Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định một số dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích sử dụng kỹ thuật chiết chọn lọc

Chia sẻ: Lê Thị Hồng Nhung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Xây dựng được phương pháp xác định một số dạng thủy ngân trong trầm tích bằng kỹ thuật chiết chọn lọc; đánh giá độ tin cậy của phương pháp đã xây dựng được; - Áp dụng kết quả nghiên cứu để xác định dạng thủy ngân trong trầm tích tại một khu vực cụ thể.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định một số dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích sử dụng kỹ thuật chiết chọn lọc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ……..….***………… TRỊNH THỊ THỦY NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ DẠNG THỦY NGÂN TRONG MẪU TRẦM TÍCH SỬ DỤNG KỸ THUẬT CHIẾT CHỌN LỌC Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH Mã số: 9.44.01.18 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2018
Công trình đƣợc hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Vũ Đức Lợi Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2: TS. Lê Thị Trinh Phản biện 1: … Phản biện 2: … Phản biện 3: …. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm 201…. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân là các tác nhân hóa học có khả năng tích tụ sinh học lớn gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người. Thủy ngân được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như hóa chất, phân bón, chất dẻo, kỹ thuật điện, điện tử, xi măng, sơn, tách vàng bạc trong các quặng sa khoáng, sản xuất các loại đèn huỳnh quang, pin, phong vũ kế, nhiệt kế, huyết áp kế, mỹ phẩm... Theo Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), trong thời gian gần đây với tốc độ độ phát triển kinh tế mạnh mẽ của châu Á đồng thời thúc đẩy mức độ tăng trưởng của những ngành công nghiệp có sử dụng thủy ngân trong sản xuất, làm cho châu lục này trở thành nơi thải ra lượng thủy ngân nhiều nhất, chiếm gần 50% lượng thải chất độc hại này của thế giới. Theo báo cáo điều tra thủy ngân quốc gia của bộ công thương năm 2016, Việt Nam có 4 lĩnh vực sản xuất chính liên quan đến sử dụng và phát thải thủy ngân: sản xuất và sử dụng thiết bị chiếu sáng: sử dụng nhiên liệu than trong hoạt động công nghiệp; sử dụng thủy ngân và các hợp chất trong lĩnh vực y tế và khai thác vàng thủ công quy mô nhỏ. Tổng lượng thủy ngân nhập vào Việt Nam năm 2014 là khoảng 14000 kg. Tuy nhiên, chưa có điều tra nào làm rõ được đường đi và mục đích sử dụng của lượng thủy ngân và hợp chất thủy ngân được mua bán trong thị trường nội địa.. Tháng 10 năm 2013 Việt Nam ký kết tham gia Công ước Minamata về thủy ngân, hành động này thể hiện sự quan tâm và chú trọng của các cơ quan quản lý nhà nước tới vấn đề ô nhiễm thủy ngân, trong đó có các hoạt động quan trắc, kiểm soát ô nhiễm, giảm thiểu sử dụng và phát thải thủy ngân. Độc tính của thuỷ ngân phụ thuộc nhiều vào dạng hoá học của nó. Nhìn chung, thuỷ ngân ở dạng hợp chất hữu cơ độc hơn thuỷ ngân vô cơ, thuỷ ngân nguyên tố và thuỷ ngân sunfua là dạng ít độc nhất. Dạng độc nhất của thủy ngân là metyl thuỷ ngân, dạng này có thể tích lũy trong mô mỡ, tế bảo của cá và các động vật khác. Do vậy, việc xác định hàm lượng các dạng hoá học khác nhau của thuỷ ngân trong các đối tượng mẫu môi trường, mẫu sinh vật có ý nghĩa rất quan trọng, đặc biệt trong các mẫu trầm tích là môi trường tích lũy lượng lớn chất ô nhiễm từ các nguồn thải và là môi trường sống cho nhiều loại động thực vật thủy sinh. Hiện nay, trên thế giới đã có một số nghiên cứu khoa học công bố về phương pháp xác định các dạng thủy ngân trong một số đối tượng mẫu khác nhau, tuy nhiên chưa có nhiều nghiên cứu một cách toàn diện về quy trình xử lý mẫu để tách chiết các dạng tồn tại của thủy ngân trong mẫu trầm tích. Các tổ chức quốc tế và các quốc gia cũng chưa ban hành tiêu chuẩn hướng dẫn về việc xác định một số dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích ngoài 01 tiêu chuẩn của Tổ chức bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA). Ở Việt Nam, chưa có quy trình chuẩn hướng dẫn về phương pháp phân tích hàm lượng tổng thủy ngân và các dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích cũng như có rất ít các nghiên cứu đánh giá sự có mặt của thủy ngân và các dạng của chúng trong môi trường. Do vậy, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định một số dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích sử dụng kỹ thuật chiết chọn lọc” để nghiên cứu. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Xây dựng được phương pháp xác định một số dạng thủy ngân trong trầm tích bằng kỹ thuật chiết chọn lọc; - Đánh giá độ tin cậy của phương pháp đã xây dựng được; - Áp dụng kết quả nghiên cứu để xác định dạng thủy ngân trong trầm tích tại một khu vực cụ thể. 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án - Khảo sát, lựa chọn các điều kiện tối ưu và xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp phân tích hàm lượng tổng thủy ngân trong trầm tích 1
