Luận văn Thạc sĩ Khoa học hoá học: Nghiên cứu xác định dạng thủy ngân tổng số, thủy ngân hữu cơ và thủy ngân vô cơ trong trầm tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

Mục tiêu của luận văn nhằm nghiên cứu, khảo sát và thiết lập các điều kiện tối ưu để xây dựng phương pháp định lượng thuỷ ngân tổng số, thuỷ ngân hữu cơ và thuỷ ngân vô cơ. Áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để định lượng thuỷ ngân tổng số, thuỷ ngân hữu cơ và thuỷ ngân vô cơ trong trầm tích qua đó có thể đánh giá mức độ ô nhiễm thuỷ ngân trong môi trường. Mời các bạn cùng tham khảo!

Giới thiệu về nguyên tố thuỷ ngân

Tính chất vật lý

Thủy ngân, ký hiệu hóa học Hg, là một nguyên tố có nguồn gốc từ từ Hy Lạp "hydrargyrum", có nghĩa là nước bạc Trong các ngôn ngữ châu Âu, nguyên tố này được gọi là Mercury, theo tên của vị thần Mercury trong thần thoại La Mã, nổi tiếng với tính linh động và tốc độ.

Trong bảng tuần hoàn, Hg thuộc ô 80, nhóm IIB, chu kì 6; nguyên tử khối trung bình: 200,59 [84]

Bảng 1.1: Một số hằng số vật lý của thuỷ ngân

Thủy ngân có tổng cộng 7 đồng vị ổn định, trong đó 202Hg là phổ biến nhất, chiếm 29,86% Đồng vị phóng xạ bền nhất là 194Hg với chu kỳ bán rã lên tới 444 năm, tiếp theo là 203Hg với chu kỳ bán rã 46,612 ngày Hầu hết các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã ngắn hơn 1 ngày.

Thủy ngân tinh khiết là một chất lỏng màu trắng bạc ở nhiệt độ thường, có khả năng tạo thành những giọt tròn lấp lánh và linh động khi đổ ra, đặc biệt trong môi trường không khí ẩm.

Năng lƣợng ion hoá (eV)

Bán kính ion hoá trị hai 0,93 A 0

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên cho thấy rằng thuỷ ngân không tinh khiết dần bị bao phủ bởi màng oxit, dẫn đến việc mất đi ánh kim và xuất hiện lớp váng cùng những vạch trắng dài.

Thuỷ ngân có khả năng bay hơi ngay cả ở nhiệt độ phòng, với hơi thuỷ ngân chủ yếu là các phân tử đơn nguyên tử Áp suất hơi của thuỷ ngân chịu ảnh hưởng lớn từ nhiệt độ, điều này làm cho nó trở thành một chất cần được quản lý cẩn thận trong môi trường.

Ở nhiệt độ 20 độ C, áp suất hơi bão hòa của thủy ngân đạt 1,3 x 10^3 mmHg, trong khi trọng lượng riêng của nó là 13,55 Khi hóa rắn, thủy ngân trở nên dễ rèn như chì và hình thành các tinh thể bát diện có hình dạng giống như kim.

Thuỷ ngân tan đƣợc trong các dung môi phân cực và không phân cực, dung dịch của thuỷ ngân trong nước (khi không có không khí) ở 25 0 C chứa 6.10 -8 g Hg/l

Thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhƣng dẫn điện tốt

Thủy ngân có khả năng tạo hợp kim với hầu hết các kim loại như vàng, nhôm, bạc và đồng, nhưng không tương tác với sắt, cho phép lưu trữ thủy ngân trong bình sắt Telua cũng hình thành hợp kim, nhưng quá trình phản ứng để tạo ra telurua thủy ngân diễn ra rất chậm Các hợp kim của thủy ngân, được gọi là hỗn hống, có thể tồn tại dưới dạng lỏng hoặc rắn tùy thuộc vào tỷ lệ kim loại hòa tan trong thủy ngân.

Tính chất hoá học

Trạng thái ôxi hóa phổ biến của nó là +1 và +2 Rất ít hợp chất trong đó thủy ngân có hóa trị +3 tồn tại

Thuỷ ngân không phản ứng với oxi ở nhiệt độ thường, nhưng khi nhiệt độ đạt 300 °C, nó sẽ tạo thành oxit thuỷ ngân (HgO) Ở 400 °C, oxit này lại phân huỷ trở lại thành nguyên tố Ngoài ra, thuỷ ngân cũng dễ dàng phản ứng với các halogen và lưu huỳnh.

Thuỷ ngân chỉ tan trong axit có tính oxi hoá mạnh nhƣ: HNO 3 , H2SO4 đặc

Hg + 4HNO 3 (đặc) → Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

6Hg + 8HNO3 (loãng) → 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trạng thái tự nhiên

Trong thiên nhiên, thủy ngân chủ yếu tồn tại dưới dạng các khoáng vật như xinaba (HgS), timanic (HgSe), colodoit (HgTe), livingtonit (HgSb4O7), montroydrit (HgO) và calomen (Hg2Cl2) Thủy ngân tự do rất hiếm gặp, trong khi thần sa là quặng duy nhất của thủy ngân, thường hình thành các mỏ lớn Thần sa khác biệt với các sulfua khác nhờ tính bền vững trong môi trường oxi hóa Các khoáng vật đồng hành với thần sa thường bao gồm antimonit (Sb3S2), pirit (FeS2), asenopirit (FeAsS) và hùng hoàn (As2S3), trong khi các khoáng vật phi quặng đi kèm có thể là thạch anh, canxit, barit và florit.

Trong môi trường, thuỷ ngân có nhiều dạng tồn tại hóa học khác nhau Trong không khí, thuỷ ngân xuất hiện dưới dạng hơi nguyên tử, metyl thuỷ ngân hoặc liên kết với các hạt lơ lửng.

Trong môi trường biển và đất liền, thuỷ ngân vô cơ được chuyển đổi thành metyl thuỷ ngân qua quá trình metyl hoá và tích tụ trong cơ thể động vật Một phần thuỷ ngân này liên kết với lưu huỳnh, hình thành kết tủa thuỷ ngân sunfua và được giữ lại trong trầm tích.

Một số loài thực vật có khả năng tích lũy thủy ngân ở dạng ít độc tính hơn, như giọt thủy ngân hoặc thủy ngân sunfua Để hiểu rõ hơn về chu trình thủy ngân trong môi trường, cần nắm bắt các dạng tồn tại của nó trong từng hệ sinh thái khác nhau.

Trong nước tự nhiên, hàm lượng thuỷ ngân rất thấp do các hợp chất của nó dễ bị khử hoặc bay hơi, thường dưới 0,5 àg/l ở nước ngầm và nước mặt Thuỷ ngân có thể tồn tại dưới dạng kim loại, ion vô cơ hoặc hợp chất hữu cơ, và trong môi trường nước giàu oxy, nó chủ yếu ở dạng hoá trị II.

Ứng dụng

Thủy ngân chủ yếu được sử dụng trong sản xuất hóa chất, kỹ thuật điện và điện tử, cũng như trong một số loại nhiệt kế.

Các ứng dụng khác là [8, 9]:4, 5]:

-Máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm ở một số nơi)

-Thimerosal, một hợp chất hữu cơ đƣợc sử dụng nhƣ là chất khử trùng trong vaccin và mực xăm (Thimerosal in vaccines)

Phong vũ kế thủy ngân, bơm khuyếch tán và tích điện kế thủy ngân là những thiết bị quan trọng trong phòng thí nghiệm Thủy ngân (Hg) là một chất lỏng có tỷ trọng rất cao, thường được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động trong máy khuấy trong kỹ thuật hóa học.

-Trong một số đèn điện tử

-Hơi thủy ngân đƣợc sử dụng trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn kiểu

"đèn huỳnh quang" cho các mục đích quảng cáo Màu sắc của các loại đèn này phụ thuộc vào khí nạp vào bóng

-Thủy ngân đƣợc sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng

Thủy ngân vẫn được sử dụng trong một số nền văn hóa cho mục đích y học dân tộc và nghi lễ Trước đây, để chữa bệnh tắc ruột, người ta đã cho bệnh nhân uống thủy ngân lỏng với liều lượng từ 100-200g Ở trạng thái kim loại không phân tán, thủy ngân không độc hại và có tỷ trọng lớn, giúp nó chảy trong hệ thống tiêu hóa, từ đó hỗ trợ thông ruột cho bệnh nhân.

Chuyển mạch điện bằng thủy ngân và điện phân với cathode thủy ngân được sử dụng để sản xuất NaOH và Cl2 Thủy ngân cũng có vai trò quan trọng trong các điện cực của thiết bị điện tử, pin, chất xúc tác, thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc và trong kính thiên văn gương lỏng.

Trong nông nghiệp, hợp chất thuỷ ngân hữu cơ được sử dụng phổ biến để chống nấm và làm sạch hạt giống Một số hợp chất tiêu biểu cho mục đích này được liệt kê trong bảng 1.2.

