Xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong mẫu nước sinh hoạt ở xã Cao Quảng-huyện Tuyên Hóa-tỉnh Quảng Bình bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (2018)

https://twitter.com/daykemquynhon 

plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn 

www.facebook.com/daykem.quynhon 

https://daykemquynhon.blogspot.com 

LỜI CẢM ƠN 

http://daykemquynhon.ucoz.com 

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

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

Trước hết, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy ThS. Trần Đức Sỹ, người 

đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, đồng thời 

đã bổ sung nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm cho em trong hoạt động nghiên 

cứu khoa học. 

Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến qúy thầy cô trường Đại học Quảng Bình, đặc 

biệt là qúy thầy cô bộ môn Hóa học, khoa Khoa học Tự nhiên đã giảng dạy và giúp đỡ em 

trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất 

cũng như thời gian để giúp em hoàn thành bài khóa luận này. 

Em xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ và nhân viên Trung tâm y tế dự phòng tỉnh 

Quảng Bình đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận. 

Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, tập thể lớp ĐHSP Hóa 

K56 đã động viên và giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận này. 

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài <strong>một</strong> cách hoàn chỉnh nhất, song do 

điều kiện thực tế cũng như hạn chế về mặt kiến thức và kinh nghiệm nên có thể có những 

sai sót mà bản thân em chưa nhìn thất được, rất mong nhận được sự đóng góp ýkiến từ 

qúy thầy cô và các bạn để khóa luận của em hoàn chỉnh hơn. 

Trân trọng cảm ơn! 

Quảng Bình, tháng 5 năm 2018 

Sinh viên 

Trương Thị Thu Hương 

DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - 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 

1 

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú 

www.facebook.com/daykemquynhonofficial 

www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial





LỜI CAM ĐOAN 




Em xin cam đoan <strong>số</strong> liệu và kết quả nghiên cứu trong bài khóa luận này là hoàn toàn 

trung thực.Đây là công trình nghiên cứu của chính em thực hiện dưới sự hướng dẫn của 

ThS. Trần Đức Sỹ. 

Chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung khoa học của công trình này. 

Quảng Bình, tháng 5 năm 2018 

Tác giả 

Trương Thị Thu Hương 






2 








MỤC LỤC 




LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 1 

LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... 2 

DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... 5 

DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................ 6 

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................ 7 

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 9 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 11 

1.1. Sơ lược về xã Cao Quảng ................................................................................... 11 

1.2. Khái quát về nguồn nước ngầm ......................................................................... 12 

1.2.1 Khái niệm nước ngầm ( nước dưới đất) ........................................................... 13 

1.2.2 Một <strong>số</strong> đặc điểm và cấu trúc của nguồn nước ngầm ....................................... 13 

1.2.3 Sự hình thành nước ngầm và các <strong>loại</strong> nước ngầm .......................................... 15 

1.2.4 Tầm quan trọng của nước ngầm ..................................................................... 15 

1.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ................................................................. 16 

1.3.1. Cơ sở lí thuyết ................................................................................................. 16 

1.3.2. Đối tượng chính và phạm vi áp dụng .............................................................. 16 

1.3.3. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử ................................................................ 17 

1.3.4. Nguyên tắc của phương pháp, thiết bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ... 19 

1.3.5. Cường độ vạch phổ ......................................................................................... 21 

1.3.6. Cấu trúc vạch phổ ........................................................................................... 23 

1.3.7. Ưu và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ......................... 25 

1.3.8. Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu ..................................................................... 25 

1.3.8.1. Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa ................................................. 26 

1.3.8.2. Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa ............................................... 27 

1.3.9. Một <strong>số</strong> yếu tố ảnh hưởng trong phép đo AAS ................................................. 28 

1.4. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử ..................................................................... 28 


1.5. Phân tích <strong>định</strong> lượng bằng AAS. ........................................................................ 30 

CHƯƠNG II. MỤC TIÊU – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 32 

2.1. Mục tiêu .............................................................................................................. 32 

3 















2.2. Thiết bị và dụng cụ ............................................................................................. 32 

2.3. Hóa chất ............................................................................................................. 32 

2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 33 

2.4.1. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 33 

2.4.2. Chuẩn bị mẫu .................................................................................................. 33 

2.4.3.Ghi chép lập hồ sơ khi lấy mẫu ........................................................................ 34 

2.4.4. Xử lý sơ bộ, quản lý và bảo quản mẫu phân tích ............................................ 35 

2.5. Tiến hành thí nghiệm .......................................................................................... 37 

2.6. Phương pháp <strong>định</strong> lượng.................................................................................... 38 

2.7.Kiểm soát chất lượng các phương pháp phân tích ............................................. 39 

2.7.1. Độ đúng ........................................................................................................... 40 

2.7.2. Độ lặp lại ......................................................................................................... 40 

2.7.3. <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn <strong>định</strong> lượng (LOQ) và độ nhạy 41 

2.8. Xử lí <strong>số</strong> liệu thực nghiệm .................................................................................... 41 

2.8.1. Tính sai <strong>số</strong> ....................................................................................................... 41 

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 46 

3.1. Xây dựng đường chuẩn, khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn <strong>định</strong> lượng ...... 46 

3.1.1. Xây dựng, đánh giá đường chuẩn trong phép đo đồng ................................... 46 

3.1.2. Xây dựng, đánh giá đường chuẩn trong phép đo mangan .............................. 47 

3.1.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn <strong>định</strong> lượng của đường chuẩn ....................... 49 

3.2. Kết quả phân tích hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng, mangan trong mẫu ..................... 51 

3.3. So sánh hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng và mangan ................................................... 52 

3.3.1. Vị trí lấy mẫu ................................................................................................... 52 

3.3.2. Thời gian lấy mẫu ........................................................................................... 54 

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 57 

1. Kết luận ................................................................................................................. 57 

2. Kiến nghị ............................................................................................................... 57 

TÀI LIỆU THAM KHẢO, PHỤ LỤC ........................................................................ 58 






4 








DANH MỤC BẢNG 




Bảng 2.1. Thời gian lấy mẫu nước giếng khoan tại xã Cao Quảng .......................... 34 

Bảng 2.2. Thông tin về các mẫu nước giếng khoan khu vực xã Cao Quảng ............ 35 

Bảng 2.3. Điều kiện đo F-AAS xác <strong>định</strong> đồng, mangan trong nước giếng khoan ... 38 

Bảng 2.4. Hàm lượng Me theo yếu tố khảo sát ......................................................... 42 

Bảng 2.5. Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều .......................................................... 43 

Bảng 3.2. Bảng ANOVA đánh giá các hệ <strong>số</strong> phương trình hồi quy sự phụ thuộc độ 

hấp thụ A vào nồng độ của đồng, với P = 0,95 ......................................................... 45 

Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ mangan .............................. 46 


hấp thụ A vào nồng độ của mangan,với P = 0,95 ..................................................... 47 


hấp thụ A vào nồng độ của mangan,với P = 0,95, b=0 ............................................. 47 

Bảng 3.6. Các giá trị a, b, Sy, LOD, LOQ ................................................................ 49 

Bảng 3.7. Kết quả phân tích hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> Cu, Mn trong <strong>một</strong> <strong>số</strong> mẫu nước 

sinh hoạt tại xã Cao Quảng – Huyện Tuyên Hóa ...................................................... 50 

Bảng 3.8. Hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trong các mẫu nước của 4 thôn ............................... 52 

Bảng 3.9. Kết quả phân tích hàm lượng đồng theo vị trí lấy mẫu (P=0,95) ............. 52 

Bảng 3.10. Kết quả phân tích hàm lượng đồng theo vị trí lấy mẫu(P=0,95) ............ 53 

Bảng 3.11. Hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> (mg/l) trong các mẫu nước của 4 thôn theo hai đợt 

lấy mẫu ...................................................................................................................... 53 

Bảng 3.12. Kết quả phân tích hàm lượng đồng theo thời gian lấy mẫu(P=0,95) ..... 54 

Bảng 3.13. Kết quả phân tích hàm lượng mangan theo thời gian lấy mẫu (P=0,95) 54 






5 








DANH MỤC HÌNH ẢNH 




Hình 1.1: Cấu trúc của <strong>một</strong> tầng nước ngầm ............................................................ 15 

Hình 1.2: Quá trình hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang của <strong>một</strong> nguyên tử ............... 18 

Hình 1.3: Sơ đồ khối của phổ kế hấp thụ nguyên tử (F-AAS) dùng ngọn lửa ......... 19 

Hình 1.4: Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ A và nồng độ Cx .......................... 23 

Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử............................................29 

Hình 1.6: Hệ thống máy hấp thụ nguyên tử AAS của hãng Analytik Jena (Đức) .... 30 

Hình 2.1: Sơ đồ chung về QA/QC trong lấy mẫu và phân tích ................................ 37 

Hình 3.1 : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ đồng .............. 46 

Hình 3.2 : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ mangan ……..48 






6 








DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 




TT Tiếng Việt Viết tắt 

1 Mangan Mn 

2 Đồng Cu 

3 Độ lệch chuẩn tương đối RSD 

4 Giới hạn phát hiện LOD 

5 Giới hạn <strong>định</strong> lượng LOQ 

6 Phần triệu Ppm 

7 Quang phổ hấp thụ phân tử UV- VIS 

8 Quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 

9 Quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS 

10 Đèn catot rỗng HCL 

11 Đèn phóng điện không cực EDL 

12 Đảm bảo chất lượng QA 

13 Kiểm soát chất lượng QC 

14 Mẫu đợt 1 chưa qua lọc M 11 -M 16 

15 Mẫu đợt 1 đã qua lọc M 21 -M 23 

16 Mẫu đợt 2 chưa qua lọc M 16 -M 110 

17 Mẫu đợt 2 đã qua lọc M 26 -M 210 






7 
















8 











Đặt vấn đề 

MỞ ĐẦU 

Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời <strong>số</strong>ng con người và động, 

thực vật. Nước không chỉ cần cho sự <strong>số</strong>ng mà nó còn dùng trong sinh hoạt, sản xuất 

nông nghiệp, sản xuất công nghiệp và toàn bộ những gì liên quan đến sự <strong>số</strong>ng. 

Trong khi đó với sư phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật và sự gia tăng 

dân <strong>số</strong>, môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm và cạn kiệt. Khi nguồn nước sạch trở 

nên khan hiếm, nguồn nước ngầm sẽ được đưa vào thay thể để phục vụ cho nhu cầu 

của sinh hoạt và sản xuất của con người. Cả nước hiện nay có khoảng gần 300 nhà 

máy có sử dụng nước ngầm, cùng với đó là vô vàn các giếng đào, giếng khoan tự 

phát của người dân vùng nông thôn tiếp cận với nguồn nước ngầm để phục vụ sản 

xuất, tưới tiêu và sinh hoạt. Điều đáng lo ngại là các giếng khoan, giếng đào này 

được người dân tự khai thác rồi đem vào sử dụng <strong>một</strong> cách tự do, chưa qua kiểm tra 

chất lượng, vì vậy họ không nhận thấy được những tác hại về lâu dài của nó. 

Theo rất nhiều chuyên gia môi trường, nước ngầm Việt Nam đang bị xâm hại 

nghiêm trọng bởi những hóa chất độc hại từ những nhà máy, xí nghiệp, khu công 

nghiệp và cả khu dân cư. Nước thải từ các nhà máy gây ảnh hưởng đến môi trường 

nước, nước lại ngấm vào đất gây ô nhiễm môi trường đất. Khí thải từ các nhà máy, 

xí nghiệp tích tụ trên bầu khí quyển, khi gặp mưa nó sẽ hòa tan và cuốn theo các 

chất khí độc hại và rơi xuống đất. Chất thải nông nghiệp như phân bón hóa học, 

thuốc bảo vệ thực vật và các chất thải rắn trên bề mặt mặt đât, khi gặp mưa cũng rỉ 

rác ngấm xuống đất. Tổng hợp mọi nguồn chất bẩn đều được tích lũy vào đất khiến 

cho nguồn nước ngầm trong lòng đất ngày càng ô nhiễm <strong>nặng</strong> nề, điều đó gây nên 

rất nhiều nguy hại cho sức khỏe con người, có thể là trực tiếp cũng có thể là gián 

tiếp thông qua lưới thức ăn. 

Vì vậy việc điều tra, khảo sát hiện trạng môi trường nước là rất cần thiết, từ 

đó đưa ra các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng sử dụng, bảo vệ sức khỏe cộng 


đồng. 





9 











Qua tìm hiểu thực tế, tại địa bàn xã Cao Quảng-Huyện Tuyên Hóa-Tỉnh 

Quảng Bình, ngoài 1 phần nước sạch được lấy từ khe ông Cụ, thì phần lớn người 

dân thường sử dụng nước giếng khoan để sinh hoạt. Vì điều kiện còn khó khăn nên 

đa <strong>số</strong> nước lấy từ giếng lên được đưa vào sử dụng trực tiếp mà không qua xử lí bằng 

bất cứ phương pháp lọc nào. Trong khi đó chỉ tiêu <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> <strong>nặng</strong> là <strong>một</strong> trong những 

chỉ tiêu quan trọng, đáng lưu tâm do có thể gây tác hại ở mức độ cao và lâu dài của 

chúng. 

Xuất phát từ các lí do trên chúng tôi chọn đề tài: “<strong>Xác</strong> <strong>định</strong> <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> <strong>một</strong> 

<strong>số</strong> <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> <strong>nặng</strong> trong mẫu nước sinh hoạt ở xã Cao Quảng-huyện Tuyên Hóatỉnh 

Quảng Bình bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử”. 