- Nghiên cứu, khảo sát và xây dựng quy trình phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong trầm tích bằng phương pháp sắc ký khí sử dụng detector cộng kết điện tử (GC-ECD) sử dụng cột mao quản, thay cho các dạng cột nhồi đã sử dụng trước đây. - Nghiên cứu, khảo sát và xây dựng quy trình phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong mẫu trầm tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp các kỹ thuật chiết chọn lọc. - Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết chọn lọc và xác định các dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích. - Áp dụng quy trình phân tích xây dựng được để xác định hàm lượng tổng thủy ngân và các dạng của thủy ngân trong mẫu trầm tích mặt (ao, hồ) tại khu vực làng nghề Minh Khai, Văn Lâm, Hưng Yên; trầm tích cột tại cửa sông Hàn, thành phố Đà Nẵng nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm của chúng đối với môi trường. 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân: Giới thiệu thủy ngân và các hợp chất của thủy ngân về tính chất lý hóa và độc tính, chu trình chuyển hóa của thủy ngân trong môi trường. 1.2 Nguồn phát thải thủy ngân, các hợp chất của thủy ngân: Tổng hợp các thông tin về nguồn, hiện trạng phát thải thủy ngân trên thế giới và tại Việt Nam 1.3 Phân loại các dạng tồn tại của thủy ngân: Trình bày cách phân loại các dạng của thủy ngân trong môi trường, phân loại các dạng của thủy ngân trong đất và trầm tích. 1.4 Các phƣơng pháp xác định hàm lƣợng thủy ngân: Tổng quan các phương pháp định lượng thủy ngân sau quá trình xử lý mẫu chuyển về Hg2+ và phương pháp định lượng metyl thủy ngân. 1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc liên quan đến luận án: Tổng hợp các nghiên cứu về phương pháp xác định hàm lượng tổng thủy ngân trong trầm tích, Các nghiên cứu về phương pháp chiết, chọn lọc các dạng thủy ngân trong trầm tích, Một số hướng dẫn về định lượng thủy ngân và các dạng của thủy ngân trong các đối tượng mẫu môi trường. 1.6 Tổng quan về địa điểm lấy mẫu thực tế: Nêu các thông tin về địa điểm lấy mẫu để phục vụ cho nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện trên 2 đối tượng mẫu, mẫu trầm tích mặt lấy tại làng nghề tái chế nhựa Minh khai, huyện Như Quỳnh, tỉnh Hưng Yên, mẫu trầm tích biển lấy tại cửa sông Hàn thành phố Đà Nẵng. Qua tìm hiểu các tài liệu tham khảo về các nghiên cứu liên quan đến xác định các dạng của thủy ngân trong trầm tích cho thấy: - Việc xác định tổng hàm lượng thủy ngân trong trầm tích chưa đủ để đánh giá độ linh động, khả năng tích lũy sinh học, ảnh hưởng của thủy ngân và các hợp chất của nó trong nền mẫu nghiên cứu tới môi trường, hệ sinh thái. Để có những đánh giá đầy đủ thì ngoài việc phân tích hàm lượng tổng thủy ngân cần tiến hành phân tích hàm lượng các dạng tồn tại của thủy ngân trong mẫu nghiên cứu. - Đối với quy trình xác định tổng hàm lượng thủy ngân, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xử lý mẫu và kỹ thuật định lượng hàm lượng tổng thủy ngân trong mẫu trầm tích và các loại mẫu môi trường khác. Một số tiêu chuẩn hướng dẫn phân tích tổng hàm lượng thủy ngân trong trầm tích đã được ban hành như tiêu chuẩn của US EPA, Nhật Bản. Tuy nhiên, khi tiến hành thử nghiệm thực tế, các phòng thí nghiệm ít nhiều đều có những thay đổi hoặc phát triển so với phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn. Vì vậy, các phương pháp này cần được xác nhận giá trị sử dụng để đảm bảo độ tin cậy và chính xác của kết quả phân tích trong điều kiện thực tế của các phòng thí nghiệm hiện nay. - Các nghiên cứu về phương pháp xử lý mẫu và định lượng metyl thủy ngân trong trầm tích chưa nhiều, đặc biệt tại Việt Nam. Theo các nghiên cứu trên thế giới, metyl thủy ngân sau khi tách ra khỏi mẫu được định lượng trên thiết bị GC ghép nối với các đầu dò có độ nhạy cao như ECD, AAS, AFS, MS; một số ít nghiên cứu sử dụng phương pháp CV - AAS hoặc đốt trực tiếp DMA. Do đó, việc lựa chọn, khảo sát, đánh giá độ tin cậy của quy trình phân tích phù hợp với điều kiện nghiên cứu là rất cần thiết. - Với quy trình xác định một số dạng thủy ngân trong trầm tích, đã có nhiều nghiên cứu trong đối tượng mẫu đất và trầm tích, tuy nhiên chưa có thống nhất chung về cách phân dạng và quy trình chiết các dạng cũng như có rất ít các tiêu chuẩn hướng dẫn và đánh giá quy trình một cách hệ thống. Đối với nội dung này, rất cần có các nghiên cứu mang tính hệ thông về phân dạng, lựa chọn quy trình chiết các dạng, khảo sát và đánh giá độ tin cậy của quy trình cũng như tìm hiểu sự thay đổi cấu trúc pha của mẫu sau mỗi bước chiết để đánh giá khả năng chiết chọn lọc. Căn cứ vào các vấn đề tổng quan đã nghiên cứu ở trên, chúng tôi chọn luận án nghiên cứu là: “Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định một số dạng thủy ngân trong mẫu trầm tích sử dụng kỹ thuật chiết chọn lọc”. . 3
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Quy trình phân tích một số dạng của thủy ngân trong trầm tích: dạng tổng thủy ngân, dạng metyl thủy ngân, dạng tổng thủy ngân hữu cơ, dạng hòa tan trong nước và thủy ngân oxit, dạng thủy ngân sunfua. - Mẫu trầm tích: + Các mẫu chuẩn, mẫu trắng, mẫu trắng thêm chuẩn + Mẫu môi trường: Các mẫu trầm tích cột được lấy tại cửa sông Hàn, thành phố Đà Nẵng; Các mẫu trầm tích mặt được lấy tại một ao, hồ, sông tại khu vực làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên. 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu: Giới thiệu các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong quá trình thực hiện luận án. 2.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu. 2.2.2 Các phương pháp đo, định lượng: + Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh CV - AAS được sử dụng để đo và định lượng các dạng của thủy ngân sau quá trình xử lý mẫu chuyển về Hg2+. + Phương pháp sắc ký khí GC/ECD: Định lượng metyl thủy ngân 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu Các kết quả thực nghiệm được xử lý bằng các phần mềm Microsoft Excel 2010, Origin 8.5, SPSS - 20. 