Bảng 1.2: Một số hợp chất thuỷ ngân hữu cơ điển hình

Công thức cấu tạo Tên gọi

CH3-Hg-C≡N Metyl nitril thuỷ ngân

Metyl đixyan điamit thuỷ ngân

CH3-Hg-OOC-CH3 Metyl axetat thuỷ ngân

CH3-Hg-Cl Metyl clorua thuỷ ngân

Ngoài ra thuỷ ngân còn đƣợc dùng nhiều trong các thiết bị nghiên cứu khoa học, làm thuốc diệt chuột, thuốc trừ sâu, chất tẩy uế

Thủy ngân gắn liền với một trong những phát minh khoa học quan trọng nhất của thế kỷ XX, đó là hiện tượng siêu dẫn Sự khám phá này đã mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực vật lý và công nghệ.

Năm 1911, nhà vật lý kiêm hóa học người Hà Lan Heike Kamerlingh Onnes đã phát hiện ra hiện tượng siêu dẫn khi nghiên cứu tính chất của các chất ở nhiệt độ thấp, cụ thể là ở mức 4,1 Kelvin gần với độ không tuyệt đối.

K, thủy ngân hoàn toàn không có điện trở nữa Hai năm sau đó, nhà bác học này đã được tặng giải thưởng Noben Năm 1922, những cống hiến khoa học của nhà hóa học Tiệp Khắc Jaroslav Heyrosky cũng đƣợc đánh giá cao nhƣ vậy Ông đã phát minh ra phương pháp cực phổ để phân tích hóa học, trong đó, thủy ngân đóng vai trò khá quan trọng

Độc tính của thuỷ ngân

Tính độc của thuỷ ngân phụ thuộc vào các dạng hợp chất hoá học của nó

Thuỷ ngân kim loại ở trạng thái lỏng có tính trơ và độc tính thấp, nhưng hơi thuỷ ngân lại rất độc hại Khi hít phải, hơi thuỷ ngân dễ dàng được hấp thụ qua phổi vào máu và não, gây tổn hại nghiêm trọng cho hệ thần kinh trung ương.

- Dạng muối thuỷ ngân (I) Hg2

2+ có độc tính thấp vì khi vào cơ thể, nó tương tác với ion Cl- trong dạ dày, tạo thành hợp chất không tan Hg2Cl2, sau đó được đào thải ra ngoài.

- Dạng muối thuỷ ngân (II) Hg 2+ có độc tính cao hơn nhiều so với muối

Hg2 2+, nó dễ dàng kết hợp với aminoaxit có chứa lưu huỳnh trong protein

Hg 2+ có khả năng liên kết với hemoglobin và albumin trong huyết thanh nhờ vào sự hiện diện của nhóm thiol (SH) trong cấu trúc của chúng Tuy nhiên, Hg 2+ không thể xuyên qua màng tế bào, do đó không thể xâm nhập vào các tế bào sinh học.

Các hợp chất hữu cơ của thuỷ ngân, đặc biệt là metyl thuỷ ngân (CH3Hg+), có độc tính rất cao do khả năng tan trong mỡ và thâm nhập vào não tuỷ Ankyl thuỷ ngân (RHg+) có khả năng di chuyển qua màng tế bào và xâm nhập vào mô thai qua nhau thai, gây ra những tổn thương nghiêm trọng cho hệ thần kinh trung ương của trẻ Khi người mẹ bị nhiễm metyl thuỷ ngân, đứa trẻ sinh ra thường phải đối mặt với các vấn đề nghiêm trọng như tâm thần phân liệt, co giật và trí tuệ kém phát triển.

Khi thủy ngân kết hợp với màng tế bào, nó cản trở quá trình vận chuyển đường qua màng, dẫn đến suy giảm năng lượng của tế bào và gây rối loạn trong việc truyền các xung thần kinh.

Nhiễm độc metyl thuỷ ngân gây ra sự phân chia nhiễm sắc thể, phá vỡ cấu trúc nhiễm sắc thể và cản trở quá trình phân chia tế bào Triệu chứng nhiễm độc bắt đầu xuất hiện khi nồng độ metyl thuỷ ngân (CH3Hg +) trong máu đạt khoảng 0,5ppm Bảng 1.3 tóm tắt đặc tính sinh hoá của các hợp chất thuỷ ngân.

Bảng 1.3: Đặc tính sinh hoá của các hợp chất thuỷ ngân

Loại Đặc tính hoá học và sinh hoá

Nguyên tố thuỷ ngân ở dạng lỏng tương đối trơ có độc tính thấp Hơi thuỷ ngân khi hít phải rất độc

Hg2 2+ Tạo đƣợc hợp chất không tan với clorua (Hg2Cl2) có độc tính thấp

Hg 2+ Độc, nhƣng khó di chuyển qua màng sinh học

Rất độc, thông thường ở dạng RCH3

+, nguy hiểm cho hệ thần kinh não, dễ di chuyển qua màng sinh học, tích trữ trong các mô mỡ

R2Hg Độc tính thấp, nhưng có thể chuyển thành RHg + trong môi trường axit trung bình

HgS Không tan và không độc, có trong đất

Trong môi trường nước, thuỷ ngân và muối của nó có khả năng chuyển hóa thành metyl thuỷ ngân hoặc đimetyl thuỷ ngân nhờ vào các vi khuẩn kỵ khí Đặc biệt, trong môi trường axit yếu, đimetyl thuỷ ngân sẽ chuyển hóa thành metyl thuỷ ngân.

Quá trình tích lũy sinh học của thuỷ ngân

Thuỷ ngân là một nguyên tố hoá học không thể tự sinh ra hay mất đi, và một lượng xác định của nó đã tồn tại trên trái đất kể từ khi hành tinh này được hình thành.

Thủy ngân có thể chuyển hóa trong môi trường do hoạt động tự nhiên và con người, được giải phóng vào khí quyển từ nhiều nguồn khác nhau Sau khi phân tán, thủy ngân lắng đọng xuống trái đất và được lưu giữ hoặc chuyển hóa trong đất, nước và không khí Tốc độ và cách thức lắng đọng của thủy ngân phụ thuộc vào dạng vật lý và hóa học của nó.

Trong môi trường chứa thuỷ ngân vô cơ, quá trình metyl hoá có thể tạo ra muối metyl thuỷ ngân, đặc biệt là trong đất Các vi khuẩn và vi sinh vật trong đất và nước được phát hiện có chứa metylcobanamin Khi metylcobanamin tương tác với các ion thuỷ ngân vô cơ, metyl thuỷ ngân dễ dàng hình thành qua các quá trình hoá học và sinh học Một phần metyl thuỷ ngân sinh ra sẽ bị phân huỷ bởi ánh sáng tử ngoại thành các dạng vô cơ.

Nhà máy hóa chất Minamata đã thải thủy ngân vô cơ vào vịnh Minamata, dẫn đến sự hiện diện của metyl thủy ngân (CH3Hg+) trong cá của vịnh Hiện tượng này xảy ra do thủy ngân hoặc muối của nó có khả năng chuyển hóa thành metyl thủy ngân nhờ vào các vi khuẩn yếm khí có trong trầm tích và nước, quá trình này được thúc đẩy bởi Co(III) trong coenzym vitamin B12.

- liên kết với Co(III) trong coenzym đƣợc chuyển thành CH3Hg + hoặc (CH3)2Hg Đimetyl thuỷ ngân trong môi trường axit sẽ chuyển hoá thành metyl thuỷ ngân

Methyl thủy ngân tham gia vào chuỗi thực phẩm thông qua vi sinh vật, sau đó được tích tụ trong cá với nồng độ cao gấp hàng nghìn lần so với ban đầu Trong môi trường, thủy ngân tích lũy theo chuỗi thức ăn, do đó các sinh vật ở vị trí dinh dưỡng cao trong chuỗi sẽ chứa nồng độ thủy ngân càng lớn.

Hình 1.1: Chu trình biến đổi thuỷ ngân

Quá trình metyl hoá thuỷ ngân là yếu tố chính đưa thuỷ ngân vào chuỗi thức ăn, với sự chuyển hoá từ hợp chất thuỷ ngân vô cơ sang metyl thuỷ ngân xảy ra trong trầm tích, nước và cơ thể sinh vật Khoảng 100% thuỷ ngân tích luỹ trong cá là dạng metyl thuỷ ngân, chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như độ axit (pH), chiều dài chuỗi thức ăn, nhiệt độ và các chất hữu cơ hòa tan Thuỷ ngân tích luỹ trong sinh vật khi quá trình hấp thu vượt quá quá trình đào thải, và metyl thuỷ ngân có khả năng tích luỹ cao hơn các dạng thuỷ ngân khác Quá trình sản sinh và tích luỹ metyl thuỷ ngân trong nước đóng vai trò quan trọng trong chu trình tích luỹ sinh học của thuỷ ngân.

MeHg Hg 2+ Hg 0 HgS Phức hữu cơ và vô cơ

Hg 0 Hg 2+ MeHg HgS Phức hữu cơ và vô cơ

Hg 2+ , Hg đặc thù (lắng đọng) ← Hg 0 (khí quyển) →

Thủy ngân là một thành phần quan trọng trong tổng lượng thủy ngân có trong các động vật giàu dinh dưỡng, và nó được tích lũy qua chuỗi thức ăn, ảnh hưởng đến các loài chim ăn cá, động vật khác và con người.

