Xác định hàm lượng Chì và Asen trong một số mẫu đất và nước khu vực mỏ Trại Cau - Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử và phổ phát xạ nguyên tử

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC 

VÕ HỒ THỦY 

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ VÀ ASEN TRONG MỘT SỐ 

MẪU ĐẤT VÀ NƯỚC KHU VỰC MỎ SẮT TRẠI CAU 

BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ VÀ 

PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC 

Thái Nguyên-2016

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC 

VÕ HỒ THỦY 

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ VÀ ASEN TRONG MỘT SỐ 

MẪU ĐẤT VÀ NƯỚC KHU VỰC MỎ SẮT TRẠI CAU 

BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ VÀ 

PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 

Chuyên ngành: Hóa phân tích 

Mã số: 60.44.01.18 

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC 

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Vương Trường Xuân 

Thái Nguyên-2016

https://twitter.com/daykemquynhon 

plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn 

www.facebook.com/daykem.quynhon 

http://daykemquynhon.blogspot.com 

http://daykemquynhon.ucoz.com 

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / 

Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định 

LỜI CẢM ƠN 

Tôi xin tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS.Vương Trường Xuân – 

Thầy đã tận tình hướng dẫn , truyền đạt kiến thức <strong>và</strong> kinh nghiệm quý báu để 

tôi có thể hoàn thành được luận văn này. 

Tôi xin cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ Khoa Hoá học – trường Đại 

học Khoa học – Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong 

thời gian học tập <strong>và</strong> nghiên cứu khoa học tại trường. 

Tôi xin cảm ơn các cán bộ, viên chức công tác tại Trung tâm Quan trắc 

tỉnh Thái Nguyên <strong>và</strong> các anh chị ở phòng phân tích thuộc tập đoàn SGS – trụ 

sở Núi Pháo – Thái Nguyên đã hỗ trợ máy móc cũng như trang thiết bị làm 

thực nghiệm <strong>và</strong> tài liệu liên quan trong quá trình tôi làm luận văn. 

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã 

luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua. 

Trong quá trình thực hiện luận văn do còn hạn chế về mặt thời gian, 

kinh phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót. 

Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô, bạn bè 

<strong>và</strong> đồng nghiệp. 

Tôi xin chân thành cảm ơn! 

Tác giả luận văn 

Võ Hồ Thủy 

DIỄN ĐÀN TOÁN - LÍ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN 

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM 

HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO) 

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/ 

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN 

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú 

www.facebook.com/daykemquynhonofficial 

www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial








MỤC LỤC 

MỞ ĐẦU............................................................................................... 01 

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................... 03 

1.1. Nguyên tố <strong>Chì</strong> (Pb) <strong>và</strong> <strong>Asen</strong> (As)................................................. 03 

1.1.1. Giới thiệu về nguyên tố <strong>Chì</strong> (Pb)............................................... 03 

1.1.1.1.Trạng thái tự nhiên.................................................................... 03 

1.1.1.2.Tính chất vật lí........................................................................... 03 

1.1.1.3. Tính chất hóa học..................................................................... 03 

1.1.1.4. Độc tính của <strong>Chì</strong>.. .................................................................... 04 

1.1.2. Giới thiệu về nguyên tố <strong>Asen</strong>..................................................... 05 

1.1.2.1.Trạng thái tự nhiên của <strong>Asen</strong>................................................... 05 

1.1.2.2. Tính chất vật lí.......................................................................... 05 

1.1.2.3. Tính chất hóa học..................................................................... 06 

1.1.2.4. Độc tính của <strong>Asen</strong>..................................................................... 07 

1.2. Một số phương pháp xác <strong>định</strong> <strong>Chì</strong> <strong>và</strong> <strong>Asen</strong>............................... 07 

1.2.1. Các phương pháp hoá học......................................................... 07 

1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối <strong>lượng</strong>.......................................... 07 

1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích............................................... 08 

1.2.2.Phương pháp phân tích công cụ................................................. 09 

1.2.2.1. Các phương pháp quang phổ................................................... 09 

1.2.2.2 Phương pháp điện hoá.............................................................. 10 

1.2.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử....................................... 12 

1.3. Giới thiệu một số vấn đề cơ bản về phổ hấp thụ nguyên tử 

(AAS)....................................................................................................... 14 

1.3.1. Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)............. 14 

1.3.2. Những ưu, nhược điểm của phép đo AAS.................................. 15 

1.3.3. Đối tượng <strong>và</strong> phạm vi ứng dụng của AAS................................... 17 

1.4. Giới thiệu một số vấn đề cơ bản về phương pháp phổ phát xạ 

nguyên tử................................................................................................ 18 

1.4.1. Nguyên tắc của phép đo phổ phát xạ nguyên tử........................ 18 
















1.4.2. Các ứng dụng của phép đo phổ phát xạ nguyên tử.................... 19 

1.4.2.1. Phân tích <strong>định</strong> tính <strong>và</strong> bán <strong>định</strong> <strong>lượng</strong>...................................... 19 

1.4.2.2. Phân tích <strong>định</strong> <strong>lượng</strong>.................................................................. 20 

1.5. Hiện trạng chức năng môi trường mỏ Trại Cau - Thái Nguyên 23 

1.5.1. Khái quát về mỏ sắt Trại Cau...................................................... 23 

1.5.2. Hiện trạng môi trường khu vực mỏ sắt Trại Cau....................... 24 

1.5.2.1. Tác động của hoạt động khai thác sắt tới môi trường nước 

mặt <strong>và</strong> nước ngầm tại khu vực Mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ - Thái 

Nguyên..................................................................................................... 

1.5.2.2. Tác động của hoạt động khai thác sắt tới môi trường nước đất 

tại khu vực Mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ - Thái Nguyên.......................... 26 

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 

NGHIÊN CỨU....................................................................................... 27 

2.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................... 27 

2.2. Phạm vi nghiên cứu......................................................................... 27 

2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................ 27 

2.3.1. Phương pháp thu thập thông tin ................................................. 27 

2.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa................................... 27 

2.3.3. Các phương pháp quan trắc <strong>và</strong> phân tích kim loại nặng........... 27 

2.3.3.1. Phương pháp hóa học................................................................. 27 

2.3.3.2. Các phương pháp hóa lý............................................................. 28 

2.3.4. Phương pháp lấy <strong>và</strong> bảo quản mẫu............................................. 28 

2.3.4.1. Lấy mẫu <strong>và</strong> bảo quản mẫu........................................................ 29 

2.3.4.2. Xử lý mẫu................................................................................... 31 

2.4. Nội dung nghiên cứu……………………………………………... 33 

2.4.1. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của <strong>Asen</strong>, <strong>Chì</strong>...................... 33 

2.4.2. Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy của phép đo, xác <strong>định</strong> 

LOD, LOQ............................................................................................... 33 


2.4.3. <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> As, Pb trong các mẫu nước <strong>và</strong> mẫu đất 

25 















bằng phương pháp đường chuẩn........................................................... 33 

2.5. Thiết bị, hóa chất, dụng cụ.............................................................. 33 

2.5.1.Thiết bị............................................................................................ 33 

2.5.2. Dụng cụ.......................................................................................... 33 

2.5.3. Hoá chất........................................................................................ 34 

CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN........... 35 

3.1. XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ASEN, CHÌ BẰNG 

PHƯƠNG PHÁP GF-AAS.................................................................... 35 

3.1.1. Các điều kiện thực nghiệm xác <strong>định</strong> các nguyên tố <strong>Asen</strong>, chì 

bằng phương pháp GF - AAS................................................................ 35 

3.1.2. Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo GF– AAS.............. 36 

3.1.2.1. Khảo sát khoảng tuyến tính của nồng độ các kim loại........... 36 

3.1.2.2. Xây dựng đường chuẩn của As, Pb............................................ 39 

3.1.2.2.1. Đường chuẩn của <strong>Asen</strong>............................................................ 39 

3.1.2.2.2. Đường chuẩn của <strong>Chì</strong>............................................................. 40 

3.1.3. Đánh giá sai số, độ lặp <strong>và</strong> giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn 

<strong>định</strong> <strong>lượng</strong> (LOQ) của phương pháp……………………………….. 41 

3.1.3.1. Đánh giá sai số <strong>và</strong> độ lặp lại của phương pháp...................... 41 

3.1.3.2.Giới hạn phát hiện <strong>và</strong> giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của phép đo 

GF-AAS........................................................................................... 45 

3.1.3.2.1. Giới hạn phát hiện <strong>và</strong> giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của <strong>Asen</strong> .......... 

3.1.3.2.2. Giới hạn phát hiện <strong>và</strong> giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của <strong>Chì</strong>........... 

3.2. XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ASEN, CHÌ BẰNG 

PHƯƠNG PHÁP PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ ICP-OES............ 46 

3.3. PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP 

ĐƯỜNG CHUẨN.................................................................................. 48 

3.3.1. Kết quả xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại trong mẫu nước.............. 48 

3.3.2. Kết quả xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại nặng trong mẫu đất…… 49 

3.4. So sánh kết quả của hai phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS 


45 

45 















<strong>và</strong> quang phổ phát xạ ICP-OES .......................................................... 51 

KẾT LUẬN............................................................................................ 58 

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................... 59 













DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 




STT Từ viết tắt Tên đầy đủ 

1 AAS Atomic Absorption Spectroscopy 

2 F - AAS Flame Atomic Absorption Spectroscopy 

3 GF - AAS Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy 

4 ETA - AAS 

5 ICP-OES 

Electro – Thermal Atomization Atomic Absorption 

Spectroscopy 

Inductively Coupled Plasma - Optical Emission 

Spectroscopy 

6 ICP Inductively Coupled Plasma 

7 LOD Limit of Detection 

8 LOQ Limit of Quantity 

9 UV - VIS Ultra Violet - Visible 
















DANH MỤC CÁC BẢNG 

Bảng 1.1: Độ nhạy của các nguyên tố theo phép đo AAS.......................... 16 

Bảng 1.2: Tổng sản <strong>lượng</strong> khai thác quặng sắt Trại Cau.......................... 24 

Bảng 2.1: Các mẫu nước lấy tại khu vực mỏ sắt Trại Cau <strong>và</strong> lân cận....... 30 

Bảng 2.2: Các mẫu đất tại khu vực khu vực mỏ sắt Trại Cau <strong>và</strong> lân cận. 30 

Bảng 3.1: Tổng kết các điều kiện đo phổ của As, Pb................................. 35 

Bảng 3.2: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của As................. 36 

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb................. 37 

Bảng 3.4: Kết quả xác <strong>định</strong> sai số của phương pháp với phép đo As....... 43 

Bảng 3.5: Kết quả xác <strong>định</strong> sai số của phương pháp với phép đo Pb....... 44 

Bảng 3.6: Sự tương quan giữa nồng độ <strong>và</strong> độ phát xạ của Pb................... 46 

Bảng 3.7: Sự tương quan giữa nồng độ <strong>và</strong> độ phát xạ của As................... 47 

Bảng 3.8: Kết quả xác <strong>định</strong> nồng độ kim loại trong mẫu nước.................. 48 

Bảng 3.9: Giá trị giới hạn tối đa cho phép nồng độ của một số kim loại 

nặng trong nước bề mặt, theo QCVN 08:2008/BTNMT............................. 

Bảng 3.10: Kết quả xác <strong>định</strong> nồng độ kim loại trong mẫu đất................... 50 

Bảng 3.11: Giá trị giới hạn tối đa cho phép <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> tổng số của kim 

loại nặng trong tầng đất mặt, theo QCVN 03-MT:2015/BTNMT.............. 51 

Bảng 3.12: Kết quả đo <strong>Asen</strong> trong mẫu nước ........................................... 52 

Bảng 3.13: Kết quả đo <strong>Chì</strong> trong mẫu nước ............................................. 53 

Bảng 3.14: Kết quả đo <strong>Asen</strong> trong mẫu đất............................................... 55 

Bảng 3.15: Kết quả đo <strong>Chì</strong> trong mẫu đất ................................................ 56 


49 












DANH MỤC CÁC HÌNH 




Hình 1.1 : Máy Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).................................. 14 

Hình 1.2: Sơ đồ khối thiết bị AAS................................................................ 15 

Hình 1.3: Máy quang phổ phát xạ nguyên tử Agilent ICP- OES 5100....... 19 

Hình1. 4: Sự phụ thuộc tuyến tính của lgR theo lgC................................... 22 

Hình 1.5: Đường cong đặc trưng kính ảnh.................................................. 23 

Hình 2.1: Đồ thị của phương pháp đường chuẩn........................................ 30 

Hình 3.1: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của <strong>Asen</strong>.................. 37 

Hình 3.2: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của <strong>Chì</strong>.................... 38 

Hình 3.3: Đường chuẩn của <strong>Asen</strong>................................................................ 39 

Hình 3.4: Đường chuẩn của <strong>Chì</strong>.................................................................. 40 

Hình 3.5: Đường chuẩn của Pb................................................................... 46 

Hình 3.6: Đường chuẩn của As.................................................................... 47 

Hình 3.7: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với <strong>Asen</strong> trong 

mẫu nước..................................................................................................... 53 

Hình 3.8: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với <strong>Chì</strong> trong 

mẫu nước...................................................................................................... 54 

Hình 3.9: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với <strong>Asen</strong> trong 

mẫu đất........................................................................................................ 55 

Hình 3.10: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với <strong>Chì</strong> trong 

mẫu đất......................................................................................................... 57 











1 

MỞ ĐẦU 






Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, các hoạt 

động khai thác khoáng sản đã <strong>và</strong> đang góp phần to lớn <strong>và</strong>o công cuộc đổi mới 

đất nước. Ngành công nghiệp khai thác mỏ đã <strong>và</strong> đang ngày càng chiếm vị trí 

quan trọng trong nền kinh tế của Việt Nam. Trong những năm qua, hoạt động 

khai khoáng sản đã đóng góp tới 5,6% GDP. Tuy nhiên, bên cạnh những mặt 

tích cực đạt được, chúng ta cũng đang phải đối mặt với nhiều vấn đề về môi 

trường. Quá trình khai thác mỏ phục vụ cho lợi ích của mình, con người đã làm 

thay đổi môi trường xung quanh. Yếu tố chính gây tác động đến môi trường là 

khai trường của các mỏ, bãi thải, khí độc hại, bụi <strong>và</strong> nước thải… Làm phá vỡ 

cân bằng điều kiện sinh thái, đã được hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ra 

sự ô nhiễm nặng nề đối với môi trường <strong>và</strong> là vấn đề cấp bách mang tính chất xã 

hội <strong>và</strong> chính trị của cộng đồng [1]. 

Ô nhiễm không khí, nước: Các hoạt động khai thác khoáng sản thường 

sinh ra bụi, nước thải với khối <strong>lượng</strong> lớn, gây ô nhiễm không khí <strong>và</strong> nước. Tác 

động hoá học của hoạt động khai thác khoáng sản tới nguồn nước: Sự phá vỡ 

cấu trúc của đất đá chứa quặng khi tiến hành đào bới <strong>và</strong> khoan nổ sẽ thúc đẩy 

các quá trình hoà tan, rửa lũa các thành phần chứa trong quặng <strong>và</strong> đất đá, quá 

trình tháo khô mỏ, đổ các chất thải <strong>và</strong>o nguồn nước, chất thải rắn, bụi thải không 

được quản lý, xử lý chặt chẽ, tham gia <strong>và</strong>o thành phần nước mưa, nước chảy 

tràn cung cấp cho nguồn nước tự nhiên,… là những tác động hoá học làm thay 

đổi tính chất vật lý <strong>và</strong> thành phần hoá học của nguồn nước xung quanh các khu 

mỏ [1]. 

Trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên nói chung <strong>và</strong> huyện Đồng Hỷ nói riêng, tài 

nguyên rất phong phú <strong>và</strong> đa dạng: nhiều mỏ kim loại màu, kim loại đen, mỏ sắt 

đang <strong>và</strong> sẽ được khai thác trong tương lai. Trong quá trình khai thác, các hợp 


chất của một số kim loại nặng như: <strong>Chì</strong>, Kẽm, Thủy ngân, Cadimi, <strong>Asen</strong>…sẽ 

được giải phóng có thể đi <strong>và</strong>o trong môi trường đất hay nước gây ô nhiễm môi 

trường <strong>và</strong> khu vực xung quanh. Mỏ sắt Trại Cau là một trong những mỏ sắt lớn 










2 






ở Thái Nguyên, vì vậy nó cũng tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm các kim loại nặng 

đối với môi trường xung quanh. 

Vì những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: 

“<strong>Xác</strong> <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> <strong>Chì</strong> <strong>và</strong> <strong>Asen</strong> trong một số mẫu đất <strong>và</strong> nước khu 

vực mỏ Trại Cau - Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử <strong>và</strong> 

phổ phát xạ nguyên tử” với các mục tiêu là: 

1. Nghiên cứu, khảo sát các điều kiện tối ưu để xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> <strong>Chì</strong> 

<strong>và</strong> <strong>Asen</strong> trong một số mẫu đất <strong>và</strong> mẫu nước khu vực mỏ Trại Cau - Thái Nguyên 

bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử <strong>và</strong> phổ phát xạ nguyên tử. 

2. Áp dụng các kết quả nghiên cứu để đánh giá khả năng ô nhiễm <strong>Chì</strong> <strong>và</strong> 

<strong>Asen</strong> trong mẫu đất <strong>và</strong> mẫu nước khu vực mỏ Trại Cau - Thái Nguyên. 











3 






1.1. Nguyên tố <strong>Chì</strong> (Pb) <strong>và</strong> <strong>Asen</strong> (As) 

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 

1.1.1. Giới thiệu về nguyên tố <strong>Chì</strong> (Pb) 

1.1.1.1. Trạng thái tự nhiên 

<strong>Chì</strong> trong tự nhiên chiếm khoảng 0,0016 % khối <strong>lượng</strong> vỏ Trái đất, phân 

bố trong 170 khoáng vật khác nhau nhưng quan trọng nhất là galena (PbS), 

anglesite ( PbSO 4 ) <strong>và</strong> cerussite ( PbCO 3 ), <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> chì trong các khoáng lần 

lượt là 88 %, 68% <strong>và</strong> 77% [2]. 

1.1.1.2. Tính chất vật lí 

<strong>Chì</strong> là kim loại nặng, có ánh kim. <strong>Chì</strong> kim loại có màu xanh xám, mềm, 

bề mặt chì thường mờ đục do bị oxi hóa. Một số hằng số vật lí của chì [2]: 

Cấu hình electron [Xe]4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 

Năng <strong>lượng</strong> ion hóa thứ nhất (eV) 7,42 

Bán kính nguyên tử (A 0 ) 1,75 

Thế điện cực chuẩn (V) -0,126 

Khối <strong>lượng</strong> nguyên tử (đvC) 207,21 

Nhiệt độ nóng chảy ( o C) 327 

Nhiệt độ sôi ( o C) 1737 

Cấu trúc tinh thể 

1.1.1.3. Tính chất hóa học 

Lập phương tâm diện 

Nhìn chung, chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hoá học. Ở điều 

kiện thường, chì bị oxi hoá tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên 

mặt bảo vệ cho chì không tiếp xúc bị oxi hoá nữa [2]: 

dụng. 

2Pb + O 2 → 2PbO 

Khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngoài <strong>và</strong> tiếp tục bị tác 


<strong>Chì</strong> tương tác với halogen <strong>và</strong> nhiều nguyên tố không kim loại khác: 

Pb + X 2 → PbX 2 










4 






<strong>Chì</strong> có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit. 

Nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohiđric loãng 

<strong>và</strong> axit sunfuric dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl 2 ; PbSO 4 ). 

Với dung dịch đậm đặc hơn củacác axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của 

lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan: 

PbCl 2 + 2HCl → H 2 PbCl 4 

PbSO 4 + H 2 SO 4 → Pb(HSO 4 ) 2 

Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại: 

3Pb + 8HNO 3loãng → 3Pb(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O 

Khi có mặt oxi, chì có thể tương tác với nước: 

2Pb + 2H 2 O + O 2 → 2Pb(OH) 2 

có thể tan trong axit axetic <strong>và</strong> các axit hữu cơ khác: 

2Pb + 4CH 3 COOH + O 2 → 2Pb(CH 3 COO) 2 + 2H 2 O 

Với dung dịch kiềm, chì có tương tác khi đun nóng, giải phóng hiđro: 

1.1.1.4. Độc tính của <strong>Chì</strong> 

Pb + 2KOH + 2H 2 O → K 2 [Pb(OH) 4 ] + H 2 

<strong>Chì</strong> là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể sinh vật. Không khí, 

nước <strong>và</strong> thực phẩm bị ô nhiễm chì đều rất nguy hiểm cho con người, nhất là trẻ 

em đang phát triển. <strong>Chì</strong> có tác dụng âm tính lên sự phát triển của bộ não trẻ em, 

chì ức chế mọi hoạt động của các enzim, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận 

tạo máu, nó là tác nhân phá hủy hồng cầu. 

<strong>Chì</strong> có thể thâm nhập <strong>và</strong>o cơ thể con người qua thức ăn, nước uống, hít 

thở hoặc thông qua da nhưng chủ yếu <strong>lượng</strong> chì đi <strong>và</strong>o cơ thể con người là do 

khẩu phần ăn uống, chúng được tích tụ trong xương, ít gây độc cấp tính trừ liều 

<strong>lượng</strong> cao, nguy hiểm hơn là sự tích luỹ lâu dài trong cơ thể ở liều <strong>lượng</strong> thấp 


nhưng với thời gian dài. Triệu chứng thể hiện nhiễm độc chì là mệt mỏi, ăn 

không ngon, đau đầu, nó tác dụng lên hệ thần kinh trung ương <strong>và</strong> ngoại vi, hiệu 

ứng sinh hoá quan trọng của chì là can thiệp <strong>và</strong>o hồng cầu, nó can thiệp <strong>và</strong>o quá 










5 






trình tạo hợp chất trung gian trong quá trình hình thành Hemoglobin. Khi nồng 

độ chì trong máu đạt 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxi để oxi hóa 

glucoza tạo ra năng <strong>lượng</strong> cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể mệt mỏi <strong>và</strong> 

khi nồng độ lớn hơn 0,8 ppm thì hụt hẳn Hemoglobin gây thiếu máu <strong>và</strong> làm rối 

loạn chức năng thận. 

Ngoài ra Pb 2+ đồng hình với Ca 2+ nên có thể thay thế Ca 2+ tạo phức trong 

xương (làm xương đen), nếu <strong>lượng</strong> Ca 2+ cao lại đẩy Pb 2+ ra <strong>và</strong> Pb 2+ được tích luỹ 

ở mô mềm[3]. 

1.1.2. Giới thiệu về nguyên tố <strong>Asen</strong> (As) 

1.1.2.1.Trạng thái tự nhiên của <strong>Asen</strong> 

As chiếm khoảng 10 -4 % tổng số nguyên tử trong vỏ trái đất là các nguyên 

tố giàu thứ 20 sau các nguyên tố khác, nhưng ít tồn tại ở dạng nguyên chất trong 

tự nhiên. Người ta tìm thấy As tồn tại ở dạng hợp chất với một hay một số 

nguyên tố khác. Thường thì các các dạng hợp chất hữu cơ của <strong>Asen</strong> ít độc hơn 

hợp chất <strong>Asen</strong> vô cơ. 

<strong>Asen</strong> phân bố rộng rãi trên vỏ trái đất với nồng độ trung bình khoảng 

2mg/kg. Nó có mặt trong đá đất nước không khí, <strong>và</strong> một số sinh vật. <strong>Asen</strong> có thể 

tồn tại với 4 trạng thái oxi hóa: -3, 0, +3, +5. 

<strong>Asen</strong> là nguyên tố cancofil dễ tạo sunfua với lưu huỳnh, tạo hợp chất với 

selen, telua <strong>và</strong> đặc biệt với đồng, niken, sắt, bạc,... Có khoảng gần 140 khoáng 

vật độc lập của <strong>Asen</strong>, trong đó 60% là <strong>Asen</strong>at <strong>và</strong> 35% là Sunfua. Các khoáng vật 

quan trọng nhất của <strong>Asen</strong> là: <strong>Asen</strong>opirit (FeAsS), Ocpirmen(As 2 S 3 ), Rialga 

(AsS)... <strong>Asen</strong> còn kết hợp các nguyên tố khác, thay thế lưu huỳnh trong các hợp 

chất như: Lơlingit ( FeAs 2 ), Smartina (As 2 Co), các loại hợp chất này thường tạo 

thành ở nhiệt độ thấp[4]. 

1.1.2.2. Tính chất vật lí 


<strong>Asen</strong> hay còn gọi là thạch tín, là một á kim có màu xám kim loại, rất giòn, 

kết tinh dạng tinh thể. <strong>Asen</strong> lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) viết về nó 

<strong>và</strong>o năm 1250. <strong>Asen</strong> là một á kim gây ngộ độc mạnh. 










6 






<strong>Asen</strong> có một <strong>và</strong>i dạng thù hình, dạng kim loại <strong>và</strong> dạng không kim loại. Ở 

dạng không kim loại <strong>Asen</strong> được tạo nên khi ngưng tụ hơi của nó. Đó là chất rắn 

mầu <strong>và</strong>ng, ở nhiệt độ thường dưới tác dụng của ánh sáng nó chuyển nhanh thành 

bột. Ở dạng kim loại: <strong>Asen</strong> có màu xám <strong>và</strong> là dạng bền nhất, dễ nghiền nhỏ 

thành bột, dẫn nhiệt <strong>và</strong> dẫn điện tốt, hơi <strong>Asen</strong> có mùi tỏi rất độc[4]. 

Dưới đây là một số hằng số vật lí của <strong>Asen</strong>: 

Cấu hình electron [Ar]3d 10 4s 2 4p 3 

Năng <strong>lượng</strong> ion hóa thứ nhất (eV) 10,5 

Bán kính nguyên tử (A 0 ) 1,25 

Khối <strong>lượng</strong> nguyên tử (đvC) 74,92 

Nhiệt độ nóng chảy ( o C) 817 

Nhiệt độ sôi ( o C) 610 

1.1.2.3. Tính chất hóa học 

<strong>Asen</strong> là nguyên tố vừa có tính kim loại vừa có tính phi kim. Về lí tính nó 

có tính chất giống kim loại nhưng hóa tính lại giống các phi kim. Khi đun nóng 

trong không khí nó cháy tạo thành As 2 O 3 màu trắng [4]. 

As + 3O 2 → As 2 O 3 

Ở dạng bột nhỏ As có thể bốc cháy trong khí clo tạo thành triclorua. 

2As + 3Cl 2 → 2AsCl 3 

Khi đun nóng As tương tác với Br, S, kim loại kiềm, kiềm thổ <strong>và</strong> một số 

kim loại khác tạo nên <strong>Asen</strong>ua. 

2As + 3M → M 3 As 2 (đun nóng, M = Mg, Ca, Cu) 

2As + M → MAs 2 (đun nóng, M = Zn, Ca, Fe) 

As + M → MAs ( đun nóng, M = Al, Ga, In, La) 

<strong>Asen</strong> không phản ứng với nước, axit loãng nhưng tan trong HNO 3 đặc, 

cường thủy, kiềm, chất ôxi hóa điển hình. 


As + 3HCl đ + HNO 3đ → AsCl 3 + NO↑ + H 2 O 

As + 5 HNO 3 + 2 H 2 O → 3 H 3 AsO 4 + 5 NO↑ 

As + 6 NaOH → 2NaAsO 3 + 2H 2 










7 






1.1.2.4. Độc tính của <strong>Asen</strong> 

Về mặt hoá học As là một á kim, về mặt sinh học As nằm trong danh mục 

các hoá chất độc hại cần được kiểm soát. As được xếp cùng hàng với các kim 

loại nặng, As là chất độc có thể gây nên 19 bệnh khác nhau trong đó có ung thư 

da <strong>và</strong> phổi, bàng quang, ruột. Các triệu chứng cổ điển của nhiễm độc As là sậm 

màu da, tăng sừng hóa <strong>và</strong> ung thư, tác động đến hệ thần kinh ngoại biên <strong>và</strong> ảnh 

hưởng xấu đến sức khỏe như chứng to chướng gan, bệnh đái tháo đường, cao 

huyết áp, bệnh tim, viêm cuống phổi, các bệnh về đường hô hấp…. As ở dạng 

vô cơ có độc tính cao gấp nhiều lần As ở dạng hữu cơ, trong đó các hợp chất có 

chứa As thì hợp chất chứa As (III) độc tính cao hơn As (V), tuy nhiên trong cơ 

thể As (V) có thể bị khử về As (III); As(III) tác động <strong>và</strong>o nhóm - SH của các 

enzim do vậy ức chế hoạt động của men[3]. 

1.2. Một số phương pháp xác <strong>định</strong> <strong>Chì</strong> <strong>và</strong> <strong>Asen</strong> 

Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác <strong>định</strong> <strong>Chì</strong> <strong>và</strong> <strong>Asen</strong> 

như phương pháp phân tích khối <strong>lượng</strong>, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử 

UV – VIS, phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa 

(F-AAS) <strong>và</strong> không ngọn lửa (ETA-AAS), phương pháp ICP – MS,… Dưới đây 

là một số phương pháp xác <strong>định</strong> <strong>Chì</strong> <strong>và</strong> <strong>Asen</strong>. 

1.2.1. Các phương pháp hoá học 

1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối <strong>lượng</strong> 

Phương pháp phân tích khối <strong>lượng</strong> là phương pháp cổ điển, độ chính xác 

có thể đạt tới 0,1%. Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của chất 

phân tích với một thuốc thử thích hợp. 

<strong>Asen</strong> thường được kết tủa dưới dạng Ag 3 AsO 4 , As 2 S 3 , Mg(NH 4 )AsO 4 hay 

Ag 2 HAsO 4 , sau đó kết tủa được lọc, rửa, sấy rồi đem cân từ đó xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> 

<strong>lượng</strong> chất phân tích[5]. 


<strong>Chì</strong> được kết tủa dưới dạng PbSO 4 , PbCrO 4 hay PbMoO 4 sau đó được 

kết tủa được lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân <strong>và</strong> từ đó xác <strong>định</strong> được <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> 

chất phân tích. 