Trong giới hạn khóa luận tốt nghiệp,chúng tôi chọn đồng, mangan để nghiên 

cứu cứu và đánh giá bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 






10 











1.1. Sơ lược về xã Cao Quảng [3] 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 

Cao Quảng là <strong>một</strong> xã miền núi vùng cao, nằm về phía Đông Nam của huyện 

Tuyên Hóa, tỉnh Quảng Bình.Xã nằm trong địa hình tiếp giáp với 3 huyện, thị trấn 

và 8 xã. Phía Tấy Bắc giáp xã Phong Hóa, Đức Hóa, huyện Tuyên Hóa; phía Bắc 

giáp xã Châu Hóa, huyện Tuyên Hóa; phía Đông Bắc giáp xã Văn Hóa, huyện 

Tuyên Hóa; phía Nam giáp xã Quảng Sơn, thị trấn Ba Đồn; phía nam giáp xã Lâm 

Trạch, Xuân Trạch, huyện Bố Trạch, phía tây giáp xã Tân Hóa, huyện Minh Hóa. 

Xã có tổng diện tích tự nhiên 11,902 ha (119,02km 2 , bình quân 27 

người/km 2 ). Trong đó đất rừng tự nhiên và rừng trồng trên 10.000 ha (rừng trồng 

kinh tế 1370 ha chủ yếu là keo lai) còn lại là đất sản xuấtvà đất khác (đất sản xuất 

nông nghiệp và khả năng sản suất nông nghiệp 500 ha). Toàn xã có 905 hộ với tổng 

dân <strong>số</strong> 3220 nhân khẩu(nữ 1850 khẩu, từ 14 tuổi trở lên có 2434 khẩu. Số liệu có 

đến 31/3/2018). Xã được chia thành 9 thôn gồm: thôn Cao Cảnh, Chùa Bụt, Hợp 

Tiến, Phú Xuân, Quảng Hòa, Sơn Thủy, Tiến Mại, Vĩnh Xuân và thôn Tân Tiến, các 

thôn ở rải rác và cách trở nhau bở các khe suối, 

Thu nhập chủ yếu của người dân là sản xuất nông nghiệp và trồng rừng kinh 

tế, bình quân đầu người cuối năm 2017 là 19.000.000 đồng/người. Tổng sản lượng 

lương thực năm 2017 khoảng 700 tấn.Toàn xã có 317 hộ nghèo chiếm tỷ lệ 35,42%. 

1.2. Độc tính của các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> <strong>nặng</strong> 

Kim <strong>loại</strong> <strong>nặng</strong> có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn v.v... thường không 

tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa của cơ thể sinh vật, chúng được 

tích lũy trong cơ thể sinh vật và là nguyên nhân gây ra các bệnh về thần kinh, quái 

thai, vô sinh và ung thư… Ví dụ: 

+ Đồng (Cu) thúc đẩy sự hấp thu và sử dụng sắt để tạo thành hemoglobin của 

hồng cầu. Nếu thiếu đồng trao đổi sắt cũng sẽ bị ảnh hưởng, nên sẽ bị thiếu máu và 


sinh trưởng chậm. Ngoài ra, đồng còn tham gia vào việc sản xuất năng lượng, tạo 

melanin (sắc tố màu đen ở da), ôxy hóa acid béo. Đồng cần thiết cho chuyển hóa sắt 

11 















và lipid, có tác dụng bảo trì cơ tim, cần cho hoạt động của hệ thần kinh và hệ miễn 

dịch, góp phần bảo trì màng tế bào hồng cầu, góp phần tạo xương và biến năng 

Cholesterol thành vô hại. Trong cơ thể người có khoảng từ 80mg đến 99,4 mg đồng. 

Hiện diện trong bắp thịt, da, tủy xương, xương, gan và não bộ. Thiếu đồng gây thiếu 

máu, tăng cholesterol và sự phát triển bất thường ở xương.. Thiếu đồng còn gây 

dung nạp kém glucose. Thiếu đồng khi mang thai có thể khiến thai chậm phát triển 

hoặc phát triển bất thường. Là <strong>một</strong> bệnh hiếm (1/100.000), bệnh Menkes là do đột 

biến gen trên nhiễm sắc thể X, khiến nồng độ đồng và ceruloplasmin trong máu 

thấp, trong khi niêm mạc ruột, cơ, lách và thận lại tích lũy nhiều đồng [6]. 

+ Mangan (Mn) là <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đầu tiên được Gabriel Bertrand xem như nguyên 

tố vi lượng cơ bản đối với sự <strong>số</strong>ng. Mangan duy trì hoạt động của <strong>một</strong> <strong>số</strong> men quan 

trọng, tăng cường quá trình tạo xương và mô, ảnh hưởng đến sự tạo thành hoocmon 

tuyến yên, vitamin B 1 và vitamin C cần thiết cho quá trình tổng hợp protein, làm giảm 

lượng đường trong máu nên tránh được bệnh tiểu đường. Nếu thiếu hụt mangan sẽ làm 

giảm quá trình đông máu và tăng lượng cholestorol, ảnh hưởng đến sự chuyển giao 

thông tin di truyền. Sự chuyển hóa mangan bất thường có thể gây ra bệnh tiểu đường, 

bệnh béo phì...Tuy nhiên, nếu hàm lượng mangan vượt quá mức cho phép sẽ dẫn đến 

hiện tượng ngộ độc, gây rối loạn hoạt động thần kinh với biểu hiện rung giật kiểu 

Parkinson. Ngoài ra, mangan còn kích thích chuyển hóa chất béo, giảm cholesterol 

góp phần ngăn ngừa xơ vữa động mạch [7]. 

+ Bên cạnh đó còn có <strong>một</strong> <strong>số</strong> <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> khác như: asen (As) thường tích tụ 

trong các tầng nước ngầm, nó không gây ra mùi vị khó chịu vì vậy chúng ta không 

thể cảm nhận nó bằng các giác quan. Tuy vậy asen là <strong>một</strong> <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> rất độc, khi 

chúng xâm nhập vào cơ thể ở cả hàm lượng rất thấp cũng sẽ gây ra các bệnh như: 

hoại tử các vết loét ở tay, chân, làm rối loạn sắc tố da, sừng hóa gan bàn tay và là 

nguyên nhân của chứng đen da, thậm chí liên quan đến bệnh tiểu đường, tim mạch, 

ung thư da, chủ yếu dưới dạng u ác tính yếu khi hàm lượng asen tích lũy trong cơ 

thể cao [5]. 

Vì vậy việc đánh giá hàm lượng đồng và mangan trong môi trường nước sinh 


hoạt là cần thiết. 

1.3. Khái quát về nguồn nước ngầm [1] 

12 















1.3.1 Khái niệm nước ngầm ( nước dưới đất) 

Nước ngầm là <strong>một</strong> dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích 

bở rời như cặn, sạn, cát, bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, 

có thể khai thác cho các hoạt động <strong>số</strong>ng của con người. Theo độ sâu phân bố, có thể 

chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung 

của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng 

chảy ngầm theo địa hình. Có hai <strong>loại</strong> nước ngầm: Nước ngầm tầng mặt và nước 

ngầm tầng sâu. Nước ngầm tầng mặt không có lớp ngăn cách với bề mặt địa hình 

nên rất dễ bị ô nhiễm. Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được 

ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nươc. 

1.3.2 Một <strong>số</strong> đặc điểm và cấu trúc của nguồn nước ngầm 

1.3.2.1 Đặc điểm 

- Đặc điểm thứ nhất: Nước ngầm tiếp xúc trực tiếp và hoàn toàn với đất và 

nham thạch: nước ngầm có thể là các màng mỏng bao phủ các phần tử nhỏ bé của 

đất, nham thạch; là chất lỏng được chứa đầy trong các ống mao dẫn nhỏ bé giữa các 

hạt đất, đá; nước ngầm có thể tạo ra các tia nước nhỏ trong các tầng ngấm nước; 

thậm chí nó có thể tạo ra khối nước ngầm dày trong các tầng đất, nham thạch. 

Thời gian tiếp xúc của nước ngầm với đất và nham thạch lại rất dài nên tạo 

điều kiện cho các chất trong đất và nham thạch tan trong nước ngầm. Như vậy thành 

phần hoá học của nước ngầm chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hoá học của các 

tầng đất, nham thạch chứa nó. 

- Đặc điểm thứ 2: Các <strong>loại</strong> đất, nham thạch của vỏ quả đất chia thành các 

tầng lớp khác nhau. Mỗi tầng, lớp đó có thành phần hoá học khác nhau. Giữa các 

tầng, lớp đất, nham thạch thường có các lớp không thấm nước. Vì vậy nước ngầm 

cũng được chia thành các tầng, lớp khác nhau và thành phần hoá học của các tầng 

lớp đó cũng khác nhau. 


đều. 

- Đặc điểm thứ 3: Ảnh hưởng của khí hậu đối với nước ngầm không đồng 

13 















Nước ngầm ở tầng trên cùng, sát mặt đất chịu ảnh hưởng của khí hậu. Các 

khí hoà tan trong tầng nước ngầm này do nước mưa, nước sông, nước hồ… mang 

đến. Thành phần hoá học của nước ngầm của tầng này chịu ảnh hưởng nhiều của 

thành phần hoá học nước mặt do đó cũng chịu ảnh hưởng nhiều của khí hậu. 

Trái lại, nước ngầm ở tầng sâu lại ít hoặc không chịu ảnh hưởng của khí hậu. 

Thành phần hoá học của nước ngầm thuộc tầng này chịu ảnh hưởng trực tiếp của 

thành phần hoá học tầng nham thạch chứa nó. 

- Đặc điểm thứ 4: Thành phần của nước ngầm không những chịu ảnh hưởng 

về thành phần hoá học của tầng nham thạch chứa nó mà còn phụ thuộc vào tính chất 

vật lý của các tầng nham thạch đó. 

Ở các tầng sâu khác nhau, nham thạch có nhiệt độ và áp suất khác nhau nên 

chứa trong các tầng nham thạch đó cũng có nhiệt độ và áp suất khác nhau. 

Vì vậy nước ngầm ở các tầng rất sâu có thể có áp suất hàng ngàn N/m 2 và 

nhiệt độ có thể lớn hơn 373 0 K. 

- Đặc điểm thứ 5: Nước ngầm ít chịu ảnh hưởng của sinh vật nhưng chịu ảnh 

hưởng nhiều của vi sinh vật. 

Ở các tầng sâu do không có Oxy và ánh sáng nên vi sinh vật yếm khí hoạt 

động mạnh, chi phối nhiều nên thành phần hóa học của nước ngầm. Vì vậy thành 

phần hoá học của nước ngầm chứa nhiều chất có nguồn gốc vi sinh vật. 






14 








1.3.2.2 Cấu trúc của <strong>một</strong> tầng nước ngầm 




Hình 1.1: Cấu trúc của <strong>một</strong> tầng nước ngầm 

Cấu trúc của <strong>một</strong> tầng nước ngầm được chia ra thành các tầng như sau: 

- Tầng đất 

- Bề mặt trên gọi là mực nước ngầm hay gương nước ngầm. 

- Viền mao dẫn: là lớp nước mao dẫn phát triển ngay trên mặt nước ngầm. 

- Tầng nước ngầm: vùng chứa nước ngầm. 

1.3.3 Sự hình thành nước ngầm và các <strong>loại</strong> nước ngầm 

Nước trên mặt đất và trong ao, hồ, sông, biển gặp ánh sáng mặt trời bốc hơi 

thành hơi nước bay lên không trung, gặp lạnh hơi nước sẽ kết lại thành hạt to và rơi 

xuống thành mưa. Nước mưa rơi xuống mặt đất <strong>một</strong> phần chảy xuống sông, ao, hồ... 

<strong>một</strong> phần bốc hơi qua mặt đất, mặt nước và sự bốc thoát hơi qua lá, <strong>một</strong> phần ngấm 

dần xuống mặt đất đến tầng đất không thấm sẽ tích tụ lại thành nước ngầm. 

1.3.4 Tầm quan trọng của nước ngầm 

- Nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt như: ăn, uống, tắm giặt, sưởi ấm…. 






15 











- Nước ngầm phục vụ cho nông nghiệp: tưới hoa màu, cây ăn quả, các cây 

có giá trị kinh tế cao. 

- Con người có thể sử dụng nguồn nước ngầm để mở rộng các hoạt động sản 

xuất công nghiệp. 

- Nước ngầm có chất lượng tốt còn được sử dụng để chữa bệnh. Nước ngầm 

phục vụ cho sinh hoạt sẽ giảm hẳn các bệnh do nguồn nước mặt bị ô nhiễm như: 

đường ruột, bệnh phụ khoa, bệnh ngoài da… 

- Sử dụng nước ngầm giúp con người được giải phóng sức lao động do phải 

lấy nước xa nhà, tiết kiệm chi phí “đổi nước”, tiết kiệm thời gian nâng cao hiệu quả 

sản xuất. 

1.4. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử [4, 9] 

Trong khoảng 10 năm trở lại đây phương pháp này đã được sử dụng để xác 

<strong>định</strong> các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trong các mẫu quặng, đất, đá, nước khoáng, y học, sinh học, các 

sản phẩm nông nghiệp, rau quả, thực phẩm…có thể nói phương pháp phổ hấp thụ 

nguyên tử đã trở thành <strong>một</strong> phương pháp tiêu chuẩn để <strong>định</strong> lượng nhiều <strong>kim</strong> <strong>loại</strong>. 