Nồng độ thủy ngân gia tăng nhanh chóng trong chuỗi thực phẩm, ngay cả ở những vùng nước không ô nhiễm Các mẫu cá lớn từ thời kỳ xa xưa, được bảo quản trong bảo tàng, cũng cho thấy sự tích lũy thủy ngân Hiện nay, ô nhiễm thủy ngân đã làm tăng đáng kể nồng độ thủy ngân ở mỗi giai đoạn của chu trình chuyển hóa sinh học.

Các phương pháp phân tích thuỷ ngân trong trầm tích

Các phương pháp phân tích tổng thuỷ ngân và thuỷ ngân vô cơ

Hiện nay, có nhiều phương pháp nhạy và chọn lọc để xác định thủy ngân, bao gồm vi trọng lượng, chuẩn độ, đo quang, phổ phát xạ nguyên tử (AES), huỳnh quang nguyên tử (AFS), quang phổ phát xạ nguyên tử plasma sóng ngắn (MIP – AES), quang phổ phát xạ nguyên tử plasma trực tiếp (DCP – AES), kích hoạt nơtron (NAA), phổ huỳnh quang tia X (XRF), vi phân tích với đầu dò điện tử (EPMA), phát xạ tia X bởi proton (PIXE), phổ khối lượng (MS), điện hóa, sắc ký (GC) và các phương pháp khác.

1.2.1.1 Phương pháp vi khối lượng

Mặc dù hiện nay phương pháp phân tích này không còn phổ biến, nhưng trước đây nó đã thu hút sự chú ý Quá trình này liên quan đến việc tích luỹ thuỷ ngân trên bụi đồng trong dung dịch axit, sau đó gia nhiệt để thuỷ ngân bay hơi và tạo thành hỗn hống trên phoi vàng, cuối cùng được quan sát bằng kính lúp.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên cho thấy quá trình khử thủy ngân hợp chất thành thủy ngân nguyên tố dạng hình cầu nhỏ có thể được định lượng và quan sát qua kính hiển vi.

Là phương pháp phổ biến nhất dùng để xác định thuỷ ngân vào những năm

Vào năm 1960, phương pháp xác định thủy ngân đã được cải tiến bằng cách sử dụng chất tạo phức diphenylthiocarbazo hoặc dithizon Phương pháp này dựa trên việc đo quang của phức màu được chiết vào dung môi hữu cơ sau khi tất cả các dạng thủy ngân trong mẫu đã được chuyển thành Hg2+ và tạo phức với dithizon Nhiều bài báo đã đóng góp cho việc xác định thủy ngân một cách nhanh chóng, hiệu quả và nhạy bén hơn.

Năm 1965, hiệp hội phân tích (AOAC) đã phát triển phương pháp tiêu chuẩn để phân tích thuỷ ngân, sử dụng quy trình giải chiết với thuỷ ngân dithionat trong chloroform, sau đó chuyển sang dung dịch natrithiosunfat và phân huỷ phức thuỷ ngân thiosunfat bằng dithizon Phương pháp này có giới hạn phát hiện là 1 µg thuỷ ngân, do đó vẫn được nhiều phòng thí nghiệm áp dụng Ngoài ra, phương pháp so màu với các chất tạo màu và huỳnh quang phân tử cũng được sử dụng để xác định thuỷ ngân, với ưu điểm là tạo phức trước hoặc sau cột kết hợp với sắc ký lỏng hiệu năng cao để tách các dạng thuỷ ngân và các chất ảnh hưởng Các hợp chất như Dithizon, Dithiocarbamat và dẫn xuất của chúng được tạo phức với thuỷ ngân, tách bằng cột pha đảo và xác định bằng detector UV-Vis hoặc huỳnh quang.

1.2.1.3 Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử

Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là phương pháp hiệu quả nhất để xác định hàm lượng thuỷ ngân trong các mẫu khác nhau, nhờ vào việc đo phổ hấp thụ của thuỷ ngân kết hợp với kỹ thuật hoá hơi lạnh (CV-AAS) Điều đặc biệt, thuỷ ngân là nguyên tố kim loại duy nhất có áp suất hơi bão hoà cao, giúp nâng cao độ nhạy của phương pháp này trong việc phát hiện thuỷ ngân.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên cho thấy rằng thủy ngân có thể được định lượng dễ dàng bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử nhờ vào nhiệt độ tương đối thấp Thủy ngân được giải phóng từ dung dịch thành hơi nguyên tử thông qua quá trình khử chọn lọc và được cuốn đi bởi dòng không khí, trong đó Sn 2+ thường được sử dụng để khử thủy ngân về trạng thái hơi nguyên tử.

[5652] Gần đây, NaBH 4 cũng đƣợc dùng làm chất khử để xác định thuỷ ngân

Việc loại trừ các chất ảnh hưởng trong quá trình xác định thuỷ ngân trong môi trường hữu cơ và các mẫu khó phân huỷ hoàn toàn là rất quan trọng Hai kỹ thuật chính được áp dụng để loại bỏ các chất ảnh hưởng là kỹ thuật tạo hỗn hống với vàng (Au) nhằm làm sạch hơi thuỷ ngân và kỹ thuật bổ chính nền quang học.

Kỹ thuật tạo hỗn hống với vàng dựa vào quá trình hấp thụ chọn lọc của thuỷ ngân trên bề mặt vàng ở nhiệt độ phòng Sau khi loại bỏ hơi hữu cơ, thuỷ ngân được giải phóng khỏi bẫy vàng bằng cách gia nhiệt và được ghi đo phổ Phương pháp này không chỉ giúp tinh chế thuỷ ngân mà còn làm giàu thuỷ ngân trong một thể tích nhỏ trước khi đo, nhằm tăng độ nhạy của phép đo.

Bổ chính nền quang học được sử dụng để loại bỏ sự hấp thụ phân tử do hơi hữu cơ gây ra, với nguồn sáng liên tục và hiệu ứng Zeeman kết hợp Kỹ thuật này rất cần thiết khi nguyên tử hoá mẫu bằng lò graphit, đặc biệt là với các mẫu có thành phần nền phức tạp Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp hiệu ứng Zeeman giúp loại trừ ảnh hưởng của phổ nền, đặc biệt hiệu quả cho mẫu rắn Để nâng cao độ nhạy, các chất cải biến nền như Pd thường được sử dụng nhằm tối ưu hóa quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu.

Phương pháp phân tích mẫu bùn không cần phân huỷ đã được áp dụng thành công tại Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Đặc biệt, độ nhạy trong xác định thuỷ ngân tăng lên 30 lần khi sử dụng bước sóng 184,9 nm thay vì 253,7 nm Tuy nhiên, việc sử dụng bước sóng 184,9 nm yêu cầu môi trường chân không, điều này gây khó khăn trong việc phân tích mẫu hàng loạt.

Chúng tôi áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hóa hơi lạnh để phân tích hàm lượng tổng ngân, thủy ngân vô cơ, thủy ngân đioxit và thủy ngân hữu cơ trong trầm tích.

1.2.1.4 Phương pháp phổ huỳnh quang nguyên tử

Một số tác giả đã sử dụng phương pháp phổ huỳnh quang nguyên tử để xác định hàm lượng thủy ngân Trước đây, các phương pháp thường áp dụng là kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa và kích thích huỳnh quang bằng laser, với giới hạn phát hiện thủy ngân trong nước khoảng 2 µg/l Để nâng cao độ nhạy của phương pháp, các kỹ thuật nguyên tử hóa bằng hồ quang điện và hóa hơi lạnh đã được áp dụng.

Cường độ huỳnh quang trong không khí bị giảm do sự dập tắt bởi oxy và nitơ, nhưng khi thay thế bằng argon (Ar), độ nhạy của phương pháp tăng lên khoảng 86 lần Kỹ thuật này được sử dụng để xác định thuỷ ngân thông qua việc tạo hỗn hống với vàng hoặc tách pha bằng ống xốp polytetrafloetylen (teflon), sau đó đo phổ huỳnh quang của thuỷ ngân.

Nhiều tác giả đã sử dụng phương pháp xác định thuỷ ngân (Hg) trong không khí và nước Hơi thuỷ ngân được giải phóng từ dung dịch thông qua quá trình khử hoá học và được bẫy trong ống vàng Sau đó, ống vàng được gia nhiệt đến 700 °C để giải phóng thuỷ ngân và đưa vào cuvet để tiến hành đo lường.

Các phương pháp phân tích định dạng thuỷ ngân

Tính chất hoá lý của muối ankyl thuỷ ngân thay đổi theo bản chất của anion liên kết Chẳng hạn, metyl thuỷ ngân cysteinat có khả năng tan trong nước nhưng không tan trong benzen, trong khi metyl thuỷ ngân clorua lại không tan trong nước mà tan trong dung môi hữu cơ Sự khác biệt này về tính chất hoá lý đã được áp dụng để làm sạch mẫu trước khi tiến hành phân tích.

