có trong mẫu thông qua việc phân tích 3 yếu tố:

nền mẫu, mẫu trắng và dung dịch mẫu tinh khiết (chỉ chứa nguyên tố cần phân







19

tích). Sau khi xây dựng mô hình, phần mêm sẽ tự động hiệu chỉnh lại đườngnền phổ và xác định chính xác hàm lượng nguyên tố cần phân tích trong mẫu.

Phần mềm FAST sử dụng kỹ thuật xây dựng mô hình phổ tiên tiến để phân tách tín hiệu chất phân tích từ phổ thô (thu được) ban đầu. Mô hình này

được xây dựng bằng cách đo lường hàm lượng các thành phần mong muốn vàkết quả tương ứng, thong thường là 3 yếu tố: dung dịch mẫu trắng, dung dịchchất phân tích tinh khiết và dung dịch nhiễu tinh khiết. Vì vậy, để sử dụng

phần mềm này, cần hiểu rõ bản chất nhiễu do nền mẫu gây ra.

2.6

Đại cương về hệ thống máy sắc ký khí (GC) và khối phổ

(MS)

2.6.1 Hệ thống máy sắc ký khí (GC)[13],[14],[15]

2.6.1.1 Cơ sở lý thuyết

Sắc ký khí là phương pháp phân tách trong đó pha động là khí trơ (còngọi là khí mang) và pha tĩnh lá chất rắn (hoặc một lớp phim mỏng được phủlên thành chất mang rắn) được phủ lên bề mặt trong của cột sắc ký. Phương

pháp sắc ký khí dùng để phân tích các chất có khả năng bay hơi.Dung dịch mẫu thử sau khi tiêm vào máy sẽ được hóa hơi. Đám hơi này

được thổi vào dòng khí mang và chuyển tới lò cột. Sự tương tác hấp phụ giữacác thành phần hóa học trong dòng khí (cả khí mang lẫn đám hơi mẫu thử) với

pha tĩnh sẽ quyết định sự phân tách các hợp chất khác nhau trong hỗn hợp. Những chất có sự tương tác khác nhau sẽ có thời gian lưu trong cột khác nhau,

đây là một trong các yếu tố giúp nhận danh chất phân tích (kết hợp so sánhthời gian lưu với dường chuẩn của cùng chất phân tích). Sau khi ra khỏi cột,chất phân tích sẽ được đưa tới đầu dò.

Tại đây, bộ phận xử lý tín hiệu sẽ ghi nhận nồng độ chất phân tích dướidạng các tín hiệu (tùy vào từng loại đầu dò mà phương pháp ghi nhận tín hiệusẽ khác nhau).

2.6.1.2

Thành phần

Nguồn khí (bình chứa dung môi pha động): nơi chứa hơi pha động

(khí trơ, không tương tác với chất phân tích trong mẫu).

Thiết bị đầu vào: bộ phận bơm mẫu (auto sampler) sẽ đưa mẫu vào

thiết bị hóa hơi. Tại đây, dung dịch mẫu sẽ được hóa hơi và chuyển vào dòng

hơi pha động (khí trơ) để đưa đến cột.







20

Lò cột: tại đây, các chất phân tích khác nhau có trong mẫu được phântách dựa trên sự khác biệt về sự tương tác đối với pha tĩnh (dạng lỏng, được

phủ lên bề mặt chất mang rắn).

Đầu dò: xác định và đo lường nồng độ chất phân tích dựa trên tín hiệu

của nó (loại tín hiệu tùy thuộc vào loại đầu dò và phương pháp phân tích).

Hình 2.8 Minh họa sơ đồ hệ thống máy sắc ký khí

2.6.2

Đầu dò khối phổ (MS)

2.6.2.1

Nguyên tắc hoạt động:

Sử dụng sự khác biệt trong tỉ lệ m/z của các ion nguyên tử hoặc phân tử để

phân tách chúng. Vì thế, phương pháp khối phổ cho phép định lượng cácnguyên tử hoặc phân tử và cung cấp thông tin cấu trúc bằng cách nhận dạng

các mô hình phân mảnh đặc trưng.

2.6.2.2 Thành phần, thiết bị

Bơm chân không: giúp giảm áp suất dòng khí sau khi ra khỏi cột qua 2giai đoạn.

Giao diện và nguồn ion: chuyển mẫu từ hệ thống sắc ký khí qua đầu

dò khối phổ mà không trộn lẫn các chất phân tích (riêng biệt với nhau). Ngoàira, nó còn giúp cô đặc, tăng nồng độ chất phân tích và giảm áp suất bằng cách

hóa hơi dung môi (hoặc đuổi khí mang). Sau đó, nguồn ion sẽ ion hóa chất phân tích và chuyển các ion đó đến bộ phận phân tích khối lượng.







21

Thiết bị phân tích khối lượng (Bơm tứ cực): tác dụng của bộ phận này

là phân tách các mảnh ion có m/z khác nhau trong môi trường chân không đểđưa đến thiết bị xử lý tín hiệu.

Thiết bị xử lý tín hiệu: thiết bị này ghi nhận cường độ các mảnh ion

cũng như tỷ lệ m/z của các ion riêng biệt.

2.6.2.3

Cơ chế hoạt động

Sau khi ra khỏi cột phân tách sắc ký, chất phân tích sẽ được đưa đến bộ phân

headspace. Tại đây, dung dịch mẫu sẽ được hóa hơi và chuyển thành dạngnhững mảnh ion hóa với khối lượng nhỏ hơn khối lượng phân tử ban đầu. Sauđó, những mảnh ion này sẽ được đưa qua thiết bị phân tích khối lượng (massanalyzer), việc phân tách các mảnh ion khác nhau tùy thuộc vào tỉ lệ m/z của

chúng. Cuối cùng, những mảnh ion này sẽ được đưa tới đầu dò và tín hiệu chất phân tích sẽ được hệ thống máy xử lý.

Kỹ thuật ion hóa phù hợp với GC: EI, CI

Va chạm điện tử (EI): dòng electron đi xuyên qua pha hơi chất phân

tích và va chạm với phân tử trung hòa để tạo ra các mảnh ion dương hoặc

những mảnh phân tử nhỏ hơn. Phương pháp này thường dùng cho chất bayhơi.