8 






Phương pháp này không đòi hỏi dụng cụ đắt tiền nhưng quá trình phân 

tích lâu, nhiều giai đoạn phức tạp đặc biệt khi phân tích <strong>lượng</strong> vết các chất. Vì 

vậy phương pháp này không được dùng phổ biến trong thực tế để xác <strong>định</strong> 

<strong>lượng</strong> vết các chất mà chỉ dùng trong phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> lớn. 

1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích 

Phương pháp phân tích thể tích dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc 

thử để biết nồng độ chính xác (dung dịch chuẩn) được thêm <strong>và</strong>o dung dịch chất 

<strong>định</strong> phân để tác dụng đủ toàn bộ <strong>lượng</strong> chất <strong>định</strong> phân đó. Thời điểm thêm 

<strong>lượng</strong> thuốc thử tác dụng với toàn bộ chất <strong>định</strong> phân gọi là điểm tương đương. 

Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng các chất gây ra hiện tượng có thể 

quan sát bằng mắt gọi là các chất chỉ thị. 

<strong>Asen</strong> có thể được xác <strong>định</strong> bằng phương pháp chuẩn độ iot, chuẩn độ 

bicromat hay phương pháp chuẩn độ Brom. 

<strong>Xác</strong> <strong>định</strong> <strong>Asen</strong> bằng chuẩn độ iot người ta chuyển <strong>Asen</strong> về dạng AsO 3 

3- 

bằng K 2 CO 3 , NaHCO 3 <strong>và</strong> H 2 SO 4 loãng, sau đó chuẩn độ bằng iot với chỉ thị hồ 

tinh bột cho tới khi dung dịch xuất hiện màu xanh. Phương pháp này xác <strong>định</strong> 

được <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> As trong khoảng từ 0,1% đến <strong>và</strong>i chục %. 

Với <strong>Chì</strong>, ta có thể dùng các phép chuẩn độ như chuẩn độ phức chất, chuẩn 

độ ôxi hoá - khử với các chất chỉ thị khác nhau. 

Để xác <strong>định</strong> chì ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ 

ngược bằng Zn 2+ hoặc chuẩn độ thay thế với ZnY 2- với chất chỉ thị ET-OO. 

- Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb 2+ bằng EDTA ở pH trung tính hoặc 

kiềm (pH khoảng 8 - 12), với chỉ thị ET-OO. 

Pb 2+ + H 2 Y 2- → PbY 2- + 2H + 

Tuy nhiên, chì rất dễ thuỷ phân nên trước khi tăng pH phải cho Pb 2+ tạo 

phức kém bền với tactrat hoặc trietanolamin. 


- Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb 2+ bằng Zn 2+ : cho Pb 2+ tác dụng với một 

<strong>lượng</strong> dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10. Sau đó chuẩn độ EDTA 

dư bằng Zn 2+ với chỉ thị là ET-OO. 

Pb 2+ + H 2 Y 2- = PbY 2- + 2H + 










9 






H 2 Y 2- (dư) + Zn 2+ = ZnY 2- + 2H + 

ZnInd + H 2 Y 2- = ZnY 2- + HInd 

(đỏ nho) 

(xanh) 

- Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY 2- , chỉ thị ET-OO. 

Do phức PbY 2- bền hơn ZnY 2- ở pH = 10 nên Pb 2+ sẽ đẩy Zn 2+ ra khỏi 

phức ZnY 2- . Sau đó, chuẩn Zn 2+ sẽ xác <strong>định</strong> được Pb 2+ : 

Pb 2- + ZnY 2- = Zn 2+ + PbY 2- 

ZnInd + H 2 Y 2- = ZnY 2- + HInd 

(đỏ nho) 

1.2.2.Phương pháp phân tích công cụ. 

1.2.2.1. Các phương pháp quang phổ. 

(xanh) 

a. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV - VIS 

Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng 

UV - VIS. Ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử của chất bền vững <strong>và</strong> 

nghèo năng <strong>lượng</strong>. Đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với 

năng <strong>lượng</strong> thích hợp chiếu <strong>và</strong>o thì các điện tử hoá trị trong các liên kết (л, ∂, n) 

sẽ hấp thụ năng <strong>lượng</strong> chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng 

<strong>lượng</strong> cao hơn. Hiệu số giữa hai mức năng <strong>lượng</strong> (cơ bản E o <strong>và</strong> kích thích E m ) 

chính là năng <strong>lượng</strong> mà phân tử hấp thụ từ nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ 

phân tử của chất [5,7]. 

Nguyên tắc: Phương pháp xác <strong>định</strong> dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng 

của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác <strong>định</strong> với một thuốc thử vô cơ 

hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương 

pháp <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> phép đo: 

Trong đó: 

A: độ hấp thụ quang 

K: hằng số thực nghiệm 

A = K.C 


C: nồng độ nguyên tố phân tích 










10 






Phương pháp này cho phép xác <strong>định</strong> nồng độ chất ở khoảng 10 -5 - 10 -7 M 

<strong>và</strong> là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến. 

Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn <strong>định</strong> <strong>và</strong> độ chính xác khá cao, 

được sử dụng nhiều trong phân tích vi <strong>lượng</strong>. Tuy nhiên với việc xác <strong>định</strong> Pb thì 

lại gặp rất nhiều khó khăn do ảnh hưởng của một số ion kim loại tương tự. Khi 

đó phải thực hiện các công đoạn che, tách phức tạp[6]. 

b. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES) 

Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng <strong>lượng</strong> 

nhưng nếu bị kích thích thì các điện tử hoá trị sẽ nhận năng <strong>lượng</strong> chuyển lên 

trạng thái có năng <strong>lượng</strong> cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không 

bền, chúng có xu hướng giải phóng năng <strong>lượng</strong> để trở về trạng thái ban đầu bền 

vững dưới dạng các bức xạ. Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ của nguyên 

tử. 

Phương pháp ICP-OES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử 

tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn 

năng <strong>lượng</strong> phù hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng <strong>lượng</strong> để kích 

thích phổ AES như ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần 

cảm ứng (ICP)… 

Nhìn chung, phương pháp ICP-OES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.10 -3 

đến n.10 -4 %), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong 

cùng một mẫu. Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất, 

nguyên liệu tinh khiết, phân tích <strong>lượng</strong> vết ion kim loại độc trong nước, lương 

thực, thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần 

nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nó trong 

mẫu[7]. 

1.2.2.2 Phương pháp điện hoá 


a. Phương pháp cực phổ 

Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục <strong>và</strong> tuyến tính điện áp đặt <strong>và</strong>o 2 cực 

để khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Thông qua chiều 










11 






cao của đường cong Von-Ampe có thể <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> được ion kim loại trong dung 

dịch ghi cực phổ. Vì dòng giới hạn I gh ở các điều kiện xác <strong>định</strong> tỉ lệ thuận với 

nồng độ ion trong dung dịch ghi cực phổ theo phương trình: 

I = k.C 

Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thuỷ ngân rơi làm cực làm việc, 

trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1 – 5 mV/s) 

đồng thời ghi dòng là <strong>hàm</strong> của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi. Sóng cực phổ thu 

được có dạng bậc thang, dựa <strong>và</strong>o chiều cao có thể <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> được chất phân 

tích. 

Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác <strong>định</strong> cả chất vô 

cơ <strong>và</strong> hữu cơ với nồng độ 10 -5 - 10 -6 M tuỳ thuộc <strong>và</strong>o cường độ <strong>và</strong> độ lặp lại của 

dòng dư. Sai số của phương pháp thường là 2 - 3% với nồng độ 10 -3 - 10 -4 M, là 

5% với nồng độ 10 -5 M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi). Tuy nhiên phương 

pháp cực phổ bị ảnh hưởng rất lớn của dòng tụ điện, dòng cực đại, <strong>lượng</strong> oxi hoà 

tan hay bề mặt điện cực nên giới hạn phát hiện kém khoảng 10 -5 – 10 -6 M. 

Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các 

phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng 

vuông (SQWP)… chúng cho phép xác <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> vết của nhiều nguyên tố[8]. 

b. Phương pháp Von-Ampe hoà tan 

Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương 

pháp cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác <strong>định</strong> nồng độ các chất 

trong dung dịch. Nguyên tắc gồm hai bước: 

Bước 1: Điện hoá làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm 

việc trong khoảng thời gian xác <strong>định</strong>, tại thế điện cực xác <strong>định</strong>. 

Bước 2: Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược cực 


làm việc, đo <strong>và</strong> ghi dòng hoà tan. Trên đường Von-Ampe hoà tan xuất hiện pic 

của nguyên tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ[8]. 










12 






1.2.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 

Nguyên tắc: Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí <strong>và</strong> ở trạng thái năng 

<strong>lượng</strong> cơ bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng <strong>lượng</strong>. Tức là 

nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Song, nếu chiếu <strong>và</strong>o đám hơi nguyên tử tự do một 

chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ 

phát xạ đặc trưng của nguyên tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra 

một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử. Với 

hai kỹ thuật nguyên tử hóa, nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng. Đó là 

phép đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa (F - AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) 

<strong>và</strong> phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF – AAS có độ nhạy cao 

hơn kỹ thuật ngọn lửa 50 - 1000 lần, cỡ 0,1 - 1 ppb). 

Cơ sở của phân tích <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> theo AAS là dựa <strong>và</strong>o mối quan hệ giữa 

cường độ vạch phổ <strong>và</strong> nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức: 

A λ = a.C X 

Có 2 phương pháp <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> theo phép đo AAS là : phương pháp đường 

chuẩn <strong>và</strong> phương pháp thêm tiêu chuẩn. 

như: 

Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt 

Độ nhạy, độ chính xác cao, <strong>lượng</strong> mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. 

Với ưu điểm này, AAS được thế giới dùng làm phương pháp tiêu chuẩn để xác 

<strong>định</strong> <strong>lượng</strong> nhỏ <strong>và</strong> <strong>lượng</strong> vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau. 

Phép đo phổ AAS có thể phân tích được <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> vết của hầu hết các 

kim loại <strong>và</strong> cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên 

tử. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, 

hóa dầu, y học, sinh học, dược phẩm... 

a. Phép đo phổ F-AAS 


Kỹ thuật F-AAS dùng năng <strong>lượng</strong> nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá 

hơi <strong>và</strong> nguyên tử hoá mẫu phân tích. Do đó mọi quá trình xảy ra trong khi 

nguyên tử hoá mẫu phụ thuộc <strong>và</strong>o đặc trưng <strong>và</strong> tính chất của ngọn lửa đèn khí 

nhưng chủ yếu là nhiệt độ ngọn lửa. Đây là yếu tố quyết <strong>định</strong> hiệu suất nguyên 










13 






tử hoá mẫu phân tích, mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều 

ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích. 

b. Phép đo phổ GF-AAS 

Kỹ thuật GF-AAS ra đời sau kỹ thuật F-AAS nhưng đã được phát triển rất 

nhanh, nó đã nâng cao độ nhạy của phép xác <strong>định</strong> lên gấp hàng trăm lần so với 

kỹ thuật F-AAS. Mẫu phân tích bằng kỹ thuật này không cần làm giàu sơ bộ <strong>và</strong> 

<strong>lượng</strong> mẫu tiêu tốn ít. 

Kỹ thuật GF-AAS là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất 

ngắn nhờ năng <strong>lượng</strong> nhiệt của dòng điện có công suất lớn <strong>và</strong> trong môi trường 

khí trơ (Argon). Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: 

sấy khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ nguyên tử <strong>và</strong> cuối 

cùng là làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố quyết <strong>định</strong> mọi 

diễn biến của quá trình nguyên tử hoá mẫu. Trong đó hai giai đoạn đầu là chuẩn 

bị cho giai đoạn nguyên tử hóa để đạt kết quả tốt. Nhiệt độ trong cuvet graphit là 

yếu tố chính quyết <strong>định</strong> mọi sự diễn biến của quá trình nguyên tử hóa mẫu. 

* Những ưu - nhược điểm của phép đo: 

Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ 

hấp thụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất <strong>định</strong> đó là: 

- Ưu điểm: Đây là phép đo có độ nhạy cao <strong>và</strong> độ chọn lọc tương đối cao. 

Gần 60 nguyên tố hoá học có thể xác <strong>định</strong> bằng phương pháp này với độ nhạy từ 

1.10 -4 – 1.10 -5 %. Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa 

thì có thể đạt tới độ nhạy n.10 -7 %. Chính vì có độ nhạy cao nên phương pháp 

phân tích này đã được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác <strong>định</strong> 

<strong>lượng</strong> vết các kim loại. Một ưu điểm lớn của phép đo là: trong nhiều trường hợp 

không phải làm giàu nguyên tố cần xác <strong>định</strong> trước khi phân tích. Do đó, tốn ít 

mẫu, ít thời gian cũng như hoá chất tinh khiết để làm giàu mẫu. Tránh được sự 


nhiễm bẩn khi xử lý mẫu qua các giai đoạn phức tạp. Đặc biệt, phương pháp này 

cho phép phân tích hàng loạt mẫu với thời gian ngắn, kết quả phân tích lại rất ổn 

<strong>định</strong>, sai số nhỏ. 










14 






- Nhược điểm: Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm phép đo AAS cũng có 

nhược điểm là chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích 

mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu[7]. 

1.3. Giới thiệu một số vấn đề cơ bản về phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 

1.3.1. Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 

Hình 1.1: Máy Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 

Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố 

cần phải thực hiện các quá trình sau đây: 

1. Chọn các điều kiện <strong>và</strong> loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ 

trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự 

do. Đó là quá trình hóa hơi <strong>và</strong> nguyên tử hóa mẫu. 

2. Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua 

đám hơi nguyên tử vừa sinh ra. Các nguyên tử ở trạng thái hơi sẽ hấp thụ những 

tia bức xạ nhất <strong>định</strong> <strong>và</strong> tạo ra phổ hấp thụ của nó. Ở đây phần cường độ của 

chùm tia sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thụ là phụ thuộc <strong>và</strong>o nồng độ của nó 

trong môi trường hấp thụ. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố 

cần nghiên cứu được gọi là nguồn bức xạ đơn sắc hay bức xạ cộng hưởng. 

3. Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ, người ta thu toàn bộ chùm 

sáng, phân ly <strong>và</strong> chọn 1 vạch hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường 


độ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên 

tử. Trong một thời gian nhất <strong>định</strong> của nồng độ C, giá trị cường độ này là phụ 

thuộc tuyến tính <strong>và</strong>o nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích. 










15 






Ba quá trình trên chính là nguyên tắc của phép đo AAS. Vì vậy, muốn thực 

hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử hệ thống máy đo phổ hấp thụ phải bao gồm 

các phần cơ bản sau : 

Phần 1: Nguồn phát tia cộng hưởng. Đó chính là các đèn catôt rỗng (HCL), 

các đèn phóng điện không điện cực hay nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến 

điện. 

Phần 2: Hệ thống nguyên tử hóa mẫu. Hệ thống này được chế tạo theo 2 

loại kỹ thuật, đó là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí <strong>và</strong> kỹ 

thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa. 

Phần 3 : Là máy quang phổ, nó là bộ phận đơn sắc, có nhiệm vụ thu, phân 

ly <strong>và</strong> chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hướng <strong>và</strong>o nhân quang điện để phát hiện 

tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ. 

Phần 4 : Là hệ thống chỉ thị tín hiệu hấp thụ của vạch phổ (tức là cường độ 

của vạch phổ hấp thụ hay nồng độ nguyên tố phân tích. 