2.2.4 Đánh giá độ tin cậy và thẩm định phương pháp phân tích thoogn qua các đại lượng: Giới hạn phát hiện (LOD), Giới hạn xác định (LOQ), độ chụm, độ đúng, độ không đảm bảo đo. 2.3 Hóa chất, dụng cụ: Trình bày các hóa chất và dụng cụ phục vụ nghiên cứu 2.4 Thực nghiệm 2.4.1 Chuẩn bị mẫu cho nghiên cứu: Trình bày phương pháp lấy mẫu, chuẩn bị các loại mẫu phục vụ nghiên cứu: Mẫu trầm tích trắng, mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn. 2.4.2 Đánh giá độ tin cậy của quy trình phân tích hàm lượng tổng thủy ngân: Thực nghiệm xác nhận giá trị sử dụng và xác định độ không đảm bảo đo của phương pháp. 2.4.3 Khảo sát, đánh giá quy trình xác định hàm lượng Metyl thủy ngân trong trầm tích: Khảo sát quy trình xác định hàm lượng Metyl thủy ngân trong trầm tích bằng hai phương pháp CV - AAS và GC - ECD, sau đó tiến hành xác nhận giá trị sử dụng của hai quy trình phân tích. 2.4.4 Khảo sát, đánh giá quy trình chiết chọn lọc một số dạng của thủy ngân trong trầm tích: Khảo sát quy trình chiết chọn lọc một số dạng của thủy ngân trong trầm tích, đánh giá độ tin cậy của quy trình khảo sát. Trong nghiên cứu này chúng tôi lựa chọn cách phân dạng như sau: Dạng F1: Dạng thủy ngân hữu cơ Dạng F2: Dạng hòa tan trong nước, HgO Dạng F3: Dạng thủy ngân sunfua Dạng F4: Dạng cặn dư (Phần cặn dư là một phần Hg bị ràng buộc với các nguyên tố mà không thể được chiết xuất bởi các chất phản ứng trước đó). 2.4.5 Áp dụng các quy trình đã khảo sát để xác định các dạng thủy ngân trong trầm tích: Xác định thủy ngân tổng số, metyl thủy ngân và các dạng khác trong hai loại mẫu trầm tích lấy tại cửa sông Hàn, thành phố Đà Nẵng; Các mẫu trầm tích mặt được lấy tại một ao, hồ, sông tại khu vực làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên. 4
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả xác nhận giá trị sử dụng quy trình phân tích hàm lƣợng tổng thủy ngân Đường chuẩn được xây dựng với dung dịch chuẩn là metyl thủy ngân - Cystein và tiến hành vô cơ hóa mẫu trong cùng điều kiện như đối với mẫu môi trường (đường chuẩn trên nền mẫu trắng). Trước hết đánh giá độ ổn định tín hiệu đo của thiết bị bằng cách đo lặp lại mỗi điểm chuẩn 5 lần. Kết quả cho thấy, thiết bị đo cho tín hiệu ổn định, tín hiệu đo của các điểm chuẩn ổn định ở các lần đo (độ lặp của tín hiệu đo ở các điểm chuẩn đều có giá trị RSD < 15%). Khoảng tuyến tính được xác định từ 0,05 đến 1,4 µg Hg/L. Kết quả xác nhận giá trị sử dụng của quy trình phân tích xác định hàm lượng tổng thủy ngân: ở bảng sau: Bảng 3.6: Tổng hợp kết quả xác nhận giá trị sử dụng quy trình phân tích T - Hg STT Thông số Kết quả Yêu cầu của AOAC Giới hạn phát hiện, giới hạn định LOD = 1,04 ng/g 1 4< R = 5,52 < 10 lượng của phương pháp LOQ = 3,45 ng/g 2 Độ lặp của phương pháp RSD = 0,933- 4,53 % RSD < 15% Độ đúng của phương pháp (Hiệu 3 R = 89,76 ÷ 103,80%. 80 ≤ R ≤ 110% suất thu hồi) Ước lượng độ không đảm bảo đo 4 13,72% mở rộng U (%) 3.2 Khảo sát, đánh giá quy trình xác định hàm lƣợng metyl thủy ngân 3.2.1 Khảo sát, đánh giá quy trình xác định metyl thủy ngân bằng phương pháp CV- AAS a) Khảo sát quy trình Kết quả tổng hợp về độ thu hồi của thí nghiệm khảo sát các yếu tố trong quy trình xác định metyl thủy ngân bằng phương pháp CV- AAS được thể hiện ở biểu đồ hình 3.2 dưới đây. Hình 3.2 Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình xử lý mẫu xác định metyl thủy ngân bằng phƣơng pháp CV- AAS Từ kết quả nghiên cứu và khảo sát thực nghiệm, quy trình xác định metyl thủy ngân trong trầm tích bằng phương pháp CV- AAS được đề xuất như sau: Cân chính xác khoảng 2 gam mẫu trầm tích, cho vào ống ly tâm thủy tinh 50mL. Thêm 10,0 mL axit HCl 6M vào ống ly tâm, lắc hỗn hợp trong máy lắc ngang, thời gian 5 phút. Ly tâm hỗn hợp trong 10 phút ở tốc độ 2400 vòng/ phút, tách pha nước vào một ống ly tâm mới. 5
Thêm 20,0 mL Toluene vào ống ly tâm, lắc hỗn hợp trong máy lắc ngang, thời gian 15 phút. Sau đó ly tâm hỗn hợp trong 20 phút ở tốc độ 2400 vòng/ phút. Tách lấy pha hữu cơ, lặp lại bước này 2 lần. Chuyển toàn bộ dịch chiết thu được vào một ống ly tâm, thêm ml L -Cystine 1%, lắc 20 phút, ly tâm trong 3 phút ở tốc độ 2000 vòng/phút, tách lấy pha L- Cystine. Hàm lượng metyl thủy ngân trong dịch chiết cuối cùng cuối cùng được định lượng theo phương pháp xác định hàm lượng tổng thủy ngân trên thiết bị CV-AAS. b) Đánh giá độ tin cậy của quy trình Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp: Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của quy trình phân tích được đánh giá trên nền mẫu môi trường có hàm lượng MeHg thấp. Phân tích lặp 10 lần 01 mẫu MK8 theo quy trình đã xây dựng ở trên. Giới hạn phát hiện của quy trình đã xây dựng (LOD) là 0,34 ng Hg/g, giới hạn định lượng (LOQ) là 1,12ng Hg/g nếu sử dụng 2 gam mẫu trầm tích khô để phân tích. Đánh giá độ chính xác của quy trình phân tích: Đánh giá theo phương pháp sử dụng mẫu môi trường và mẫu môi trường thêm chuẩn, các đại lượng đánh giá là độ lặp và độ thu hồi. Theo kết quả thu được độ lệch chuẩn tương đối (RSD) của phép phân tích cao nhất là 8,29%, thấp hơn khoảng RSD chấp nhận được đối với các mẫu phân tích khoảng nồng độ 10 ppb theo yêu cầu của AOAC về đánh giá tiêu chí độ lặp (< 21%). Như vậy có thể thấy rằng quy trinh phân tích đã xây dựng có độ lặp đảm bảo yêu cầu. Việc xác định độ đúng của quy trình xây dựng thực hiện thông qua xác định độ thu hồi trên nền mẫu môi trường thêm chuẩn. Độ thu hồi của quy trinh phân tích thực hiện trên mẫu môi trường thêm chuẩn ở ba khoảng nồng độ có giá trị từ 88,51% ÷ 114,00%. Kết quả này phù hợp với yêu cầu của AOAC (ở ngưỡng hàm lượng ng/g thì độ thu hồi yêu cầu là 60 -115 %). Ước lượng độ không đảm bảo đo của phương pháp: Độ không đảm bảo đo mở rộng của phương pháp U = 24,34 (%). 3.2.2 Khảo sát, đánh giá quy trình xác định metyl thủy ngân bằng phương pháp GC /ECD a) Khảo sát các điều kiện định lượng metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD  Lựa chọn cột tách Khảo sát quy trình định lượng metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD sử dụng 03 loại cột DB - 608, DB - 5; DB – 17, kết quả cho thấy tín hiệu pick khi sử dụng cột DB - 608 ổn định hơn 2 loại cột còn lại. Do vậy, cột DB - 608 (30m x 0,25mm x 0,25µm) được sử dụng cho các bước khảo sát tiếp theo của quy trinh phân tích metyl thủy ngân trên thiết bị GC/ECD.  Khảo sát một số điều kiện định lượng của thiết bị GC/EC và cột DB - 608 Các thông số khảo sát: nhiệt độ detector, nhiệt độ injector, chương trình nhiệt độ lò cột ở 3 chế độ đo khác nhau. Từ kết quả thực nghiệm, điều kiện được lựa chọn cho quy trình nghiên cứu. nhiệt độ injector là 220 0C, nhiệt độ detector là 2800C, chương trình nhiệt độ cột bắt đầu từ 500C (giữ 1 phút) tăng lên 2400C với tốc độ tăng nhiệt độ là 200C/phút (giữ ở nhiệt độ cuối 15 phút). Với điều kiện này, thời gian lưu của metyl thủy ngân trong khoảng từ 6,62 ÷ 6,67 phút (hình 3.3). 6