Va chạm hóa học (CI): pha hơi tác chất, được ion hóa bởi quá trình va

chạm điện tử, sẽ tương tác với phân tử chất phân tích và tạo ra các ion chất phân tích. Phương pháp này thường dùng cho chất bay hơi.







22

CHƯƠNG 3.

THỰC NGHIỆM

3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

Địa điểm: phòng thí nghiệm Hóa sinh, Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩnĐo lường Chất lượng, số 45/đường 3/2, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.

Thời gian: từ ngày 1/8/2014-1/11/2014.

3.2 Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu là 15 mẫu bùn thải được thu từ hệ thống xử lý nước thảicủa 15 nhà máy của khu công nghiệp Trà Nóc.

Bảng 3.1 Địa điểm thu mẫu

Mẫu Công ty

1 Công ty Cổ phần Phân Bón & Hóa Chất Cần Thơ

2 Công ty Pepsico Việt Nam

3 Công ty Cổ phần Thủy Sản Bình An

4 Công ty TNHH Thủy Sản Đông Hải

5 Nhà máy Xi Măng Tây Đô

6 Công ty PATAYA Việt Nam

7 Công ty Cổ phần Bia Sài Gòn-Miền Tây

8 Công ty TNHH Thủy Sản Quang Minh

9 Công ty Cổ phần CASEAMEX Cần Thơ

10 Nhà máy Sữa Cần Thơ

11 Công ty Cổ phần Thuốc Sát Trùng Cần Thơ

12 Công ty TNHH Thủy Sản Miền Nam

13 Công ty Cổ phần Bia-NGK Sài Gòn-Tây Đô

14 Công ty Kwong Lung Meko

15 Công ty Cổ phần May Meko

3.3 Phương pháp phân tích

Thành phần kim loại (As, Hg) trong mẫu bùn thải sẽ được phân tíchtheo phương pháp trong mục 2.4.1.3 thuộc phần tổng quan.

Thành phần phenol trong mẫu bùn thải sẽ được phân tích theo phương pháp trong mục 2.4.2.2 trong phần tổng quan.







23

3.4

Hoạch định thí nghiệm[21]

a.

Tiến hành lấy mẫu ở 15 nhà máy khác nhau thuộc khu công nghiệpTrà Nóc. Phương pháp lấy mẫu được quy định trong phần 13 của TCVN6663:2011 (ISO 6667:2006).

Thiết bị thu mẫu: gàu múc có chiều dài khoảng 2m.

Thiết bị chứa mẫu: can nhựa được bịt kín bằng nylon rồi đậy nắp.

Tiến hành thu mẫu: ở 3 vị trí khác nhau của hệ thống xử lý nước thải ở

mỗi nhà máy. Ghi nhận vị trí, thời gian lấy mẫu và tên nhà máy. Mẫu bùn thảiở mỗi nhà máy được tiến hành thu mẫu 3 lần, mỗi lần cách nhau 1 ngày.

b. Bảo quản mẫu theo phương pháp được quy định trong phần 15 củaTCVN 6663:2011 (ISO 6667:2006).

Bảo quản mẫu: ở điều kiện nhiệt độ: 20oC trong tủ lưu mẫu môi trường.

c.

Tiến hành xử lý mẫu và phân tích ngay trong ngày hôm sau.

3.5 Đánh giá phương pháp phân tích[5],[6]

3.5.1

Các thông số cần được đánh giá

Độ lặp lại

Hiệu suất thu hồi

Giới hạn phát hiện

Khoảng tuyến tính 3.5.2 Tiến hành đánh giá

3.5.2.1 Độ lặp lại

a Định nghĩa

Phản ánh mức độ tập trung của các kết quả thí nghiệm được thực hiệnlặp lại nhiều lần ở cùng điều kiện phân tích và phương pháp phân tích, trên các

nền mẫu khác nhau trong thời gian ngắn.

b

Cách xác định

Tiến hành thí nghiệm lặp lại 6 lần trên cùng một mẫu thử. Ngoài ra, việcsử dụng phương pháp nội chuẩn có thể giúp loại bỏ sự ảnh hưởng phức tạp củanền mẫu. Nội chuẩn và chuẩn được thêm vào giai đoạn đầu của quá trình phân

tích (sau khi cân hoặc đong mẫu).Thực hiện thí nghiệm độ lặp lại ở nhiều nồng độ khác nhau của khoảng

tuyến tính (thấp, trung bình và cao). Mỗi nồng độ được lặp lại 6 lần.Xác định độ lặp lại bằng độ lệch chuẩn (SD) và độ lệch chuẩn tương đối

(RSD) hay còn gọi là hệ số biến động (CV).







24

Các giá trị này được tính theo công thức sau:

1

)( 2

n

x xSD

i

100(%)(%)

x

SDCV RSD

Trong đó,

n: số lần thí nghiệm

xi: giá trị đo được của lần thí nghiệm thứ i

x : giá trị trung bình của các lần thử nghiệm

c Tiến hành

Mẫu trắng: là mẫu thử có cùng nền mẫu với mẫu phân tích nhưng đượcxác định là không có nồng độ chất phân tích.

Sử dụng nội chuẩn Chlopyrifos d10 có nồng độ 1000 ppb. Mảnh ion m/z97 đại diện cho nội chuẩn.

Khảo sát ở 3 nồng độ thêm chuẩn là 500 ppb (nồng độ thấp), nồng độ2000 ppb (nồng độ trung bình) và nồng độ 4000 ppb (nồng độ cao). Mảnh ionm/z 94 đại diện cho chuẩn.

Xét nồng độ thêm chuẩn 500 ppbHút chính xác 2,5 mL dung dịch chuẩn phenol có nồng độ 200 ppb cho

vào bình định mức 200 mL đã có sẵn 100 mL mẫu trắng. Thêm 5mL dungdịch chuẩn nội (nồng độ 200 ppb) vào bình và định mức tới vạch bằng mẫu

trắng. Đậy nắp và lắc đều.Mẫu thử được xử lý và phân tích theo quy trình được đề cập ở phần thực

nghiệm 3.6.1.5.Lặp lại thí nghiệm 6 lần.