1.4.1. Cơ sở lí thuyết 

Phép đo AAS dựa trên cơ sở lí thuyết là sự hấp thụ năng lượng (bức xạ đơn 

sắc) của các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức xạ đơn sắc qua 

đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ. 

1.4.2. Đối tượng chính và phạm vi áp dụng 

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

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

hữu cơ và vô cơ. Với các trang bị và kĩ thuật hiện nay bằng phương pháp này người 

ta có thể <strong>định</strong> lượng được hầu hết các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> (khoảng 70 nguyên tố) và <strong>một</strong> <strong>số</strong> phi 

<strong>kim</strong> đến giới hạn nồng độ cỡ ppm (microgram, 10 -6 g) bằng kĩ thuật F-AAS, đến 


nồng độ ppb (nanogam, 10 -9 g) bằng kĩ thuật ETA-AAS với sai <strong>số</strong> 15% .Với đối 

tượng đó, phương pháp phân tích này được sử dụng để xác <strong>định</strong> các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trong 

16 















các mẫu quặng, đất, đá, nước, khoáng, các mẫu của y học, sinh học, các sản phẩm 

nông nghiệp, rau quả, thực phẩm, các nguyên tố vi lượng trong phân bón, trong thức 

ăn gia súc,… 

- Đây là phương pháp tiêu chuẩn để <strong>định</strong> lượng nhiều nguyên tố. 

- <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> <strong>một</strong> <strong>số</strong> á <strong>kim</strong> và phi <strong>kim</strong> như: Si, P, S, Se, Te. Các phi <strong>kim</strong> như C, 

Cl, O, N không xác <strong>định</strong> được bằng AAS vì các vạch phân tích của các nguyên tố 

này nằm ngoài vùng phổ của máy AAS (190-900nm). 

- Một <strong>số</strong> chất được xác <strong>định</strong> bằng phương pháp gián tiếp do các chất này 

không có phổ hấp thụ nguyên tử (nhờ phản ứng hóa học trung gian có tính chất <strong>định</strong> 

lượng như phản ứng kết tủa, tạo phức,…). 

1.4.3. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử 

Như chúng ta đã biết, vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là 

phần tử cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố hoá học. Trong điều kiện 

bình thường nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng lượng dưới dạng các bức 

xạ. Lúc này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản. Đó là trạng thái bền vững và nghèo 

năng lượng nhất. Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu chúng ta chiếu <strong>một</strong> 

chùm tia sáng có những bước sóng (hay tần <strong>số</strong>) xác <strong>định</strong> vào đám hơi nguyên tử đó, thì 

các nguyên tử tự do đó sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất <strong>định</strong> ứng đúng với 

những tia bức xạ mà nó có thể phát ra được trong quá trình phát xạ của nó. Lúc này 

nguyên tử đã nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển lên trạng 

thái kích thích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản. Đó là tính chất đặc trưng của 

nguyên tử ở trạng thái hơi. Quá trình đó được gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của 

nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử. Phổ sinh ra trong quá 

trình này được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử. 

ta có: 

Nếu gọi năng lượng của nguồn bức xạ điện tử đã bị nguyên tử hấp thụ là 

E = E m - E 0 = hv hay 

c 

E h 

 

E thì 






17 











Trong đó: E 0 và E m là năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và 

trạng thái kích thích m; h là hằng <strong>số</strong> Planck; c là tốc độ ánh sáng trong chân 

không; là độ dài sóng của bức xạ hấp thụ. 

Như vậy, ứng với mỗi giá trị năng lượng 

E mà nguyên tử đã hấp thụ 

ta sẽ có <strong>một</strong> vạch phổ hấp thụ với độ dài sóng đặc trưng cho quá trình đó, 

nghĩa là phổ hấp thụ nguyên tử là phổ vạch. 

Quá trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhạy, các vạch phổ đặc 

trưng và các vạch phổ cuối cùng của các nguyên tố. 

Nếu kích thích nguyên tử bằng năng lượng E m ta có phổ phát xạ nguyên tử, 

bằng chùm tia đơn sắc ta có phổ hấp thụ nguyên tử. 

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, đám hơi nguyên tử của mẫu trong ngọn 

lửa hay trong cuvet graphit là môi trường hấp thụ bức xạ (hấp thụ năng lượng của tia 

bức xạ). Phân tử hấp thụ năng lượng của tia bức xạ hv và các nguyên tử tự do trong 

đám hơi nguyên tử đó. Do đó muốn có phổ hấp thụ nguyên tử, trước hết phải tạo ra 

được đám hơi nguyên tử tự do, sau đó chiếu vào nó <strong>một</strong> chùm tia sáng có những bước 

sóng nhất <strong>định</strong> ứng với các tia phát xạ nhạy của nguyên tố cần nghiên cứu. Khi đó các 

nguyên tử tự do sẽ hấp thụ năng lượng của chùm tia đó và tạo ra phổ hấp thụ nguyên 

tử (AAS) 

+ h 

( p h o t o n ) 

+ E 

( n h i ệt ) 

- h 

( p h o t o n ) 

H ấ p t h ụ P h á t x ạ H u ỳ n h q u a n g 

Hình 1.2: Quá trình hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang của <strong>một</strong> nguyên tử 

i 

+ h 

( p h o t o n ) 

E m 

E 0 

- h 

( p h o t o n ) 






18 











Trong đó: 

+ E o : Mức năng lượng ở trạng thái cơ bản. 

+ E m : Mức năng lượng ở trạng thái kích thích. 

+ E : Năng lượng nhận vào (kích thích). 

+ (+hυ): Photon kích thích. 

+ (-hυ): Photon phát xạ. 

1.4.4. Nguyên tắc của phương pháp, thiết bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử 

Thiết bị cần có: Nguồn bức xạ điện tử đơn sắc (đèn catot rỗng) HCL (Hollow 

Cathode Lamp); đèn đốt hỗn hợp khí nhiên liệu và khí oxi hóa, máy tạo bức xạ điện 

tử đơn sắc (bằng lăng kính hay cách tử), detector quang và cấu trúc ghi phổ. 

Hình 1.3: Sơ đồ khối của phổ kế hấp thụ nguyên tử (F-AAS) dùng ngọn lửa 

Trong đó: 

I o 

1 3 4 5 

I 

1. Nguồn bức xạ đơn sắc (HCL); 

2. Đèn; 

3. Máy tạo bức xạ điện tử đơn sắc; 

4. Detector quang; 

5. Cấu trúc ghi phổ. 

Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của <strong>một</strong> nguyên tố cần 

phải thực hiện các quá trình sau: 

2 

Ngọn lửa 


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

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

do. Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu. 

19 















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

đám hơi nguyên tử tự do vừa điều chế được ở trên. Ở đây, phần cường độ của chùm 

tia sáng đã bị <strong>một</strong> <strong>loại</strong> nguyên tử hấp thụ là phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi 

trường hấp thụ. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích 

được gọi là nguồn phát xạ đơn sắc hay phát xạ cộng hưởng. 

3. Hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân li và chọn 

vạch phổ hấp thụ nguyên tử đặc trưng của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ 

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

nguyên tử. Trong <strong>một</strong> giới hạn nhất <strong>định</strong> của nồng độ C giá trị ảnh hưởng cường độ 

này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích theo 

phương trình : 

A 

 

K 

 

I 

. l. 

C lg 

I 

0 

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử thường dùng chủ yếu 4 <strong>loại</strong> nguồn 

phát tia bức xạ đơn sắc là: 

- Đèn catot rỗng. 

- Đèn phóng điện không điện cực. 

- Đèn phát phổ liên tục đã được biến điệu (D 2 – Lamp, W – Lamp). 

- Các <strong>loại</strong> nguồn đơn sắc khác. 

Trong các <strong>loại</strong> đèn trên, đèn HCL được dùng phổ biến nhất. Đèn HCL chỉ 

phát ra những tia phát xạ nhạy của nguyên tố <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> làm catot rỗng. Các vạch phát 

xạ của <strong>một</strong> nguyên tố thường là các vạch cộng hưởng. Do vậy đèn catot rỗng cũng 

được gọi là nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng. Nó là phổ phát xạ của nguyên tố 

trong môi trường khí kém. 

Về cấu tạo, đèn catot rỗng gồm 3 bộ phận chính: 

1. Thân đèn và cửa sổ S (thủy tinh hay thạch anh, trong suốt vùng UV-VIS); 

2. Các điện cực anot và catot; 

3. Khí chứa trong đèn (khí trơ: He, Ar hay Ne). 


Anot: W, Pt; catot: ống rỗng, đường kính 3-5mm, chiều dài 5-6mm từ <strong>kim</strong> 

<strong>loại</strong> cần phân tích (99,9%). 

20 















Nguồn nuôi đèn: đèn được đốt nóng đỏ để phát ra chùm tia phát xạ cộng 

hưởng nhờ nguồn điện <strong>một</strong> chiều ổn <strong>định</strong> (thế 200-220V và I = 3-50mA). 

Cơ chế làm việc của đèn HCL: Khi đèn HCL làm việc, catot được nung đỏ, giữa 

catot và anot xảy ra sự phóng điện liên tục. Do sự phóng điện đó (U = 300-350V) mà <strong>một</strong> 

<strong>số</strong> phân tử khí trơ bị ion hóa. Các ion khí trơ vừa được sinh ra sẽ tấn công vào catot làm 

bề mặt catot nóng đỏ và <strong>một</strong> <strong>số</strong> nguyên tử <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trên bề mặt catot bị hóa hơi và nó trở 

thành những <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> tự do. Khi đó dưới tác dụng của nhiệt độ trong đèn HCL đang được 

đốt nóng đỏ, các nguyên tử <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> này bị khích thích và phát ra phổ phát xạ của nó. Đó 

chính là phổ vạch của chính <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> làm catot rỗng. Nhưng vì điều kiện đặc biệt của môi 

trường khí trơ có áp suất rất thấp, nên phổ phát xạ đó chỉ bao gồm các vạch nhạy của <strong>kim</strong> 

<strong>loại</strong> mà thôi. Đó chính là sự phát xạ của <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trong môi trường khí kém. Chùm tia 

phát xạ này là tia đơn sắc chiếu qua môi trường hấp thụ để thực hiện phép đo phổ hấp thụ 

nguyên tử. 

Thường dùng đèn đơn nguyên tố (phát xạ 1 nguyên tố). Ngoài ra còn dùng 

đèn hai nguyên tố (Cu + Mg), (Cu + Cr), (Co + Ni), (K + Na), (Cu + Pb), đèn ba 

nguyên tố (Cu + Pb +Zn), đèn sáu nguyên tố (Cu + Mn + Cr + Fe + Co + Ni). Tuy 

nhiên, những đèn đơn có độ nhạy cao nhất. 

1.4.5. Cường độ vạch phổ 

Nghiên cứu sự phụ thuộc cường độ dòng ánh sáng bị hấp thụ của <strong>một</strong> nguyên 

tố vào nồng độ C của nguyên tố đó trong mẫu phân tích, người ta thấy rằng trong 

phổ hấp thụ nguyên tử vùng nồng độ C nhỏ, mối quan hệ giữa cường độ của tia sáng 

bị hấp thụ và nồng độ của nguyên tố đó trong đám hơi tuân theo <strong>định</strong> luật Lambert- 

Beer, nghĩa là nếu chiếu <strong>một</strong> chùm sáng cường độ ban đầu là I o qua đám hơi nguyên 

tử tự do của nguyên tố phân tích nồng độ là N và bề dày L (cm), cường độ chùm 

sáng đi ra khỏi đám hơi là I, thì chúng ta có: 

I 

A = lg 0 

= K a NL I 


Trong đó K a là hệ <strong>số</strong> hấp thụ nguyên tử đặc trưng cho từng bước sóng của 

ánh sáng bị hấp thụ và bản chất của nguyên tử. Độ hấp thụ quang A phụ thuộc vào 





21 











nồng độ nguyên tử N và vào bề dày L của lớp hấp thụ. Trong máy đo phổ hấp thụ, L 

cố <strong>định</strong> nên A chỉ còn phụ thuộc N trong môi trường hấp thụ. 

Tức là: 

A = KN 

Trong đó K là hệ <strong>số</strong> thực nghiệm, phụ thuộc vào: K a , bề dày lớp hấp thụ và 

vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ. 

Giữa N và nồng độ C của nguyên tố trong mẫu có mối quan hệ với nhau rất 

phức tạp, nó phụ thuộc vào các điều kiện nguyên tử hoá mẫu, thành phần vật lí, hoá 

học của mẫu phân tích và được tính theo biểu thức sau: 

F.W.s.n 

N = 3.10 21 

R o 

Q. T. 

n C b 

T 

Đây là công thức tổng quát tính giá trị N trong ngọn lửa nguyên tử hoá mẫu 

theo Winefordner và Vicker. Trong đó : 

F là tốc độ dẫn mẫu vào hệ thống nguyên tử hoá (ml/phút). 

W là hiệu suất aerosol hóa mẫu. 

s là hiệu suất nguyên tử hoá. 

n Ro là <strong>số</strong> phần tử khí ở nhiệt độ ban đầu, T o ( K). 

n T là <strong>số</strong> phân tử khí ở nhiệt độ T (K) của ngọn lửa nguyên tử hoá. 

Q là tốc độ của dòng khí mang mẫu vào buồng aerosol hoá (lít/phút). 

C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong dung dịch mẫu. 