1 2 3 

Hình 1.2: Sơ đồ khối thiết bị AAS 

4 5 

Máy vi tính 

Trong đó : (1) là nguồn phát tia bức xạ đơn sắc, (2) hệ thống nguyên tử 

hóa, (3) hệ thống đơn sắc, (4) detector, (5) bộ khuếch đại tín hiệu [7]. 

1.3.2. Những ưu, nhược điểm của phép đo AAS 

Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấp 

thụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất <strong>định</strong>. Đó là : 

- Phép đo AAS có độ nhạy <strong>và</strong> độ chọn lọc tương đối cao. Khoảng 65 

nguyên tố hóa học có thể được xác <strong>định</strong> bằng phương pháp này với độ nhạy từ 

1.10 -4 đến 1.10 -5 %. Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn 

lửa thì độ nhạy đạt 10 -7 %. Chính vì có độ nhạy cao, nên phương pháp phân tích 

này đã được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> vết các 











16 






kim loại. Nhất là trong phân tích các nguyên tố vi <strong>lượng</strong> trong các đối tượng 

mẫu y học, sinh học, nông nghiệp, kiểm tra hóa chất có độ tinh khiết cao. 

- Đồng thời cũng do độ nhạy cao nên trong nhiều trường hợp không phải 

làm giàu nguyên tố cần xác <strong>định</strong> trước khi phân tích. Do đó tốn ít nguyên liệu 

mẫu, tốn ít thời gian không cần phải dùng nhiều hóa chất tinh khiết cao khi làm 

giàu mẫu. Mặt khác cũng tránh được sự nhiễm bẩn mẫu khi xử lý qua các giai 

đoạn phức tạp. Đó cũng là một ưu điểm lớn của phép đo AAS. 

Bảng 1.1: Độ nhạy của các nguyên tố theo phép đo AAS 

Nguyên tố F-AAS ETA-AAS 

STT nm Ngọn lửa Độ nhạy 

( g / ml ) 

Độ nhạy 

( g / ml ) 

1 Ag - 328,10 AA 0.05 0.10 

2 Al - 309.30 NA 0.10 0.50 

3 Au - 242.80 AA 0.05 0.05 

4 Ba - 553.50 NA 0.10 0.50 

5 Be - 234.90 NA 0.10 0.30 

6 Bi - 223.10 AA 0.10 1.00 

7 Ca - 422.70 AA 0.05 0.05 

8 Cd - 228.80 AA 0.03 0.04 

9 Co - 240.70 AA 0.10 1.00 

10 Cr - 357.50 AA 0.10 0.80 

11 Cu - 324.70 AA 0.04 0.05 

12 Fe - 248.30 AA 0.08 0.10 

13 K - 766.50 AA 0.05 0.10 

14 Mg - 285.20 AA 0.03 0.10 

15 Mn - 279.50 AA 0.05 0.06 

16 Na - 589.60 AA 0.03 0.05 

17 Ni - 232.00 AA 0.10 0.10 

18 Pb - 283.30 AA 0.10 0.20 

19 Sr - 466.70 AA 0.08 0.20 

20 Si - 251.60 NA 0.30 1.00 

21 Zn - 213.90 AA 0.03 0.10 






Ghi chú : AA ngọn lửa ( không khí + Acetilen) 






17 






NA ngọn lửa (khí N 2 O + Acetilen) 

- Ưu điểm thứ 3 của phương pháp này là các động tác thực hiện nhẹ nhàng. 

Các kết quả phân tích lại có thể ghi lại trên băng giấy hay giản đồ để lưu trữ lại 

sau này. Đồng thời với các trang bị hiện nay, người ta có thể xác <strong>định</strong> đồng thời 

hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả phân tích lại rất ổn 

<strong>định</strong>, sai số nhỏ. Trong nhiều trường hợp sai số không quá 15% với vùng nồng 

độ cỡ 1-2 ppm. Hơn nữa bằng sự ghép với máy tính cá nhân <strong>và</strong> các phần mềm 

thích hợp quá trình đo <strong>và</strong> xử lý kết quả sẽ nhanh <strong>và</strong> dễ dàng, lưu lại đường 

chuẩn cho các lần sau. 

Bên cạnh những ưu điểm đã nêu, phép đo AAS cũng có một số hạn chế 

nhất <strong>định</strong>. Điều hạn chế trước hết là muốn thực hiện phép đo này cần phải có 

một hệ thống máy AAS tương đối đắt tiền. Do đó nhiều cơ sở nhỏ không đủ 

điều kiện để xây dựng phòng thí nghiệm <strong>và</strong> mua sắm máy móc. 

- Mặt khác cũng chính do phép đo có độ nhạy cao, cho nên sự nhiễm bẩn 

có ý nghĩa đối với kết quả phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> vết. Vì thế môi trường không khí 

phòng thí nghiệm phải không có bụi. Các dụng cụ, hóa chất dùng trong phép đo 

có độ tinh khiết cao. Đó cũng là một khó khăn khi ứng dụng phân tích này. Mặt 

khác cũng vì phép đo có độ nhạy cao nên các thiết bị máy móc là khá tinh vi <strong>và</strong> 

phức tạp. Do đó cần phải có kỹ sư trình độ cao để bảo dưỡng <strong>và</strong> chăm sóc. Cần 

cán bộ làm phân tích công cụ thành thạo để vận hành máy. Những yếu tố này có 

thể khắc phục được qua công tác chuẩn bị <strong>và</strong> đào tạo cán bộ. 

Nhược điểm chính của phương pháp phân tích này là chỉ cho ta biết thành 

phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích, mà không chỉ ra trạng thái liên 

kết của nguyên tố trong mẫu. Vì thế, nó chỉ là phương pháp phân tích thành 

phần hóa học của nguyên tố mà thôi [7]. 

1.3.3. Đối tượng <strong>và</strong> phạm vi ứng dụng của AAS 

Đối tượng chính của phương pháp phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử là 

phân tích <strong>lượng</strong> nhỏ (<strong>lượng</strong> vết) các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của 

các chất vô cơ <strong>và</strong> hữu cơ. Với các trang bị kỹ thuật hiện nay, bằng phương pháp 

phân tích này người ta có thể <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> được hầu hết các kim loại (khoảng 65 

nguyên tố) <strong>và</strong> một số á kim đến giới hạn nồng độ cỡ ppm bằng kỹ thuật F-AAS, 

<strong>và</strong> đến nồng độ cỡ ppb bằng kỹ thuật ETA-AAS với sai số không lớn hơn 15%. 











18 






Trong khoảng 10 năm nay, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử 

đã được sử dụng khá phổ biến để xác <strong>định</strong> các kim loại trong mẫu quặng, đất, 

đá,... 

Bên cạnh các kim loại, một số á kim như Si, P, S, Se, Te cũng được xác 

<strong>định</strong> bằng phương pháp phân tích này. Các á kim C, Cl, O, N không xác <strong>định</strong> 

trực tiếp được bằng phương pháp này. Vì các vạch phân tích của các á kim này 

thường nằm ngoài vùng phổ của các máy hấp thụ nguyên tử thông dụng. 

Do đó muốn phân tích các á kim này cần phải có các bộ đơn sắc đặc biệt 

[7]. 

1.4. Giới thiệu một số vấn đề cơ bản về phương pháp phổ phát xạ nguyên tử 

Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES) được Bunsen <strong>và</strong> Kirchoff 

phát minh <strong>và</strong>o giữa thế kỷ 19. Từ khi được phát minh, phương pháp OES đã 

đóng góp quan trọng <strong>và</strong>o sự phát minh các nguyên tố hóa học mới <strong>và</strong>o cuối thế 

kỷ 19, đầu thế kỷ 20. Phương pháp được ứng dụng <strong>và</strong>o các mục đích phân tích 

<strong>định</strong> tính, bán <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> <strong>và</strong> <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> hầu hết các kim loại <strong>và</strong> nhiều nguyên tố 

phi kim loại như P, Si, As <strong>và</strong> B với độ nhạy thường tới cấp <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> 0,001% 

hoặc <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> thấp hơn. Một nét hết sức đặc thù của phương pháp ICP-OES là 

có thể phân tích được nhiều nguyên tố trong một lần phân tích <strong>và</strong> có thể phân 

tích các nguyên tố trong các đối tượng ở rất xa dựa <strong>và</strong>o ánh sáng phát xạ từ đối 

tượng đó [7]. 

1.4.1. Nguyên tắc của phép đo phổ phát xạ nguyên tử 

bước: 

Phương pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phát xạ nguyên tử bao gồm các 

Bước 1: Tìm các điều kiện phù hợp để hoá hơi mẫu phân tích hoàn toàn, 

tức là biến tất cả mẫu phân tích thành trạng thái hơi (thể khí) của chất mẫu. 

Bước 2: Nguyên tử hoá (phân ly) của đám hơi phân tử của mẫu để tạo ra 

đám hơi của các nguyên tử tự do của các nguyên tố phân tích có trong mẫu một 


cách hoàn toàn <strong>và</strong> ổn <strong>định</strong>. Nghĩa là tạo ra môi trường của các nguyên tử tự do 

có khả năng sinh phổ phát xạ, khi chúng bị kích thích. 










19 






Bước 3: Cung cấp năng <strong>lượng</strong> thích hợp để kích thích các nguyên tử của 

nguyên tố cần phân tích trong đám hơi đó, để chúng phát ra phổ phát xạ, sao cho 

có hiệu suất cao, ổn <strong>định</strong> <strong>và</strong> lặp lại được tốt. 

Bước 4: Thu toàn bộ chùm sáng phát xạ của mẫu đã sinh ra, phân ly 

chúng thành phổ <strong>và</strong> ghi phổ đó lại. Như vậy chúng ta có phổ phát xạ của mẫu 

phân tích. 

ra[7]. 

Bước 5: Đánh giá <strong>định</strong> tính <strong>và</strong> <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> phổ thu được theo yêu cầu đặt 

Hình 1.3: Máy quang phổ phát xạ nguyên tử Agilent ICP- OES 5100 

1.4.2. Các ứng dụng của phép đo phổ phát xạ nguyên tử 

1.4.2.1. Phân tích <strong>định</strong> tính <strong>và</strong> bán <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> 

a. Phương pháp <strong>định</strong> tính: Ta biết rằng mỗi nguyên tử khi bị kích thích sẽ 

nhảy lên các mức năng <strong>lượng</strong> cao đặc trưng riêng cho từng loại. Do vậy, khi 


chúng trở về lại mức cơ bản, chúng sẽ bức xạ ra những tần số đặc trưng riêng 

cho chúng. Đây chính là cơ sở của phương pháp <strong>định</strong> tính (xác <strong>định</strong> sự có mặt 

của các nguyên từ trong mẫu). Phương pháp này khá đơn giản bằng việc xem 










20 






xét các vạch phổ đặc trưng của các nguyên tử trên phim (hoặc kính ảnh) mà ta 

thu được. 

Tuy vậy, việc khẳng <strong>định</strong> là có hay không có một loại nguyên tử nào đó có 

trong mẫu cũng phải hết sức cẩn thận. Trước hết ta phải xét xem có xuất hiện ít 

nhất là 3 vạch phổ đặc trưng của nguyên tử hay không, nhất là sự tồn tại của 

vạch phổ cuối cùng (vạch phổ nhạy nhất ứng với nồng độ bé nhất, đã đề cập ở 

phần trên). Vì nếu chỉ xem xét duy nhất có một vạch phổ sẽ dễ bị nhầm lẫn do 

hiện tượng các vạch phổ của các nguyên tử khác nhau nằm trùng vạch, <strong>và</strong> chen 

lấn lẫn nhau[7]. 

b. Phương pháp bán <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> 

Thông thường ta dùng phương pháp so sánh <strong>và</strong> phương pháp hiện vạch. 

Phưong pháp hiện vạch sẽ xem xét sự biến mất dần các vạch phổ đặc trưng 

khi giảm nồng độ nguyên tử trong mẫu. Tuy vậy, khi thực hiện ta sẽ làm ngược 

lại, nghĩa ta xét dần từng vạch phổ đặc trưng có nồng độ tăng dần (bắt đầu là 

vạch phổ cuối cùng có nồng độ bé nhất), nồng độ của nguyên tử trong mẫu sẽ 

tương ứng với vạch phổ có nồng độ lớn nhất. Ví dụ ta xét các vạch đặc trưng có 

nồng độ tăng dần của nguyên tử…[7] 

1.4.2.2. Phân tích <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> 

Phép phân tích <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> dựa trên sự liên hệ giữa cường độ vạch quag 

phổ I <strong>và</strong> nồng độ C của nguyên tố trong một khoảng nồng độ xác <strong>định</strong> nào đó. 

Mối liên hệ này dựa trên công thức thực nghiệm [7]: 

b



21 






Các phương pháp dùng cho phép <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> bao gồm: phương pháp ba 

mẫu chuẩn <strong>và</strong> phương pháp cộng thêm. Trước khi đi <strong>và</strong>o cụ thể các phưong 

pháp phân tích, ta cần phải xét cách chọn 2 vạch quang phổ để phân tích. 

Cách chọn cặp vạch đối ứng: 

Thật ra cường độ của vạch còn phụ thuộc <strong>và</strong>o nhiêt độ theo biểu thức: 

(7) 

a’ là hằng số không phụ thuộc <strong>và</strong>o nhiệt độ. 

Do nhiệt độ của nguồn sáng không ổn <strong>định</strong>, thường thay đổi do nhiều 

nguyên nhân nên cường độ I cũng thay đổi dẫn đến việc xác <strong>định</strong> nồng độ C có 

thể sẽ không chính xác. Để khắc phục điều này, khi phân tích, ta không đo 

cường độ của một vạch mà phải đo cường độ của hai vạch. Trong đó một vạch 

thuộc về nguyên tố chính của mẫu (ta gọi là vạch phân tích) <strong>và</strong> một vạch khác 

để so sánh.[9] 

Gọi I 1 là cường độ của vạch phân tích, <strong>và</strong> I 2 là cường độ của vạch so sánh, ta có 

Đặt 

= const 

Vậy: (9) 

Nếu ta chọn được 2 vạch có E 1 ~ E 2 , thì tỷ số cường độ sẽ không phụ thuộc 

<strong>và</strong>o nhiệt độ nữa, nó chỉ phụ thuộc <strong>và</strong>o nồng độ C. Do vậy việc lựa chọn cặp 

vạch đối ứng có ý nghĩa rất quan trọng. 

Phương pháp ba mẫu chuẩn: 

Giả sử ta chọn được cặp vạch đối ứng thỏa mãn điều kiện: 


(10) 

(8) 

(11) 

Vẽ đồ thị lgR theo LgC được đường thẳng có hệ số góc là b, 










22 






Hình 1.4: Sự phụ thuộc tuyến tính của lgR theo lgC 

Theo đồ thị trên, ta phải chế tạo ba mẫu chuẩn giống thành phần mẫu phân 

tích có các nồng độ C 1 , C 2 , C 3 lân cận C x (bao quanh C x ) của nguyên tố cần phân 

tích trong mẫu. Sau khi thu được phổ của chúng, ta chọn cặp vạch đối ứng, đo 

tỷ số R 1 , R 2 , R 3 tương ứng <strong>và</strong> cả R x , sau đó vẽ đồ thị <strong>và</strong> suy ra nồng độ C x cần 

phân tích. Việc đo tỷ số cường độ cần phải thông qua đường đặc trưng kính 

ảnh[9]. 