Xét nồng độ thêm chuẩn 2000 ppb

Hút chính xác 10 mL dung dịch chuẩn phenol có nồng độ 200 ppb chovào bình định mức 200 mL đã có sẵn 100 mL mẫu trắng. Thêm 5 mL dung

dịch chuẩn nội (nồng độ 200 ppb) vào bình và định mức tới vạch bằng mẫutrắng. Đậy nắp và lắc đều.

Mẫu thử được xử lý và phân tích theo quy trình đã đề cập ở phần thựcnghiệm 3.6.1.5.

Lặp lại thí nghiệm 6 lần.







25

Xét nồng độ thêm chuẩn 4000 ppbHút chính xác 20 mL dung dịch chuẩn phenol có nồng độ 200 ppb cho

vào bình định mức 200 mL đã có sẵn 100 mL mẫu trắng. Thêm 5mL dung

dịch chuẩn nội (nồng độ 200 ppb) vào bình và định mức tới vạch bằng mẫutrắng. Đậy nắp và lắc đều.

Mẫu thử được xử lý và phân tích theo quy trình đã đề cập ở phần thực

nghiệm 3.6.1.5.Lặp lại thí nghiệm 6 lần.

3.5.2.2

Hiệu suất thu hồi

a

Định nghĩa

Hiệu suất thu hồi là tỉ lệ phần trăm giá trị nồng độ chất phân tích đo đượcsau khi qua quá trình xử lý và phân tích so với nồng độ thực. Hiệu suất thu hồigiúp phản ánh mức độ gần nhau giữa giá trị trung bình của kết quả thử nghiệmvới giá trị thực hoặc là giá trị được chấp nhận là đúng (µ).

b

Cách xác định

Tiến hành thêm một lượng chuẩn xác định vào mẫu thử và phân tích

nồng độ mẫu sau khi thêm chuẩn. Mẫu thử ở đây sử dụng có thể là mẫu trắng(không có nồng độ chất phân tích nhưng có nền mẫu tương tự) hoặc là mẫu

thực. So sánh kết quả thu được và xác định hiệu suất thu hồi theo các côngthức sau:

Đối với mẫu thử

100%

C

mC m

C

C C H

Trong đó

Cm+C: nồng độ mẫu thêm chuẩn đo được (ppb)

Cm: nồng độ mẫu đo được (ppb)

CC: nồng độ chuẩn lý thuyết (ppb)Đối với mẫu trắng

100% C

đo

C

C H

Trong đó

Cđo: nồng độ chuẩn thu được (ppb)

CC: nồng độ chuẩn lý thuyết (ppb)







26

Khảo sát hiệu suất thu hồi ở các điểm nồng độ khác nhau (thấp, trung bình và cao) trong khoảng nồng độ tuyến tính. Mỗi điểm nồng độ lặp lại thínghiệm 6 lần.

c Tiến hành

Mẫu thử được lựa chọn để sử dụng là mẫu trắng.

Khảo sát hiệu suất thu hồi ở 3 nồng độ thêm chuẩn là 500 ppb (nồng độthấp), 2000 ppb (nồng độ trung bình) và 4000ppb (nồng độ cao). Cường độ

mảnh ion m/z 94 đặc trưng cho kết quả đo nồng độ mẫu thêm chuẩn. Xét nồng độ thêm chuẩn 500 ppbHút chính xác 2,5 mL dung dịch chuẩn nồng độ 200 ppb vào bình định

mức 200 mL đã có sẵn 100 mL mẫu thử. Định mức tới vạch bằng mẫu thử,đậy nắp và lắc đều.


Lặp lại thí nghiệm trên 6 lần. Xét nồng độ thêm chuẩn 2000 ppbHút chính xác 10 mL dung dịch chuẩn nồng độ 200 ppb vào bình định

mức 200 mL đă có sẵn 100 mL mẫu thử. Định mức tới vạch bằng mẫu thử,đậy nắp và lắc đều.

Mẫu thử được xử lý và phân tích theo quy trình đã đề cập ở phần thực

nghiệm 3.6.1.5.Lặp lại thí nghiệm trên 6 lần. Xét nồng độ thêm chuẩn 4000 ppb

Hút chính xác 20 mL dung dịch chuẩn nồng độ 200 ppb vào bình địnhmức 200 mL đă có sẵn 100 mL mẫu thử. Định mức tới vạch bằng mẫu thử,đậy nắp và lắc đều.


Lặp lại thí nghiệm trên 6 lần.

3.5.2.3 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng

a Định nghĩa

Giới hạn phát hiện (Limit of detection-LOD): là nồng độ mà tại đó giátrị thu được lớn hơn độ không đảm bảo đo của phương pháp. Đây là nồng độthấp nhất của chất phân tích trong mẫu có thể được phát hiện nhưng không thểđịnh lượng (độ chính xác không cao).







27

Giới hạn định lượng (Limit of quantification-LOQ): là nồng độ tối

thiểu của một chất có trong mẫu mà ta có thể định lượng bằng phương phápkhảo sát và cho kết quả có độ chính xác mong muốn.

b

Cách xác định

Dựa vào tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N), cách này thường được sử dụng

đối với các thiết bị, công cụ phân tích có sự nhiễu đường nền, như: sắc ký,điện di.

Phân tích mẫu thử (được thêm chuẩn) ở nồng độ có thể xuất hiện tín hiệucủa chất phân tích. Số lần phân tích lặp lại ít nhất 6 lần.

Xác định tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N = Signal to noise ratio).Trong đó, S là tín hiệu của chất cần phân tích và N là nhiễu của đường

nền. Nhiễu của đường nền thường được tính về 2 phía lân cận của peak, bềrộng mỗi bên tối thiểu gấp 10 lần chiều rộng của peak tại nửa chiều cao.

Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu được tính như sau:

h

H2 N/S

Trong đó,

H là chiều cao của tín hiệu

h là chiều cao của nhiễu

Các giá trị H và h được xác định theo hình sau

Hình 3.1 Phổ đồ minh họa giá trị S/N

Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng

3( )

( / ) ĐM

au

C LOD ppb

S N m

LOD ppb LOQ 3)(

H

h







28

c

Tiến hành

Mẫu thử: là mẫu trắng (được xác định là mẫu thực, có nền mẫu tương tựvới nền mẫu khảo sát nhưng không chứa chất cần phân tích).