950,000 2,200,000 µV MeHg200ppb2.DATA 2,100,000 µV MeHg500ppb1.DATA 900,000 MeHg200ppb2.DATA M eH g 2,000,000 MeHg100ppb2.DATA M eHg 850,000 MeHg1000ppb Pha loang2.DATA 1,900,000 800,000 MeHg50ppb2.DATA 1,800,000 750,000 1,700,000 700,000 1,600,000 650,000 1,500,000 M eH g 600,000 1,400,000 550,000 1,300,000 500,000 1,200,000 M eH g 450,000 1,100,000 1,000,000 400,000 900,000 350,000 800,000 300,000 700,000 250,000 600,000 M eH g 200,000 500,000 150,000 400,000 300,000 M eH g 100,000 50,000 200,000 0 100,000 0 -50,000 -100,000 -100,000 RT [min] RT [min] -200,000 6.3 6.35 6.4 6.45 6.5 6.55 6.6 6.65 6.7 6.75 6.8 6.85 6.9 6.95 7 7.05 7.1 7.15 7.2 6.4 6.42 6.44 6.46 6.48 6.5 6.52 6.54 6.56 6.58 6.6 6.62 6.64 6.66 6.68 6.7 6.72 6.74 6.76 6.78 6.8 6.82 a) Sắc đồ của dung dịch chuẩn 200ppb b) Sắc đồ của dung dịch chuẩn ở các nồng độ khác nhau Hình 3.3 Sắc đồ mẫu chuẩn Metyl thủy ngân Tiếp theo, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị được đánh giá ở điều kiện đo đã lựa chọn. Phân tích lặp lại 05 lần các mẫu dung dịch chuẩn có nồng độ 0,5 ppb, từ kết quả phân tích thu được tỷ lệ tín hiệu/nhiễu (S/N). Kết quả tính toán độ lệch chuẩn và giá trị trung bình của S/N các giá trị IDL và IQL ở bảng 3.20. Bảng 3.1 . Kết quả xác định IDL và IQL Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình Nồng độ (ppb) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Diện tích pic 117,7 93,4 88,1 76,3 102,1 Nhiễu 69,27 48,90 45,70 51,20 71,30 S/N 1,699 1,910 1,928 1,490 1,432 1,69 IDL 0,883 0,785 0,778 1,007 1,048 0,90 IQL 2,943 2,618 2,594 3,355 3,492 3,00 Theo kết quả thu được, IDL của thiết bị định lượng đối với MeHg là 0,90 ppb và IQL là 3,00 ppb. Giá trị giới hạn này cho phép định lượng hàm lượng vết của Metyl thủy ngân trong mẫu môi trường sau khi đã làm sạch và làm giàu. b) Khảo sát quy trình xử lý mẫu Biểu đồ hình 3.4 tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình xác định metyl thủy ngân bằng phương pháp GC/ECD. Từ đó, nghiên cứu lựa chọn được các thông số cho quy trình quy trình xác định metyl thủy ngân bằng phương pháp GC/ECD. Quy trình xác định được đề xuất như sau: Cân chính xác khoảng 2 gam mẫu trầm tích cho vào ống ly tâm thủy tinh 50mL. Thêm 5,0 mL dung dịch KOH/CH3OH (25%), siêu âm trong 45 phút. Thêm tiếp 5mL dung dịch H2SO4 4M bão hòa CuSO4, 5mL dung dịch KBr 4M và 3 mL dung môi Toluene, lắc mẫu trong thời gian 3 phút, sau đó ly tâm với tốc độ 2200 vòng/ phút trong 10 phút, chiết lấy pha hữu cơ. Thêm tiếp 3 mL dung môi Toluen vào phần còn lại, lặp lại quá trình chiết thêm 02 lần. Thu toàn bộ dịch chiết pha hữu cơ vào ống ly tâm mới. Thêm 1 ml dung dịch L - Cysteine 2%, lắc ... phút, tách lấy phần pha lỏng (dịch chiết L – Cysteine) bên trên. Lặp lại quá trình này 03 lần. Thêm 0,5 ml dung dịch HCl 6M vào dịch chiết L - Cysteine, chiết lại metyl thủy ngân bằng 0,5 ml Toluene, quá trình chiết được lặp lại thêm 02 lần. Thu toàn bộ dịch chiết, làm khô bằng Na2SO4 khan. Phân tích dịch chiết trên thiết bị GC/ECD, sử dụng cột DB-08, với các điều kiện đo: - Nhiệt độ injector là 2200C 7
- Nhiệt độ detector là 2800C - Chương trình nhiệt độ cột bắt đầu từ 500C (giữ 1 phút) tăng lên 2400C với tốc độ tăng nhiệt độ là 200C/phút (giữ ở nhiệt độ cuối 15 phút). - Thể tích bơm mẫu 1µl - Khí mang: N2 (2 ml/phút); khí make up: N2 (30 ml/phút) Hình 3.4 Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình xử lý mẫu xác định metyl thủy ngân bằng phƣơng pháp GC/ECD c) Đánh giá quy trình phân tích  Đánh giá độ ổn định của tín hiệu, độ ổn định của đường chuẩn Độ ổn định của tín hiệu, độ ổn định của đường chuẩn được thực hiện trên dãy dung dịch chuẩn Metyl thủy ngân có nồng độ Hg từ 1 ppb ÷ 1000 ppb. Tiến hành bơm lặp 5 lần 1µl các dung dịch chuẩn ở một giá trị nồng độ trên thiết bị GC/ECD với điều kiện định lượng đã khảo sát ở trên. Tính giá trị trung bình tín hiệu các lần đo, SD, RSD. Theo yêu cầu của nhà sản xuất thiết bị, các giá trị RSD tín hiệu đo của các điểm chuẩn phải nhỏ hơn 15%. Kết quả tính được các giá trị RSD của tín hiệu đo đều nhỏ hơn 15%, như vậy tín hiệu đo của thiết bị ở điều kiện lựa chọn là ổn định. Xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ tuyến tính giữa diện tích pic và nồng độ MeHg trên phần mềm Origin 8.5. 8
Hình3.5 : Đồ thị khảo sát khoảng tuyến tính của quy trình xác định MeHg bằng phƣơng pháp GC/ECD Theo kết quả tính toán, với khoảng nồng độ từ 1 đến 200 ppb thì hệ số tương quan R thỏa mãn R2 > 0,995 và hệ số Sb(%) nhỏ hơn 5%. Để khẳng định trong khoảng nồng độ này sự phụ thuộc giữa nồng độ và diện tích pic là tuyến tính, chuẩn thống kê Mandel được tính toán và so sánh với chuẩn Fisher F (99%, 1, n-3). Kết quả tính toán = 11,82 < F(99%, 1, 5) = 16,26. Như vậy, phương trình hồi quy giữa nồng độ và diện tích pic tuân theo bậc nhất trong khoảng nồng độ từ 1 đến 200 ppb.  Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp Từ kết quả thực nghiệm, tính toán được các giá trị LOD và LOQ của phương pháp tương ứng là 0,215 ng Hg/g và 0,716 ng Hg/g (lượng mẫu phân tích là 2 gam), giá trị 4 < R = Xtb/MDL = 4,2 < 10 thỏa mãn yêu cầu của AOAC. Giá trị LOD, LOQ của quy trình xác định được tương đồng với kết quả nghiên cứu của tác giả A. M. Caricchia và cộng sự sử dụng phương pháp GC/ECD để định lượng MeHg, nghiên cứu sử dụng 2,0 gam mẫu khô để phân tích thì giá trị LOQ là 0,5 ng Hg/g.  