Đường đặc trưng kính ảnh: 

Mỗi loại phim có một độ nhạy riêng, được đặc trưng bằng độ đen S dưới tác 

dụng của năng <strong>lượng</strong> ánh sáng H chiếu <strong>và</strong>o. 

Ta có: H = E.t; trong đó E là độ rọi <strong>và</strong> t là thời gian. 

Có nhiều cách làm E thay đổi <strong>và</strong> dẫn tới là H bị thay đổi. E bị thay đổi khi: 

- Độ rộng của khe a thay đổi. Độ đen S = f(lga). 

- Khoảng cách r từ nguồn kích thích đến khe thay đổi. Độ đen = f(lg1/r 2 ) 

- Độ truyền qua lưới kim loại thay đổi …. 

Thường ta phải chuẩn tối ưu các điều kiện trên <strong>và</strong> không thay đổi trong 

suốt quá trình thực nghiệm. Do vậy H chỉ còn thay đổi là do thời gian chụp phổ, 

ta có mối liên hệ giữa độ đen <strong>và</strong> H <strong>và</strong> thời gian chụp như hình 1.5 [7]. 











23 






Hình 1.5: Đường cong đặc trưng kính ảnh 

Phần AB là phần chụp non 

Phần BC là phần chụp vừa 

Phần CD là phân chụp già 

Ta phải làm việc ở vùng chụp vừa (chọn thời gian chụp phổ trong vùng 

này), vì sự phụ thuộc giữa S <strong>và</strong> lgH đơn giản. Vùng AB kính ảnh chưa đủ nhạy 

đê bắt sáng. Vùng CD độ đen đã bão hòa. 

Trong vùng chụp vừa S là một đường thẳng, được biểu diễn bởi phương trình: 

(12) 

γ là độ tương phản của kính ảnh hoặc phim ảnh. 

H i là quán tính của phim ảnh. 

1.5. Hiện trạng chức năng môi trường mỏ Trại Cau - Thái Nguyên 

1.5.1. Khái quát về mỏ sắt Trại Cau 

Mỏ sắt Trại Cau được khởi công xây dựng từ cuối năm 1959, khánh thành 

<strong>và</strong> đi <strong>và</strong>o hoạt động sản xuất <strong>và</strong>o ngày 16/12/1963. Mô hình tổ chức sản xuất 

của mỏ bao gồm 03 phân xưởng, 7 phòng ban với 265 cán bộ, công nhân (tính 

tại thời điểm tháng 10 năm 2013). Công suất thiết kế ban đầu là 150.000 tấn 

quặng/năm (theo nhu cầu tiêu thụ quặng của Công ty cổ phần Gang thép Thái 

Nguyên). Với công nghệ khai thác lộ thiên tại các mỏ Quang Trung Bắc, Quang 

Trung Nam, Thác Lạc, Núi Quặng, Núi Đê… Mỏ khai thác quặng sắt phục vụ 


cho công nghệ luyện kim, một ngành công nghiệp mũi nhọn đang được chú 

trọng đầu tư. Mỏ sắt Trại Cau là nơi cung cấp nguyên liệu chính cho khu Gang 

thép Thái Nguyên, khu vực này có 7 điểm Quặng. Qua mấy trục năm khai thác, 

trữ <strong>lượng</strong> Quặng ở một số khai trường đã hết <strong>và</strong> những khai trường này đang 










24 






trong giai đoạn hoàn thổ. Hiện tại Mỏ Sắt Trại cau đang triển khai sản xuất trên 

2 khai trường chính đó là: mỏ Núi Quặng, mỏ Núi Đê. 

Những năm qua Mỏ đã cải tạo tuyển quặng Trại Cau, làm thêm hệ thống 

nghiền sàng nhỏ. Cung cấp quặng cám cho phân xưởng thiết kế 70.000 – 

100.000 tấn/năm, với <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> sắt > 53%. Từ năm 2003 Mỏ đã tiến hành xây 

dựng <strong>và</strong> áp dụng hệ thống quản lý chất <strong>lượng</strong> sản phẩm theo tiêu chuẩn quốc tế 

ISO 9001 – 2000. Những năm gần đây Mỏ đã tiến hành khai thác tầng sâu. Ngày 

15/8/2012 dự án khi thác tầng sâu Núi Quặng – Mỏ Sắt Trại Cau thuộc Công ty 

cổ phần Gang Thép Thái Nguyên đã được khởi công tại khu vực Mỏ sắt Trại 

Cau, tổ 15, thị trấn Trại Cau, huyện Đồng Hỷ - Thái Nguyên. Dự án khai thác 

tầng sâu Núi Quặng là dự án mở rộng đầu tư sản xuất của Mỏ sắt Trại Cau có 

diện tích khai thác khoảng 27 ha. Trong 8 điểm mỏ đang khai thác, Núi Quặng 

là điểm mỏ thứ hai sau điểm mỏ Thác Lạc sẽ tiến hành khai thác tầng sâu. Với 

trữ <strong>lượng</strong> ước tính khoảng 1,3 triệu tấn, Núi Quặng sẽ góp phần cung cấp ổn 

<strong>định</strong> nguồn nguyên liệu cho dự án đầu tư mở rộng Công ty cổ phần Gang thép 

Thái Nguyên (giai đoạn 2). Theo kế hoạch, dự án được tiến hành khai thác <strong>và</strong>o 

đầu năm 2013. 

Theo số liệu phòng Kỹ Thuật Mỏ cung cấp thì sản <strong>lượng</strong> khai thác quặng 

trong 4 năm gần đây như sau [9]: 

Bảng 1.2: Tổng sản <strong>lượng</strong> khai thác quặng sắt Trại Cau 

Năm 2010 2011 2012 2013 

Sản <strong>lượng</strong> khai thác (tấn) 142,343 143,840 154,029 154,060 

1.5.2. Hiện trạng môi trường khu vực mỏ sắt Trại Cau 

Những lợi ích to lớn từ việc khai thác quặng sắt tại Mỏ sắt Trại Cau để cung 

cấp nguyên liệu cho các Nhà máy Luyện thép trong Khu công nghiệp Gang thép 

Thái Nguyên là thể phủ nhận, tuy nhiên song song với việc khai thác quặng sắt 


đã làm ảnh hưởng đến chất <strong>lượng</strong> môi trường trong khu vực, hoạt động khai thác 

đã làm ảnh hưởng tới thành phần môi trường như môi trường đất, môi trường 

nước, môi trường không khí. 










25 






1.5.2.1. Tác động của hoạt động khai thác sắt tới môi trường nước mặt <strong>và</strong> 

nước ngầm tại khu vực Mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ - Thái Nguyên 

Nguồn phát sinh <strong>lượng</strong> nước thải bao gồm: Nước mưa chảy tràn phát sinh 

trên các tuyến đường vận chuyển, khu vực tuyển quặng <strong>và</strong> khu vực phụ trợ; 

nước thải sản xuất phát sinh từ quá trình tuyển rửa quặng của Mỏ; nước thải sinh 

hoạt của công nhân viên phát sinh từ các khu vực phòng ăn, nhà ăn, nơi nghỉ của 

công nhân. 

a. Chất <strong>lượng</strong> nước mặt 

Các chỉ tiêu: pH, Coliform, As, Cd, Fe, Mn, Pb đều nằm trong giới hạn 

cho phép, chỉ riêng các chỉ tiêu TSS, BOD 5 , COD là vượt tiêu chuẩn cho phép. 

Cụ thể như sau: 

+ Đối với BOD5, năm 2012 vượt 2,95 lần, năm 2013 vượt xấp xỉ 1,2 lần 

+ Đối với COD, năm 2012 vượt 5,56 lần, năm 2013 vượt xấp xỉ 1,06 lần 

+ Đối với TSS, năm 2011 vượt 70,64 lần, năm 2012 vượt 1,4 lần 

b. Chất <strong>lượng</strong> nước ngầm 

Người dân khu vực Mỏ chủ yếu sử dụng nước giếng khoan để sinh hoạt, 

tuy nhiên trong qúa trình khai thác cũng đã có những ảnh hưởng về chất <strong>lượng</strong>, 

số <strong>lượng</strong> đến nguồn nước trên. Do gần khu vực khai thác nằm trên vùng đất 

phân bố karst rất dễ bị hạ mực nước ngầm dẫn đến hiện tượng thiếu hụt nước. 

Các chỉ tiêu: pH, chất rắn lơ lửng, As, Cd, Fe, Mn, Pb đều nằm trong giới 

hạn cho phép. Chỉ riêng chỉ tiêu Coliform năm 2012 vượt 26,3 lần. 

c. Chất <strong>lượng</strong> nước thải trong quá trình khai thác 

Một số chỉ tiêu như BOD, COD, TSS, Mn vượt QCVN. Cụ thể: 

+ Đối với BOD5: năm 2013 vượt so với QCVN 1,4 lần 

+ Đối với COD: năm 2013 vượt so với QCVN 1,98 lần 


+ Đối với TSS: năm 2011 vượt 3,2 lần; năm 2012 vượt 1,6 lần 

+ Đối với Mn: năm 2013 vượt so với QCVN 61 lần[1]. 










26 






1.5.2.2. Tác động của hoạt động khai thác sắt tới môi trường nước đất tại khu 

vực Mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ - Thái Nguyên 

sau: 

Nguồn phát sinh do đặc thù của quá trình khai thác mỏ được tiến hành như 

- Công đoạn nổ mìn thường gây ra các hiện tượng sụt lún, nứt đất... 

- Quá trình bốc xúc, tuyển rửa quặng, làm đất rơi, xốp tạo điều kiện cho quá 

trình phong hóa <strong>và</strong> hóa tách các loại khoáng vật kim loại trong đó. 

- Một khối <strong>lượng</strong> lớn chất thải rắn được hình thành do những vật liệu có 

ích thường chỉ chiếm một phần nhỏ của khối <strong>lượng</strong> quặng được khai thác, dẫn 

đến nhiều khi khối <strong>lượng</strong> đất đá vượt khối <strong>lượng</strong> quặng nằm trong lòng đất. 

- Do di dời một khối <strong>lượng</strong> lớn đất đá ra khỏi lòng đất tạo nên một khoảng 

trống rất lớn <strong>và</strong> rất sâu. 

- Môi trường đất chịu ảnh hưởng lớn nhất trong mở moong khai thác là chất 

thải rắn không sử dụng được cho mục đích khác, đã tạo nên trên bề mặt địa hình 

mấp mô, xem kẽ giữa các hố sâu <strong>và</strong> các đống đất đá. 

- Một số diện tích đất xung quanh các bãi thải quặng có thể bị bồi lắng do 

sạt lở, xói mòn của đất đá thải, gây thoái hóa lớp đất mặt. 

Kết quả phân tích đất đồng ruộng tại mỏ sắt Trại Cau thì thấy Zn, As vượt 

tiêu chuẩn cho phép, Zn vượt 1,4 lần năm 2013; As năm 2011 <strong>và</strong> năm 2012 đều 

vượt lần lượt là 1,8 lần <strong>và</strong> 1,6 lần so với QCVN đối với loại đất Nông nghiệp. 

Đối với môi trường đất tại khu vực công trường khai thác ta có thể thấy Zn, 

As luôn vượt QCVN, chỉ tiêu Pb năm 2013 có dấu hiệu tăng lên rõ rệt <strong>và</strong> vượt 

QCVN. Cụ thể các chỉ tiêu vượt như sau: 

+ Đối với Zn: năm 2011 vượt 4,4 lần, năm 2012 vượt 1,84 lần, năm 2013 

vượt 1,9 lần. 

+ Đối với As: năm 2011 vượt 1,98 lần, năm 2012 vượt 3,04 lần, năm 2013 


vượt 1,5 lần. 

+ Đối với Pb: năm 2013 vượt 1,5 lần[1]. 










27 






CHƯƠNG 2 

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 

2.1. Đối tượng nghiên cứu 

Đối tượng nghiên cứu là <strong>Asen</strong> <strong>và</strong> <strong>Chì</strong> có trong một số mẫu nước, đất tại 

khu vực mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ - Thái Nguyên được xác <strong>định</strong> bằng phương 

pháp phổ hấp thụ nguyên tử <strong>và</strong> phổ phát xạ nguyên tử. 

2.2. Phạm vi nghiên cứu 

Mỏ sắt Trại Cau <strong>và</strong> các khu vực lân cận. 

2.3. Phương pháp nghiên cứu 

2.3.1. Phương pháp thu thập thông tin 

Đây là một trong những phương pháp cơ bản được thực hiện trong quá 

trình nghiên cứu. Các số liệu về ô nhiễm <strong>và</strong> chất <strong>lượng</strong> môi trường sau qua trình 

khai khoáng <strong>và</strong> quy trình hoạt động khai khoáng, làm giàu của cơ sở khai 

khoáng đều đã được tiến hành khảo sát <strong>và</strong> nghiên cứu rất nhiều lần trong các 

năm qua. Việc thu thập các thông tin này sẽ giảm bớt thời gian cũng như kinh 

phí thực hiện đề tài. 

2.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 

Nội dung chính trong phần này bao gồm: 

- Khảo sát toàn bộ hoạt động khai khoáng, làm giàu, xử lý nước, khí <strong>và</strong> 

chất rắn của cơ sở khai khoáng. 

- Khảo sát toàn bộ tuyến thải để chọn vị trí thu mẫu hợp lý. 

2.3.3. Các phương pháp quan trắc <strong>và</strong> phân tích kim loại nặng 

2.3.3.1. Phương pháp hóa học 

Phương pháp thể tích 

Là phương pháp cổ điển phân tích <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> dựa trên việc đo thể tích 

dung dịch chuẩn (đã biết chính xác nồng độ) cần dùng để phản ứng vừa đủ với 


kim loại nặng có mặt trong mẫu. 

Phương pháp trọng <strong>lượng</strong> 










28 






Là phương pháp phân tích trọng <strong>lượng</strong> dựa <strong>và</strong>o việc cân khối <strong>lượng</strong> sản 

phẩm được tách bằng phản ứng kết tủa để từ đó xác <strong>định</strong> được <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim 

loại nặng có mặt trong mẫu. 

2.3.3.2. Các phương pháp hóa lý 

Phương pháp quang 

Các phương pháp quang được sử dụng để phân tích kim loại nặng thường là trắc 

quang, AAS, ICP-OES, AES – MS, AAS – MS. 

Phương pháp điện hóa 

Các phương pháp điện hóa được sử dụng để phân tích kim loại nặng bao 

gồm: phương pháp cực phổ dòng một chiều, phương pháp von – ampe hòa tan, 

ngoài ra còn phương pháp von – ampe hòa tan xung vi phân (DP – ASV). 

 

Phương pháp tách/ sắc ký 

Các phương pháp trao đổi, chiết (phức cơ – kim), sắc ký trao đổi ion đều 

là những phương pháp thuộc dòng phương pháp tách / sắc ký[7]. 

2.3.4. Phương pháp lấy <strong>và</strong> bảo quản mẫu 

Đây là phương pháp bắt buộc phải có <strong>và</strong> phải thực hiện một cách nghiêm 

túc trong quá trình làm đề tài, việc lấy mẫu <strong>và</strong> phân tích mẫu sẽ cho ra các kết 

quả trực quan phản ánh chất <strong>lượng</strong> môi trường ở khu vực nghiên cứu. Hạn chế 

việc xảy ra sai sót trong quá trình này nếu không sẽ ảnh hưởng đến kết quả 

nghiên cứu. 