Khảo sát ở nồng độ 2000 ppb

Thêm 10mL dung dịch chuẩn 200 ppb vào bình định mức 200 mL đãchứa mẫu trắng, rồi định mức tới vạch với mẫu trắng.


Lặp lại 6 lần qua trình trên.

3.5.2.4 Khoảng tuyến tính

a Định nghĩa

Là khoảng nồng độ mà ở đó có sự phụ thuộc tuyến tính giữa đại lượngđo được và nồng độ chất phân tích.

b Cách xác định

Việc xác định khoảng tuyến tính thường bắt đầu từ giới hạn định lượng(điểm nồng độ thấp nhất) đến giới hạn tuyến tính (điểm nồng độ cao nhất).

Khoảng tuyến tính dài hay ngắn sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọngnhất là bản chất (tính chất lý hóa) của chất phân tích và kỹ thuật sử dụng.

Để xác định khoảng tuyến tính cần khoảng tối thiếu 6 nồng độ khácnhau.

Đầu tiên, ta thực hiện đo các dung dịch chuẩn có nồng độ thay đổi và

khảo sát (bằng cách vẽ đường cong) sự phụ thuộc của tín hiệu vào nồng độ củachất phân tích. Xác định điểm nồng độ cuối cùng mà tại đó, sự phụ thuộc

không còn tuyến tính nữa.Sau khi xác định khoảng tuyến tính, ta cần xây dựng đường chuẩn và xác

định các hệ số hồi quy (a, b) và hệ số tương quan R trong phương trình hồi

quy.c Xây dựng đường chuẩn

Khi xây dựng đường chuẩn cần phải chú ý lựa chọn điểm đầu vào điểmcuối sao cho đường chuẩn có thể bao quát vùng nồng độ của mẫu phân tích.

Tiến hành xây dựng đường chuẩn dựa trên phương pháp sử dụng nộichuẩn.

Chất nội chuẩn: là chất có tính chất gần tương tự như chất phân tích.Chất nội chuẩn được thêm vào dung dịch chuẩn (ngoại chuẩn). Không

như ngoại chuẩn, nồng độ của nội chuẩn ở mọi điểm là giống nhau. Việc thêm







29

nội chuẩn giúp loại bỏ các sai số hệ thống của phương pháp. Vẽ đường congsự phụ thuộc giữa nồng độ ngoại chuẩn (trục x) và tỉ lệ tín hiệu nội chuẩn trênngoại chuẩn (trục y). Tính các hệ số hồi quy, tương quan như trên.

Tiến hành

Khảo sát hiệu suất thu hồi được thực hiện trên mẫu trắng.Chuẩn nội được sử dụng ở đây là Chlopyrifos d10 với nồng độ 1000 ppb.

Mảnh m/z 97 đặc trưng cho chuẩn nội (CIS).

Pha các điểm chuẩn (ngoại chuẩn) có nồng độ 500, 1000, 2000, 3000 và4000 ppb. Mảnh m/z 94 đặc trưng cho chuẩn ngoại (CS).

Xác định tỉ cường độ mảnh ion m/z 94 trên m/z 97 (A94/A97) và lậpđường chuẩn, xác định các hệ số tương quan R 2 và các hệ số hồi quy a, b từ

phương trình hồi quy.

3.6 Khảo sát một số thành phần độc hại

3.6.1 Khảo sát hàm lượng phenol trong 15 mẫu bùn thải

3.6.1.1 Phạm vị áp dụng:

Phương pháp này được áp dụng để xác định hàm lượng phenol và dẫnxuất của phenol trong nước bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS).

3.6.1.2 Tài liệu tham khảo

TCVN 7874:2008: Nước-Xác định phenol và dẫn xuất phenol-Phương pháp sắc ký khí chiết lỏng-lỏng.

TCVN 7873:2008: Nước-Xác định hàm lượng Benzen-Phương pháp

sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) sử dụng cột mao quản.







30

3.6.1.3

Thiết bị và dụng cụ

a

Thiết bị

Hệ thống máy sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS, QP2010) kết hợp thiết

bị tiêm mẫu tự động AOC-20i, Shimadzu.

Hình 3.2 Máy sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS QP2010

b Dụng cụ

Máy ly tâm

Bể siêu âm

Cân phân tích có độ chính xác 0,1 mg

Muỗng cân Isolab

Máy lắc Vortex Bình định mức (Din A), 10 mL

Pipet vạch (Din A): 0,1 mL; 0,2 mL; 0,5 mL, 1mL

Pipet bầu (Din A): 1 mL

Micropipet

Dụng cụ thủy tinh các loại: cốc thủy tinh (becher), bình tam giác

(erlen), bình chiết, ống đong …







31

3.6.1.4

Hóa chất

Nước cất 2 lần đã khử ion (nước DI)

Dung môi hữu cơ: 2-Propanol, Metyl clorua , Aceton (Merck hoặc

tương đương).

Muối khan: Na2SO4, NaCl (Merck hoặc tương đương).

Chuẩn gốc Phenol (Merck hay tương đương).

Chuẩn Chlorpyrifos-d10 (Merck hoặc tương đương).

Cột C18 (Phenomenex hoặc tương đương).

Hình 3.3 Hệ thống tách chiết pha rắn SPE

3.6.1.5 Tiến hành phân tích

a

Định nghĩa các loại mẫu phân tích và phương pháp chuẩn bị mẫu

Mẫu Blank: một thể tích mẫu xác định được xử lý mẫu theo quy trình.

Mẫu Blank dùng để loại bỏ sai số hệ thống của thiết bị khi dựng chuẩn.

Mẫu trắng: một thể tích mẫu xác định không có chất phân tích đượcxử lý theo quy trình.