Nhiều kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, trong <strong>một</strong> giới hạn nhất <strong>định</strong> của 

nồng độ C, mối quan hệ giữa N và C được biểu thị bằng biểu thức:N= K i C b 

Trong đó K i là hằng <strong>số</strong> thực nghiệm, nó phụ thuộc vào tất cả các điều kiện 

hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu, b được gọi là hằng <strong>số</strong> bản chất, nó phụ thuộc vào 

nguyên tố và bước sóng của dòng sáng, b ≤ 1; b=1 khi nồng độ C nhỏ và ứng với 

mỗi vạch phổ của mỗi nguyên tố phân tích ta luôn luôn tìm được <strong>một</strong> giá trị C x = C o 

để b ban đầu nhỏ hơn 1, nghĩa là ứng với: 

tính. 

+ Vùng nồng độ Cx < Co thì b=1: Cường độ vạch phổ và nồng độ Cx là tuyến 


+ Vùng nồng độ C x > C o thì 0








 

Hình 1.4: Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ A và nồng độ Cx 

AB: vùng tuyến tính (b=1), BC: vùng không tuyến tính (b








Trong đó t m là thời gian của nguyên tử ở trạng thái kích thích m. 

Đa <strong>số</strong> các trường hợp độ rộng tự nhiên của vạch phổ hấp thụ 

không vượt quá 1.10 -3 cm -1 . 

* Độ rộng kép H d : Độ rộng này được quyết <strong>định</strong> bởi sự chuyển động nhiệt 

của nguyên tử tự do trong môi trường hấp thụ theo hướng cùng chiều hay ngược 

chiều với chuyển động của phôton trong môi trường đó. Vì thế nó phụ thuộc nhiều 

vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ. Một cách gần đúng độ rộng kép được tính theo 

công thức: 

H d 

= 1,76.10 5 

0 

T 

M 

Trong đó: T là nhiệt độ của môi trường hấp thụ (K), M là nguyên tử lượng 

của nguyên tố hấp thụ bức xạ và 

0 

là tần <strong>số</strong> trung tâm của vạch phổ hấp thụ. 

Độ rộng này của hầu hết các vạch phổ hấp thụ nguyên tử thường nằm trong 

khoảng từ n.10 -3 cm -1 đến n.10 -1 cm -1 . 

* Độ rộng Lorenz H L : Độ rộng này được quyết <strong>định</strong> bởi sự tương tác của các 

phần tử khí có trong môi trường hấp thụ với sự chuyển mức năng lượng của nguyên 

tử hấp thụ bức xạ ở trong môi trường hấp thụ đó. 

thụ. 

Độ rộng Lorenz được tính theo công thức: 

H L 

= 12,04.10 23 2 

2 1 1 

.P. ( ) 

RT 

A M 

Trong đó P là áp lực khí và M là phân tử lượng của khí đó trong môi trường hấp 

* Độ rộng của cấu trúc tinh vi H c : Khi đám hơi nguyên tử hấp thụ năng lượng 

được đặt trong <strong>một</strong> từ trường hay trong <strong>một</strong> điện trường thì yếu tố này thể hiện rõ. 

Công thức trên là công thức tổng quát đầy đủ cho độ rộng của vạch phổ hấp thụ 

nguyên tử. Nhưng trong thực tế của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử khi không có tác 

dụng của từ trường ngoài và với các máy quang phổ có độ tán sắc nhỏ hơn 2 A o / mm, thì 

lí thuyết và thực nghiệm chỉ ra rằng: độ rộng chung của <strong>một</strong> vạch hấp thụ chỉ do ba thành 


phần đầu (chiếm 95%) của biểu thức quyết <strong>định</strong>, nghĩa là: 

H t = H n + H d + H L 

24 















Điều này hoàn toàn đúng đối với các vạch phổ cộng hưởng trong điều kiện 

môi trường hấp thụ có nhiệt độ từ 1600-3500 o C và áp suất 1atm. 

Phương pháp nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa có độ nhạy rất cao. 

1.4.7. Ưu và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 

1.3.7.1. Ưu điểm 

Phép đo có độ nhạy và độ chọn lọc cao nên được sử dụng rộng rãi trong 

nhiều lĩnh vực để xác <strong>định</strong> vết các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong>, đặc biệt trong phân tích các nguyên tố 

vi lượng. 

Do có độ nhạy cao nên trong nhiều trường hợp không cần làm giàu nguyên tố 

xác <strong>định</strong> trước khi phân tích. 

Có thể xác <strong>định</strong> đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong <strong>một</strong> mẫu. Các 

kết quả phân tích ổn <strong>định</strong>, sai <strong>số</strong> nhỏ ( 15%). 

1.3.7.2. Nhược điểm 

Phải có <strong>một</strong> hệ thống máy đắt tiền.Vì có độ nhạy cao nên sự nhiễm bẩn có 

thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích hàm lượng vết.Vì thế môi trường trong phòng 

thí nghiệm phải không có bụi, các dụng cụ phải sạch, có độ chính xác tiêu chuẩn và 

hoá chất phải có độ tinh khiết cao. 

Phương pháp chỉ cho biết thành phần nguyên tố mà không cho biết trạng thái 

liên kết trong mẫu.Vì thế đây chỉ là phương pháp phân tích nguyên tố. 

1.4.8. Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu 

Nguyên tử hoá mẫu phân tích là <strong>một</strong> công việc hết sức quan trọng của phép 

đo phổ hấp thụ nguyên tử, bởi vì chỉ có các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi mới cho 

phổ hấp thụ nguyên tử, nghĩa là <strong>số</strong> nguyên tử tự do trong trạng thái hơi là yếu tố 

quyết <strong>định</strong> cường độ vạch phổ hấp thụ và quá trình nguyên tử hoá mẫu thực hiện tốt 

hay không tốt đều có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích <strong>một</strong> nguyên tố. Mục 

đích của quá trình này là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích 

với hiệu suất cao và ổn <strong>định</strong> để phép đo đạt kết quả chính xác và có độ lặp lại cao. 


Đáp ứng mục đích đó ngày nay người thường dùng hai kĩ thuật đó là kĩ thuật hoá 





25 











mẫu trong ngọn lửa đèn khí (F-AAS) và kĩ thuật hoá mẫu không ngọn lửa (ETA - 

AAS). 

1.4.8.1. Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa 

Theo kĩ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để 

hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích.Vì thế mọi quá trình xảy ra phụ thuộc vào 

các đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu là nhiệt độ của ngọn 

lửa.Đó là yếu tố quyết <strong>định</strong> hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích và mọi yếu tố 

ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của 

phương pháp phân tích. 

Nguyên tử hoá mẫu bằng đèn khí, trước hết ta chuẩn bị mẫu ở trạng thái dung 

dịch. Sau đó dẫn dung dịch mẫu vào ngọn đèn khí để nguyên tử hoá mẫu. Quá trình 

nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa xảy ra theo hai bước kế tiếp nhau. 

Bước 1: Phun dung dịch mẫu thành thể các hạt nhỏ sương mù cùng với khí 

mang và khí cháy, đó là các sol khí (aerosol), quá trình này gọi là aerosol hoá. Tốc độ 

dẫn dung dịch, dẫn khí và kĩ thuật của quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả 

phân tích. 

Bước 2: Dẫn hỗn hợp aerosol vào đèn đốt để nguyên tử hoá. Khí mang là <strong>một</strong> 

trong hai khí để đốt, thường là không khí, oxi hay N 2 O. Tác dụng nhiệt của ngọn lửa 

trước hết làm bay hơi dung môi dùng để hoà tan mẫu và các chất hữu cơ (nếu có). 

Lúc đó mẫu còn lại là các hạt rắn rất nhỏ trong ngọn lửa.Tiếp đó là quá trình hoá hơi 

và nguyên tử hoá các hạt mẫu khô đó. Quá trình này xảy ra theo hai cơ chế chính 

sau: 

Nếu năng lượng (nhiệt độ) hoá hơi (E hh ) của các hợp phần có trong mẫu nhỏ 

hơn năng lượng nguyên tử hoá (E n ) của nó thì xảy ra theo cơ chế 1. 

Cơ chế 1: Me x R y (r) → Me x R y (k) → xMe (k) + yR(k) 

Me (k) + h → phổ AAS 

Nói chung các muối halogen (trừ F), muối axetat, <strong>một</strong> <strong>số</strong> muối nitrat, <strong>một</strong> <strong>số</strong> 

muối sunphat của <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> thường xảy ra theo cơ chế này. Cơ chế này cho phép đo 


AAS có độ nhạy cao và ổn <strong>định</strong>. 

Ngược lại (E hh >E n ) thì sẽ xảy ra theo cơ chế 2. 

26 















Cơ chế 2 : Me x R y (r) → xMe (r) + yR(k)→ x Me (k) 

Me (k) + h → phổ AAS 

Các <strong>loại</strong> hợp chất muối của <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> với sunphat, photphat, silicat, flo thường 

theo cơ chế 2. Cơ chế này không ổn <strong>định</strong> nên phép đo AAS kém ổn <strong>định</strong>. Vì thế 

người ta thường thêm vào mẫu các muối halogen hay axetat của <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> kiềm làm 

nền để hướng các quá trình xảy ra theo cơ chế 1 ưu việt và có lợi hơn. 

1.4.8.2. Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa 

Ra đời sau kĩ thuật nguyên tử hoá trong ngọn lửa, nhưng kĩ thuật này được phát 

triển rất nhanh và hiện nay đang được ứng dụng rất phổ biến vì kĩ thuật này cung cấp cho 

phép đo AAS có độ nhạy rất cao mức ng - ppb, có khi gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần 

phép đo trong ngọn lửa. Do đó khi phân tích lượng vết các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trong nhiều trường 

hợp không cần thiết phải làm giàu các nguyên tố cần phân tích. Đặc biệt là khi xác <strong>định</strong> 

các nguyên tố vi lượng trong các <strong>loại</strong> mẫu của y học, sinh học, dược phẩm, thực phẩm, 

nước giải khát… 

Tuy có độ nhạy cao nhưng trong <strong>một</strong> <strong>số</strong> trường hợp độ ổn <strong>định</strong> của phép đo 

không ngọn lửa kém phép đo trong ngọn lửa do ảnh hưởng của phổ nền. Để khắc 

phục vấn đề trên người ta lắp thêm hệ thống bổ chính nền vào máy đo phổ hấp thụ. 

Đặc điểm nữa của phép đo không ngọn lửa là cần lượng mẫu tương đối nhỏ từ 20-50 

L . 

Về nguyên tắc là quá trình nguyên tử hoá xảy ra tức khắc trong thời gian rất 

ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn 200 ÷ 500A và trong môi trường 

khí trơ. Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro 

hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet. 

Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết <strong>định</strong> mọi sự diễn biến của quá 

trình hoá mẫu. 

+Sấy khô mẫu: Giai đoạn này rất cần thiết nhằm đảm bảo cho dung môi 

hoà tan mẫu bay hơi nhẹ nhàng và hoàn toàn, nhưng không làm mất mẫu do bị 

bắn, nhiệt độ sấy: 80-150 o C, thời gian sấy 20-30 giây. 


+ Tro hoá luyện mẫu: Mục đích chính là để đốt cháy (tro hoá) các hợp chất 

hữu cơ và mùn có trong mẫu sau khi đã sấy khô, đồng thời cũng là để nung luyện 

27 















mẫu ở <strong>một</strong> nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hoá tiếp theo đạt hiệu suất cao 

và ổn <strong>định</strong>. Nhiệt độ tro hoá: 400-1500 o C, thời gian 20-30 giây. 

+ Nguyên tử hoá: Giai đoạn này được thực hiện sau giai đoạn sấy và tro hoá 

song lại bị ảnh hưởng bởi hai giai đoạn trên, thời gian thực hiện giai đoạn này ngắn, 

thường vào khoảng 3 ÷ 6 giây, tốc độ tăng nhiệt rất lớn. 

Nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá của mỗi nguyên tố rất khác nhau. Mỗi 

nguyên tố cần <strong>một</strong> nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá giới hạn của nó. 

Thường dùng các phương pháp không dùng ngọn lửa sau: dùng lò graphit, 

dùng hồ quang điện, dùng tia lửa điện và dùng plasma tần <strong>số</strong> vô tuyến (cao tần). 

1.4.9. Một <strong>số</strong> yếu tố ảnh hưởng trong phép đo AAS 

Những yếu tố đó là: Sự hấp thụ nền; sự xen phủ các vạch phổ; sự hấp thụ của 

các hạt rắn; độ nhớt và sức căng bề mặt ngoài của dung dịch mẫu; hiệu ứng lưu lại; 

sự ion hóa của chất phân tích; sự phát xạ của nguyên tố phân tích. 

Các yếu tố hóa học: Nồng độ axit và <strong>loại</strong> axit trong dung dịch mẫu; ảnh 

hưởng của các cation trong mẫu; ảnh hưởng của các anion trong mẫu; thành phần 

nền của mẫu; ảnh hưởng của dung môi hữu cơ. 

Bảng 2.1. Sự xen lẫn và sự trùng vạch của các nguyên tố [9] 

Nguyên tố và vạch phân 

tích (nm) 

28 

Nguyên tố có vạch chen lấn 

Vạch chen lấn 

Nồng độ xuất hiện sự 

xen lấn (ppm) 

Cu – 324,754 Eu - 324,753 254 

1.5. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử 

mẫu: 

- Nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng của nguyên tố cần phân tích: Thường là 

đèn catot rỗng hoặc đèn phóng điện không cực 

- Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích, có hai <strong>loại</strong> kỹ thuật nguyên tử hóa 


+ Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa, sử dụng khí C 2 H 2 và không khí nén 

hoặc oxit nitơ (N 2 O), gọi là Flame AAS. 















+ Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa, sử dụng lò đốt điện, gọi là ETA- 

AAS (Electro -Thermal-Atomization AAS). 