Mẫu nước sau khi lấy được tiến hành lọc ngay tại nơi thu mẫu <strong>và</strong> tiến 

hành bảo quản mẫu theo TCVN 6663 – 3:2008. 

* Cỡ mẫu <strong>và</strong> phương pháp chọn mẫu 

Sử dụng công thức ước <strong>lượng</strong> 1 tỷ lệ: 


Trong đó: 

n: Cỡ mẫu nghiên cứu tối thiểu 

Z 2 (1-α/2): Hệ số tin cậy, chọn mức tin cậy 95% → Z 2 (1-α/2) = 1,96. 

p: Tỷ lệ ước tính số các mẫu phân tích có thành phần <strong>Asen</strong>, <strong>Chì</strong> là 97,5% 

(p=0,975) 










29 






q = 1 - p = 0,025 

d: Sai số mong muốn trong mức 0,05. 

Thay <strong>và</strong>o công thức tính được n = 19. 

2.3.4.1. Lấy mẫu <strong>và</strong> bảo quản mẫu 

Chúng tôi tiến hành phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> As, Pb trong một số mẫu nước 

<strong>và</strong> mẫu đất tại khu vực mỏ sắt Trại Cau <strong>và</strong> khu vực lân cận để đánh giá tình 

trạng ô nhiễm <strong>Asen</strong> <strong>và</strong> <strong>Chì</strong> tại khu vực này. 

Trong luận văn này, lấy 19 mẫu nước <strong>và</strong> mẫu đất. Trong đó: lấy 11 mẫu 

nước <strong>và</strong> 08 mẫu đất tại mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ - Thái Nguyên <strong>và</strong> các khu 

vực lân cận[10]. 

2.3.4.1.1. Mẫu nước 

Bảng 2.1: Các mẫu nước lấy tại khu vực mỏ sắt Trại Cau <strong>và</strong> lân cận 

STT Mẫu 

Ngày lấy 

mẫu 

Địa điểm lấy mẫu 

pH 

1 N1 18/7/2016 

Tổ 16- thị trấn Trại Cau - cách mỏ 100m 

về phía Tây Nam ( bên ngoài) 7,4 

(x:02387161, y:00444632) 

2 N2 18/7/2016 


về phía Đông Bắc (x:02387841, 7,9 

y:00443793) 

3 N3 18/7/2016 

Xóm Kim Cương, xã Cây Thị - Trại Cau 

- cách mỏ 200m về phía Tây Bắc trước 

điểm tiếp nhận 

7,7 

(x:02387852,y:00445435) 

4 N4 18/7/2016 


(x:02388665,y:00442105) 

8,2 

5 N5 18/7/2016 


(x:02388499,y:00442357) 

7,8 

6 N6 18/7/2016 


(x:02387860,y:00445423) 

7,5 

7 N7 18/7/2016 

Suối Ngàn Me - trước khi chảy qua khu 

vực mỏ sắt Trại Cau khoảng 200m về 

phía thượng nguồn 

8,1 

(x:02387798,y:00445453) 

8 N8 18/7/2016 

Suối Cây Thị - trước khi chảy qua khu 

vực mỏ sắt Trại Cau khoảng 200m về 

phía thượng nguồn 

(x:02388842,y:00443900) 

7,9 











30 






STT 

Mẫu 

Ngày lấy 


9 N9 18/7/2016 

10 N10 18/7/2016 

11 N11 18/7/2016 

Địa điểm lấy mẫu 

pH 

Nước suối - cách điểm xả thải mỏ sắt 

Trại Cau 100m 

6,7 

(x:02388648,y:00442059) 


Trại Cau 50m (x:02388654,y:00442123) 6,5 


Trại Cau 200m 

(x:02388635,y:00442037) 

Mẫu nước được lấy ở độ sâu cách mặt nước khoảng 20 – 30 cm. Mẫu 

được axit hóa (ngay sau khi lấy <strong>và</strong> đo pH ban đầu) bằng axit HNO 3 đặc sao cho 

pH = 1 - 2 để tránh sự phân hủy của các ion kim loại. Các mẫu sau khi lấy đều 

được bảo quản <strong>và</strong> dán nhãn ghi lý lịch cho biết: vị trí lấy mẫu, thời gian lấy mẫu, 

pH ban đầu (bảng 2.1). 

2.3.4.1.2. Mẫu đất 

Mẫu đất sau khi lấy ở các địa điểm trên (bảng 2.2), được đựng trong túi 

nilon sạch <strong>và</strong> đưa về phòng thí nghiệm. 

Bảng 2.2: Các mẫu đất tại khu vực khu vực mỏ sắt Trại Cau <strong>và</strong> lân cận 

STT Kí hiệu Ngày lấy mẫu Địa điểm lấy mẫu 

1 MĐ1 20/7/2016 

Tổ 16 - thị trấn Trại Cau - bên 

trong phía Tây Nam 

(x:02387196;y:00444636) 

2 MĐ2 

ven moong khai thác về phía Bắc 

20/7/2016 

(x:02387842,y:00444439) 

3 

MĐ3 

tôt 14 - thị trấn Trại Cau - cách 

20/7/2016 mỏ 100m về phía Đông Bắc 

(x:02387841,y:00443793) 

4 MĐ4 

cách 100m về phía 

20/7/2016 

Bắc(x:02388833,y:00443887) 

5 MĐ5 

bên ngoài cách mỏ 100m về phía 

20/7/2016 

Nam (x:02387702,y:00445253) 

6 MĐ6 

bên ngoài mỏ phía Bắc cách 

20/7/2016 

100m (x:02387862,y:00443878) 

7 MĐ7 

bên ngoài phía Tây 

20/7/2016 

(x:02387261,y:00444732) 


7,2 










8 MĐ8 

20/7/2016 

31 



bên trong phía Nam 

(x:02387206,y:00444702) 




2.3.4.2. Xử lý mẫu 

Nguyên tắc: Chuyển các ion kim loại về dạng muối vô cơ tan trong nước, 

rồi xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> của chúng trong dung dịch đó [10]. 

2.3.4.2.1. Xử lý mẫu nước 

- Đo pH của dung dịch mẫu ngay tại thời điểm lấy mẫu, sau đó axit hóa 

bằng axit HNO 3 đặc. 

- Lọc bỏ cặn, các chất lơ lửng 

- Đem xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại bằng phương pháp GF – AAS (với 

phương pháp này ta không cần làm giàu mẫu nước trước khi đo). 

2.3.4.2.2. Xử lý mẫu đất 

Cân một <strong>lượng</strong> chính xác 1gam mẫu đất đã xay thành bột, sau đó chuyển 

<strong>và</strong>o cốc thủy tinh chịu nhiệt, thêm <strong>và</strong>o cốc 10ml dung dịch HNO 3 63 – 68%, 2ml 

HClO 4 . Đun trên bếp điện trong tủ hốt khoảng 2 – 3 giờ đến khi hết mẫu, thu 

được dung dịch trong suốt (thêm HNO 3 63 – 68% <strong>và</strong> đun tiếp nếu dung dịch 

chưa trong suốt). Sau đó làm bay hơi hết axit, đến khi còn muối ẩm, <strong>định</strong> mức 

25ml bằng HNO 3 2% (nếu muối không tan hết thì thêm 1 – 2ml dung dịch 

HNO 3 63 – 68%). Tùy <strong>và</strong>o <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại cần xác <strong>định</strong> mà chúng tôi làm 

giàu hay pha loãng để <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại nằm trong khoảng tuyến tính của 

phương pháp. 

2.3.5. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 

Vì mục tiêu nghiên cứu của luận văn là sự lan truyền của kim loại nặng 

trong nước <strong>và</strong> sự lắng đọng trong đất / trầm tích nên các nghiên cứu trong phòng 

thí nghiệm tập trung chủ yếu <strong>và</strong>o quá trình tiền xử lý mẫu <strong>và</strong> quy trình phân tích. 

Để có được mẫu cho quá trình phân tích bằng AAS, ICP-OES các mẫu phải 


được chuyển sang trạng thái hòa tan. 

- Đối với kim loại nặng trong mẫu nước: Sau khi bảo quản thì tiến hành 

phân tích trực tiếp. 










32 






- Đối với kim loại nặng trong mẫu trầm tích cần phải tiến hành phá mẫu 

trước khi phân tích. 

Trong nghiên cứu này lựa chọn phương pháp phân tích AAS để tiến hành 

phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại nặng do phương pháp này có độ chính xác cao, có 

khả năng phân tích được nhiều kim loại nặng khác nhau <strong>và</strong> giá cả tương đối phù 

hợp cho phân tích hàng loạt. 

2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu, tính toán. 

Sau khi tiến hành phân tích <strong>và</strong> thu kết quả. Xử lý số liệu phân tích bằng 

phần mềm Excel, Word, Origin 8.5. Hiệu chỉnh số liệu một cách hợp lý, trình 

bày số liệu dưới dạng bảng biểu để dễ dàng theo dõi. 

2.3.7. Phương pháp đường chuẩn 

Nguyên tắc của phương pháp này là dựa <strong>và</strong>o phương trình cơ bản của phép 

đo A = K.C <strong>và</strong> một dãy mẫu đầu để dựng một đường chuẩn, sau đó nhờ đường 

chuẩn này <strong>và</strong> giá trị A để xác <strong>định</strong> nồng độ C X của nguyên tố cần phân tích trong 

mẫu đo phổ, rồi từ đó tính được nồng độ của nó trong mẫu phân tích. 

Trước hết phải chuẩn bị một dãy mẫu đầu, dãy mẫu chuẩn (thông thường 

là 5 mẫu) <strong>và</strong> các mẫu phân tích trong cùng điều kiện. Ví dụ các mẫu đầu có 

nồng độ của nguyên tố X cần xác <strong>định</strong> C 1, C 2 , C 3, C 4, C 5 <strong>và</strong> các mẫu phân tích là 

C X1, C X2 … Rồi sau đó chọn một quá trình phân tích phù hợp để rồi đo phổ. Đo 

các mẫu chuẩn <strong>và</strong> các mẫu phân tích theo một vạch đã chọn. Ví dụ thu được 

các giá trị cường độ tương ứng với các nồng độ là A 1, A 2, A 3, A 4, A 5, <strong>và</strong> A X1, 

A X2 … Sau đó dựng đường chuẩn theo hệ toạ độ A - C x . 

Nhờ đường chuẩn <strong>và</strong> các giá trị A X ta sẽ dễ dàng xác <strong>định</strong> được nồng độ 

C X . Công việc cụ thể là đem các giá trị A X đặt lên trục tung A của hệ toạ độ, từ 

đó kẻ đường song song với trục hoành C X . Đường này sẽ cắt đường chuẩn tại 

điểm M. Từ điểm M hạ đường vuông góc với trục hoành cắt trục hoành tại C X . 


C X là nồng độ cần tìm[7]. 










33 




 



A x 

0 

C 1 C 2 

2.4. Nội dung nghiên cứu 

C 3 

C 4 

C x 

C 5 

C 6 

C 7 

C (m C (mg/ml) g L ) 

Hình 2.1: Đồ thị của phương pháp đường chuẩn 

Trong phần thực nghiệm luận văn cần thực hiện các nhiệm vụ sau: 

2.4.1. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của <strong>Asen</strong>, <strong>Chì</strong>. 

2.4.2. Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy của phép đo, xác <strong>định</strong> LOD, 

LOQ. 

2.4.3. <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> As, Pb trong các mẫu nước <strong>và</strong> mẫu đất bằng 

phương pháp đường chuẩn. 

2.5. Thiết bị, hóa chất, dụng cụ 

2.5.1.Thiết bị 

- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS700. 

- Máy phổ phát xạ nguyên tử Agilent ICP- OES 5100 của Mỹ 

- Máy cất nước hai lần Aquatron A4000D của Mỹ . 

- Cân phân tích CPA2245 của Đức ( 0,1 mg). 

- Tủ lạnh, bếp điện. 

2.5.2. Dụng cụ 

- Bình <strong>định</strong> mức 100ml, 1000ml 

- Pipet 1 ml, 2 ml, 5 ml, 10 ml 

- Ống đong 

- Cốc 500ml 











34 






- Bình nón tam giác 100 ml 

- Bình tia 

- Rây phẳng có cỡ lỗ 2mm, 0,25 mm 

- Khay đựng <strong>và</strong> chia mẫu 

- Tủ sấy 

- Cân phân tích chính xác tới 0,1g 

2.5.3. Hoá chất 

- Axit Nitric (HNO 3 ) 65% 

- Dung dịch chuẩn As, Pb nồng độ 1000 mg/l 

- Nước cất 

Các dung dịch hóa chất đều được pha chế bằng nước cất 2 lần. 











35 






CHƯƠNG 3 

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 

3.1. XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ASEN, CHÌ BẰNG PHƯƠNG PHÁP 

GF-AAS. 

3.1.1. Các điều kiện thực nghiệm xác <strong>định</strong> các nguyên tố <strong>Asen</strong>, <strong>Chì</strong> bằng 

phương pháp GF - AAS [7] 

Các yếu tố 

Thông 

số máy 

Thành 

phần 


Các điều kiện tối ưu cho phép đo GF – AAS đối với As <strong>và</strong> Pb như sau: 

Bảng 3.1: Tổng kết các điều kiện đo phổ của As, Pb 

Nguyên tố 

Vạch phổ hấp thụ (nm) 193,7 217,0 

As 

Pb 

Khe đo (nm) 0,7 0,5 

Cường độ dòng đèn (mA) 9 9 

Khí môi trường Argon Argon 

Chiều cao burner Auto Auto 

Nồng độ HNO 3 (%) 2 2 

Nền mẫu (modify) Mg(NO 3 ) 2 0,01% Mg(NO 3 ) 2 0,01% 

Lượng mẫu nạp (μl) 20 20 

Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu T( 0 C) T(s) T( 0 C) T(s) 

Sấy mẫu 

100 

150 

Tro hóa có Ramp 600 


20 

15 

30 

10 

100 

150 

600 

Nguyên tử hóa đo phổ 2100 5 1800 5 

Làm sạch cuvet 2300 3 2300 3 

20 

15 

20 

10 










36 






3.1.2. Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo GF– AAS 

3.1.2.1. Khảo sát khoảng tuyến tính của nồng độ các kim loại 

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, tín hiệu hấp thụ của vạch phổ phụ 

thuộc <strong>và</strong>o nồng độ của nguyên tố phân tích <strong>và</strong> được xác <strong>định</strong> theo phương trình 

sau: 

Trong đó: 

A λ = K. C b 

A λ : Cường độ vạch phổ hấp thụ 

K: Hằng số thực nghiệm 

C: Nồng độ của nguyên tố trong mẫu đo phổ 

b: Hằng số bản chất (0 

Trong một khoảng nồng độ nhất <strong>định</strong> thì b = 1, mối quan hệ giữa A <strong>và</strong> C 

là tuyến tính theo phương trình dạng y = ax. Khoảng nồng độ này được gọi là 

khoảng tuyến tính của phép đo. Đối với các nguyên tố khác nhau thì giá trị 

khoảng tuyến tính khác nhau <strong>và</strong> phụ thuộc <strong>và</strong>o kĩ thuật đo. 