Dimetyl thuỷ ngân là một chất độc dễ bay hơi, được hình thành từ quá trình metyl hoá metyl thuỷ ngân, với độ tan thấp trong nước và dễ bị phân huỷ trong môi trường axit mạnh Trong quá trình bảo quản và chuẩn bị mẫu, dimetyl thuỷ ngân có thể bị mất đi, gây khó khăn trong việc định lượng Mặc dù đã được phát hiện trong một số mẫu môi trường, hiện tại vẫn chưa có phương pháp thích hợp nào để xác định chính xác nồng độ dimetyl thuỷ ngân trong các mẫu này.

Quá trình phân tích các dạng thuỷ ngân được thực hiện sau khi tách biệt các dạng khác nhau và đo định lượng từng loại bằng các phương pháp nhạy và chọn lọc Các phương pháp tách thuỷ ngân bao gồm sắc ký lỏng, sắc ký khí, chiết chọn lọc, điện phân, điện li, đông kết tủa, phản ứng hoá học và tạo hỗn hống.

Hiện nay, thế giới đã phát triển hơn 100 quy trình phân tích các dạng thủy ngân thông qua việc kết hợp giữa phương pháp đo và kỹ thuật tách Tuy nhiên, chỉ một số ít quy trình được áp dụng rộng rãi do chi phí cao và những hạn chế về độ lặp lại, độ chính xác và tốc độ phân tích mẫu Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng việc tách các dạng thủy ngân bằng HPLC và GC có tiềm năng cải thiện hiệu quả phân tích.

Phương pháp đo phổ phát xạ plasma, phổ khối và phổ hấp thụ nguyên tử đã cải thiện khả năng phát hiện và đo lường chính xác các dạng thủy ngân.

1.2.2.1 Phương pháp khử chọn lọc

Quá trình định dạng hợp chất thuỷ ngân có thể thực hiện bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hoá hơi lạnh, được Magos đề xuất vào năm 1979 Phương pháp này dựa trên kỹ thuật khử chọn lọc các hợp chất thuỷ ngân vô cơ và hữu cơ Trong môi trường kiềm, metyl thuỷ ngân trong cystein bị khử chậm bằng thiếc II clorua, trong khi muối thuỷ ngân vô cơ bị khử ngay lập tức thành dạng hơi nguyên tử Việc thêm CdCl2 vào SnCl2 giúp tăng tốc độ khử metyl thuỷ ngân, cho phép kiểm soát quá trình khử chọn lọc trong môi trường kiềm bằng cách sử dụng SnCl2 hoặc sự kết hợp SnCl2 + CdCl2.

Năm 1980, tác giả Gouldel đã xác định được các dạng thuỷ ngân vô cơ, thuỷ ngân có vòng thơm và ankyl thuỷ ngân thông qua việc thay đổi điều kiện khử trong hệ phản ứng tự động, sử dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử.

Việc xác định đồng thời metyl thuỷ ngân, thuỷ ngân vô cơ và tổng thuỷ ngân trong trầm tích có thể thực hiện bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với sắc ký khí Các dạng thuỷ ngân được etyl hoá ở nhiệt độ phòng bằng natri tetraetylborat Metyl thuỷ ngân và thuỷ ngân II được chuyển hoá thành etyl thuỷ ngân và metyl-etyl thuỷ ngân dễ bay hơi, sau đó được tách bằng sắc ký khí Cuối cùng, các dạng này được chuyển hoá tới cuvet thạch anh nung ở nhiệt độ 800°C để hoá hơi, nguyên tử hoá và phát hiện bằng phổ hấp thụ nguyên tử.

Quá trình khử chọn lọc sử dụng NaBH4 và SnCl2 để phân tích dạng thủy ngân đã được nhiều tác giả nghiên cứu Thủy ngân vô cơ được khử thành dạng hơi nguyên tử và xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hóa hơi lạnh, trong khi các dạng thủy ngân hữu cơ được khử bằng NaBH4.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên, bài viết trình bày về các dạng hyđrua, quy trình tách chúng bằng sắc ký khí và phát hiện thông qua phép đo phổ hấp thụ nguyên tử.

Quy trình tối ưu hoá tạo hyđrua cho phân tích thuỷ ngân sử dụng cuvet thạch anh gia nhiệt đã được thảo luận trong nhiều bài viết Nghiên cứu cho thấy, việc tăng nhiệt độ ở cuvet thạch anh sẽ làm tăng khả năng hoá hơi nguyên tử của thuỷ ngân, từ đó nâng cao độ nhạy của phương pháp phân tích Tuy nhiên, nhiệt độ cao cũng làm giảm tuổi thọ của cuvet thạch anh, do đó, nhiệt độ tối đa khuyến nghị cho quá trình này là 1000 °C.

Phương pháp kết hợp điện phân và phổ hấp thụ nguyên tử đã được áp dụng để phân tích các dạng thuỷ ngân Cụ thể, thuỷ ngân vô cơ được kết tủa trên điện cực Pt với hiệu suất 95% tại -0,1V, trong khi thuỷ ngân hữu cơ bắt đầu kết tủa ở thế nhỏ hơn -0,2 V Sau quá trình điện phân ở -0,1 V, thuỷ ngân hữu cơ được xác định bằng kỹ thuật quang phổ hấp thụ nguyên tử với phương pháp hoá hơi lạnh, trong khi thuỷ ngân vô cơ được xác định qua dung dịch ban đầu bằng cách khử với SnCl2.

Thuỷ ngân tổng số có thể được xác định nhanh chóng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử thông qua kỹ thuật lò graphit hoặc kỹ thuật hoá hơi lạnh Các dẫn xuất hữu cơ của thuỷ ngân được chiết xuất vào clorofom, benzen hoặc toluen, sau đó giải chiết trong dung dịch natrithiosunfat để xác định thuỷ ngân tổng số Một số nghiên cứu cũng đề xuất quy trình chiết bằng cách tạo phức với đithizon trong benzen để xác định metyl thuỷ ngân, trong khi hàm lượng thuỷ ngân tổng số vẫn được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.

Năm 1966, Westoo đã phát triển quy trình chiết ngược, trong đó metyl thuỷ ngân clorua được chiết vào benzen và sau đó được giải chiết trong dung dịch cystein, tạo thành phức thuỷ ngân cysteinat tan trong nước Sau khi axit hóa để phân huỷ phức thuỷ ngân với cystein, metyl thuỷ ngân lại được chiết vào benzen Quy trình này đã được giới thiệu và ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới.

1.2.2.3 Phương pháp điện di mao quản

Phương pháp điện di mao quản (CE) là một kỹ thuật tách hiệu quả cho nhiều loại chất, từ ion kim loại đến các hợp chất sinh học có khối lượng phân tử lớn Quá trình tách trong CE dựa vào sự dịch chuyển khác nhau của các chất trong điện trường, với các cation kim loại di chuyển về phía catot, được solvat hóa và tạo thành dòng điện di Những ion có điện tích cao và kích thước nhỏ sẽ di chuyển nhanh hơn so với ion lớn hơn và có điện tích thấp hơn, cho thấy rằng tỉ lệ giữa điện tích và kích thước càng lớn thì tốc độ di chuyển trong điện trường càng nhanh Mao quản thường được sử dụng trong CE là ống silica, có đường kính từ 20 – 100 μm và chiều dài từ 50 – 100 cm, với thế điện áp được áp dụng từ 20 – 30 kV.

Các phương pháp phân tích dạng thuỷ ngân trong luận văn

THỰC NGHIỆM

Đối tƣợng nghiên cứu

Các mẫu trầm tích thuộc hệ thống sông Nhuệ, sông Tô Lịch và sông Đáy thuộc địa bàn Hà Nội và khu vực lân cận.

Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng phương pháp phân tích thuỷ ngân tổng số, thuỷ ngân vô cơ, thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích với các nội dung sau:

Phân tích tổng thuỷ ngân, thuỷ ngân vô cơ, thuỷ ngân hữu cơ

2.2.1 Nghiên cứu các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân

- Nghiên cứu các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thủy ngân

- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khử SnCl2

Sử dụng thiết bị cải tiến để nâng cao độ nhạy trong việc xác định thuỷ ngân thông qua phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hoá hơi lạnh (CV-AAS) mang lại hiệu quả cao trong phân tích.

- Xây dựng đường chuẩn để xác định thuỷ ngân

2.2.2 Xây dựng quy trình phân tích cho các đối tƣợng mẫu nghiên cứu

Nghiên cứu, khảo sát và lựa chọn phương pháp xử lý mẫu thích hợp để định lƣợng thuỷ ngân

Nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit đến quá trình xử lý mẫu

- Nghiên cứu khảo sát quá trình chiết và giải chiết để xác định thuỷ ngân hữu cơ

- Xây dựng quy trình phân tích thuỷ ngân tổng số, dạng thuỷ ngân vô cơ, thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích

- Phân tích định lƣợng các dạng thuỷ ngân vô cơ và hữu cơ trong trầm tích theo phương pháp xây dựng được

- Đánh giá độ chính xác của phương pháp bao gồm: độ lặp lại, độ đúng

- Xử lý và đánh giá kết quả thực nghiệm.