- Bộ đơn sắc có nhiệm vụ thu nhận, phân ly và ghi tính hiệu bức xạ đặc 

trưng sau khi được hấp thu. 

- Hệ điện tử/ máy tính để điều khiển và xử lý <strong>số</strong> liệu. 

Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử 

1. Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc. 

2. Hệ thống nguyên tử hoá mẫu. 

3. Hệ thống phân li quang học và ghi nhận tín hiệu. 

4. Bộ phận khuyếch đại và hiển thị kết quả đo. 

5. Máy tính điều khiển. 

Máy AAS có thể phân tích các chỉ tiêu trong mẫu có nồng độ từ ppb - 

ppm.Mẫu phải được vô cơ hóa thành dung dịch rồi phun vào hệ thống nguyên tử 

hóa mẫu của máy AAS.Khi cần phân tích nguyên tố nào thì ta gắn đèn cathode rỗng 

của nguyên tố đó. Một dãy dung dịch chuẩn của nguyên tố cần đo đã biết chính xác 

nồng độ được đo song song. Từ các <strong>số</strong> liệu đo được ta sẽ tính được nồng độ của 

nguyên tố cần đo có trong dung dịch mẫu đem phân tích. 

Ưu điểm của máy AAS : 

Độ chính xác của máy AAS cao. 


Độ lặp lại rất tốt. 

Độ nhạy: rất nhạy, đo dược hàm lượng tới ppb (microgam/ kg). 

Chi phí đầu tư thấp so với máy ICP-OES. 

29 












Phân tích được rất nhiều nguyên tố và thời gian phân tích nhanh. 




Hình 1.6: Hệ thống máy hấp thụ nguyên tử AAS của hãng Analytik Jena 

1.6. Phân tích <strong>định</strong> lượng bằng AAS[5, 9] 

(Đức) 

Việc xác <strong>định</strong> <strong>định</strong> lượng theo AAS dựa trên phương trình của <strong>định</strong> luật 

Bouguer-Lambert-Beer: 

A 

Trong đó: 

bước sóng . 

sóng . 

I 

. l. 

C lg 

I 

 

A là độ hấp thụ. 

N là nồng độ nguyên tử chất phân tích trong lớp hơi 

Việc xác <strong>định</strong> <strong>định</strong> lượng được thực hiện theo các phương pháp sau: 

- Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn). 

- Phương pháp thêm tiêu chuẩn. 

30 

0 

I 0 , I là cường độ bức xạ trước và sau khi bị các nguyên tử hấp thụ tại 

là hệ <strong>số</strong> hấp thu nguyên tử tùy thuộc vào từng nguyên tố tại bước 

l là độ dày lớp hơi nguyên tử. 
















- Phương pháp đồ thị không đổi. 

- Phương pháp dùng <strong>một</strong> mẫu chuẩn. 

Các kiểu phương pháp phân tích theo AAS. 

- Phương pháp phân tích trực tiếp cho chất có phổ hấp thụ nguyên tử. 

- Các phương pháp phân tích gián tiếp cho chất không có phổ AAS. 






31 











2.1. Mục tiêu 

CHƯƠNG II. MỤC TIÊU – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 

- Thu thập tài liệu có liên quan đến về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước, đặc 

biệt là phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác <strong>định</strong> hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> 

(Cu, Mn), các quy chuẩn Quốc gia do Bộ Y tế, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông 

thôn ban hành. 

- <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> hàm lượng <strong>một</strong> <strong>số</strong> <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> (Cu, Mn) trong nước giếng khoan ở 

khu vực xã Cao Quảng, huyện Tuyên Hóa, tỉnh Quảng Bình. 

- Đưa ra <strong>số</strong> liệu và kết luận đánh giá thực trạng về hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> 

trongnước giếng khoan. Từ đó so sánh với các quy chuẩn cho phép <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trong 

thực phẩm của Bộ Y tế, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn làm cơ sở cho việc 

sử dụng nước sinh hoạt theo hướng an toàn và bền vững. 

2.2. Thiết bị và dụng cụ 

- Các thiết bị của phòng thí nghiệm thông thường. 

- Phổ kế hấp thụ nguyên tử, được gắn với các đèn catot rỗng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> thích 

hợp hoặc là đèn nạp không điện cực, và có bộ phận phù hợp để cho phép điều chỉnh 

độ hấp thu không đặc trưng và có đèn phun khí với ngọn lửa axetylen - không khí. 

- Điều chỉnh tất cả các thông <strong>số</strong> của thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất. 

- Tất cả các dụng cụ thuỷ tinh phải được súc rửa bằng axit nitric (*) sau đó 

tráng bằng nước. 

-Thiết bị bảo hộ, an toàn lao động: gang tay, áo blu, khẩu trang,… 

2.3. Hóa chất 

Tất cả các thuốc thử phải <strong>loại</strong> tinh khiết phân tích sao cho việc sử dụng chúng 

không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép thử. Sử dụng nước đã khử ion hoặc 

nước cất có chứa nồng độ của <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> cần xác <strong>định</strong> nhỏ tới mức không thể phát 


hiện khi phân tích bằng phép thử trắng. 

- Axit nitric, ρ = 1,4 g/ml. (*) 

32 















- Axit nitric, C(HNO 3 ) ≈ 1,5 mol/l và axit nitric, C(HNO 3 ) ≈ 0,021 mol/l 

Thêm 100 ml axit nitric (*) vào 600 ml nước và pha loãng với nước tới 1000 ml. 

-Axit nitric, C(HNO 3 ) ≈ 0,03 mol/l 

Thêm 1 ml axit nitric (*) vào 400 ml nước và pha loãng với nước tới 500 ml. 

lít. 

-Các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong>, các dung dịch chuẩn tương ứng với 1,000 g <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trên <strong>một</strong> 

+ Đối với mỗi nguyên tố cần xác <strong>định</strong>, cân 1,000 g <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> tinh khiết và hoà 

tan trong axit nitric (*), đun nóng đến khi hoà tan hoàn toàn. Để nguội và chuyển 

từng dung dịch sang bình <strong>định</strong> <strong>một</strong> vạch dung dịch 1000 ml, pha loãng với nước 

tới vạch và lắc đều. 

+ Để chuẩn bị các dung dịch chuẩn, cho phép sử dụng các muối <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> với 

thành phần chính xác biết trước. 

+ Bảo quản từng dung dịch chuẩn trong chai polyetylen hoặc bằng thuỷ tinh 

bo silicat, 1 ml của mỗi dung dịch chuẩn này chứa 1,00 miligam <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> tương ứng. 

2.4. Phương pháp nghiên cứu 

2.4.1. Phạm vi nghiên cứu 

- Phạm vi nghiên cứu: Một <strong>số</strong> hộ có giếng khoan thuộc khu vực xã Cao 

Quảng, huyện Tuyên Hóa, tỉnh Quảng Bình. 

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 10 năm 2017 đến tháng 04 năm 2018 (trong 

đó tháng đầu tiên là nghiên cứu tài liệu; 4 tháng tiếp theo là lấy mẫu nước giếng 

khoan và tiến hành phân tích, đánh giá; tháng cuối cùng là viết bài). 

2.4.2. Chuẩn bị mẫu 

* Tiến hành lấy mẫu 

- Cho máy bơm chạy khoảng 5 phút để rửa sạch đường ống và xả bỏ hết nước 


cũ, bọt khí trong ống dẫn ra ngoài để đảm bảo nước bơm lên không chứa bọt khí và 

ở tầng ngầm. 





33 








- Tráng bình đựng mẫu vài lần bằng nước ở nơi lấy mẫu sau đó mới tiến hành 

lấy mẫu trực tiếp hoặc cho vào xô rồi lấy mẫu. 




- Sau khí cho mẫu nước vào chai đựng mẫu xong , nhanh chống vặn chặt nút 

chai, bảo quản trong đá lạnh, tránh rò rỉ và làm nhiễm bẩn mẫu. 

- Ghi nhãn 

- Cuối cùng vận chuyển mẫu về phòng thí nghiệm. 

Cách lấy mẫu: việc lấy mẫu được thực hiện theo quy <strong>định</strong> giới hạn tối đa ô 

nhiễm sinh học và hoá học trong nước sinh hoạt, cụ thể: Theo Thông tư 50/ 

2015/TT-BYT của bộ trưởng Bộ Y tế[12]. 

Đợt lấy 

mẫu 

Đợt 1: 

Tháng 12 

Đợt 2: 

Tháng 1 

- Thời gian lấy mẫu: 

Bảng 2.1. Thời gian lấy mẫu nước giếng khoan tại xã Cao Quảng 

Thời gian 

Buổi sáng, từ 8h- 

10h30’, chủ nhật, ngày 

10 tháng 12 năm 2017 

Buổi sáng, từ 8h- 

10h30’, chủ nhật, ngày 

10 tháng 2 năm 2018 

2.4.3.Ghi chép lập hồ sơ khi lấy mẫu 

Điều kiện thời tiết 

Trời lạnh, nhiệt độ không khí 

khoảng 21 0 C, thời điểm lấy mẫu 

trời không mưa. 

Trời có nắng nhẹ, nhiệt độ không 

khí khoảng 27 0 C. 

Số lượng 


Khi lấy mẫu, mỗi mẫu phải có ghi chép lập hồ sơ đầy đủ. Hồ sơ lấy mẫu 

nước giếng khoan được thể hiện cụ thể ở bảng sau: 


9 

8 





34 








Bảng 2.2. Thông tin về các mẫu nước giếng khoan khu vực xã Cao Quảng 

TT Thôn/xóm Tên Hộ gia đình Mẫu nước giếng khoan 

chưa qua lọc 

Mẫu nước giếng 

khoan đã qua lọc 




1 X 1 Đinh Thị Loan M 12 M 22 

2 X 1 Đậu Thị Huế M 11 M 21 

3 X 1 Trương Đình Lâm M 14 0 

4 X 2 Trương Khánh Hòa M 13 M 23 

5 X 2 Nguyễn Văn Hiền M 17 M 27 

6 X 3 Nguyễn Thị Hường M 16 0 

7 X 3 Hoàng Thị Khuyên M 18 M 28 

8 X 3 Nguyễn Văn Úy M 110 M 210 

9 X 4 Nguyễn Văn An M 19 M 29 

10 X 4 Nguyễn Thị Lâm M 15 0 

Sau khi lấy mẫu nước, cho vào chai nhựa, đậy nắp kín, dán ký hiệu mẫu và 

đưa đến Trung tâm Y tế dự phòng tỉnh Quảng Bình để tiến hành phân tích. 

2.4.4. Xử lý sơ bộ, quản lý và bảo quản mẫu phân tích [2, 7, 8, 10, 11] 

Việc xử lý sơ bộ, quản lý và bảo quản mẫu là <strong>một</strong> khâu kế tiếp của công việc 

lấy mẫu phân tích. Lấy mẫu tốt nhưng bảo quản không tốt thì sẽ làm hỏng mẫu phân 

tích. Nhiều <strong>loại</strong> mẫu khi tách ra khỏi môi trường thực tế, các chất trong mẫu có thể 

bị thay đổi, bị mất hay bị phân hủy… Vì thế cần phải xử lý mẫu sơ bộ nhằm: 

-Giữ và bảo toàn được chất phân tích không bị mất do các hiện tượng: sự 

tương tác hóa học, tự phân hủy của chất; sự thủy phân của các chất; sự sa lắng của 

chất và sự hấp phụ vào dụng cụ chứa mẫu. 

- Phục vụ cho di chuyển dễ dàng và không hư hỏng mẫu. 


- Bảo quản không làm thay đổi thành phần mẫu và chất phân tích. 

- Phục vụ cho bảo quản được dễ dàng và an toàn sau khi lấy. 

35 















Việc bảo quản mẫu được thực hiện dựa theo các quy <strong>định</strong> trong tiêu chuẩn 

Việt Nam. Lấy mẫu. Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu. Ngay sau khi thu thập đủ 

<strong>số</strong> lượng mẫu, các mẫu nước được đưa về Trung tâm Y tế dự phòng tỉnh Quảng 

Bình và tiến hành xử lý sơ bộ trước khi tiến hành phân tích cụ thể. 

Lưu ý: Các khâu lấy mẫu, xử lý sơ bộ, quản lí và bảo quản mẫu phải đảm 

bảo tiêu chuẩn QA và QC được trình bày ở hình 2.1. 






36 








<strong>Xác</strong> <strong>định</strong> mục tiêu lấy mẫu 




QA/QC 

Hình 2.1: Sơ đồ chung về QA/QC trong lấy mẫu và phân tích 

2.5. Tiến hành thí nghiệm 

Lập chương trình lấy mẫu 

Chuẩn bị: nhân lực, phương tiện, 

trang thiết bị, dụng cụ, 

tài liệu phục vụ lấy mẫu 

Thực hiện lấy mẫu theo tiêu 

chuẩn lấy mẫu 

các chỉ tiêu yêu cầu phân tích 

Bảo quản và vận chuyển 

về kho hay PTN 

Xử lý mẫu và phân tích 

Số liệu phân tích 

Xử lý <strong>số</strong> liệu 

Báo cáo kết quả phân tích 

Nhận xét và đánh giá 

Quy chuẩn xử lí mẫu phân tích mangan, đồng 

Nghiên cứu tập trung vào sử dụng hai phương pháp F-AAS để phân tích 

mangantrên thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử. Sử dụng phương pháp quang phổ 


hấp thụ nguyên tử AAS: phân tích mangan và đồng với dung dịch phân tích được xử 

lí bằng kỹ thuật xử lý mẫu (phương pháp khô ướt kết hợp). Quy trình xử lý mẫu để 

37 















phân tích, xác <strong>định</strong> và đánh giá hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> mangan trong mẫu nước giếng 

khoan được thực hiện tại Trung tâm Y tế dự phòng Quảng Bình. 