Để xác <strong>định</strong> khoảng tuyến tính của As, Pb chúng tôi tiến hành pha dãy 

mẫu chuẩn, As có nồng độ từ 0,5 – 45 ppb, Pb có nồng độ từ 0,5 – 60 ppb trong 

HNO 3 2% <strong>và</strong> Mg(NO 3 ) 2 0,01%, sau đó đo phổ lặp lại 3 lần <strong>và</strong> lấy kết quả trung 

bình. Kết quả thu được ở các bảng 3.2, 3.3 <strong>và</strong> biểu diển trên các hình 3.1, 3.2. 

Bảng 3.2: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của As 

STT Nồng độ As (ppb) Độ hấp thụ (A) 

1 0,5 0,0081 

2 1 0,0142 

3 2 0,0315 

4 4 0,0589 

5 5 0,0728 

6 10 0,1441 


7 20 0,2793 

8 25 0,3398 

9 30 0,4036 










37 






STT Nồng độ As (ppb) Độ hấp thụ (A) 

10 35 0,4379 

11 40 0,4605 

12 45 0,4817 

Hình 3.1: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của <strong>Asen</strong> 

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb 

STT Nồng độ Pb (ppb) Độ hấp thụ (A) 

1 0,5 0,0047 

2 1 0,0054 


3 2 0,0154 

4 5 0,0428 

5 10 0,0838 










38 






6 20 0,1693 

7 30 0,2618 

8 40 0,3487 

9 45 0,3922 

10 50 0,4315 

11 55 0,4467 

12 60 0,4656 


Hình 3.2: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của <strong>Chì</strong> 

Kết quả khảo sát cho thấy khoảng nồng độ tuyến tính của As là: 0,5 - 30 

ppb <strong>và</strong> của Pb là 0,5 - 50 ppb. 










39 






3.1.2.2. Xây dựng đường chuẩn của As, Pb 

Trên cơ sở các điều kiện đã khảo sát cho máy đo phổ hấp thụ AAS700, 

chúng tôi sử dụng phần mềm origin 8.5 để xây dựng đường chuẩn của As, Pb 

trong khoảng nồng độ tuyến hình 3.3 <strong>và</strong> hình 3.4. 

a. Đường chuẩn của <strong>Asen</strong> 

Hình 3.3: Đường chuẩn của <strong>Asen</strong> 

Phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn As có dạng Y = a + b.X 

được viết như sau: 

Trong đó: 

A i = (a ± Δa) + (b ± Δb) . C As 

A i là nồng độ hấp thụ của chất i 

C As là nồng độ As (ppb) 

Tra bảng ta được giá trị t (0,95; 8) = 2,306 


Δa = t (0,95; 8) . S a = 2,306× 0,00185 = 0,004 

Δb = t (0,95; 8) . S b = 2,306× 1,2163 × 10 -4 = 0,0003 

Vậy phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn As là: 

A i = (0,004 ± 0,004) + (0,0130 ± 0,0003). C As 










40 






b. Đường chuẩn của <strong>Chì</strong> 

Từ kết quả thu được ở bảng 3.3 chúng tôi dùng phần mềm Origin 8.5 để 

xác <strong>định</strong> đường chuẩn của <strong>Chì</strong> ở hình 3.4. 

Phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn Pb có dạng Y = a + b. X 

được viết như sau: 

Trong đó: 

A i = (a ± Δa) + (b ± Δb) . C Pb 

A i là nồng độ hấp thụ của chất i 

C Pb là nồng độ Pb (ppb) 

Tra bảng ta được giá trị t (0,95; 8) = 2,306 

Δa = t (0,95; 8) . S a = 2,306× 0,00103 = 0,0024 

Δb = t (0,95; 8) . S b = 2,306× 3,73216 × 10 -5 = 0,0001 

Vậy phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn Pb là: 

A i = (-0,002 ± 0,002) + (0,0087 ± 0,0001). C Pb 


Hình 3.4: Đường chuẩn của <strong>Chì</strong> 










41 






3.1.3. ĐÁNH GIÁ SAI SỐ VÀ ĐỘ LẶP VÀ GIỚI HẠN PHÁT HIỆN 

(LOD), GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG (LOQ) CỦA PHƯƠNG PHÁP 

3.1.3.1. Đánh giá sai số <strong>và</strong> độ lặp lại của phương pháp 

Để đánh giá sai số <strong>và</strong> độ lặp lại của phép đo chúng tôi chuẩn bị 3 mẫu 

chuẩn có nồng độ nằm trong khoảng tuyến tính của mỗi nguyên tố, ở mỗi loại 

nồng độ chúng tôi tiến hành đo lặp lại 10 lần. 

Trong đó: 

Các kết quả thí nghiệm được xử lý thống kê theo các công thức sau: 

+ Độ lệch chuẩn: 

Trong đó: 

S 

tt 

 

S tt : Độ lệch chuẩn 

n 

 

i1 

 

X 

 

i 

 

n 1 

n: Số lần phân tích lặp lại của mẫu i 

X i : Giá trị phân tích lần thứ i 

X : Giá trị phân tích trung bình của n lần phân tích 

+ Độ lệch chuẩn tương đối: 

+ Chuẩn Student: 

+ Độ chính xác ε: 

S 

td 

t: Chuẩn Student 

t 

 

 

X 

S 

X 

tt 

S tt 

X 

 

100 

 

µ: Giá trị thực cần đo được 

 


t. 

S 

tt 

n 

+ Khoảng tin cậy của giá trị phân tích: 

 

2 





X 

 

X 

 






42 






Tiến hành thực nghiệm với các mẫu chuẩn <strong>và</strong> xử lý các kết quả thu được 

bằng thống kê chúng tôi xác <strong>định</strong> được sai số <strong>và</strong> độ lặp lại của phép đo. Kết quả 

được trình bày trong các bảng 3.4 <strong>và</strong> bảng 3.5. 

Từ kết quả tính toán chúng tôi thấy: 

- Các kết quả phân tích đều có độ lặp tốt. 

- So sánh chuẩn Student t với t α, f = 2,262 (α = 0,95; f = 9) cho thấy t < t α, f 

do đó phép đo không mắc sai số hệ thống [11]. 













43 

Bảng 3.4: Kết quả xác <strong>định</strong> sai số của phương pháp với phép đo As 




Nồng độ được phát hiện ở 10 lần đo (ppb) 

Nồng độ chuẩn bị 1 ppb 5 ppb 10 ppb 

Lần 1 0,9987 5,0010 9,9993 

Lần 2 0,9981 5,0006 9,9997 

Lần 3 0,9989 4,9993 9,9995 

Lần 4 0,9992 4,9995 10,0002 

Lần 5 0,9986 4,9988 9,9992 

Lần 6 0,9997 5,0003 9,9987 

Lần 7 1,0003 4,9996 9,9990 

Lần 8 0,9991 4,9986 9,9994 

Lần 9 0,9987 4,9992 9,9986 

Lần 10 0,9994 5,0004 9,9991 

Nồng độ trung bình ( 0,9993 4,9997 9,9993 

Độ lệch chuẩn (S tt ) 6,69.10 -4 8,05.10 -4 4,73.10 -4 

Độ lệch chuẩn tương đối (S tđ ) 0,0670 0,0161 0,0047 

Chuẩn Student (t) 1,0463 0,3727 1,2799 


Độ chính xác (ε) 2,21.10 -4 9,49.10 -5 2,21.10 -4 










44 



Bảng 3.5: Kết quả xác <strong>định</strong> sai số của phương pháp với phép đo Pb 




Nồng độ được phát hiện ở 10 lần đo (ppb) 

Nồng độ chuẩn bị 1 ppb 10 ppb 20 ppb 

Lần 1 1,0007 9,9993 19,9983 

Lần 2 1,0002 9,9987 19,9989 

Lần 3 0,9993 10,0011 19,9995 

Lần 4 0,9986 9,9996 19,9998 

Lần 5 0,9995 10,0004 19,9986 

Lần 6 0,9991 9,9992 19,9994 

Lần 7 0,9997 9,9986 19,9992 

Lần 8 1,0005 9,9995 19,9985 

Lần 9 0,9994 9,9995 19,9987 

Lần 10 0,9989 9,9994 19,9992 

Nồng độ trung bình ( 0,9996 9,9995 19,9990 

Độ lệch chuẩn (S tt ) 6,89.10 -4 7,43.10 -4 4,86.10 -4 

Độ lệch chuẩn tương đối (S tđ ) 0,0689 0,0074 0,0024 


Chuẩn Student (t) 0,5806 0,2128 2,0576 

Độ chính xác (ε) 1,26.10 -4 1,58.10 -4 3,16.10 -4 










45 






3.1.3.2. Giới hạn phát hiện <strong>và</strong> giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của phép đo GF-AAS 

- Giới hạn phát hiện (LOD): là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà 

hệ thống phân tích còn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu của mẫu 

trắng hay tínhiệu nền. 

- Giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> (LOQ): là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà 

hệ thống <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> được với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> với 

tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền <strong>và</strong> đạt độ tin cậy ≥ 95%. 

LOQ > LOD 

Để tính được giới hạn phát hiên <strong>và</strong> giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong>, ở đây chúng tôi 

sử dụng phần mềm origin 8.5 <strong>và</strong> áp dụng công thức:[11,12] 

Trong đó: 

3S 

LOD 

B 

 

10S 

LOQ 

B 

S λ là độ lệch chuẩn của tín hiệu mẫu đo 

B là hệ số góc của phương trình hồi quy tuyến tính 

3.1.3.2.1. Giới hạn phát hiện <strong>và</strong> giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của <strong>Asen</strong> 

Giới hạn phát hiện As bằng phép đo GF - AAS theo đường chuẩn: 

3.1.3.2.2. Giới hạn phát hiện <strong>và</strong> giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của <strong>Chì</strong> 

Giới hạn phát hiện Pb bằng phép đo GF – AAS theo đường chuẩn: 


 










46 






3.2. XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ASEN, CHÌ BẰNG PHƯƠNG PHÁP 

PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ ICP-OES. 

Trên cơ sở các điều kiện đã khảo sát cho máy đo phổ phát xạ Agilent ICP- 

OES 5100 của Mỹ, căn cứ <strong>và</strong>o sự tương quan giữa nồng độ <strong>và</strong> độ phát xạ của 

As, Pb ở bảng 3.6 <strong>và</strong> bảng 3.7 chúng tôi sử dụng phần mềm origin 8.5 để xây 

dựng đường chuẩn của Pb <strong>và</strong> As ở hình 3.5 <strong>và</strong> hình 3.6. 

Bảng 3.6: Sự tương quan giữa nồng độ <strong>và</strong> độ phát xạ của Pb 

Nồng độ ppm 

Giá trị count/second (c/s) 

0 0 

0,5 89,70 

1,0 176,99 

5,0 890,76 

10,0 1779,75 






Hình 3.5 Đường chuẩn của Pb 






47 






Bảng 3.7: Sự tương quan giữa nồng độ <strong>và</strong> độ phát xạ của As 

Nồng độ ppm 

Giá trị count/second (c/s) 

0 0 

0,5 54,27 

1,0 108,51 

5,0 563,35 

10,0 1126,25 

20,0 2253,98 


Hình 3.6: Đường chuẩn của As 










48 






3.3. PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHUẨN 

Để xác <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> vết của <strong>Asen</strong> <strong>và</strong> <strong>Chì</strong> theo phương pháp phổ hấp thụ 

nguyên tử, phổ phát xạ nguyên tử thông thường ta phải sử dụng các phương 

pháp như: phương pháp đường chuẩn, phương pháp thêm chuẩn. Trong đó 

phương pháp đường chuẩn có nhiều ưu điểm trong phân tích hàng loạt, nhưng 

không loại trừ được yếu tố phông nền. Phương pháp thêm chuẩn không thuận lợi 

cho phân tích hàng loạt, nhưng loại trừ được yếu tố phông nền… 

Trong luận văn này chúng tôi tiến hành theo phương pháp đường chuẩn. 

3.3.1. Kết quả xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại trong mẫu nước 

Dựa <strong>và</strong>o đường chuẩn đã xây dựng ở trên, chúng tôi tiến hành phân tích 

các mẫu nước đã qua xử lý bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử không ngọn 

lửa GF-AAS, phương pháp phổ phát xạ nguyên tử ICP - OES 

bảng 3.8. 

TT 

Kết quả xác <strong>định</strong> nồng độ của As <strong>và</strong> Pb trong các mẫu nước thể hiện qua 

Bảng 3.8: Kết quả xác <strong>định</strong> nồng độ kim loại trong mẫu nước 

Mẫu 

Nồng độ các ion kim loại nặng trong nước (ppm) 

As 

Pb 

GF-AAS ICP-OES GF-AAS ICP-OES 

1 NN1



49 






TT 

Mẫu 

Nồng độ các ion kim loại nặng trong nước (ppm) 

As 

Pb 


11 NM5 0,0037 0,0030 0,0032 0,0020 

Bảng 3.9: Giá trị giới hạn tối đa cho phép nồng độ của một số kim loại nặng 

trong nước bề mặt, theo QCVN 08:2008/BTNMT [13] 

STT Kim loại Đơn vị 

khác. 

A 

Giá trị giới hạn 

1 <strong>Asen</strong> ppm 0,0100 0,0500 

2 <strong>Chì</strong> ppm 0,0200 0,0500 

Cột A áp dụng với nước dùng làm nguồn cấp sinh hoạt. 

Cột B áp dụng đối với nước dùng cho tưới tiêu thủy lợi <strong>và</strong> các mục đích 

Từ các kết quả phân tích mẫu nước (bảng 3.8) chúng tôi thấy: 

- Nồng độ As trong các mẫu nước nằm trong khoảng từ < 0,0005 - 

0,0060ppm. 

- Nồng độ Pb trong các mẫu nước nằm trong khoảng từ < 0,0005 - 

0,0277ppm. 

Đối chiếu kết quả đo các mẫu nước với Quy chuẩn Việt Nam (bảng 3.9), 

ta thấy các mẫu nước chưa có hiện tượng ô nhiễm As <strong>và</strong> Pb tại khu vực Mỏ sắt 

Trại Cau - Thái Nguyên. 

3.3.2. Kết quả xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại trong mẫu đất 

Đối với phương pháp đo GF-AAS, tính <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại A của mẫu 


theo công thức (*) 

Trong đó : 

X 1 =(C s – C o ) 10 -3 f V/m (*) 

- X 1 là <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> A của mẫu thử (mg/kg) 

B 










50 






- C s là nồng độ A trong dung dịch mẫu thử đo được từ đường chuẩn (ppb). 

- C o là <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> A của dung dịch mẫu trắng đo được từ đường chuẩn (ppb) . 

- m là khối <strong>lượng</strong> phần mẫu thử (g) 

- f là hệ số pha loãng . 

- V là thể tích dung dịch thử (ml) 

Đối với phương pháp đo F-AAS <strong>và</strong> ICP - OES, tính <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> kim loại 

A của mẫu theo công thức (**) 

Trong đó : 

X 1 =(C s – C o )Vf/m (*) 

- X 1 là <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> A của mẫu thử (mg/kg) 

- C s là nồng độ A trong dung dịch mẫu thử đo được từ đường chuẩn (ppm) 

- C o là <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> A của dung dịch mẫu trắng đo được từ đường chuẩn (ppm) 

- m là khối <strong>lượng</strong> phần mẫu thử (g) 

- f là hệ số pha loãng . 