Lấy mẫu và bảo quản mẫu

Mẫu trầm tích được lấy tại hiện trường bằng thiết bị chuyên dụng, với khoảng 50 gam mẫu được cho vào bình teflon và bảo quản lạnh trong quá trình vận chuyển Sau đó, mẫu trải qua quy trình tiền xử lý bằng phương pháp đông khô, nghiền nhỏ và sàng qua rây có đường kính lỗ 2mm để loại bỏ đá, sạn và rễ cây Cuối cùng, mẫu được rải đều thành lớp mỏng hình tròn trên tấm polietilen sạch và chia nhỏ theo phương pháp ẳ hỡnh nún đến khối lượng cần thiết, đảm bảo mẫu đồng đều cho phân tích.

Trang thiết bị và hóa chất phục vụ nghiên cứu

- Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS-3300 của hãng Perkin Elmer

- Thiết bị hoá hơi lạnh của hãng Perkin Elmer, thiết bị hoá hơi lạnh cải tiến

- Cân phân tích chính xác đến 10 -5 g của hãng Satorius

- Máy li tâm Kobuta tốc độ tối đa 12000 vòng/phút

- Bộ cất thuỷ ngân bằng thuỷ tinh

- Bình phản ứng 50 ml, cao 120 mm

- Bình định mức 50 ml, 100 ml, 500 ml, 1000ml

- Lọ đựng mẫu trầm tích

Do yêu cầu nghiêm ngặt của phép đo, nước cất và hóa chất cần có độ tinh khiết cao Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã sử dụng các hóa chất đạt tiêu chuẩn chất lượng.

8 Dung dịch chuẩn thuỷ ngân 1000 ppm Merck

9 Muối metyl thuỷ ngân clorua (CH3HgCl) Merck

10 Mẫu trầm tích chuẩn: MESS-3 và CMR-580

Để tránh nhiễm bẩn Hg trong trầm tích có hàm lượng vết, tất cả dụng cụ phân tích cần được ngâm trong HNO3 trong 24 giờ, sau đó ngâm trong dung dịch hỗn hợp KMnO4 0,04% và H2SO4 0,75M Sau quá trình này, dụng cụ phải được rửa bằng nước cất hai lần và cuối cùng tráng lại bằng nước cất Milli.

2.4.3 Chuẩn bị hoá chất và dung dịch chuẩn

1 Dung dịch H2SO4 0,05M: Hút 1,33 ml H2SO4 đặc 98% định mức bằng nước cất Mili – Q đến 500ml

2 Dung dịch Na2S2O3 0,01M: Hoà tan 0,6205 gam Na2S2O3 bằng nước cất và định mức tới vạch 250ml

3 Dung dịch KMnO4 0,04% trong H2SO4 0,75M: Hoà tan 0,4 gam KMnO4 bằng nước cất, hút thêm 40 ml H2SO4 đặc cho vào và định mức đến vạch 1 lít bằng nước cất Dung dịch thu được sau khi pha được cho vào bình thuỷ tinh tối màu

4 Dung dịch SnCl2 10%: Hoà tan 11,9 gam SnCl2.2H2O trong 9 ml HCl, thêm nước cất và định mức đến 100ml Sau đó sục khí N 2 với tốc độ 100ml/phút trong 20 phút Dung dịch đƣợc đựng trong chai thuỷ tinh tối màu

Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên đã số hóa tài liệu và bảo quản trong điều kiện lạnh Trước khi sử dụng, cần lấy 10 ml dung dịch SnCl2 10% cho vào bình 50 ml và định mức bằng HCl 3%.

5 Dung dịch Hydroxylamin clohydrat (NH2OH.HCl)20%: Cân 20g

NH2OH.HCl hoà tan bằng nước cất và thêm nước cất tới vạch 100ml

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân

Nghiên cứu khảo sát cho thấy phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân bằng kỹ thuật hoá hơi lạnh trên hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Perkin Elmer đạt kết quả tốt nhất với các thông số máy cụ thể.

Bảng 3.1: Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân

Các thông số Các điều kiện đƣợc lựa chọn

Nguồn sáng Đèn catốt rỗng Hg (HCL)

Bước sóng 253,7nm Độ rộng khe đo 0,7nm

Cường độ dòng đèn catốt rỗng 6 mA (80% Imax)

Thể tích mẫu đo (ml) 20 ml

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khử

Trong kỹ thuật hóa hơi lạnh để phân tích thủy ngân bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, hai loại chất khử chính được sử dụng là SnCl2 và NaBH4 Những chất này có khả năng chuyển đổi thủy ngân dạng ion thành thủy ngân nguyên tử tự do, thông qua các phản ứng hóa học cụ thể.

SnCl2 + Hg 2+ → Sn 4+ + Hg 0 + 2Cl -

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng SnCl2 làm chất khử để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ SnCl2 đến quá trình nguyên tử hóa và hóa hơi thủy ngân Các thí nghiệm được thực hiện với dãy mẫu chuẩn có nồng độ đồng nhất.

Hg 2+ là 5àg/l (ppb) trong nền axit H2SO4 (1,5%) và thay đổi nồng độ SnCl2 từ 2,5 ppm (0,00025%) đến 100000 ppm (10%) Các kết quả khảo sát đƣợc đƣa ra ở bảng 3.2

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ chất khử

Stt Nồng độ SnCl 2 (%) Độ hấp thụ (A)

Nồng độ SnCl2 (%) Đ ộ hấ p thụ (A )

Hình 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ chất khử

Kết quả từ bảng 3.2 và hình 3.1 chỉ ra rằng nồng độ chất khử SnCl2 có tác động đến tín hiệu hấp thụ của thủy ngân Khi nồng độ SnCl2 đạt giá trị nhất định, tín hiệu hấp thụ của thủy ngân sẽ thay đổi rõ rệt.

Khi nồng độ SnCl2 đạt 10000 ppm (1%), tín hiệu không còn tăng và đạt giá trị cực đại Việc sử dụng SnCl2 với nồng độ cao hơn có thể dẫn đến lượng SnCl2 dư thừa trong bình phản ứng, ảnh hưởng đến các phép đo sau này Do đó, trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã giữ cố định nồng độ SnCl2 ở mức 2%.

3.3 Khảo sát ảnh hưởng của thành phần và nồng độ axit đến quá trình xử lý mẫu

Quá trình phân huỷ mẫu trầm tích bằng phương pháp vô cơ hoá ướt sử dụng các axit mạnh để phân huỷ và oxi hoá mẫu.

Để đảm bảo quá trình phân huỷ mẫu diễn ra triệt để mà không làm mất lượng thuỷ ngân trong mẫu phân tích, cần lựa chọn thành phần và tỉ lệ các loại axit một cách hợp lý.

Axit HNO3 đặc và HClO4 đặc có tính oxi hoá mạnh nhưng có nhiệt độ sôi thấp lần lượt là 121 °C và 203 °C, dẫn đến việc sử dụng một trong hai loại axit này trong hệ mở sẽ không đảm bảo phân huỷ triệt để mẫu Việc chỉ sử dụng axit HClO4 đặc còn có nguy cơ gây cháy nổ Trong khi đó, axit H2SO4 đặc có tính oxi hoá mạnh hơn và nhiệt độ sôi cao hơn, đạt 339 °C Tuy nhiên, nếu chỉ dùng axit H2SO4 đặc, mẫu sẽ chậm sôi và các chất hữu cơ có thể cháy, tạo cặn cacbon, làm giảm hiệu suất thu hồi do thuỷ ngân bị hấp thụ trên cặn này Do đó, hỗn hợp các axit thường được sử dụng để phân huỷ mẫu Nghiên cứu của chúng tôi đã tiến hành vô cơ hoá 1 gam trầm tích trong bình phản ứng thạch anh dài 120 mm, với 0,5 mg thuỷ ngân ở dạng metyl thuỷ ngân cystein, sử dụng hỗn hợp axit với tỷ lệ khác nhau Hiệu quả sử dụng các axit được đánh giá qua độ thu hồi, và ảnh hưởng của axit cũng như nồng độ axit đến hiệu suất thu hồi được trình bày trong bảng 3.3.

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của axit và nồng độ axit đến quá trình vô cơ hoá mẫu

Các loại axit sử dụng

Nhiệt độ Độ thu hồi HNO3(ml) HClO4(ml) H2SO4(ml) (%)

Kết quả nghiên cứu cho thấy khi chỉ sử dụng axit HNO3, độ thu hồi thuỷ ngân chỉ đạt 51,6% ở 200 °C và dưới 50% ở 250 °C Tuy nhiên, khi áp dụng hỗn hợp 5ml axit HNO3 và 5ml HClO4 đậm đặc ở 200 °C, độ thu hồi tăng lên 94,2% và 78,2% ở 250 °C Để mẫu bị phá huỷ hoàn toàn, thời gian vô cơ hoá cần kéo dài ở 200 °C, trong khi hiệu suất thu hồi thấp ở 250 °C Để đạt hiệu suất thu hồi cao, cần sử dụng sinh hàn hồi lưu hoặc bình Kjeldahl Kết quả khảo sát cho thấy hỗn hợp ba axit với tỉ lệ HNO3 : HClO4 : H2SO4 là 1:1:5 đạt hiệu suất thu hồi tốt nhất là 98,4% chỉ sau 30 phút phân huỷ mẫu, do đó, chúng tôi quyết định sử dụng hỗn hợp ba axit này trong nghiên cứu.