Đánh giá độ chính xác của quy trình Độ chính xác của quy trình được đánh giá theo phương pháp sử dụng mẫu môi trường và mẫu môi trường thêm chuẩn, các đại lượng đánh giá là độ lặp và độ thu hồi. Độ lệch chuẩn tương đối của quy trình phân tích cao nhất là 13,53%. Giá trị này nhỏ hơn giá trị RSD chấp nhận được đối với các mẫu phân tích có khoảng nồng độ 10 ppb theo yêu cầu của AOAC về đánh giá tiêu chí độ lặp (< 21%). Như vậy có thể thấy rằng quy trình phân tích đã xây dựng có độ lặp đảm bảo yêu cầu. Độ thu hồi của quy trình phân tích thực hiện trên mẫu môi trường thêm chuẩn ở ba khoảng nồng độ 1 ng Hg/g, 5 ng Hg/g, 10 ng Hg/g có giá trị từ 72,01 ÷ 111,21%. Kết quả này phù hợp với yêu cầu của AOAC (ở ngưỡng hàm lượng ng/g thì độ thu hồi yêu cầu là 60 -115 %).  Ước lượng độ không đảm bảo đo của phương pháp: Độ KĐBĐ mở rộng của phương pháp U = 25,26%. Kết đánh giá độ tin cậy của quy trình phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong trầm tích bằng 02 phương pháp được tổng hợp ở bảng 3.24. Bảng 3.24: Tổng hợp kết quả đánh giá quy trình phân tích MeHg bằng 2 phƣơng pháp CV - AAS và GC/ECD Kết quả Yêu cầu của STT Thông số Phƣơng pháp CV - AAS Phƣơng pháp GC/ECD AOAC Giới hạn phát hiện, giới hạn LOD = 0,347 ng/g LOD = 0,215 ng/g 1 định lượng của phương LOQ = 1,156 ng/g LOQ = 0,716 ng/g 4< R< 10 pháp R = 4,95 R = 4,2 9
STT Thông số Kết quả Yêu cầu của 2 Độ lặp của phương pháp RSD = 1,90 - 8,29 RSD = 1,82 – 13,53 AOAC RSD < 15% 4 Độ đúng của phương pháp R = 88,51% - 114,00% 60 ≤ R ≤ 115% R = 72,01% -111,21%. Ước lượng độ không đảm 5 22,69% bảo đo mở rộng U (%) 25,26% d) So sánh hai phương pháp phân tích MeHg Nghiên cứu thực hiện phương pháp so sánh từng cặp theo chuẩn Student để đánh giá xem có sự khác nhau có nghĩa về kết quả phân tích của hai phương pháp phân tích MeHg hay không. Kết quả tính toán cho thấy kết quả phân tích không có sự khác nhau có nghĩa. Như vậy, có thể sử dụng một trong hai phương pháp này để phân tích hàm lượng metyl thủy ngân trong mẫu trầm tích. 3.3 Kết quả khảo sát, đánh giá quy trình quy trình chiết chọn lọc một số dạng của thủy ngân trong trầm tích 3.3.1 Kết quả khảo sát quy trình xác định dạng F1 Các thí nghiệm khảo sát điều kiện chiết dạng F1 được thực hiện trên mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn metyl thủy ngân với hàm lượng 40 µg Hg/kg. Mỗi thí nghiệm khảo sát tiến hành làm lặp 03 lần. Các yếu tố khảo sát trong quy trình và kết quả khảo sát thể hiện ở bảng 3.26 và hình 3.6. Bảng 3.26 Các yếu tố khảo sát trong quy trình xác định dạng F1 Đại lƣợng Điều kiện thay đổi Yếu tố kháo sát (Đơn vị) TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 Thể tích (mL) 5 10 15 20 25 (1) Khảo sát thể tích dung môi Hiệu suất thu hồi trung 91,66 92,68 9,87 95,56 97,34 chiết Cloroform bình (%) Thời gian (phút) 2 5 7 10 15 (2) Khảo sát thời gian lắc với Hiệu suất thu hồi trung 50,82 65,58 75,56 92,27 99,01 dung môi chiết Cloroform bình (%) Thể tích (mL) 1 2 3 5 (3) Khảo sát thể tích dung dịch Hiệu suất thu hồi trung 92,17 102,03 98,55 97,97 Na2S2O3 0,01M bình (%) (4) Khảo sát thời gian lắc chiết Thời gian (phút) 1 2 3 4 5 thủy ngân hữu cơ vào dung dịch Hiệu suất thu hồi trung 60,29 76,52 93,33 92,75 95,07 Na2S2O3 bình (%) Với yếu tố khảo sát (1): ở cả 5 điều kiện khảo sát, độ thu hồi của các thí nghiệm đều nằm trong khoảng 80 - 110%, đạt yêu cầu của AOAC. Tuy nhiên, trong khi thực nghiệm chúng tôi nhận thấy đối với thí nghiệm sử dụng thể tích dung môi là 5mL, 10 mL thì dịch chiết bị đục gây ảnh hưởng đến quá trình chiết ngược thủy ngân hữu cơ vào dung dịch Na2S2O3,, do vậy nghiên cứu đã lựa chọn thể tích cloroform là 15 mL cho bước chiết chọn lọc các dạng thủy ngân hữu cơ từ mẫu trầm tích vào dung môi hữu cơ. Với yếu tố khảo sát (2): Khi lựa chọn thể tích cloroform là 15mL và lắc ở các thời gian khác nhau như ở bảng 2.42. Kết quả cho thấy với thời gian lắc chiết 2 phút, 7 phút thì độ thu hồi nằm trong khoảng từ 50,6 ÷ 75,3 %, với thời gian lắc chiết từ 10 phút trở lên thì độ thu hồi thu được nằm trong khoảng từ 91,9 ÷ 98,7%. Từ đó, thời gian lắc chiết của mẫu trầm tích với dung môi cloroform được lựa chọn là 10 phút. Với yếu tố khảo sát (3): Cố định điều kiện (1), (2) đã lựa chọn và sử dụng thể tích Na2S2O3 0,01M lần lượt là 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 mL, kết quả thực nghiệm thu được độ thu hồi nằm trong khoảng từ 90,3 đến 98,4%. Tuy nhiên trong thực tế tiến hành thực nghiệm nếu lựa chọn 1,0 ml dung dịch Na2S2O3 0,01M để chiết sẽ khó khăn trong quá trình tách pha hữu cơ chứa thủy ngân ra khỏi dung dịch Na2S2O3 . Vì vậy, có thể lựa chọn thể tích 10
Na2S2O3 0,01M là 2,0 mL hoặc 3,0 mL cho quá trình chiết ngược thủy ngân hữu cơ từ pha cloroform vào dung dịch Na2S2O3 0,01M. Trong các thí nghiệm tiếp theo lựa chọn thể tích Na2S2O3 0,01M là 2,0 ml. Với yếu tố khảo sát (4): Cố định các điều kiện (1), (2), (3) đã điều kiện, thay đôi thời gian lắc chiết. Kết quả cho thấy, với thời gian lắc chiết từ 1 phút đến 2 phút thì độ thu hồi cao nhất là 76,7% chưa đạt yêu cầu của AOAC. Với thời gian lắc chiết từ 3 phút đến 5 phút, độ thu hồi nằm trong khoảng từ 90,8 ÷ 98,8%. Từ đó, chúng tôi lựa chọn thời gian lắc chiết là 3 phút với quá trình chiết ngược thủy ngân hữu cơ từ pha cloroform vào dung dịch Na2S2O3 0,01M Hình 3.6 Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình chiết chọn lọc dạng F1 3.3.2 Kết quả khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F2 Các yếu tố khảo sát và điều kiện thay đổi để khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F2 được thống kê ở bảng 3.27. Tất cả các thí nghiệm khảo sát được tiến hành trên mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn thêm chuẩn HgO. Mỗi thí nghiệm khảo sát tiến hành làm lặp 03 lần Các yếu tố khảo sát trong quy trình và kết quả khảo sát thể hiện ở bảng 3.27 và hình 3.7. Bảng 3.27. Các yếu tố khảo sát trong quy trình xác định dạng F2 Điều kiện thay đổi Yếu tố kháo sát Đại lƣợng (Đơn vị) TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 Nồng độ (mol/l) 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 (1) Khảo sát nồng độ dung Hiệu suất thu hồi trung dịch H2SO4 bình (%) 47,52 81,14 102,61 97,76 98,27 (2) Khảo sát thể tích dung Thể tích (mL) 10 15 20 dịch H2SO4 ở nồng độ tối Hiệu suất thu hồi trung ưu bình (%) 93,68 95,96 99,90 Thời gian (phút) 2 5 10 15 Hiệu suất thu hồi trung (3) Khảo sát thời gian lắc bình (%) 71,07 98,18 99,66 103,17 chiết 11
Hình 3.7 Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình chiết chọn lọc dạng F2 Kết quả khảo sát tại các nồng độ H2SO4 0,02M; 0,05M độ thu hồi thấp hơn 80%, khi tăng nồng độ dung dịch từ 0,1M cho độ thu hồi tốt đạt 96,43 ÷ 106,20%. Như vậy để đảm bảo độ thu hồi theo yêu cầu, nghiên cứu chọn dung dịch H2SO4 có nồng độ 0,1M cho quá trình chiết dạng F2 ra khỏi mẫu. Đối với thí nghiệm khảo sát thể tích dung dịch H2SO4 0,1M, kết quả cho thấy ở cả 3 mức khảo sát đều cho độ thu hồi đạt > 80% trong đó, từ thể tích 15ml cho độ thu hồi đạt trên 90%. Do vậy nghiên cứu lựa chọn thể tích dung dịch H2SO4 0,1M là 15ml cho quy trinh phân tích. Kết quả khảo sát thời gian lắc chiết 2 gam mẫu trầm tích với 15ml dung dịch H 2SO4 0,1M, độ thu hồi của các quy trình chiết đạt từ 65,37% - 97,76%. Trong đó, khi lắc chiết 2 phút đạt độ thi hồi thấp hơn 80% và lắc chiết từ 5 phút trở lên độ thu hồi cao hơn, trong khoảng từ 96,16 ÷ 110,21%. Để đảm bảo hiệu suất quy trình chiết tốt và tiết kiệm thời gian, nghiên cứu lựa chọn thời gian lắc chiết là 5 phút cho các thí nghiệm tiếp theo. 3.3.3 Kết quả khảo sát quy trình xác định hàm lượng dạng F3 a) Khảo sát độ tan của HgS Trong các thí nghiệm khảo sát, dung dịch hòa tan gần như hoàn toàn HgS là dung dịch HCl + HNO3 với các tỷ lệ thể tích HCl:HNO3:H2O là 1:1:1; 1:1:2 có bổ sung thêm CuCl (độ hòa tan lớn hơn 99,3%), các dung dịch khác độ hòa tan đạt thấp hơn. Vì vậy, trong các khảo sát tiếp theo chúng tôi lựa chọn chiết dạng thủy ngân sunfua bằng dung dịch hỗn hợp HCl và HNO3 với tỷ lệ thể tích HCl:HNO3:H2O là 1:1:2 có bổ sung thêm CuCl. b) Khảo sát các điều kiện để chiết dạng thủy ngân sunfua trong trầm tích Tất cả các thí nghiệm khảo sát được tiến hành trên mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn thêm chuẩn HgS. Mỗi thí nghiệm khảo sát tiến hành làm lặp 03 lần. Các yếu tố khảo sát trong quy trình và kết quả khảo sát thể hiện ở bảng 3.28 và hình 3.8. 12
Bảng 3.28. Các yếu tố khảo sát trong quy trình xác định dạng F3 Điều kiện thay đổi Yếu tố kháo sát Đại lƣợng (Đơn vị) TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 Thể tích (mL) 5 10 15 20 25 (1) Khảo sát thể tích dung Hiệu suất thu hồi trung dịchchiết bình (%) 61,87 93,27 97,01 99,04 99,67 Khối lượng (gam) 0,1 0,1 0,3 0,4 0,5 (2) Khảo sát lượng CuCl thêm Hiệu suất thu hồi trung vào bình (%) 72,81 93,63 98,56 92,94 88,03 Thời gian (phút) 2 5 7 10 Hiệu suất thu hồi trung (3) Khảo sát thời gian lắc chiết bình (%) 63,96 97,08 94,21 96,86 Hình 3.8 Tổng hợp kết quả khảo sát các yếu tố trong quy trình chiết chọn lọc dạng dạng F3 Từ các kết quả đã khảo sát chúng tôi lựa chọn điều kiện chiết để xác định hàm lượng HgS trong trầm tích là sử dụng dung dịch chiết HCl + HNO3 với tỷ lệ thể tích HCl : HNO3 : H2O là 1:1:2, thể tích dung dịch chiết 15,0 ml cho 2,5g mẫu, khối lượng CuCl thêm vào mỗi lần chiết là 0,2 g, thời gian lắc chiết là 5 phút, với mỗi mẫu quá trình chiết lặp lại 03 lần. 3.3.4 Kết quả đánh giá độ tin cậy của quy trình chiết chọn lọc các dạng F1, F2, F3 a) Kết quả khảo sát sự biến đổi các pha cấu trúc qua mỗi bước chiết Kết quả phân tích phổ XRD của cặn trước khi chiết dạng F2 (sau khi chiết dạng F1) và sau khi chiết dạng F2 (trước khi chiết dạng F3) được thể hiện ở hình 3.10 và 3.11. 13
Hình 3.10 Phổ XRD của mẫu trầm tích thêm chuẩn trƣớc khi chiết dạng F2 Hình 3.11 Phổ XRD của mẫu trầm tích thêm chuẩn sau khi chiết dạng F2 Kết quả phân tích phổ XRD cho thấy mẫu trầm tích trước khi chiết dạng F2 có chứa các pha gồm HgCl 2 (có các peak chính ở vị trí 2Ө bằng 20,36; 25,55 và 33,15), HgO (có các peak chính ở vị trí 2Ө bằng 30,11 và 32,45), HgS (có các peak chính ở vị trí 2Ө bằng 26,55; 31,25; 43,76) và SiO2 (có các peak chính ở vị trí 2Ө bằng 20,36; 26,65; 36,55; 50,14 và các peak có cường độ nhỏ hơn) Sử dụng quy trình chiết như đã khảo sát, đối với dạng F1 (metyl thủy ngân clorua) bằng dung môi chloroform, metyl thủy ngân clorua không thể hiện được trên phổ XRD. Như vậy, ở bước chiết đầu tiên cấu trúc pha của mẫu trầm tích không bị thay đổi sao với trước khi chiết. 14