Mẫu thêm chuẩn:

mẫu trắng được thêm một lượng chất phân tích xác

định và được xử lý mẫu theo quy trình.

b

Chuẩn bị mẫu:Cân chính xác 10 g mẫu bùn thải vào cốc thủy tinh 200 mL. Thêm 50-70

mL nước cất DI và khuấy từ trong khoảng 15 phút đến khi bùn phân bố đềutrong cốc. Chuyển hỗn hợp trong cốc thủy tinh vào bình định mức 200 mL và

định mức tới vạch bằng nước DI. Chuyển dung dịch vào bình chiết 1 L (đãtráng với metyl clorua 2 lần và sấy khô), dùng 10 mL metyl clorua tráng bình

định mức vào cho vào bình chiết. Lặp lại 1 lần. Cho tiếp 10 mL dung dịch NaCl bão hòa vào bình chiết và 30 mL metylen clorua vào bình chiết, lắc

trong 5 phút. Siêu âm bình chiết trong 5 phút rồi xả khí trong tủ hút. Lặp lại







32

thao tác 2 lần. Sau đó, đợi khoảng 10 phút để phân lớp hoàn toàn. Nếu xuấthiện lớp nhũ, có thể khuấy hoặc lọc. Loại bỏ pha nước giữ pha hữu cơ. Lặp lạiquá trình này 2-3 lần. Cô quay dịch toàn bộ dịch chiết còn khoảng 0,5 mL,dùng 2 mL 2-propanol tráng bình cầu 2 lần, sau đó cho qua cột C18 (đã hoạt

hóa với 3 mL dung môi 2-propanol). Rửa cột với 4mL cùng dung môi. Hứngtoàn bộ dịch qua cột, thổi khô, định mức vial 1 mL bằng dung môi 2-propanol.

c Điều kiện phân tích

Điều kiện GC

Chương trình nhiệt độ

Bảng 3.2 Chương trình nhiệt độ

Tốc độ tăng nhiệt độ (oC/phút) Nhiệt độ (oC)

0 40

10 120

20 250

Cột DB-5MS, 30 m x 0,25 mm x 0,25 µm

Nhiệt độ buồng tiêm: 250oC

Chế độ tiêm mẫu: không chia dòng

Thể tích tiêm: 1 µL

Tốc độ dòng qua cột: 1,4 mL/phút

Áp suất đầu: 77,3 kPa

Tốc độ khí mang chung: 50 mL/phút

Tốc độ dòng khí Purge: 3 mL/phút

Điều kiện MS

Chế độ vận hành: EI-SIM

Điện thế đầu dò: Tuning File

Nhiệt độ giao diện: 250o

C Nhiệt độ nguồn ion hóa: 200oC

Ion định lượng cho phenol: m/z 94

Ion xác nhận cho phenol: m/z 65, 66

Ion định lượng cho nội chuẩn Chlorpyrifos-d10: m/z 97







33

3.6.1.6

Xây dựng đường chuẩn

Đường chuẩn được xây dựng ở 6 nồng độ: 0, 500, 1000, 2000, 3000 và4000 ppb. Tất cả các điểm nồng độ đều được thêm chuẩn nội Chlorpyrifos-d10,

nồng độ 1000 ppb. Đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc giữa nồng độ chuẩn(trục x) và tỉ lệ cường độ mảnh ion A94/A97 (trục y).

3.6.1.7 Tính toán kết quả

Hàm lượng phenol trong mẫu được tính theo công thức sau

aV

VCC

chiet

dmđo

Trong đó

C: Nồng độ phenol trong mẫu (ppb).

Cđo: Nồng độ phenol tính từ đường chuẩn (ppb)

Vdm: Thể tích định mức (mL)

Vchiet: thể tích chiết (mL)

a: hệ số pha loãng

3.6.2 Khảo sát hàm lượng kim loại trong 15 mẫu bùn thải

3.6.2.1

Thiết bị và dụng cụ

a

Thiết bị

Hệ thống máy ICP-OES

Hình 3.4 Hệ thống máy ICP-OES

Bộ Hydrua







34

b

Dụng cụ

Bếp điện

Cân phân tích có độ chính xác 0,1 mg

Muỗng cân Isolab Dụng cụ thủy tinh các loại: cốc thủy tinh (Becher), bình tam giác

(Erlen), bình chiết, ống đong …

Bình định mức (Din A), 100 mL

Giấy lọc định lượng

3.6.2.2 Hóa chất

Axit HCl, HNO3 (Merck hoặc tương đương)

Nước cất 2 lần đã khử ion (Nước DI)

NaBH4 (Merck hoặc tương đương)

3.6.2.3 Tiến hành khảo sát

3.6.2.4 Một số định nghĩa cơ bản

Mẫu Blank: một thể tích mẫu xác định được xử lý mẫu theo quy trình.

Mẫu Blank dùng để zero thiết bị khi dựng chuẩn.

Mẫu thêm chuẩn: mẫu thử được thêm một lượng chất phân tích xác

định và được xử lý mẫu theo quy trình.a Chuẩn bị mẫu

Cân khoảng 2 g mẫu bùn thải vào thiết bị chứa mẫu (ở đây sử dụng làcốc thủy tinh 100 mL). Cho khoảng 15 mL hỗn hợp cường thủy vào cốc, đậynắp và ngâm trong vòng 24 giờ. Sau khi ngâm, tiến hành đun mẫu nhẹ trên

bếp điện đến khi mẫu còn khoảng 5 mL thì thêm nước DI. Lặp lại nhiều lần

cho đến khi không còn quan sát thấy khói màu nâu bay ra khỏi và dung dịchcó màu vàng nhạt, trong suốt. Chuyển dung dịch từ cốc thủy tinh vào bình

định mức 100 mL, định mức tới vạch bằng nước cất DI.Tiến hành phân tích mẫu thêm chuẩn song song. Quá trình xử lý vả phân

tích mẫu thêm chuẩn giống như mẫu thử.

Mẫu thêm chuẩn: là mẩu thử được thêm chuẩn nồng độ 0,5 ppb (mỗi kimloại).

b Điều kiện phân tích

Điều kiện ICP – OES

Tốc độ bơm: 45 rpm (round per minute – vòng trên phút)







35

Công suất nguồn RF (nguồn phát bức xạ radio): 1100 W

Đường kính ống: 2 mm

Định hướng Torch: Axial (Asen)

Tốc độ hơi plasma: 12 L/phút

Tốc độ dòng hơi Argon: 0,6 L/phút hoặc 0,22 MPa

Tốc độ hơi phụ trợ: 0,5 L/phút

Thời gian thổi mẫu: 45 giây

Chế độ buồng phun hơi (spray): xoáy

Thời gian chạy giữa các mẫu: 10 giây (bước sóng cao: 230-847 nm)

và 25 giây (bước sóng thấp: 166-230 nm).