3.4 Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài bình phản ứng đến hiệu suất quá trình xử lý mẫu

Quá trình xử lý mẫu được thực hiện trong bình thủy tinh thạch anh chịu nhiệt, đặt trực tiếp lên bếp điện có điều khiển nhiệt độ Khi vô cơ hóa mẫu ở nhiệt độ 250 °C, axit và thủy ngân sẽ bay hơi, do đó chiều dài bình phản ứng đóng vai trò như ống sinh hàn để ngưng tụ hơi axit và thủy ngân, giúp quá trình vô cơ hóa hiệu quả hơn Chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài bình phản ứng đến hiệu suất xử lý mẫu bằng cách cân 1g mẫu trầm tích và thêm 0,5 mg thủy ngân ở dạng metyl thủy ngân cystein vào bình phản ứng, sau đó cho thêm 2ml hỗn hợp axit HNO3 và HClO4 đặc tỉ lệ 1:1 cùng 5ml axit H2SO4 đặc, và thực hiện vô cơ hóa ở nhiệt độ 250 °C Mẫu trầm tích sẽ được phân hủy hoàn toàn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên, quy trình đo phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân được thực hiện với dung dịch 50 ml qua kỹ thuật hoá hơi lạnh Kết quả khảo sát được trình bày trong bảng 3.4.

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của chiều dài bình phản ứng

Stt Chiều dài bình phản ứng (mm) Độ thu hồi (%)

Chiều dài bình phản ứng (m m ) Đ ộ t h u h ồ i ( % )

Hình 3.2: Ảnh hưởng của chiều dài bình phản ứng

Kết quả khảo sát cho thấy chiều dài bình phản ứng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất thu hồi thuỷ ngân trong quá trình xử lý mẫu Khi chiều dài bình phản ứng không đủ, một phần thuỷ ngân theo hơi nước và axit không được ngưng tụ Tuy nhiên, khi chiều dài đạt khoảng 110 đến 120 mm, hầu hết lượng hơi bay lên được ngưng tụ, giúp độ thu hồi vượt trên 98% Do đó, trong các thí nghiệm tiếp theo, chúng tôi đã sử dụng bình phản ứng phân huỷ mẫu bằng thạch anh có chiều dài 120 mm để phân huỷ các mẫu trầm tích nghiên cứu.

3.5 Sử dụng thiết bị hoá hơi lạnh đã đƣợc cải tiến để tăng độ nhạy cho phép xác định thuỷ ngân

Thiết bị hoá hơi lạnh MHS – 10 trên hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS – 3300 Perkin – Elmer hoạt động nhƣ sau:

Mẫu phân tích khoảng 20 ml được đưa vào bình phản ứng, sau đó thêm 1 ml SnCl2 2% để khử ion thủy ngân thành thủy ngân nguyên tử ở trạng thái hơi Hơi thủy ngân được dẫn đến cuvet thạch anh nằm trên chùm sáng của đèn catốt rỗng, thu toàn bộ chùm sáng và chọn một vạch phổ hấp thụ với bước sóng đặc trưng của thủy ngân là 253,7 nm để đo cường độ hấp thụ bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Tuy nhiên, thiết bị này có nhược điểm là

- Hơi thuỷ ngân bị pha loãng bởi dòng khí mang và phụ thuộc nhiều vào tốc độ khí mang

Sự hình thành hơi thủy ngân phụ thuộc vào thời gian khử và quá trình đạt cân bằng giữa pha khí và pha lỏng, dẫn đến tín hiệu pic của thủy ngân không rõ nét và thời gian đo kéo dài.

- Hơi axit và hơi nước bị kéo theo làm tăng tín hiệu nền, gây sai số cho phép đo

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật hoá hơi lạnh MHS – 10

Để cải thiện độ nhạy trong việc xác định thuỷ ngân bằng kỹ thuật hoá hơi lạnh và khắc phục những nhược điểm hiện có, thiết bị hoá hơi thuỷ ngân đã được nâng cấp đáng kể.

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của hệ hoá hơi lạnh cải tiến

Thiết bị được trang bị van 4 chiều và bơm tuần hoàn, cho phép hơi thủy ngân được tạo ra từ bình phản ứng được làm giàu qua quá trình tuần hoàn trong khoảng 30 giây Hơi axit được bẫy bằng bình chứa dung dịch NaOH 5M Sau đó, van bốn chiều được quay một góc 90 độ, dẫn hơi thủy ngân qua bình đá để loại bỏ hơi nước trước khi chuyển vào cuvet.

Sử dụng thiết bị hoá hơi lạnh đã đƣợc cải tiến

Thiết bị hoá hơi lạnh MHS – 10 trên hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS – 3300 Perkin – Elmer hoạt động nhƣ sau:

Mẫu phân tích khoảng 20 ml được đưa vào bình phản ứng, sau đó thêm 1 ml SnCl2 2% để khử ion thủy ngân thành thủy ngân nguyên tử ở trạng thái hơi Hơi thủy ngân được dẫn đến cuvet thạch anh nằm trên chùm sáng của đèn catốt rỗng, thu toàn bộ chùm sáng và phân ly, chọn vạch phổ hấp thụ có bước sóng đặc trưng của thủy ngân là 253,7 nm để đo cường độ hấp thụ bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Tuy nhiên, thiết bị này có một số nhược điểm.

- Hơi thuỷ ngân bị pha loãng bởi dòng khí mang và phụ thuộc nhiều vào tốc độ khí mang

Sự tạo ra hơi thủy ngân phụ thuộc vào thời gian khử và quá trình đạt cân bằng giữa pha khí và pha lỏng, dẫn đến tín hiệu pic của thủy ngân không rõ nét và kéo dài thời gian đo.

- Hơi axit và hơi nước bị kéo theo làm tăng tín hiệu nền, gây sai số cho phép đo

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật hoá hơi lạnh MHS – 10

Để cải thiện độ nhạy trong việc xác định thủy ngân bằng kỹ thuật hóa hơi lạnh và khắc phục các nhược điểm hiện có, thiết bị hóa hơi thủy ngân đã được cải tiến đáng kể.

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của hệ hoá hơi lạnh cải tiến

Thiết bị được trang bị van 4 chiều và bơm tuần hoàn, cho phép hơi thủy ngân được tạo ra từ bình phản ứng được làm giàu qua quá trình tuần hoàn trong hệ trong khoảng thời gian 30 giây Hơi axit được bẫy bằng bình chứa dung dịch NaOH 5M Sau đó, van bốn chiều được quay 90 độ, dẫn hơi thủy ngân qua bình đá để loại bỏ hơi nước trước khi chuyển vào cuvet.

Hệ thống cải tiến này cho phép tích lũy và đo hơi thủy ngân một cách tức thời, mang lại tín hiệu pic sắc nét và nâng cao tổng số tín hiệu trên nền nhiễu.

Hình 3.5: Phổ hấp thụ của thuỷ ngân trước và sau khi cải tiến thiết bị

Hỡnh 3.6: Phổ hấp thụ của thuỷ ngõn nồng độ 2 àg/l

Hỡnh 3.7: Phổ hấp thụ của thuỷ ngõn nồng độ từ 0,1 đến 2,0 àg/l

Kết quả từ hình 3.5, 3.6 và 3.7 cho thấy rằng việc sử dụng thiết bị cải tiến đã làm tăng độ nhạy lên khoảng 9 lần, mang lại tín hiệu pic sắc nét và độ lặp lại tốt.

Xây dựng đường chuẩn xác định thuỷ ngân

Pha loãng các dung dịch có nồng độ Hg 2+ lần lượt là 10 àg/l, 20 àg/l, 40 àg/l, 50 àg/l và 100 àg/l từ dung dịch chuẩn Hg 2+ 1000 ppm của Merk Hút 1 ml từ mỗi dung dịch cho vào bình phản ứng 50 ml, sau đó tiến hành quá trình vô cơ hóa như mẫu thật bằng cách thêm vào mỗi bình 2 ml HNO 3 – HClO 4 (1:1) và 5 ml H2SO4 đặc Cuối cùng, đun hỗn hợp trên bếp điện có điều khiển nhiệt độ ở 250 °C.

Sau 30 phút, để nguội dung dịch bằng nước cất đến mức 50 ml, ta thu được các dung dịch với nồng độ Hg 2+ lần lượt là: 0,2 µg/l, 0,4 µg/l, 0,8 µg/l, 1,0 µg/l và 2,0 µg/l Lấy 20 ml dung dịch này cho vào bình phản ứng.

Sử dụng SnCl2 2% để tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử của thủy ngân theo kỹ thuật hóa hơi lạnh với các điều kiện tối ưu đã được xác định Hàm lượng thủy ngân trong dung dịch phân tích được xác định theo các điều kiện này Mối quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng độ thủy ngân được trình bày trong bảng 3.5 và hình 3.8.