Khi chiết dạng F2 bằng dung dịch H2SO4 0,05M, dạng này rất dễ tan trong môi trường axit. Kết quả đo phổ XRD của cặn sau khi chiết dạng F2 ở hình 3.11 cho thấy, các pha trong trầm tích còn HgS (có các peak chính ở vị trí 2Ө tương tự như của Hg S trong mẫu trước khi chiết dạng F2) và SiO 2 (có các peak chính ở vị trí 2Ө tương tự như của SiO2 trong mẫu trước khi chiết dạng F2). Kết quả này chứng tỏ HgO và HgCl 2 đã bị hòa tan trong quá trình chiết dạng F2. Đối với dạng HgS (dạng F3), đây là dạng bền, khó tách chiết ra khỏi mẫu trầm tích. Khảo sát sự thay đổi pha cấu trúc của mẫu trầm tích sau khi chiết dạng F3, kết quả được thể hiện ở hình 3.12. Hình 3.12: Phổ XRD của mẫu trầm tích thêm chuẩn sau khi chiết dạng F3 Phổ XRD của mẫu trầm tích sau khi chiết dạng F3 cho thấy các peak xuất hiện chủ yếu là của pha SiO2, các peak của HgS (so sánh với phổ XRD của mẫu trầm tích sau khi chiết F2) đã biến mất hoàn toàn. Kết quả này chứng tỏ HgS đã bị hóa tan hoàn toàn bới dung dịch hỗn hợp HCl và HNO3 có bổ sung thêm CuCl. b) Đánh giá độ lặp và độ đúng của quy trình chiết các dạng F1, F2, F3 Độ tin cậy của quy trình xác định hàm lượng các dạng của thủy ngân trong trầm tích được đánh giá thông qua độ lặp và độ đúng. Để đánh giá độ lặp của quy trình: tiến hành phân tích mẫu môi trường (cột SH1, độ sâu 40 - 45 cm) lặp 06 lần theo quy trình đã khảo sát. Kết quả cho thấy giá trị RSD của các dạng đều nhỏ hơn 15%, dạng thủy ngân hữu cơ có RSD = 15,45%. Như vậy, quy trình chiết có độ lặp đảm bảo theo yêu cầu của AOAC. Đánh giá độ đúng của quy trình: đánh giá dựa trên hiệu xuất chiết của mẫu trầm tích trắng thêm chuẩn đối với 3 chất metyl thủy ngân clorua, HgO, HgS. Theo kết quả này hiệu suất chiết của các quy trình dao động từ 84,32 - 103,45, giá trị này nằm trong khoảng chấp nhận được theo AOAC với 3 loại hợp chất metyl thủy ngân clorua, HgO, HgS. 3.4. Phân tích hàm lƣợng tổng thủy ngân và các dạng của thủy ngân trong một số mẫu môi trƣờng 3.4.1. Kết quả phân tích hàm lượng tổng thủy ngân Sử dụng các quy trình phân tích đã khảo sát và đánh giá ở trên để phân tích hàm lượng tổng thủy ngân và hàm lượng các dạng trong 02 loại mẫu trầm tích: 15
- Mẫu tầm tích ao, hồ: Các mẫu trầm tích mặt ao, hồ được lấy tại các ao của làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, huyện Như Quỳnh, tỉnh Hưng Yên - Mẫu trầm tích biển: Các cột trầm tích được lấy tại khu vực cửa sông Hàn và khu vực ven biển thành phố Đà Nẵng. a) Hàm lượng tổng thủy ngân trong trầm tích mặt ao, hồ của làng nghề Minh Khai. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng thủy ngân tại các ao hồ thuộc khu vực làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, huyện Như Quỳnh, tỉnh Hưng Yên tương đối cao với hàm lượng trong khoảng từ 367,17 ng Hg/g đến 1773,3 ng Hg/g trọng lượng khô. Trong đó chỉ có 1 mẫu trong 8 mẫu trầm tích có hàm lượng tổng thủy ngân nằm trong giới hạn cho phép (MK8), các mẫu còn lại đều vượt mức giới hạn cho phép của QCVN 43:2012/BTNMT. Đây là điều đáng báo động về ô mức độ ô nhiễm và sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân. Kết quả này có thể giải thích do ở khu vực này rác thải được tái chết một cách thủ công, nước thải của quá trình tái chế không qua xử lý thải trực tiếp xuống ao, hồ xung quanh làng gây ô nhiễm môi trường đất, nước mặt, nước ngầm và trầm tích. Nguồn nguyên liệu rác thải dùng trong tái chế của làng nghề không chỉ mua ở trong nước mà còn được nhập từ các nước khác như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức (các nước có công nghiệp điện tử phát triển). Tỷ lệ rác thải điện tử chiếm khối lượng tương đối lớn trong nguồn nguyên liệu sản xuất của làng nghề. Trong thành phần của rác thải điện tử có chứa các kim loại nặng chủ yếu như chì, thuỷ ngân, crôm trong các bảng mạch, pin và các bóng đèn điện tử. Theo Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg ngày 22 - 4 - 2003 của Thủ tướng Chính phủ, làng nghề tái chế nhựa Minh Khai (tỉnh Hưng Yên) nằm trong danh sách các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. b) Hàm lượng tổng thủy ngân trong trầm tích cột lấy tại cửa sông Hàn, thành phố Đà Nẵng. Kết quả phân tích hàm lượng tổng thủy ngân của các cột trầm tích được lấy tại khu vực cửa sông Hàn và khu vực ven biển thành phố Đà Nẵng được thống kê ở bảng 3.32. Bảng 3.32 Hàm lƣợng tổng thủy ngân (ng/g trọng lƣợng khô) trong các cột trầm tích Độ sâu (cm) Cột SH1 Cột SH2 Cột SH3 Cột SH4 Cột SH5 Từ 0 - 5 65,55 ± 0,7 128,62 ± 0,44 136,44 ± 2,73 170,08 ± 0,45 170,47 ± 1,90 Từ 5 - 10 127,07 ± 0,69 198,52 ± 0,45 141,84 ± 2,74 171,85 ± 0,45 182,15 ± 1,96 Từ 10 - 15 141,22 ± 0,73 151,64 ± 0,46 112,56 ± 2,73 176,67 ± 0,45 192,82 ± 2,02 Từ 15 - 20 174,73 ± 0,73 178,70 ± 0,45 135,72 ± 2,72 174,24 ± 0,45 244,77 ± 2,01 Từ 20 - 25 198,69 ± 0,77 247,60 ± 0,45 141,25 ± 2,73 179,37 ± 0,46 296,71 ± 2,01 Từ 25 - 30 121,74 ± 0,74 130,60 ± 0,45 199,09 ± 2,72 199,33 ± 0,46 259,41 ± 1,01 Từ 30 - 35 166,76 ± 0,69 88,73 ± 0,45 159,22 ± 2,72 250,23 ± 0,45 222,11± 2,04 Từ 35 - 40 157,43 ± 0,81 111,49 ± 0,45 178,26 ± 2,79 207,71 ± 0,45 209,13 ± 1,90 Từ 40 - 45 124,50 ± 0,67 115,36 ± 0,44 149,21 ± 2,75 182,62 ± 0,45 196,15 ± 1,84 Từ 45 - 50 146,31 ± 0,76 96,01 ± 0,44 187,04 ± 2,78 214,30 ± 0,52 173,35 ± 176 Tử 50 - 55 158,73 ± 0,83 227,39 ± 0,45 138,64 ± 1,83 125,42 ± 1,57 150,55 ± 1,68 Từ 55 - 60 153,62 ± 0,76 131,68 ± 0,45 114,48 ± 1,84 158,17 ± 0,45 175,23 ± 0,93 Từ 60 - 65 138,51 ± 0,70 137,88 ± 0,44 100,78 ± 1,83 118,23 ± 0,45 199,92 ± 1,86 Từ 65 - 70 125,55 ± 0,72 124,22 ± 0,44 102,37 ± 1,83 130,58 ± 0,45 163,63 ± 0,93 Từ 70 - 75 156,06 ± 0,75 173,27 ± 0,44 98,85 ± 1,85 143,68 ± 0,45 127,35 ± 01,86 Từ 75 - 80 55,93 ± 0,66 128,91 ± 0,45 93,02 ± 1,80 174,39 ± 0,51 78,73 ± 1,88 Từ 80 - 85 140,79 ± 0,68 130,12 ± 0,45 64,83 ± 1,80 163,53 ± 1,54 98,28 ± 1,88 Từ 85 - 90 134,10 ±0,65 84,19 ± 0,44 89,24 ± 1,85 130,73 ± 0,45 117,26 ± 1,87 16