3.6.2.5

Xây dựng đường chuẩn

Đường chuẩn gồm 4 điểm có nồng độ: 0,1; 0,3; 0,5 và 1 ppb. Đườngchuẩn biểu diễn sự phụ thuộc giữa nồng độ chuẩn kim loại (trục x) và cườngđộ bức xạ (trục y).

3.6.2.6 Tính toán kết quả

Hàm lượng kim loại trong mẫu được tính theo công thức sau:

am

VCC

m

dmđo

Trong đó

C: Nồng độ kim loại trong mẫu (ppb)

Cđo: Nồng độ kim loại tính từ đường chuẩn (ppb)

Vdm: Thể tích định mức (mL)

mm: Khối lượng mẫu phân tích (g)







36

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ

4.1

Đánh giá phương pháp

4.1.1

Độ lặp lại

Kết quả khảo sát độ lặp lại tại các nồng độ thêm chuẩn thấp, trung bình

và cao được trình bày dưới đây.

Nồng độ thêm chuẩn 500 ppb

Bảng 4.1 Độ lặp lại tại nồng độ thêm chuẩn 500 ppb

Lặp lại CIS (ppb) CS (ppb) A94 A97 A94 / A97 (A94/A97)tb RSD(%)

1 1000 500 99657 224589 0,444

0,428 2,226

2 1000 500 95672 224863 0,425

3 1000 500 96861 223106 0,434

4 1000 500 93438 221994 0,421

5 1000 500 94688 222128 0,426

6 1000 500 89483 214117 0,418



Lặp lạiCIS

(ppb)CS

(ppb)A94 A97 A94/A97 (A94/A97)tb RSD(%)

1 1000 2000 356845 219879 1,623

1,642 1,266

2 1000 2000 366179 220081 1,664

3 1000 2000 349182 215963 1,617

4 1000 2000 357156 218054 1,638

51000 2000 370114 221899 1,668

6 1000 2000 354952 216124 1,642







37



Lặp lại CIS (ppb) CS (ppb) A94 A97 A94 / A97 (A94 / A97)tb RSD (%)

1 1000 4000 740794 217893 3,4

3,402 0,785

2 1000 4000 744467 220984 3,369

3 1000 4000 739199 215168 3,435

4 1000 4000 740126 218149 3,393

5 1000 4000 746649 220794 3,382

61000 4000 741928 216157 3,432

Chú thích

CIS: nồng độ nội chuẩn (ppb)

CS: nồng độ chuẩn (ppb)

A94, A99: lần lượt là cường độ mảnh ion m/z 94 và m/z 99.

a

Nhận xét

Tại nồng độ thấp (500 ppb = 0,5 ppm): độ lặp lại của phương pháp đốivới phenol là 2,226% < 11% theo quyết định 2002/657/EC (tại nồng độ 1

ppm, RSD < 11%).

Tại nồng độ trung bình (2000 ppb = 2 ppm): độ lặp lại của phương pháp đối với phenol là 1,266% < 7,3% theo quyết định 2002/657/EC (tại nồngđộ 10 ppm, RSD < 7,3%).

Tại nồng độ cao (4000 ppb = 4 ppm): độ lặp lại của phương pháp đốivới phenol là 0,785% < 7,3% theo quyết định 2002/657/EC (tại nồng độ 10

ppm, RSD < 7,3%).

b Kết luận

Độ lặp lại của phương pháp nằm trong khoảng 0,785-2,226%, phù hợpvới quyết định theo tiêu chuẩn 2002/657/EC.







38

4.1.2 Hiệu suất thu hồi

Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi tại các nồng độ thêm chuẩn được trình bày dưới đây.

Nồng độ thêm chuẩn 500 ppbBảng 4.4 Hiệu suất thu hồi tại nồng độ thêm chuẩn 500 ppb

Lặp lại CĐM (ppb) Cđo (ppb) Ctb (ppb) H (%)

1

500

443,92

456,32 91,26

2 469,93

3 458,86

4 451,71

5 463,54

6 449,93


Bảng 4.5 Hiệu suất thu hồi tại nồng độ thêm chuẩn 2000 ppb


1

2000

1869,75

1850,7 92,54

2 1829,69

3 1857,83

4 1832,43

5 1841,49

6 1873,21


Bảng 4.6 Hiệu suất thu hồi tại nồng độ thêm chuẩn 4000 ppb


1

4000

3722,74

3697,21 92,44

2 3688,83

3 3706,02

4 3675,65

5 3711,92

6 3681,16







39

Chú thích

CĐM: nồng độ chuân lý thuyết (ppb)

Cđo: nồng độ chuẩn đo được (ppb)

H: hiệu suất thu hồi (%)a Nhận xét

Tại điểm nồng độ thấp (500 ppb = 0,5 ppm), hiệu suất thu hồi của

phương pháp là 91,26%, nằm trong khoảng 80-110%, khoảng hiệu suất thu hồiđược quy định theo hội đồng châu Âu: 2002/657/EC.

Tại điểm nồng độ trung bình (2000 ppb = 2 ppm), hiệu suất thu hồi

của phương pháp là 92,54%, nằm trong khoảng 80-110%, khoảng hiệu suất

thu hồi được quy định theo hội đồng châu Âu: 2002/657/EC.

Tại điểm nồng độ cao (4000 ppb = 4 ppm), hiệu suất thu hồi của phương pháp là 92,44%, nằm trong khoảng 80-110%, khoảng hiệu suất thu hồiđược quy định theo hội đồng châu Âu: 2002/657/EC.

b Kết luận

Hiệu suất thu hồi của phương pháp khoảng 91%, phù hợp với quyết định

theo tiêu chuẩn 2002/657/EC.

4.1.3 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng

Kết quả khảo sát giới hạn phát hiện của phương pháp được trình bàydưới đây.