Bảng 3.5 : sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Hg 2+

TT Nồng độ (àg/l) Độ hấp thụ (Abs)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn y = 0.2491x

Đường chuẩn xác định thuỷ ngân trong hình 3.8 có độ dốc 0.2491 và hệ số tương quan 0.9961 Với thể tích mẫu 20 ml, đường chuẩn này có tính tuyến tính trong khoảng từ 0,2 àg/l đến 2 àg/l Nó được sử dụng để xác định tổng thuỷ ngân và tổng dạng thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích, nhờ vào quá trình vô cơ hoá mẫu trong quá trình phân tích.

Giới hạn phát hiện của phương pháp

Giới hạn phát hiện là nồng độ thấp nhất có thể phát hiện đƣợc, nồng độ này lớn hơn mẫu trắng với độ tin cậy là 99%

Trong nghiên cứu này, chúng tôi xác định giới hạn phát hiện của phương pháp bằng cách lặp lại 7 lần đo mẫu dung dịch chuẩn thủy ngân với nồng độ 0,10 àg/l, trong điều kiện thiết lập tương tự như khi lập đường chuẩn Sự sai khác giữa độ lệch chuẩn của mẫu và mẫu trắng được chấp nhận là không đáng kể Kết quả được trình bày trong bảng 3.6.

Bảng 3.6: Kết quả phõn tớch mẫu chuẩn thuỷ ngõn nồng độ 0,1 àg/l

TT Hàm lƣợng thuỷ ngõn (àg/l) Độ thu hồi (%)

Từ các kết quả ở bảng 3.6 ta có:

Giá trị trung bình: 105 Độ lệch chuẩn (S): 0,0157

Giá trị tra bảng với bậc tự do là 6 độ tin cậy 99%: 3,143

Giới hạn phỏt hiện (GHPH): GHPH = S.t = 0,05 (àg/l)

Quy trình phân tích thuỷ ngân

3.8.1 Quy trình phân tích thuỷ ngân tổng số

Dựa trên kết quả khảo sát và lựa chọn các điều kiện tối ưu như loại axit, nồng độ axit, chiều dài bình phản ứng, nhiệt độ, thời gian vô cơ hóa mẫu và điều kiện đo phổ của thủy ngân, quy trình phân tích tổng thủy ngân trong trầm tích được trình bày dưới đây.

Cân chính xác 1 gam mẫu trầm tích vào bình phản ứng 50 ml Sau đó, cho vào bình 2 ml hỗn hợp axit HNO3 và HClO4 đậm đặc với tỉ lệ 1:1, tiếp theo là 5 ml dung dịch.

H2SO4 đặc được đun ở nhiệt độ 250°C trong 30 phút Sau khi mẫu được phân hủy hoàn toàn, để nguội và định mức đến 50 ml, tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử của thủy ngân bằng kỹ thuật hóa hơi lạnh.

Hình 3.9: Quy trình phân tích tổng thuỷ ngân trong trầm tích

3.8.2 Phân tích dạng thuỷ ngân hữu cơ và vô cơ

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển quy trình chiết chọn lọc các dạng thuỷ ngân hữu cơ vào dung môi thích hợp, sau đó thực hiện giải chiết vào pha nước bằng natrithiosunfat (Na2S2O3) Các dạng thuỷ ngân hữu cơ được chuyển đổi thành vô cơ thông qua quy trình phân tích thuỷ ngân tổng số và được phân tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hoá hơi lạnh Lượng thuỷ ngân vô cơ được xác định dựa trên hàm lượng thuỷ ngân tổng số và thuỷ ngân hữu cơ.

3.8.2.1 Khảo sát quy trình tách chiết để xác định tổng thuỷ ngân hữu cơ

Quy trình phân tích thuỷ ngân hữu cơ bắt đầu bằng việc tách các dạng thuỷ ngân này vào dung môi CHCl3 Sau đó, chúng được giải chiết bằng Na2S2O3 và định lượng thông qua phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hoá hơi lạnh.

Các hợp chất thủy ngân hữu cơ có khả năng tan tốt trong các dung môi không phân cực như clorofom, cacbontetraclorua, benzen và toluen Chính vì đặc tính này, nhiều nghiên cứu đã sử dụng để xác định và tách các dạng thủy ngân hữu cơ.

Mẫu đƣợc vô cơ hoá

5 ml H2SO4 Đun nóng trong 30 phút ở 250 0 C

Làm lạnh Định mức đến 50 ml

Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên đã tiến hành số hóa các mẫu sinh học và môi trường, bao gồm cả trầm tích Để tách các dạng thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích, phương pháp sử dụng clorofom để chiết trực tiếp các dạng thuỷ ngân hữu cơ đã được áp dụng.

Hình 3.10: Quy trình phân tích thuỷ ngân hữu cơ

3.8.2.2 Khảo sát thể tích clorofom (CHCl 3 ) dùng để chiết thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích Để khảo sát ảnh hưởng của thể tích dung môi và số lần chiết đến hiệu quả đo, chúng tôi tiến hành khảo sát trên cùng một mẫu trầm tích

Cân 5 gam mẫu trầm tích cho lần lƣợt vào 5 ống ly tâm 50 ml Sau đó thêm thủy ngân hữu cơ dưới dạng metyl thuỷ ngân với lượng 120,15 ng

CHCl3Cl (tương ứng với 100 ng Hg) Thuỷ ngân hữu cơ được chiết với các thể tích clorofom khác nhau: 10 ml, 20 ml, 30 ml, 40 ml, 45 ml thực hiện

20 ml CHCl 3 Lắc 2 phút, ly tâm

3 ml Na 2 S 2 O 3 Lắc 2 phút, ly tâm

Chúng tôi đã thực hiện quá trình chiết hai lần và giải chiết mẫu bằng 5 ml Na2S2O3 10^-2 M, sau đó tiến hành vô cơ hoá mẫu Kỹ thuật đo phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân được thực hiện theo phương pháp hoá hơi lạnh với các điều kiện tối ưu đã được lựa chọn, mang lại kết quả đáng chú ý.

Bảng 3.7: Kết quả chiết thủy ngân hữu cơ theo thể tích clorofom

Stt Thể tích CHCl3 (ml)

Số lần chiết Lần 1 Lần 2

Thứ tự thể tích clorofom

Ph ần tr ăm th u hồ i ( % )

Hình 3.11: Ảnh hưởng của thể tích clorofom đến độ thu hồi của thuỷ ngân hữu cơ

Theo bảng 3.7 và hình 3.11, hiệu suất chiết thuỷ ngân hữu cơ đạt trên 95% khi thực hiện hai lần chiết với thể tích clorofom là 20 ml Việc tăng thể tích clorofom chỉ làm tăng hiệu suất chiết một cách không đáng kể, với giá trị tối đa đạt 96,6% Do đó, để tối ưu hóa thể tích clorofom mà vẫn duy trì hiệu suất chiết cao, chúng tôi chọn sử dụng 20 ml clorofom và thực hiện chiết hai lần.

3.8.2.3 Khảo sát quá trình giải chiết thuỷ ngân hữu cơ bằng natrithiosun – fat Để khảo sát ảnh hưởng của Na2S2O3 (natrithiosunfat) đến quá trình giải chiết thuỷ ngân hữu cơ trong pha clorofom xuống pha nước, chúng tôi tiến hành nhƣ sau: chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn thuỷ ngân hữu cơ có chứa

100 ng thuỷ ngân trong 25 ml dung dịch clorofom (nồng độ CH3HgCl khoảng

Nghiên cứu bắt đầu bằng việc sử dụng dung dịch Na2S2O3 với nồng độ từ 0 đến 10 -2 mol/l để giải chiết, sau đó tiến hành vô cơ hoá dịch chiết Cuối cùng, hàm lượng thủy ngân được xác định thông qua phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.

Kết quả đƣợc đƣa ra ở bảng sau:

Bảng 3.8:Kết quả giải chiết Hg hữu cơ bằng Na 2 S 2 O 3

Tỉ lệ số m ol: natrithiosunfat/Hg-hữu cơ

Hình 3.12: Hiệu suất giải chiết CH 3 HgCl bằng natrithiosunfat

Kết quả ở bảng 3.8 và hình 3.12 cho thấy: khi tỉ lệ mol Na2S2O3 lớn hơn

Khi tỉ lệ mol CH3HgCl đạt 50 lần, hiệu suất giải chiết vượt 89%, trong khi hiệu suất giải chiết đạt trên 97% khi tỉ lệ mol Na2S2O3 lớn hơn 500 lần so với CH3HgCl Do hàm lượng thủy ngân hữu cơ trong trầm tích biến động lớn, chúng tôi đã sử dụng nồng độ Na2S2O3 10^-2 M để thực hiện quá trình giải chiết các dạng thủy ngân hữu cơ.