- V là thể tích dung dịch thử (ml) 

Kết quả xác <strong>định</strong> nồng độ của As <strong>và</strong> Pb trong các mẫu nước thể hiện qua 

bảng 3.10. 

STT 

Bảng 3.10: Kết quả xác <strong>định</strong> nồng độ kim loại trong mẫu đất 

Mẫu 

Nồng độ các ion kim loại nặng trong đất (ppm) 

As 

Pb 


1 MĐ1 6,00 5,20 89,50 91,00 

2 MĐ2 9,00 8,20 411,00 421,00 


3 MĐ3 8,25 8,50 97,00 97,50 

4 MĐ4 16,50 16,20 536,00 542,00 

5 MĐ5 23,25 23,50 52,00 50,80 










51 






6 MĐ6 10,80 11,00 168,50 170,20 

7 MĐ7 3,75 2,97 13,50 13,20 

8 MĐ8 14,35 14,00 135,50 136,00 

Bảng 3.11: Giá trị giới hạn tối đa cho phép <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> tổng số của kim loại 

TT 

nặng trong tầng đất mặt, theo QCVN 03-MT:2015/BTNMT [14] 

Kim 

loại 

Đất nông 

nghiệp 

Đất lâm 

nghiệp 

Đất dân 

sinh 

Đất công 

nghiệp 

Đất thương 

mại, dịch vụ 

1 As 15,00 ppm 20,00 ppm 15,00 ppm 25,00 ppm 20,00 ppm 

2 Pb 70,00 ppm 100,00 ppm 70,00 ppm 300,00 ppm 200,00 ppm 

ppm. 

ta thấy: 

Từ các kết quả phân tích mẫu đất (bảng 3.10) chúng tôi thấy: 

- Nồng độ <strong>Asen</strong> trong các mẫu đất nằm trong khoảng từ 2,97- 23,50 ppm. 

- Nồng độ <strong>Chì</strong> trong các mẫu đất nằm trong khoảng từ 13,20- 542,00 

Đối chiếu kết quả đo các mẫu nước với Quy chuẩn Việt Nam (bảng 3.11), 

+ Đối với đất lâm nghiệp có 1/8 mẫu có nồng độ As vượt quá giới hạn cho 

phép (chiếm 12,5%) <strong>và</strong> có 4/8 mẫu có nồng độ Pb vượt quá giới hạn cho phép 

(chiếm 50%). 

+ Đối với đất dân sinh có 2/8 mẫu có nồng độ As vượt quá giới hạn cho 

phép (chiếm 25%) <strong>và</strong> có 6/8 mẫu có nồng độ Pb vượt quá giới hạn cho phép 

(chiếm 75%). 

3.4. So sánh kết quả của hai phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS <strong>và</strong> quang 

phổ phát xạ ICP-OES 

Để so sánh kết quả đạt được của hai phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS 


<strong>và</strong> quang phổ phát xạ ICP-OES chúng tôi dùng phương pháp đồ thị bằng cách 

biểu diễn các điểm trên đồ thị là nồng độ mẫu đo được bằng 2 phương pháp trên 

hệ tọa độ X, Y hai chiều. Đồ thị được vẽ bằng phần mềm origin 8.5: trục X biểu 










52 






diễn kết quả đo của phương pháp ICP-OES, trục Y biểu diễn kết quả đo của 

phương pháp AAS. 

Nếu hệ số tương quan r đạt gần 1 thì X, Y có tương quan tuyến tính. 

Nếu r không đạt gần đến 1 thì cần tính t tính theo công thức 

Trong đó: 

r: là hệ số tương quan pearson 

n: Số thí nghiệm 

So sánh t tính với t bảng ( p = 0,95; f = n-2) sử dụng chuẩn t 2 phía. 

- Nếu t tính < t bảng thì X, Y không tương quan nghĩa là 2 phương pháp cho 

kết quả đo không phù hợp 

- Nếu t tính > t bảng thì X, Y tương quan nghĩa là 2 phương pháp cho kết quả 

đo phù hợp[15]. 

Bảng 3.12: Kết quả đo <strong>Asen</strong> trong mẫu nước 

Số TT Phươngpháp AAS 

(ppm) 

Phươngpháp ICP-OES 

(ppm) 

1



53 






Hình 3.7: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với <strong>Asen</strong> trong mẫu 

nước 

Kết quả các hệ số của phương trình hồi quy thu được như sau: 

a = -0,00034 ; b = 0,97; r = 0,99 

Các đại lương thống kê tương ứng là: độ sai chuẩn SE a = 0,0002; SE b = 0,061 

Giá trị chuẩn t với với bậc tự do là 9, độ tin cậy 95 % là t bảng = 2,262 

Vì vậy hệ số của a <strong>và</strong> b tương ứng là: 

đo phù hợp. 

a = -0,00034 ± 0,0005 b = 0,061 ± 0,14 t tính = 18,59 

Kết quả này cho thấy giá trị t tính > t bảng nghĩa là 2 phương pháp cho kết quả 

Bảng 3.13: Kết quả đo <strong>Chì</strong> trong mẫu nước 

Số TT Phươngpháp AAS Phươngpháp ICP-OES 

(ppm) 

(ppm) 

1



54 







(ppm) 

(ppm) 

4



55 








Bảng 3.14: Kết quả đo <strong>Asen</strong> trong mẫu đất 


(ppm) 

(ppm) 

1 6,00 5,20 

2 9,00 8,20 

3 8,25 8,50 

4 16,50 16,20 

5 23,25 23,50 

6 10,80 11,00 

7 3,75 2,97 

8 14,35 14,00 






Hình 3.9: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với 

<strong>Asen</strong> trong mẫu đất 






56 







a = - 0,78 ; b = 1,04 ; r = 0,998 

Các đại lương thống kê tương ứng là: độ sai chuẩn SE a = 0,33; SE b = 0,025 

Giá trị chuẩn t với với bậc tự do là 6, độ tin cậy 95 % là t bảng =2,447 



a = - 0,78 ± 0,81 b = 1,04 ± 0,62 t tính = 38,67 


Bảng 3.15: Kết quả đo <strong>Chì</strong> trong mẫu đất 


(ppm) 

(ppm) 

1 89,50 91,00 

2 411,00 421,00 

3 97,00 97,50 

4 536,00 542,00 

5 52,00 50,80 

6 168,50 170,20 

7 13,50 13,20 

8 135,50 136,00 











57 






Hình 3.10: Đường hồi quy so sánh hai phương pháp đối với chì trong mẫu 

đất 


a = -1,00; b = 1,02; r = 0,9999 

Các đại <strong>lượng</strong> thống kê tương ứng là: độ sai chuẩn SE a = 1,03; SE b = 0,004 

Giá trị chuẩn t với bậc tự do là 6, độ tin cậy 95 % là t bảng = 2,447 


a = -1,00 ± 2,52 b = 1,02 ± 0,0098 t tính = 173,19 

Kết quả này cho thấy giá trị t tính > t bảng nghĩa là 2 phương pháp cho kết 

quả đo phù hợp. 

Như vậy, hai phương pháp phân tích kết quả đo <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> tổng số <strong>Asen</strong> 

<strong>và</strong> <strong>Chì</strong> trong các mẫu nước <strong>và</strong> đất ở xung quanh khu vực mỏ sắt Trại Cau - 


Đồng Hỷ cho kết quả phù hợp. Với mẫu đất hệ số tương quan gần đến 1 đảm 

bảo cho kết quả phù hợp hơn kết quả đo mẫu nước <strong>và</strong> đất. 










58 

KẾT LUẬN 






Với mục đích ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử <strong>và</strong> phổ phát 

xạ nguyên tử để phân tích, điều tra xác <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> các kim loại nặng As, Pb 

trong đất <strong>và</strong> nước tại khu vực Mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ, chúng tôi đã tìm hiểu 

đối tượng, tham khảo tài liệu <strong>và</strong> lần lượt tiến hành khảo sát các điều kiện thích 

hợp rồi tiến hành phân tích mẫu thực tế. Luận văn thu được một số kết quả sau: 

1. Chọn được các điều kiện phù hợp của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử 

AAS700 <strong>và</strong> máy phổ phát xạ nguyên tử Agilent ICP- OES 5100 của Mỹ để xác 

<strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> As, Pb. 

2. <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> được khoảng tuyến tính <strong>và</strong> lập đường chuẩn của As, Pb bằng phép 

đo GF –AAS là: As từ 0,5 - 30 ppb <strong>và</strong> của Pb là 0,5 - 50 ppb. 

3. Đánh giá được sai số <strong>và</strong> độ lặp lại của phép đo GF – AAS. <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> được 

giới hạn phát hiện <strong>và</strong> giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của phép đo. Đối với As: LOD = 

0,024 ppb <strong>và</strong> LOQ = 0,081 ppb. Đối với Pb: LOD = 0,013 ppb <strong>và</strong> LOQ = 0,044 

ppb. 

4. Chọn được quy trình phù hợp để xử lý mẫu đất <strong>và</strong> nước. 

5. <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> được <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> As, Pb trong 11 mẫu nước <strong>và</strong> 08 mẫu đất tại khu 

vực Mỏ sắt Trại Cau - Đồng Hỷ <strong>và</strong> khu vực lân cận. 

Qua thực nghiệm cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (GF – 

AAS), ICP-OES là hai kỹ thuật phù hợp để xác <strong>định</strong> các nguyên tố có <strong>hàm</strong> 

<strong>lượng</strong> vết như As <strong>và</strong> Pb trong các mẫu nước <strong>và</strong> các mẫu đất với độ chính xác 

cao, độ lặp lại tốt <strong>và</strong> độ chọn lọc cao. 

Đất <strong>và</strong> nước tại khu vực Mỏ sắt Trại Cau có hiện tượng ô nhiễm kim loại 

nặng, đặc biệt là ô nhiễm <strong>Asen</strong> <strong>và</strong> <strong>Chì</strong>. Do đó cần những biện pháp tích cực hơn 

nữa để giảm thiểu tình trạng ô nhiễm <strong>Asen</strong> <strong>và</strong> <strong>Chì</strong> tại khu vực này. 











59 






TÀI LIỆU THAM KHẢO 

1. Nguyễn Việt Hưng, (2014) "Hiện trạng <strong>và</strong> giải pháp bảo vệ môi trường đất, 

nước, không khí khu vực bị ảnh hưởng bởi việc khai thác Mỏ sắt Trại Cau - 

Đồng Hỷ - Thái Nguyên". Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa Học, Đại Học Sư 

Phạm Thái Nguyên. 

2. Vũ Thị Thu Lê, (2010). "Phân tích <strong>và</strong> đánh giá <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> các kim loại đồng, 

chì, kẽm, cađimi trong nước mặt sông Cầu thuộc thành phố Thái Nguyên 

bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)”. Luận văn thạc 

sĩ Khoa học Hóa Học, Đại Học Sư Phạm Thái Nguyên. 

3. Trịnh Thị Thanh (2003), “Độc hại môi trường <strong>và</strong> sức khỏe con người”, Nxb 

Đại học Quốc gia Hà Nội. 

4. Hoàng Nhâm, (2001). “Hoá vô cơ Tập- 2”, Nxb Giáo dục. 

5. Đàm Thị Thanh Thủy, (2009). Luận án thạc sỹ khoa học Hóa học, Trường 

Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội. 

6. Hồ Viết Quý, (1999). “Các phương phân tích quang học trong hoá học”, Nxb 

ĐHQG Hà Nội. 

7. Nguyễn Thị Hân, (2010). “<strong>Xác</strong> <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> Cadimi <strong>và</strong> <strong>Chì</strong> trong một số 

loại rau xanh tại huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp phổ 

hấp thụ nguyên tử F – AAS”. Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa Học, Đại Học 

Sư Phạm Thái Nguyên. 

8. Dương Quang Phùng, (2009). “Một số phương pháp Phân tích Điện hóa”, 

Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội. 

9. Nguyễn Đình Dũng, (2012). " Đánh giá hiện trạng <strong>và</strong> đề xuất các giải pháp 

quản lý môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản tại mỏ sắt Trại 

Cau, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên " .Luận văn thạc sĩ Khoa học Môi 

trường, Đại Học Khoa học tự nhiên. 


10. Phạm Luận, (1999). “Giáo trình hướng dẫn về những vấn đề cơ sở của các 

kỹ thuật xử lí mẫu phân tích” - Phần I: những vấn đề chung, ĐHKHTN - 

ĐHQG Hà Nội. 










60 






11. Lê Đức Ngọc, (2001). “Xử lý số liệu <strong>và</strong> kế hoạch hóa thực nghiệm”, Nxb 

ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội. 

12. Bộ Tài nguyên <strong>và</strong> Môi trường, (2008). QCVN 08:2008/BTNMT Quy chuẩn 

kỹ thuật Quốc gia về chất <strong>lượng</strong> nước mặt. 

13. Bộ Tài nguyên <strong>và</strong> Môi trường, (2015). QCVN 03-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn 

kỹ thuật Quốc gia về giới hạn cho phép của một số kim loại nặng trong đất. 

14. Tạ Thị Thảo, (2008). "Giáo trình thống kê". 

15. Agency for Toxic Substances and Disease Registry - ATSDR, (2000). 

“Toxicological 

profile for manganese”, Department of Health and Human Services, Public 

Health Service, Atlanta, GA:U.S. 

16. Ashley Senn, Paul Milham (2007), "Managing cadmium in vegetables", 

NSW Department of Primary Industries' Plant Health Doagnostic and 

Analytical Services, 04/2007. 

17. D.H Han and J. H. Lee, (2004). "Effects of liming on uptake of lead and 

cadmium by Raphanus sativa", Archives of Environmental contamination 

and Toxicology, pp 488 - 493. Springer New York. 

18. E K Unnikrishnan, A K Basu, N Chattopadhyay & B Maiti, (2003). 

"Removal of arsenic from water by ferrous sulphide", Indian Journal of 

Chemical Technology , Vol. 

19. EU, (2001). Commision Regulation (ED) (No 466/2001), “Setting maximum 

levels for certain contaminants in food stuffs”. 

20. Goku M.Z.L, Akar M, Cevik F, Findik O., (2003). “Bioacumulation ofsome 

heavy metal (Cd, Fe, Zn, Cu) in two Bivalvia Species”, Faculy of Fisheries, 

Cukurova University, Adana, Turkey, 89 – 93. 

21. Greenwood N.N, Earnshaw A., (1997). “Chemistry of the elements” (2nd 


edition), Elservier, Great Britain. 

22. “Spotlight on Applications e-Zine”(2012), Special edition – Food & 

Beverage, PerkinElmer, USA. 










61 






23. S.Tu, Lena Ma, Abioye Fayiga, Edward Zillioux, (2004). Phytoremediation 

of Arsenic-Contaminated Groundwater by the Arsenic Hyperaccumulating 

Fern Pteris vittata L, International Journal of Phytoremediation, Volume 6, 

Number 1, January-March 2004, pp 35 – 47.

Xác định hàm lượng Chì và Asen trong một số mẫu đất và nước khu vực mỏ Trại Cau - Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử và phổ phát xạ nguyên tử

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?