Xét mẫu thêm chuẩn 2000 ppb

Bảng 4.7 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ở nồng độ thêm chuẩn 2000 ppb

Lặp lại CC (ppb) Tỉ lệ S/N LOD (ppb) LODtb (ppb) LOQ (ppb)

1

2000

24941,51 2,41

2,36 7,08

2 25906,98 2,323 25272,73 2,37

4 25786,96 2,33

5 25489,8 2,35

6 25531,91 2,35







40

Nhận xét

Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp lần lượt là2,36 ppb và 7,08 ppb, phù hợp với QCVN 50:2013/BTNMT (giá trị ngưỡngnguy hại tính theo nồng độ ngâm chiết của phenol trong bùn thải công nghiệp

là 1 ppm = 1000 ppb >> 2,36; 7,08 ppb).

4.1.4 Khoảng tuyến tính

Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của phương pháp được trình bày

dưới đây.

Bảng 4.8 Đường chuẩn phenol

Via CIS (ppb) CS (ppb) A94 A97 Tỉ lệ A94 /A97

1 0 0 0 0 0

2 1000 500 91565 214943 0,426

3 1000 1000 186254 219677 0,848

4 1000 2000 357931 217118 1,649

5 1000 3000 546317 216449 2,524

6 1000 4000 738796 217549 3,396

Đồ thị minh họa

Hình 4.1 Đường chuẩn phenol

Vậy ta có đường chuẩn có dạng: y = 0,0008x – 0,0057

Nhận xét: đường chuẩn có hệ số tương quan R phù hợp với yêu cầu vềđộ tin cậy của phương pháp (0,99 ≤ R 2 = 0,9998 ≤ 1).

y = 0.0008x - 0.0057

R² = 0.999

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 1000 2000 3000 4000 5000

A94/A97

CS (ppb)







41

4.2

Khảo sát một số thành phần độc tố trong bùn thải

4.2.1

Phenol

Kết quả khảo sát hàm lượng phenol trong 15 mẫu bùn thải được trình bày

trong bảng sauBảng 4.9 Hàm lượng phenol trong 15 mẫu bùn thải

STT mmẫu (g) A94 Nồng độ đo (ppb) Nồng độ mẫu (ppb) Thời gian lưu (phút)

1 10,0023 93316,49 514,72 51,47 6,412

2 10,0074 362038,8 1978,19 197,82 6,382

3 10,0034 112389,1 618,59 61,86 6,329

4 10,0019 93386,26 515,1 51,51 6,334

5 10,0007 172361,2 945,2 94,52 6,397

6 10,0053 596106,6 3252,93 325,29 6,424

7 10,0021 157954,4 866,74 86,67 6,351

8 10,0013 187829,4 1029,44 102,94 6,372

9 10,0007 170359,8 934,3 93,43 6,308

10 10,0046 410615,5 2242,74 224,27 6,398

11 10,0003 292281,6 1598,29 159,83 6,376

12 10,0089 121505,8 668,24 66,82 6,361

13 10,0031 472517,5 2579,86 257,99 6,415

14 10,0056 134394,1 738,43 73,84 6,300

1510,0047 205906,8 1127,89 112,79 6,387

Nhận xétSố mẫu nhiễm phenol là 15/15, chiếm tỉ lệ 100%. Mẫu nhiễm phenol cao

nhất là mẫu 6 (325,29 ppb). Không mẫu nào có hàm lượng phenol vượtngưỡng nguy hại tính theo nồng độ ngâm chiết (theo QCVN50:2013/BTNMT).







42

4.2.2 Kim loại

4.2.2.1 Asen

Đường chuẩn asen được xây dựng ở 4 điểm 0,1; 0,3; 0,5 và 1 ppb được

trình bày dưới đây.Bảng 4.10 Đường chuẩn asen

Điểm chuẩn (ppb) Cường độ tương ứng

0,0 11,7

0,1 58,8

0,3 170,1

0,5 280,6

1,0 559,9


Hình 4.2 Đường chuẩn asen

y = 551,4x + 6,680

R² = 0,999

0

100

200

300

400

500

600

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2







43

Kết quả khảo sát hàm lượng phenol trong 15 mẫu bùn thải được trình bàytrong bảng sau

Bảng 4.11 Hàm lượng asen trong 15 mẫu bùn thải

STT mmau (g)

CM+C (ppb)

CM

(ppb)Cthuc

(ppb)CC

(ppb)CC(tb) (ppb)

H(%)

RSD(%)

1 2,0013 0,4273 0,00 0,00 0,4273

0,4298 85,96 5,146

2 2,0008 0,4197 0,0011 0,055 0,4186

3 2,0054 0,4222 0,00 0,00 0,4222

4 2,0037 0,4095 0,0046 0,2296 0,4049

5 2,0056 0,4342 0,00 0,00 0,4342

6 2,0003 0,4126 0,0011 0,055 0,4115

7 2,0011 0,4224 0,00 0,00 0,4224

8 2,0079 0,426 0,00 0,00 0,426

9 2,0059 0,4306 0,0017 0,0847 0,4289

10 2,0001 0,5035 0,0027 0,135 0,5008

11 2,0004 0,4229 0,00 0,00 0,4229

12 2,0031 0,4478 0,00 0,00 0,4478

13 2,0026 0,4297 0,00 0,00 0,4297

14 2,0001 0,4175 0,0014 0,07 0,4161

15 2,0010 0,4335 0,00 0,00 0,4335

Nhận xétSố mẫu nhiễm asen là 6/15, chiếm tỉ lệ 40%. Mẫu có hàm lượng asen cao

nhất là mẫu 4 (0,2296 ppb). Không có mẫu nào vượt ngưỡng nguy hại (theo

QCVN 50:2013/BTNMT).







44

4.2.2.2 Thủy ngân

Đường chuẩn thủy ngân được xây dựng ở các điểm chuẩn 0,1; 0,3; 0,5 và1 ppb.được trình bày dưới đây.