Đánh giá phương pháp

3.9.1 Phân tích thuỷ ngân tổng số: Độ chính xác của phương pháp phân tích thuỷ ngân được đánh giá qua mẫu trầm tích chuẩn MESS-3 và CMR-580 kết quả đƣợc đƣa ra ở bảng 3.9

Bảng 3.9: Kết quả phân tích mẫu chuẩn MESS-3, CMR 580

Hàm lƣợng (mg/kg) Độ thu hồi Giá trị chứng chỉ Kết quả phân tích

Phân tích các mẫu chuẩn khác nhau cho thấy phương pháp đạt độ chính xác cao, với độ thu hồi của thuỷ ngân dao động từ 93% đến 104%, đáp ứng yêu cầu phân tích hàm lượng vết thuỷ ngân trong trầm tích.

3.9.2 Phân tích thuỷ ngân hữu cơ Độ chính xác của phương pháp phân tích thuỷ ngân hữu cơ được đánh giá qua mẫu trầm tích chuẩn CMR-580 kết quả đƣợc đƣa ra ở bảng 3.10

Bảng 3.10: Kết quả phân tích thuỷ ngân hữu cơ mẫu chuẩn CMR 580

Loại mẫu chuẩn Hàm lƣợng (mg/kg) Độ thu hồi Giá trị chứng chỉ Kết quả phân tích

Do lƣợng mẫu chuẩn có hạn, chúng tôi chỉ tiến hành phân tích một lần đối với thuỷ ngân hữu cơ

Dạng thuỷ ngân trong trầm tích

Chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng tổng thủy ngân, thủy ngân vô cơ và thủy ngân hữu cơ trong các mẫu trầm tích từ sông Nhuệ, sông Tô Lịch và sông Đáy để đánh giá mức độ ô nhiễm thủy ngân trong môi trường.

Lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy, nằm trong các tỉnh Hà Nội, Nam Định, Hà Nam, Ninh Bình và Hòa Bình, có diện tích khoảng 7665 km² và dân số ước tính đạt 8.706,2 nghìn người vào năm 2005 Vùng lãnh thổ này sở hữu điều kiện tự nhiên và tài nguyên phong phú, đa dạng, đồng thời có vị trí địa lý quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội.

Vùng đồng bằng sông Hồng, bao gồm thủ đô Hà Nội, đóng vai trò là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật và an ninh quốc phòng của cả nước Trong những năm gần đây, sự phát triển kinh tế - xã hội đã bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người, dẫn đến ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước tại lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy Nhiều vấn đề môi trường cấp bách đang diễn ra phức tạp ở cả quy mô địa phương và toàn lưu vực.

Lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy đang chịu tác động mạnh mẽ từ các hoạt động kinh tế - xã hội, đặc biệt là từ các khu công nghiệp, sản xuất làng nghề và khai thác tài nguyên Sự phát triển nhanh chóng của nhiều khu công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, cùng với các hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản, đã dẫn đến sự biến đổi đáng kể của môi trường, đặc biệt là môi trường nước Trong bối cảnh phát triển kinh tế thị trường hiện nay, áp lực lên môi trường lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy ngày càng gia tăng, gây ra những tác động tiêu cực.

Bảng 3.11: Bảng miêu tả vị trí lấy mẫu Điểm lấy mẫu Địa giới Vị trí lấy mẫu

Cầu Diễn Hà Nội Sông Nhuệ

Thanh Liệt Hà Nội Điểm giao cắt giữa sông Nhuệ và Tô Lịch Khe tang Hà Nội Sông Nhuệ

Phùng Hà Nội Sông Đáy

Tế tiêu Hà Nội Sông Đáy

Mai Lĩnh Hà Nội Sông Đáy

Ba Đa Hà Nam Sông Nhuệ

Cầu Đọ Hà Nam Sau khi hợp lưu giữa sông Nhuệ và Đáy

Hình 3 13: Bản đồ vị trí lấy mẫu trên sông Nhuệ, sông Tô Lịch, sông Đáy

Kết quả phân tích hàm lượng các dạng thuỷ ngân trong trầm tích thuộc lưu vực sông Nhuệ, Sông Tô Lịch và sông Đáy đƣợc đƣa ra ở bảng 3.12

Bảng 3.12: Kết quả phân các dạng thuỷ ngân trong trầm tích

Mẫu Hg tổng (ppm) Hg hữu cơ (ppm) Hg vô cơ (ppm)

Sự phân bố của các dạng thuỷ ngân trong trầm tích của từng điểm đƣợc trình bày dưới dạng đồ thị 3.14 dưới đây

Mai Lĩnh Tế Tiêu Phùng Thanh

Ba Đa Đọ Địa điểm lấy mẫu p h ần t ră m

Hình 3.14: Sự phân bố các dạng thuỷ ngân trong trầm tích

Theo bảng 3.12 và hình 3.14, thuỷ ngân trong trầm tích sông Nhuệ và sông Đáy chủ yếu tồn tại dưới dạng thuỷ ngân vô cơ, chiếm hơn 70% tổng hàm lượng thuỷ ngân.

Bức tranh tổng quan về hàm lượng kim loại thủy ngân tại các điểm khảo sát trên sông Nhuệ và Đáy từ thượng lưu đến hạ lưu được thể hiện qua đồ thị trong hình 3.15 và hình 3.16.

Diễn Thanh Liệt Khe Tang Ba Đa Địa điểm lấy m ẫu

Hình 3.15: Hàm lượng tổng thuỷ ngân tại các điểm trên lưu vực sông Nhuệ

Phùng Mai Lĩnh Tế Tiêu Đọ Địa điểm lấy m ẫu

Hình 3.16: Hàm lượng tổng thuỷ ngân tại các điểm trên lưu vực sông Đáy

Bảng 3.12 và hình 3.15 và hình 3.16 cho thấy:

Hàm lượng tổng thuỷ ngân trên sông Nhuệ tăng dần từ thượng lưu đến hạ lưu, đạt giá trị cao nhất tại điểm Thanh Liệt (0.675 ppm), nơi giao nhau với sông Tô Lịch Sau đó, hàm lượng thuỷ ngân có xu hướng giảm dần khi tiếp xúc với sông Đáy Kết quả này nhất quán với nghiên cứu của Tiến sỹ Vũ Đức Lợi năm 2008.

Hàm lượng tổng thuỷ ngân trên sông Đáy tăng dần từ đập Phùng đến Mai Lĩnh, đạt 0,432 ppm, trước khi giảm xuống ở cầu Đọ So với sông Nhuệ và Tô Lịch, hàm lượng thuỷ ngân tổng số tại sông Đáy chỉ bằng 1/3 đến 1/2, điều này phản ánh mật độ dân cư và hoạt động sản xuất công nghiệp ở lưu vực sông Đáy thấp hơn nhiều so với lưu vực sông Nhuệ.

Kết quả phân tích hàm lượng thuỷ ngân hữu cơ tại các lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy cho thấy sự biến đổi từ thượng lưu xuống hạ lưu, như được minh họa trong hình 3.17 và 3.18.

Diễn Thanh Liệt Khe Tang Ba Đa Địa điểm lấy mẫu

Hình 3.17: Hàm lượng tổng Hg- hữu cơ tại các điểm lấy mẫu trên sông Nhuệ

Phùng Mai Lĩnh Tế Tiêu Đọ Địa điểm lấy mẫu

Hình 3.18: Hàm lượng tổng Hg- hữu cơ tại các điểm lấy mẫu trên sông Đáy

Từ bảng 3.12 và hình 3.17 và hình 3.18 cho thấy:

Trên sông Nhuệ, hàm lƣợng thuỷ ngân hữu cơ có sự tăng dần từ Diễn –

Thanh Liệt là khu vực có độ cao nhất tại Khe Tang, sau đó giảm dần ở điểm Ba Đa Hiện tượng này có thể liên quan đến việc các dạng thủy ngân vô cơ chuyển hóa thành thủy ngân hữu cơ từ thượng lưu đến hạ lưu, đặc biệt trong khu vực từ Diễn đến Khe Tang.

Trên sông Đáy, hàm lượng thuỷ ngân hữu cơ giảm dần từ thượng lưu đến hạ lưu, với mức cao nhất tại đập Phùng, nơi Hg-hữu cơ chiếm 25,20% tổng hàm lượng thuỷ ngân Nguyên nhân là do đập Phùng không nhận dòng chảy từ sông Hồng, dẫn đến nước không lưu thông, gây tích tụ thuỷ ngân Ngược lại, tại Mai Lĩnh, Tế Tiêu và Đọ, lượng nước cung cấp dồi dào cùng với quá trình xáo trộn mạnh mẽ giúp giảm sự tích tụ và hạn chế quá trình hữu cơ hoá thuỷ ngân.

Tiêu đề	Nghiên Cứu Xác Định Dạng Thủy Ngân Tổng Số, Thủy Ngân Hữu Cơ Và Thủy Ngân Vô Cơ Trong Trầm Tích Bằng Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử
Tác giả	Nguyễn Văn Triều
Trường học	Đại học Thái Nguyên
Chuyên ngành	Hóa Phân Tích
Thể loại	luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Thái Nguyên

Định dạng
Số trang	81
Dung lượng	881,55 KB