Sau khi xử lý mẫu (chuyển mẫu về dạng vô cơ) ta tiến hành phân tích. Khi 

phân tích đối với máy AAS thực hiện 2 chế độ đo: 

+ Chế độ đo ngọn lửa (F-AAS): Ở chế độ này thì hút mẫu trực tiếp và tạo 

sương vào ngon lửa đang cháy và nó bị nguyên tử hoá tại đây. Đối với chế độ này 

độ nhạy không cao nó chỉ phát hiện các chất ở tầm ppm. 

Trong nghiên cứu này, áp dụng kỹ thuật phân tích quang phổ hấp thụ nguyên 

tử. Thực hiện tại Trung tâm Y tế dự phòng ( Khoa xét nghiệm) Quảng Bình và chấp 

nhận những điều kiện hoạt động của thiết bị đã được công bố [9], như nêu ở bảng 

2.3. 

Bảng 2.3. Điều kiện đo F-AAS xác <strong>định</strong> đồng, mangan trong nước 

Thông <strong>số</strong> Cu Mn 

(nm) 324,75 279,5 

Khe đo (nm) 1,2 0,2 

Hỗn hợp khí đốt KK-C 2 H 2 KK-C 2 H 2 

Kiểu đèn Catot rỗng đồng Catot rỗng mangan 

Đèn bổ chínhnền D2-HCL D2-HCL 

2.6. Phương pháp <strong>định</strong> lượng 

Để xác <strong>định</strong> hàm lượng của mỗi nguyên tố trong mẫu phân tích theo phép 

đoF-AAS chúng tôi thực hiện theo phương pháp đường chuẩn. 

Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào phương trình cơ bản của phép 

đo A = a.C b (trong đó: A là độ hấp thụ, C là nồng độ) và <strong>một</strong> dãy mẫu đầu để 


dựng <strong>một</strong> đường chuẩn sau đó nhờ đường chuẩn này và giá trị A x đo được để xác 

<strong>định</strong> nồng độ C x của nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo phổ, từ đó tính được 

nồng độ của nó trong mẫu phân tích. 

38 















Lấy 200 mL dung dịch mẫu A cho vào bình Kjeldal 250 mL, sau đó cô cạn 

rồi <strong>định</strong> mức thành 100 mL dùng để <strong>định</strong> lượng đồng, mangan. 

* Nồng độ Me trong dung dịch A được tính theo công thức: 

[Me] A = k A . [Me]* 

Trong đó: [Me]* là nồng độ của Me trong dung dịch phân tích sau khi đã trừ 

đi giá trị của mẫu trắng và k A là hệ <strong>số</strong> tính đến sự pha loãng. 

k A = 1 khi <strong>định</strong> lượng đồng, mangan trong mẫu nước giếng khoan. 

Mẫu nước giếng khoan: 

Cân <strong>một</strong> lượng xác <strong>định</strong> của mẫu cho vào bình Kjeldal 250 ml tiến hành vô cơ 

hoá. Lọc và <strong>định</strong> mức thành 100 ml được dung dịch A, pha loãng theo các hệ <strong>số</strong> pha 

loãng phù hợp với mangan, đồng như khi khảo sát sơ bộ hàm lượng của chúng trong 

nước, rồi tiến hành đo độ hấp thụ quang của dung dịch đó. 

(mg/l); 

Tính nồng độ của các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> (Mn, Cu) trong mẫu thử. 

C biểu thị bằng miligam trên kilôgam (mg/kg), theo công thức: 

Trong đó: 

( a b) 

d 

f 

50 

C (2.1) 

m 

a là nồng độ trong dung dịch thử, tính bằng miligam trên lit (mg/l); 

b là nồng độ trung bình trong dung dịch trắng, tính bằng miligam trên lit 

d f là hệ <strong>số</strong> pha loãng; 

m là khối lượng của mẫu thử, tính bằng gam (g). 

Nếu giá trị (a - b) thấp hơn giới hạn phát hiện (DL) thì (a-b) được thay bằng 

DL để tính giới hạn phát hiện trong mẫu thử. 

Nếu dung dịch thử đã được pha loãng, thì phải tính cả hệ <strong>số</strong> pha loãng (d f ). 

2.7.Kiểm soát chất lượng các phương pháp phân tích 

Các phương pháp áp dụng để phân tích đồng, mangan trong đề tài này làcác 


phương pháp kiểm nghiệm QCVN 6193:1996 và SMEWW 3111-Mn. Để kiểm soát 

được chất lượng của phương pháp trước khi áp dụng phân tích hàm lượng đồng, 





39 











manganbằng cách đánh giá độ đúng (phân tích mẫu thêm chuẩn – spiked sample) và 

độ lặp lại của phương pháp phân tích. 

2.7.1. Độ đúng 

Độ đúng của phép đo phản ánh mức độ phù hợp của đại lượng trung bình 

cộng so với giá trị thực. Một phép đo có thể chính xác nhưng không đúng và ngược 

lại. Một phép đo đúng cần có độ chính xác cao và độ đúng tốt [4]. 

Độ đúng cuả phương pháp phân tích đồng, mangan bất kì được xác <strong>định</strong> thông 

qua độ thu hồi (Recovery) [4]. Độ thu hồi được xác <strong>định</strong> theo công thức sau: 

C2 C1 

Rev (%) 100 

(2.2) 

C o 

Trong đó, C 0 là nồng độ chất phân tích được thêm vào trong mẫu thật; C 1 là 

nồng độ chất phân tích trong mẫu thật; C 2 là nồng độ chất phân tích trong mẫu thật 

đã được thêm chuẩn. 

Theo Horwitz, sai <strong>số</strong> giữa các phòng thí nghiệm (đánh giá qua độ lệch chuẩn 

tương đối – RSD) khi phân tích nồng độ C nếu đạt được RSD nhỏ hơn 2 

1 RSDH 

(tính theo phương trình Horwitz (2.3) là chấp nhận được. 

2.7.2. Độ lặp lại 

RSD H (%) = 2 (1-0,5lgC) (2.3) 

Độ lặp lại hay độ chính xác của phép đo phản ánh sự phân tán các giá trị thực 

nghiệm xung quanh <strong>một</strong> giá trị trung bình. 

Để xác <strong>định</strong> độ lặp lại của phương pháp phân tích, chúng tôi tiến hành phân 

tích lặp lại 7 lần (n = 7) trong <strong>một</strong> mẫu rồi tính độ lệch chuẩn tương đối RSD [4] 

(theo phương trình 2.4). 

S 

RSD (%) = .100% 

X 

(2.4) 

Trong đó, S là độ lệch chuẩn của các kết quả phân tích y 1 , y 2 , y 3 , y 4, y 5 ,y 6, y 7 (n 


= 7); X là giá trị trung bình của các kết quả phân tích. 





40 











Trong thực tế, khi tiến hành phân tích mẫu trong các đợt, việc kiểm soát chất 

lượng của các phương pháp phân tích đối với các thông <strong>số</strong> trên thỉnh thoảng được thực 

hiện. 

2.7.3. <strong>Xác</strong> <strong>định</strong> giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> (LOQ) và độ nhạy 

Giới hạn phát hiện (LOD) là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích có thể xác 

<strong>định</strong>. Giới hạn phát hiện của phương pháp đối với mỗi <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> được xác <strong>định</strong> theo 

quy tắc 3σ và dựa vào hồi quy tuyến tính [4]: 

Trong đó: 

y = y b +3σ b hay y = y b + 3S b (2.5) 

y là tỉ lệ cường độ chất phân tích đối với chất nội chuẩn của GHPH; 

Y b là tín hiệu mẫu trắng; 

Σ b (hay S b ) là độ lệch chuẩn của tín hiệu mẫu trắng. 

Giới hạn <strong>định</strong> lượng (LOQ) là tín hiệu hay nồng độ nhỏ nhất trên đường chuẩn 

tin cậy. Giới hạn <strong>định</strong> lượng được xác <strong>định</strong> <strong>một</strong> cách tương đối theo công thức 3.5. 

LOQ 3,3.LOD (2.6) 

Độ nhạy được đánh giá qua độ nhạy nồng độ (độ nhạy tương đối) là nồng độ 

nhỏ nhất của nguyên tố phân tích có trong mẫu để có thể phát hiện được tín hiệu hấp 

thụ của nó theo <strong>một</strong> vạch phổ nhất <strong>định</strong> đã chọn và tín hiệu này phải bằng 1% của 

giá trị hấp thụ toàn phần hay bằng ba lần dao động của giá trị nền. 

Sử dụng Excel 2010 để tính toán thống kê, biểu diễn kết quả thí nghiệm, thiết 

lập phương trình đường chuẩn và tính hệ <strong>số</strong> tương quan (R). 

2.8. Xử lí <strong>số</strong> liệu thực nghiệm 

Kết quả đo F-AAS được thể hiện cụ thể sau khi đo thông qua phần mềm kết 

nối giữa máy tính và máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS. 

Áp dụng phần mềm Excel 2007 và Origin 8.0 để xử lý và kiểm tra các <strong>số</strong> liệu 

thực nghiệm, xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính để tính <strong>định</strong> lượng và đánh 

giá tương quan, phân tích phương sai (ANOVA <strong>một</strong> chiều,...). Đánh giá hàm lượng 


các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> <strong>nặng</strong> bằng phương pháp thống kê. 





2.8.1. Tính sai <strong>số</strong> 


41 










Sai <strong>số</strong> (error) là sự sai khác giữa các giá trị thực nghiệm thu được so với giá trị 

mong muốn. Sai <strong>số</strong> phép đo dẫn đến sự không chắc chắn của <strong>số</strong> liệu phân tích. 

Các kết quả sau khi được xử lý bằng phần mềm Excel 2007 trên máy vi tính và 

biểu diễn dưới dạng: X = X t α . S 

X 

thức: 

Trong đó: 

S = 

X 

Do đó: S = 

X 

X là giá trị trung bình của các lần xác <strong>định</strong>; 

t α là chuẩn student ứng với P = 0,95; 

S là độ lệch chuẩn của giá trị trung bình và S 

X 

X 

S hay S = 

X 

n 

S 2 

n 

S 2 là phương sai có giá trị được tính theo biểu thức: S 2 = 

n 

2 

( 

X i 

X ) 

i 1 

Với n là <strong>số</strong> lần thí nghiệm. 

n( 

n 

1) 

- Độ chính xác của phép đo: t 

p, 

k 

. S 

X 

- Sai <strong>số</strong> tương đối của phép đo (q % : Relative error): 

q 

% 

xi 

EA 

 

.100% .100% .100% 

X 

được xác <strong>định</strong> bằng biểu 

n 

( 

X i 

i 1 

X ) 

( n 1) 

- Sai <strong>số</strong> tuyệt đối của phép đo (E A : Absolute error): Là sự sai khác giữa giá trị 

đo được (x i ) với giá trị thật ( ) và được xác <strong>định</strong> theo công thức: E A = x i - 

2.8.2. Phân tích kết quả bằng phương pháp phân tích phương sai <strong>một</strong> yếu tố 

Phép phân tích phương sai dùng để so sánh các giá trị trung bình của nhiều tập 

hợp mẫu, từ đó đánh giá sự ảnh hưởng của yếu tố cơ bản (gây ra sai <strong>số</strong> hệ thống) lên 

các giá trị trung bình. 

Các mức độ của 

yếu tố khảo sát 

Bảng 2.4. Hàm <strong>lượng</strong> Me theo yếu tố khảo sát 

1 2 … J … K 


1 X 1,1 X 2,1 … X j,1 … x k,1 

2 





42 











* Đặt: 

Tổng: 

2 X 1,2 X 2,2 … X j,2 … x k,2 

3 X 1,3 X 2,3 … X j,3 … x k,3 

4 X 1,4 X 2,4 … X j,4 … x k,4 

5 X 1,5 X 2,5 … X j,5 … x k,5 

6 X 1,6 X 2,6 … X j,6 … x k,6 

… … … … … … … 

I X 1,i X 2,i … X j,i … X k,i 

… ... … … … … … 

N X 1,n X 2,n … X j,n … x k,n 

xi 

Tj 

T 1 T 2 … T j … T k 

Giá trị trung bình 1 

N = n i 

; 

T = T j 

; 

Tổng bình phương các độ lệch: 

x 2 

x … x j … x k 

SSE = SST - SSF 

k 

SST x 

j1 

Tổng bình phương độ lệch nhóm so với x : 

Nguồn sai 

<strong>số</strong> (Source 

of 

variontion) 

Yếu tố 

(Betweeen 

Groups) 

Sai <strong>số</strong> 

(Within 

Groups) 

Tổng cộng 

(Total) 

Tổng 

bình 

phương 

(SS) 

2 j 

 

2 

T 

N 

k 

T 

j 

SSF 

n 

j 

1 

2 

j 

2 

T 

 

N 

Bảng 2.5. Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều 

Bậc tự do 

(Degree of 

freedom - 

df) 

SSF 1 

SSE 

SST N 1 

Phương 

sai 

k 

2 

A 

Bình 

phương 

trung bình 

(MS) 

SSE 

MSF 

S k 1 

SSE 

MSE 

2 

N k S N k 

TN 

2 

S 

 

F tính 

MSF 

F 

MSE 

F lt 

F lí thuyết 

( p 0,05, 

k 1, 

N k) 






43 











* Giả thiết thống kê: 

H 0 : Các giá trị trung bình tương đương nhau. 