Bảng 4.12 Đường chuẩn thủy ngân

Điểm chuẩn (ppb) Cường độ tương ứng

0,0 25,7

0,1 366,5

0,3 1100,2

0,5 1795,1

1,0 3666,6


Hình 4.3 Đường chuẩn thủy ngân

y = 3643,x + 6,178

R² = 0,999

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2







45

Kết quả khảo sát hàm lượng thủy ngân trong 15 mẫu bùn thải được trình bày trong bảng sau

Bảng 4.13 Hàm lượng thủy ngân trong 15 mẫu bùn thải

STT mmau (g)

CM+C (ppb)

CM

(ppb)Cthuc

(ppb)CC

(ppb)CC(tb) (ppb)

H(%)

RSD(%)

1 2,0013 0,428 0,0001 0,005 0,4279

0,4218 84,36 2,582

2 2,0008 0,4256 0,001 0,05 0,4246

3 2,0054 0,4084 0,0005 0,0249 0,4079

4 2,0037 0,4305 0,0003 0,015 0,4302

5 2,0056 0,4055 0,0003 0,015 0,4052

6 2,0003 0,413 0,00 0,00 0,413

7 2,0011 0,4271 0,0009 0,045 0,4263

8 2,0079 0,431 0,0005 0,0249 0,4305

9 2,0059 0,4303 0,00 0,00 0,4303

10 2,0001 0,4256 0,00 0,00 0,4256

11 2,0004 0,4355 0,0005 0,025 0,435

12 2,0031 0,4269 0,00 0,00 0,4269

13 2,0026 0,4325 0,00 0,00 0,4325

14 2,0001 0,4062 0,00 0,00 0,4062

15 2,0010 0,4057 0,00 0,00 0,4057







46

Nhận xét:

Số mẫu nhiễm thủy ngân là 8/15, chiếm tỉ lệ 53,33%. Mẫu có hàm lượngthủy ngân cao nhất là mẫu 2 (0,05 ppb). Không có mẫu nào vượt ngưỡng nguyhại theo nồng độ ngâm chiết của thủy ngân trong bùn thải (theo QCVN

50:2013/BTNMT).







47

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1

Kết luận

Phương pháp định lượng phenol, được lựa chọn để tiến hành đánh giá,có:

Độ lặp lại cao: RSD Hiệu suất thu hồi lớn

Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng thấp

Khoảng tuyến tính rộng:

Kết quả khảo sát sơ bộ 15 mẫu bùn thải (từ 15 nhà máy của Khu côngnghiệp Trà Nóc) cho thấy hàm lượng chất ô nhiễm của các mẫu bùn thải rất

thấp, chưa vượt ngưỡng nguy hại (được quy định trong QCVN 50:2013/BộTài nguyên Môi trường). Qua đó, ta có thể thấy tình trạng môi trường ở Khucông nghiệp Trà Nóc vẫn chưa đáng báo động

5.2

Kiến nghị

Mở rộng quy mô đối tượng khảo sát để có thể thu được kết quả đánh

giá có độ chính xác cao hơn (khách quan hơn) về tình hình môi trường Khucông nghiệp Trà Nóc.

Khảo sát thêm một số chỉ tiêu như: hàm lượng photpho tổng, nitơtổng, nitrat…

Khảo sát phenol bằng các thiết bị hiện đại hơn, như: GC-MS/MS,

HPLC-MS/MS.







48

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng việt[1] Lê Hoàng Việt (2000). Nguyên lý các quy trình xử lý nước thải. Đại học

Cần Thơ.[2] QCVN 50:2013/BTNMT. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng nguyhại đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước.[3] Nguyễn Thị Diệp Chi (2008). Giáo trình các phương pháp phân tích hiệnđại. Bộ môn Hoá học trường đại học Cần Thơ.

[4] Phạm Luận (1999). Giáo trình các vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lýmẫu phân tích. Đại học quốc gia Tổng hợp Hà Nội.[5] Phạm Xuân Đà, Lê Thị Hồng Hảo, Trần Cao Sơn và Nguyễn Thành

Trung (2010). Thẩm định phương pháp trong phân tích hoá học và vi sinh vật. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội. Trang 10-59.

[6] Nguyễn Thị Ánh Hồng. Khái niệm cơ bản trong thống kê.Tài liệu tiếng anh

[7] Solid Waste and Emergency Response (09-2005, 5305W). EPA.Introduction to Hazardous Waste Identification.[8]

Method 3050B. EPA. Acid digestion of sediments, slugdes and soils.[9] Ali , M.F and Shakrani, S. A (2014). International Journal of Civil &Environmental Engineering IJCEE -IJENS Vol: 14 No: 01. A Comparison of

ICP-OES and UV -Vis Spectrophotometer for Heavy Metals Determination inSoil Irrigated with Secondary Treated Wastewater.

[10]

R. Lega, G. Ladwig, O. Meresz, R.E. Clement, G. Crawford, R. Salemi,

Y. Jones (Ap 1997). Volume 34, Issue 8. Chemosphere. Pages 1705–1712.[11] Wei Han, Sen Wang, Honglin Huang, Lei Lou, Shuzhen Zhang (Nov2013). Volume 25, Issue 11. Journal of Environmental Sciences. Pages 2306– 2312.

[12]

Xiandeng Hou and Bradley T. Jones (2000). John Wiley & Sons Ltd,Chichester. Inductively Coupled Plasma/Optical Emission Spectrometry.

[13] Marvin McMaster and Christopher McMaster (1998). GC/MS APractical User’s Guide. Wiley-VCH.

[14] W.McFadden (1973). Techniques of Combined GasChromatography/Mass Spectrometry: Applications in Organic Analysis.Wiley-Interscience,[15] J.Throck Watson (1985). Introduction to Mass Spectrometry, 2nd. Ed.

Các trang web







49

[16] http://www.fda.gov/Food/FoodborneIllnessContaminants/Metals/default.htm [17] http://www.lenntech.com/processes/heavy/heavy-metals/heavy-metals.htm

[18]

http://www.epa.gov/ttnatw01/hlthef/phenol.html [19] http://water.epa.gov/scitech/swguidance/standards/criteria/health/phenol_ index.cfm

[20] http://thuvienphapluat.vn/archive/TCVN-6663-1-2011-Chat-luong-nuoc-Lay-mau-Huong-dan-lap-chuong-trinh-lay-mau-vb904745.aspx







PHỤ LỤC

Trong phần phụ lục trình bày các kết quả dinh

Phổ của đường chuẩn phenol, có sử dụng nội chuẩn Chlopyrifos-d10

Phổ phenol của mẫu phân tích Kết quả phân tích kim loại trên ICP/OES


Documents

Khảo sát hàm lượng Phenol, Asen và thủy ngân trong bùn thải ở khu công nghiệpTrà Nóc Thành phố Cần Thơ