H 1 : Có ít nhất hai giá trị trung bình khác nhau. 

* Giá trị thống kê: 

F TN = 

MSF 

F 

MSE 

* Biện luận: 

Nếu F tính < F lí thuyết tương ứng với mức ý nghĩa p = 0,05: Chấp nhận giả thiết H 0 hay 

các kết quả thí nghiệm như nhau, yếu tố khảo sát không ảnh hưởng đến kết quả thí 

nghiệm. 

Nếu F tính > F lí thuyết tương ứng với mức ý nghĩa p = 0,05: Chấp nhận giả thiết H 1 

hay các kết quả thí nghiệm khác nhau, yếu tố khảo sát ảnh hưởng đến kết quả thí 

nghiệm. 

Lưu ý: Để xác <strong>định</strong> xem x nào khác nhau thì phải tính độ lệch nhỏ nhất ( ). 

* Độ lệch nhỏ nhất ( ) 

1 

t. 

STN 

. (t: α = 0,05, f = n-1) 

n 

* So sánh các giá trị trung bình và giá trị trung bình với giá trị tiêu chuẩn 

- So sánh x và µ: 

t tính = 

x 

. 

S 

n 

t lí thuyết tra bảng ở α = 0,05 và f = n-1 

Với n là <strong>số</strong> thí nghiệm. 

+ Nếu t tính < t lí thuyết : x và µ như nhau (hay không khác nhau) với α> 0,05. 

+ Nếu t tính > t lí thuyết : x và µ khác nhau với α< 0,05. 

- So sánh x 1 và x 2 : 

Giả sử độ lặp lại là như nhau: 

t tính = 

x x 

1 2 n1. 

S 

. 

n2 

n n 

1 

2 

S 

2 2 2 

1 

S2 

S 


n 1 , n 2 là <strong>số</strong> thí nghiệm. 





44 








t lí thuyết tra bảng ở α = 0,05 và f = n 1 + n 2 -2 

+ Nếu t tính < t lí thuyết : x 1 và x 2 như nhau (hay không khác nhau) với α> 0,05. 




+ Nếu t tính > t lí thuyết : x 1 và x 2 khác nhau với α< 0,05 

Nếu độ lặp lại khác nhau: áp dụng phương pháp gần đúng 

t tính = 

x x 

1 

S 

n 

2 

1 

1 

2 

S 

 

n 

2 

2 

2 

t lí thuyết tra bảng ở α = 0,05 và f* 

So sánh và rút ra kết luận tương tự. 

f* = 

2 2 

S1 

S2 

2 

( ) 

n1 

n2 

2 

2 

S1 

2 S2 

2 

( ) ( ) 

n1 

n2 

 

n 1 

n 1 


1 

2 





45 











CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 

3.1. Xây dựng đường chuaaner, khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn <strong>định</strong> 

lượng 

3.1.1. Xây dựng, đánh giá đường chuẩn trong phép đo đồng 

Chuẩn bị <strong>một</strong> dãy dung dịch chuẩn đồng có nồng độ 0,05; 0,10; 0,20; 0,40; 

0,60; 0,80; 1,00 (mg/l). Dựa vào kết quả khảo sát các thông <strong>số</strong> máy đo xác <strong>định</strong> 

đồng ở điều kiện tối ưu ghi ở bảng 2.4, tiến hành đo độ hấp thụ của dãy dung dịch 

chuẩn này (mỗi mẫu tiến hành đo 3 lần). Kết quả được trình bày ở bảng 3.1. 

Nồng độ 

Cu (mg/l) 

Độ hấp 

thụ (A) 

Bảng 3.1. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ đồng 

0.000 0. 050 0.100 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 

-0.00086 0.0061 0.0123 0.0259 0.0531 0.0807 0.1106 0.1393 

Từ <strong>số</strong> liệu ở bảng 3.1, tiến hành xây dựng phương trình đường chuẩn sự phụ 

thuộc A vào nồng độ mangan: A = aC + b, sử dụng phần mền tích hợp Data 

Analysis/Regression, với P = 0,95, kết quả bảng phân tích ANOVA như sau: 


SUMMARY 

OUTPUT 

Regression Statistics 

Multiple R 0.999825519 

R Square 0.999651068 

Adjusted R Square 0.999592913 

Standard Error 0.001051644 

Observations 8 

hấp thụ A vào nồng độ của đồng, với P = 0,95 

ANOVA 

Df SS MS F 

Significance 

F 

Regression 1 0.019010626 0.019010626 17189.34 1.32779E-11 

Residual 6 6.63573E-06 1.10595E-06 

Total 7 0.019017261 

Coefficients 

Standard 

Error t Stat P-value Lower 95% 

Intercept -0.001662457 0.000560906 -2.963877011 0.025156 -0.003034945 

C 0.139837351 0.00106658 131.1081139 1.33E-11 0.137227523 






46 











* Phân tích, đánh giá các hệ <strong>số</strong> của phương trình hồi quy: 

+ Hệ <strong>số</strong> a: t Stat = 131.1081139>t lý thuyết (t 0,95;6 = 2,447) nên a có nghĩa. 

+ Hệ <strong>số</strong> b : t 

Stat 

(t tính ) = 2.963877011> t lý thuyết (t 0,95;6 = 2,447) nên b có nghĩa 

+ Chuẩn F: F thực nghiệm =17189.34> F lý thuyết = F 0,95;1;6 = 5.987377nên phương trình hồi 

quy thích hợp. 

Vậy: phương trình biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ 

đồng (mg/l) có dạng như sau: A = 0.1398C-0.0017, với hệ <strong>số</strong> tương quan R = 

0.9998. Đồ thị đường chuẩn được biểu diễn ở hình 3.1. 

Hình 3.1 : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ đồng 

3.1.2. Xây dựng, đánh giá đường chuẩn trong phép đo mangan 

Chuẩn bị <strong>một</strong> dãy dung dịch chuẩn mangan có nồng độ 0,05; 0,10; 0,20; 

0,40; 0,60; 0,80; 1,00 (mg/l). Dựa vào kết quả khảo sát các thông <strong>số</strong> máy đo xác 

<strong>định</strong> mangan ở điều kiện tối ưu ghi ở bảng 2.4, tiến hành đo độ hấp thụ của dãy 

dung dịch chuẩn này (mỗi mẫu tiến hành đo 3 lần). Kết quả được trình bày cụ thể ở 

phần phụ lục và được trình bày ở bảng 3.3. 

Nồng độ 

Mn (mg/l) 

Độ hấp 

thụ (A) 

0.16 

0.14 

0.12 

0.1 

0.08 

0.06 

0.04 

0.02 

0 

-0.02 

A 

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 

Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ mangan 

0.000 0. 050 0.100 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 

0.00009 0.0111 0.0214 0.0451 0.0862 0.1327 0.1758 0.2180 

C 

A 

Linear (A) 






47 











Từ <strong>số</strong> liệu ở bảng 3.3, tiến hành xây dựng được phương trình đường chuẩn sự 

phụ thuộc A vào nồng độ mangan: A = aC + b, sử dụng phần mền tích hợp Data 

Analysis/Regression, với P = 0,95, kết quả bảng phân tích ANOVA như sau: 


SUMMARY OUTPUT 


Multiple R 0.999927887 

R Square 0.999855778 

Adjusted R 

Square 0.999831741 



ANOVA 

hấp thụ A vào nồng độ của mangan,với P = 0,95 

df SS MS F Significance F 

Regression 1 0.046498892 0.046498892 41596.6 9.37488E-13 

Residual 6 6.70712E-06 1.11785E-06 

Total 7 0.046505599 

Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% 

Intercept 0.000189057 0.000563915 0.335258357 0.748842 -0.001190794 

C (mg/l) 0.218698743 0.001072303 203.9524454 9.37E-13 0.216074913 

Từ bảng ANOVA, có thể nhận thấy hệ <strong>số</strong> tự do b: 

Giá trị t Stat(t tính ) = 0.335258357< t lý thuyết (t 0,95;6 = 2,447) nên b không có nghĩa. Do 

đó cần điều chỉnh phương trình đi qua gốc tọa độ (tức b = 0). Kết quả phân tích bằng 

Data Analysis/Regression cho bảng kết quả ANOVA như sau: 


SUMMARY OUTPUT 


Multiple R 0.9999678 

R Square 0.99993559 

Adjusted R Square 0.85707845 



ANOVA 

hấp thụ A vào nồng độ của mangan,với P = 0,95, b=0 


df SS MS F Significance F 

48 












Regression 1 0.106083 0.106083 108679.1 5.25779E-14 

Residual 7 6.83E-06 9.76E-07 

Total 8 0.106089 




Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% 

Intercept 0 #N/A #N/A #N/A #N/A 

C (mg/l) 0.21896791 0.000664 329.6651 6.24E-16 0.217397295 

* Đánh giá ý nghĩa của các hệ <strong>số</strong> và phương trình hồi quy: 

+ Hệ <strong>số</strong> a: t Stat = 329.6651>t lý thuyết (t 0,95;6 = 2,447) nên hệ <strong>số</strong> a có nghĩa. 

+ Chuẩn F: F thực nghiệm =108679.1> F lý thuyết = F 0,95;1;6 = 5.987377 nên phương trình 

hồi quy thích hợp. 

Vậy: phương trình biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ 

mangan (mg/l) có dạng như sau: A = 0.2189C, với hệ <strong>số</strong> tương quan R = 0,9999. Đồ 

thị đường chuẩn được biểu diễn ở hình 3.2. 

Hình 3.2 : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ mangan 

3.1.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn <strong>định</strong> <strong>lượng</strong> của đường chuẩn 

Để xác <strong>định</strong> giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn <strong>định</strong> lượng (LOQ) và độ 

nhạy của phương pháp, tôi áp dụng quy tắc 3σ. Theo quy tắc này LOD được tính 

như sau: 

0.25 

0.2 

0.15 

0.1 

0.05 

0 

A 

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 

y = y a +3σ b hay y = y b + 3S a 

Trong đó, y là LOD hoặc tín hiệu ứng với LOD (biết tín hiệu y sẽ tính được 

LOD từ phương trình đường chuẩn hồi quy tuyến tính y = a C + b → LOD = (y – 

b)/a); y a là nồng độ hoặc tín hiệu mẫu trắng. σ a hoặc S a là độ lệch chuẩn của nồng độ 

49 

A 

Linear (A) 


C 















hoặc tín hiệu mẫu trắng; y a hoặc S a được xác <strong>định</strong> như sau: tiến hành thí nghiệm để 

thiết lập phương trình đường chuẩn y = a C + b. Từ đó xác <strong>định</strong> y a hoặc S a bằng cách 

chấp nhận y a (tín hiệu mẫu trắng) là giá trị của y khi C = 0 → y = b (đoạn cắt trên 

trục tung của đường chuẩn hồi quy tuyến tính) và S a = S y (độ lệch chuẩn của tín hiệu 

y trên đường chuẩn) theo công thức: 

S 

a 

 

S 

y 

 

n 

 

i1 

(y Y 

) 

i 

n 1 

Ở đây, y i là giá trị thực nghiệm của y và Y i là các giá trị tính từ phương 

trình đường chuẩn của y. 

Sau đó tính tín hiệu ứng với LOD theo (2.4): y = y a +3σ a = y a + 3S a = b + 3S y . 

Thay y vào phương trình đường chuẩn và biến đổi ta sẽ được công thức tính LOD: LOD 

= 3S y /a. 

Ở đây, a là độ dốc của đường chuẩn hồi quy tuyến tính, là độ nhạy của 

phương pháp và được tính theo công thức: a = A/ C. 

Giới hạn <strong>định</strong> lượng LOQ (Limit of quantitation) là tín hiệu hay nồng độ thấp 

nhất trên <strong>một</strong> đường chuẩn tin cậy và thường được chấp nhận: LOQ = 10S y /a ≈ 3,3 

LOD. 

Từ kết quả phân tích ANOVA ở bảng 3.2 và bảng 3.5, các giá trị Sy, LOD, LCQ thu 

được như sau: 

Bảng 3.6. Các giá trị a, b, S y , LOD, LOQ 

Me a b S y R LOD, mg/l LOQ, mg/l 

Cu 0.1398 -0.0017 0.0011 0.9998 0.0226 0.0745 

Mn 0.2189 0 0.0009 0.9999 0.0135 0.0447 

Từ bảng 3.6 ta thấy, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn <strong>định</strong> lượng (LOQ) 

của phép đo AAS trong phép xác <strong>định</strong> hàm lượng Cu, Mn đã được xác <strong>định</strong>. Cụ thể 

LOD xác <strong>định</strong> Cu là 0,0226 mg/l, Mn là 0,0135 mg/l; LOQ xác <strong>định</strong> Cu, Mn lần 

lượt là 0,0745 mg/l; 0,0447 mg/l 


i 

2 





50 











3.2. Kết quả phân tích hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng, mangan trong mẫu 

Bảng 3.7. Kết quả phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> Cu, Mn trong <strong>một</strong> <strong>số</strong> mẫu nước 

sinh hoạt tại xã Cao Quảng – Huyện Tuyên Hóa 

TT 

Ký hiệu 


Kết quả phân tích đồng 

Độ hấp thụ A 

Nồng độ đồng 

(mg/l) 

Kết quả phân tích mangan 

Độ hấp thụ A 

1 M 12 -0,0005 0.0083 0,0003 0.0014 

Nồng độ mangan 

(mg/l) 

2 M 11 -0,0003 0.0097 0,0002 0.0009 

3 M 14 -0,0002 0.0105 -0,0003 -0.0014 

4 M 13 -0,0002 0.0105 0,0088 0.0402 

5 M 17 -0,0060 -0.0310 -0,0015 -0.0069 

6 M 16 0,00006 0.0123 0,0136 0.0621 

7 M 18 -0,0145 -0.0918 0,2788 1.2732 

8 M 110 -0,0264 -0.1769 -0,0123 -0.0562 

9 M 19 -0,0214 -0.1411 -0,0025 -0.0114 

10 M 15 0,000002 0.0119 0,0080 0.0365 

11 M 22 0,0026 0.0305 -0,0030 -0.0137 

12 M 21 -0,0017 -0.0003 -0,0028 -0.0128 

13 M 23 -0,0001 0.0112 -0,0021 -0.0095 

14 M 27 -0,0006 0.0076 -0,0021 -0.0096 

15 M 28 -0,0052 -0.0253 -0,0052 -0.0238 

16 M 210 -0,0150 -0.0954 -0,0103 -0.0470 

17 M 29 -0,0097 -0.0575 -0,008 -0.0365 






51 











Nhận xét: 

- Hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng: tất cả các mẫu (17 mẫu phân tích) đều cho kết 

quả hàm lượng đồng đảm bảo tiêu chuẩn nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT của 

Bộ Y tế ( 0. Tuy vậy, mục 

tiêu phân tích là để đánh giá các chỉ tiêu nồng độ <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> Cu và Mn có nằm trong 

tiêu chuẩn cho phép sử dụng nước sinh hoạt của Bộ Y tế hay không, nên những giá 

trị nồng độ âm thực chất là mang tính ngẫu nhiên, thực tế chúng quá nhỏ hoặc 

không có trong mẫu phân tích. Các giá trị nồng độ âm, chúng tôi vẫn sử dụng để 

đánh giá để xử lý thống kê, vẫn coi như <strong>một</strong> trong những kết quả thực nghiệm thông 

thường. 

- Hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> mangan: có 16/17 mẫu phân tích cho kết quả hàm 

lượng mangan đảm bảotiêu chuẩn nước ăn uống QCVN 01:2009/BYTcủa Bộ Y 

tế (< 0,3 mg/l), chỉ riêng mẫu M18 có hàm lượng mangan vượt mức cho phép. Tuy 

vậy, sau khi qua máy lọc nước gia đình đang sử dụng, hàm lượng mangan đã đảm 

bảo tiêu chuẩn cho phép (M23). 

- Ngoài ra, rất nhiều giá trị hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng và mangan xác <strong>định</strong> 

trong các mẫu phân tích đều cho giá trị nhỏ hơn LOD (giới hạn phát hiện của 

phương pháp), vì thế các giá trị tính được đều là giá trị trung bình và mang tính 

ngẫu nhiên, thực tế chúng đều có giá trị < LOD. 

3.3. So sánh hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng và mangan 

3.3.1. Vị trí lấy mẫu 

Giá trị nồng độ các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng và mangan (mg/l) được xác <strong>định</strong> ở 4 thôn 

khác nhau được nêu ra ở bảng 3.8 dưới đây: 






52 











TT 

Bảng 3.8. Hàm <strong>lượng</strong> <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> trong các mẫu nước của 4 thôn 

X 1 X 2 X 3 X 4 

Cu Mn Cu Mn Cu Mn Cu Mn 

1 0.0083 0.0014 0.0105 -0.0069 0.0123 0.0621 -0.1411 -0.0114 

2 0.0097 0.0009 -0.031 0.0621 -0.0918 1.2732 0.0119 0.0365 

3 0.0105 -0.0013 -0.1769 -0.0562 

X 1 : thôn Sơn Thủy 

X 2 : thôn Chùa Bụt 

X 3 : thôn Cao Cảnh 

X 4 : thôn Hợp Tiến 

Để đánh giá hàm lượng của Cu, Mn có khác nhau theo vùng hay không, 

chúng tôi sử dụng công cụ phân tích Data Analysic/Anova: Single Factor. 

* Kết quả phân tích đánh giá <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng được thể hiện trong bảng 3.9 dưới đây. 

Bảng 3.9. Kết quả phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> đồng theo vị trí lấy mẫu (P=0,95) 

Anova: Single Factor 

SUMMARY 

Groups Count Sum Average Variance 

X1 3 0.028514 0.009505 1.1933E-06 

X2 2 -0.02056 -0.01028 0.00086016 

X3 3 -0.25639 -0.08546 0.0089812 

X4 2 -0.12924 -0.06462 0.01171203 

ANOVA 

Source of Variation SS df MS F P-value F crit 

Between Groups 0.016482 3 0.005494 1.07947374 0.426136 4.757063 

Within Groups 0.030537 6 0.005089 

Total 0.047019 9 

Từ giá trị F tính = 1.07947374, so sánh với F lý thuyết = F crit = 4.76, có thể 


thấy F tính < F lý thuyết , tức là hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng trong nước không khác nhau 

theo 4 thôn lấy mẫu. 

53 












* Kết quả phân tích đánh giá <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> đồng được thể hiện trong bảng 3.10 dưới đây. 




Bảng 3.10. Kết quả phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> đồng theo vị trí lấy mẫu(P=0,95) 


SUMMARY 


X1 3 0.000914 0.000305 2.16E-06 

X2 2 0.055259 0.02763 0.002378 

X3 3 1.279183 0.426394 0.541366 

X4 2 0.025118 0.012559 0.00115 

ANOVA 

Source of Variation SS Df MS F P-value F crit 


Within Groups 1.086264 6 0.181044 

Total 1.448454 9 

Từ giá trị F tính = 0.666855, so sánh với F lý thuyết = F crit = 4.76, có thể thấy 

F tính < F lý thuyết , tức là hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> mangan trong nước không khác nhau theo 

4 thôn lấy mẫu. 

3.3.2. Thời gian lấy mẫu 

Thời gian lấy mẫu như đã trình bày, chúng tôi lấy mẫu qua 2 đợt lấy mẫu. 

Mặc dù đối với mỗi gia đình chúng tôi chỉ lấy mẫu 01 lần, tuy nhiên qua xử lý thống 

kê ở vị trí lấy mẫu tại 4 thôn, hàm lượng <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> phân tích không khác nhau theo 

vùng. Vì thế chúng tôi sẽ đánh giá xem nồng độ đồng và mangan có khác nhau theo 

thời gian lấy mẫu hay không. Giá trị hàm lượng các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> qua hai đợt lấy mẫu 

được đưa ra ở bảng 3.11 dưới đây. 

Bảng 3.11. Hàm <strong>lượng</strong> <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> (mg/l) trong các mẫu nước của 4 thôn theo hai 

TT 

Đợt 1 

đợt lấy mẫu 

M 11 , M 12 , M 13 , M 14 , M 15 , M 16 

54 

Đợt 2 

M 17 , M 18 , M 19 , M 110 


Cu Mn Cu Mn 

1 0.0083 0.0014 -0.031 -0.007 















2 0.0097 0.0009 -0.0918 1.2732 

3 0.0105 -0.0014 -0.1411 -0.0114 

4 0.0105 0.0402 -0.1769 -0.0562 

5 0.0119 0.0621 

6 0.0123 0.0365 

Sử dụng công cụ phân tích Data Analysic/Anova: Single Factor, kết quả đánh 

giá được đưa ra ở các bảng 3.12 và 3.13 dưới đây. 

Bảng 3.12. Kết quả phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> đồng theo thời gian lấy mẫu(P=0,95) 


SUMMARY 


Cu đợt 1 6 0.063193 0.010532 2.12E-06 

Cu đợt 2 4 -0.44087 -0.11022 0.004005 

ANOVA 

Source of 

Variation SS df MS F P-value F crit 


Within Groups 0.012026 8 0.01503 

Total 0.047019 9 

Bảng 3.13. Kết quả phân tích <strong>hàm</strong> <strong>lượng</strong> mangan theo thời gian lấy mẫu (P=0,95) 


SUMMARY 


Mn đợt 1 6 0.139747 0.023291 0.000711 

Mn đợt 2 4 1.198806 0.299701 0.421735 

ANOVA 

Source of Variation SS Df MS F P-value F crit 


Within Groups 1.26876119 8 0.158595 

Total 1.45212762 9 






55 











Từ kết quả thống kê đưa ra ở bảng 3.12 và 3.13 có thể thấy rằng, giá trị F 

(F thực nghiệm ) tính được đều bé hơn F crit (F lý thuyết ), tức là hàm lượng của hai <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> 

đồng và mangan không khác nhau theo thời gian lấy mẫu. 






56 








KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 




1. Kết luận 

- Đã xây dựng đường chuẩn, khảo sát giới hạn phát hiện và giới hạn <strong>định</strong> lượng 

đối với các phép đo đồng, mangan bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử. Kết quả 

cho thấy: Phương pháp đạt giới hạn phát hiện thấp (0.02256144 mg/l đối với Cu; 

0.013535956 mg/l đối với Mn). 

- Đã áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác <strong>định</strong> hàm 

lượng đồng, mangan, trong 17 mẫu nước của bốn thôn tại xã Cao Quảng, huyện 

Tuyên Hóa ,tỉnh Quảng Bình. Trong đó có 16/17 mẫu nước đạt tiêu chuẩn cho 

phép về nồng độ đồng và mangan; 01 mẫu có nồng độ mangan vượt tiêu chuẩn 

cho phép. Ngoài ra, tất cả các mẫu nước qua máy lọc đều đảm bảo quy <strong>định</strong> an 

toàn về nồng độ <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> mangan và đồng. 

-Đã tiến hành so sánh hàm lượng đồng, mangan, theo thời gian và vị trí lấy 

mẫu. Kết quả cho thấy hàm lượng các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> ở 4 thôn cũng như hai đợt lấy mẫu 

không khác nhau về mặt thống kê. 

2. Kiến nghị 

Với thời gian và điều kiện tài chính có hạn nên chúng tôi chỉ tiến hành phân 

tích hàm lượng của 2 <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> là Cu, Mn của 17 mẫu nước sinh hoạt của 4 thôn 

trong xã Cao Quảng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. Để kết qua 

đánh giá có ý nghĩa hơn, chúng tôi xin đưa ra các kiến nghị như sau: 

- Tiếp tục lấy nhiều đợt mẫu, mở rộng phạm vi nghiên cứu, tiến hành phân 

tích theo từng tháng, từng mùa...để đánh giá khách quan hơn. 

- Tiếp tục xác <strong>định</strong> thêm hàm lượng của các <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> khác như: Pb, Cd, Al, 

Ca, As…và các chỉ tiêu về BOD, DO, ... để có nhiều cơ sở đánh giá đầy đủ mức độ 

an toàn của nước sinh hoạt trong xã. 






57 








TÀI LIỆU THAM KHẢO 




[1]. Báo cáo chuyên đề nhóm 3 - Trường Đại học Đồng Tháp - Khoa tài nguyên và 

môi trường (2016), “Báo cáo chuyên đề Nước ngầm ĐBSCL nguyên nhân và hậu 

quả nước ngầm bị ô nhiễm <strong>kim</strong> <strong>loại</strong> <strong>nặng</strong>” 

[2]. Đào Phương Diệp, Đỗ Văn Huê (2007), Giáo trình hóa học phân tích-Các 

phương pháp <strong>định</strong> lượng hóa học, NXB ĐH sư phạm 

[3]. Điều kiện tự nhiên xã hội xã Cao Quảng (2018) 

[4]. Hồ Viết Quý (2011), Cơ sở hóa học phân tích hiện đại tập 4- Các phương pháp 

vật lí, toán học thống kê ứng dụng trong hóa học hiện đại, NXB ĐHSP. 

[5]. Lê Ngọc Tú, Độc tố và an toàn thực phẩm, NXB khoa học và kĩ thuật 

[6]. Lê Thị Mùi (2008), “Sự tích tụ Chì và Đồng trong <strong>một</strong> <strong>số</strong> loài nhuyễn thể 

hai mảnh vỏ vùng ven biển Đà Nẵng”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học 

Đà Nẵng, <strong>số</strong> 4(27), tr.49-54. 

[7]. Nguyễn Mậu Thành, Hoàng Thị Cẩm Chương, Nguyễn Đức Vượng (2015), 

“<strong>Xác</strong> <strong>định</strong>, đánh giá hàm lượng sắt và mangan trong nước giếng sinh hoạt tại <strong>một</strong> 

vài hộ dân trên địa bàn xã Lộc Ninh - Đồng Hới - Quảng Bình”, Tạp chí Khoa học 

và Giáo dục, ĐHSP Đà Nẵng, 15(02), tr.21-25. 

[8]. Nguyễn Thị Thu Nga (2007), Giáo trình hóa học phân tích-Hướng dẫn thực 

hành, NXB ĐH sư phạm. 

[9]. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất bản Đại 

học Quốc gia, Hà Nội. 

[10]. Phương pháp kiểm nghiệm Mangan: Standard Methods for the Examination of 

Water and wastewater (2012) 

[11]. TCVN về lĩnh vực Tài nguyên - Môi trường: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 

6193:1996 (ISO 8288: 1986 (E)) về chất lượng nước - xác <strong>định</strong> coban, niken, đồng 

kẽm, cađimi và chì - phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa do Bộ Khoa 

học Công nghệ và Môi trường ban hành. 

[12]. Thông tư 50/2015/TT-BYT Quy <strong>định</strong> việc kiểm tra vệ sinh chất lượng nước ăn 

uống, nước sinh hoạt do Bộ trưởng Bộ Y Tế ban hành. 






58

Xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong mẫu nước sinh hoạt ở xã Cao Quảng-huyện Tuyên Hóa-tỉnh Quảng Bình bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (2018)

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?