Độ sâu (cm) Cột SH1 Cột SH2 Cột SH3 Cột SH4 Cột SH5 Từ 90 - 95 - 133,81 ± 0,46 79,13 ± 1,84 - - Từ 95 - 100 65,55 ± 0,7 128,62 ± 0,44 136,44 ± 2,73 170,08 ± 0,45 170,47 ± 1,90 Theo chiều sâu của cột trầm tích thì hàm lượng thủy ngân có xu hướng ổn định ở độ sâu 85 -100 cm so với bề mặt, sau đó giảm mạnh ở độ sâu 75 -80 cm, tiếp theo tăng nhẹ lên đến độ sâu 50cm, sau đó có sự biến động nhẹ, và tăng mạnh nhất ở độ sâu 20 - 35cm, rồi giảm dần ở trầm tích bề mặt (độ sâu nhỏ hơn 20 cm). Trong các nghiên cứu sâu hơn, nếu đồng thời đánh giá được tuổi trầm tích kết hợp với xu hướng tích lũy thủy ngân trong tầm tích cột theo độ sâu chúng ta có thể đánh giá hồi cố được lịch sử ô nhiễm của thủy ngân ở khu vực nghiên cứu. 3.4.2. Kết quả phân tích các dạng a) Kết quả phân tích các dạng trong trầm tích mặt ao, hồ tại làng nghề Minh Khai Kết quả phân tích các dạng của thủy ngân trong trầm tích mặt ao, hồ được lấy tại các ao của làng nghề tái chế nhựa Minh Khai, huyện Như Quỳnh, tỉnh Hưng Yên thu được ở bảng 3.34. Bảng 3.34: Kết quả phân tích các dạng trong trầm tích mặt ao, hồ của làng nghề tái chế nhựa Minh Khai Ký F1 F2 F3 F4 Độ MeHg hiệu Tổng 4 dạng Tổng sai ng/g ng/g ng/g ng/g (ng/g) mẫu khác MK1 41,77± 6,45 31,49± 2,47 438,97± 40,12 132,38± 18,32 644,60± 53,50 578,92±79,43 11,35 3,55 ±0,90 MK2 81,71± 12,62 93,63± 7,36 970,85± 88,74 556,67± 77,04 1702,87± 141,34 1773,30±243,30 3,97 7,63 ±1,93 MK3 45,44± 7,02 34,62± 2,72 778,95± 71,20 228,87± 31,68 1087,87± 90,29 1229,40 ±168,67 11,51 8,99 ±2,27 MK4 41,14± 6,36 47,53± 3,74 439,78± 40,20 181,88± 25,17 710,33± 58,96 669,18±91,81 6,15 7,47 ±1,89 MK5 79,54± 12,29 64,84± 5,10 449,56± 41,09 271,60± 37,59 865,53± 71,84 939,71±128,93 7,89 3,81 ±0,96 MK6 79,52± 12,29 35,65± 2,80 740,36± 67,67 57,50± 7,96 913,02± 75,78 846,32±116,11 7,88 1,89 ±0,48 MK7 74,45± 11,50 41,52± 3,26 451,99± 41,31 148,90± 20,61 716,86± 59,50 695,01±95,35 3,14 6,60 ±1,67 MK8 32,09± 4,96 25,76± 2,02 256,90± 23,48 97,50± 13,49 412,25± 34,22 367,17±50,38 12,28 1,34 ±0,34 MK9 33,45± 5,17 36,97± 2,91 678,72± 62,03 132,02± 18,27 881,15± 73,14 745,89±102,34 18,13 2,41 ±0,61 MK10 56,70± 8,76 45,90± 3,61 585,96± 53,56 212,38± 29,39 900,93± 74,78 865,32±118,72 4,12 1,81 ±0,46 Theo bảng 3.34 có thể nhận thấy, trong các mẫu trầm tích lấy ở các ao, hồ trong khu vực làng nghề hàm lượng dạng F3 chiếm đa số (từ 51, 94 đến 81,09%), hàm lượng các dạng F1 dao động từ 3,80 đến 10,39%, hàm lượng dạng F2 dao động từ 3,18 đến 7,49%, hàm lượng dạng F4 dao động từ 6,79 đến 31,39%. Hàm lượng % của các dạng trong trầm tích tại một số ao, hồ của làng nghề tái chế nhựa Minh Khai phù hợp với một số nghiên cứu trên thế giới, theo kết quả nghiên cứu của Leonard Boszke và CS về các dạng của thủy ngân trong trầm tích sông Vistula tại Hà Lan thì hàm lượng của dạng thủy ngân sunfua chiếm 55 - 82%, hàm lượng dạng thủy ngân hữu cơ chiếm 0,6 - 13%, hàm lượng dạng hòa tan trong nước chiếm 5,1 - 13%. Hàm lượng metyl thủy ngân dao động từ 1,34 đến 9,99 ng Hg/gam (chiếm 0,21 - 1,12%), kết quả này phù hợp với một số nghiên cứu trên thế giới, hàm lượng metyl thủy ngân so với hàm lượng tổng đối với trầm tích của các ao hồ thường nhỏ hơn 5%. b) Kết quả phân tích các dạng theo chiều sâu trong cột trầm tích lấy tại cửa sông Hàn và khu vực ven biển thành phố Đà Nẵng Hàm lượng các dạng của thủy ngân theo chiều sâu của các cột trầm tích lấy tại cửa sông Hàn và khu vực ven biển thành phố Đà Nẵng thể hiện ở các bảng 3.35. Sự phân bố tỷ lệ % các dạng thủy ngân trong cột trầm tích biểu thị ở hình, xu hướng phân bố các dạng theo độ sâu biểu thị trên đồ thị ở các hình 3.15 - 3.16. 17
Bảng 0.35: Kết quả phân tích hàm lƣợng các dạng trong các cột trầm tích Độ F1 F2 F3 F4 Tổng 4 Độ sai MeHg sâu Tổng ng/g ng/g ng/g ng/g dạng khác (ng/g) (cm) Cột SH1 0-5 2,67 ± 0,41 7,53 ± 0,59 46,67± 4,27 16,60± 2,30 73,47± 6,10 65,55± 8,99 12,08 0,29 ± 0,07 10-15 3,56 ± 0,55 8,83 ± 0,69 94,27± 8,62 24,56± 3,40 131,22± 10,89 141,22± 19,38 7,08 0,54 ± 0,14 25-30 3,68 ± 0,57 7,65 ± 0,60 85,24± 7,79 18,41± 2,55 114,98± 9,54 121,74± 16,70 5,55 0,26 ± 0,07 40-45 3,28 ± 0,51 8,28 ± 0,65 113,32± 10,36 13,54± 1,87 138,42± 11,49 124,50± 17,08 11,18 - 55-60 3,41 ± 0,53 7,09 ± 0,56 133,06± 12,16 18,40± 2,55 161,97± 13,44 153,62± 21,08 5,44 - 70-75 3,38 ± 0,52 7,05 ± 0,55 118,40± 10,82 17,25± 2,39 146,08± 12,12 156,06± 21,41 6,40 - 85-90 2,82 ± 0,44 7,26 ± 0,57 125,87± 11,50 12,19± 1,69 148,15± 12,30 134,10± 18,40 10,47 - Cột SH2 0-5 3,94 ± 0,61 10,82 ± 0,85 100,91 ± 9,22 30,37 ± 4,02 146,04 ± 12,12 128,62± 17,65 13,54 0,87 ± 0,22 10-15 5,17 ± 0,80 14,40 ± 1,13 116,36 ± 10,63 30,83 ± 4,27 166,76 ± 13,84 151,64± 20,81 9,97 0,52 ± 0,13 25-30 3,58 ± 0,55 10,49 ± 0,82 110,11 ± 10,06 23,07 ± 3,19 147,26 ± 12,22 130,60± 17,92 12,76 - 40-45 3,19 ± 0,49 8,60 ± 0,68 98,56 ± 9,01 15,66 ± 2,17 126,01 ± 10,46 115,36± 15,83 9,23 - 55-60 1,72 ± 0,27 4,33 ± 0,34 94,40 ± 8,63 21,04 ± 2,91 121,49 ± 10,08 131,68± 18,07 7,74 - 70-75 2,54 ± 0,39 2,70 ± 0,21 135,23 ± 12,36 18,48 ± 2,56 158,95 ± 13,19 173,27± 23,77 8,27 - 85-90 1,14 ± 0,18 3,88 ± 0,30 76,27 ± 6,97 12,27 ± 1,70 93,55 ± 7,76 84,19± 11,55 11,12 - 90-100 1,92 ± 0,30 3,20 ± 0,25 120,59 ± 11,02 14,45 ± 2,00 140,16 ± 11,63 130,50± 17,90 7,40 - Cột SH3 0-5 4,11 ± 0,63 10,06 ± 0,79 106,69 ± 9,75 25,89 ± 3,58 146,75 ± 12,18 136,44± 18,72 7,56 0,57 ± 0,14 10-15 4,33 ± 0,67 8,71 ± 0,68 90,88 ± 8,31 23,46 ± 3,25 127,38 ± 10,57 112,56± 15,44 13,16 0,32 ± 0,08 25-30 5,16 ± 0,80 11,23 ± 0,88 148,14 ± 13,54 33,78 ± 4,68 198,30 ± 16,46 199,09± 27,32 0,40 0,64 ± 0,16 40-45 4,92 ± 0,76 9,72 ± 0,76 130,17 ± 11,90 19,08 ± 2,64 163,89 ± 13,60 149,21± 20,47 9,84 - 55-60 2,09 ± 0,32 5,22 ± 0,41 87,77 ± 8,02 14,82 ± 2,05 109,90 ± 9,12 114,48± 15,71 4,00 - 70-75 2,46 ± 0,38 4,17 ± 0,33 90,88 ± 8,31 14,21 ± 1,97 111,71 ± 9,27 98,85± 13,56 13,01 - 85-90 1,54 ± 0,24 3,85 ± 0,30 80,14 ± 7,32 10,95 ± 1,51 96,47 ± 8,01 89,24± 12,24 8,10 - 95 -100 1,47 ± 0,23 2,89 ± 0,23 68,53 ± 6,26 8,60 ± 1,19 81,49 ± 6,76 72,15± 9,90 12,94 - Cột SH4 0-5 6,45 ± 1,00 11,76 ± 0,92 129,48 ± 11,83 31,20 ± 4,32 178,89 ± 14,85 170,08± 23,33 5,18 0,60 ± 0,15 10-15 4,80 ± 0,74 12,53 ± 0,98 138,27 ± 12,64 21,88 ± 3,03 177,48 ± 14,73 176,67± 24,24 0,46 0,74 ± 0,19 25-30 5,94 ± 0,92 10,45 ± 0,82 165,85 ± 15,16 25,75 ± 3,56 207,99 ± 17,26 199,33± 27,35 4,34 0,54 ± 0,14 40-45 3,58 ± 0,55 10,36 ± 0,81 163,23 ± 14,92 14,46 ± 2,00 191,63 ± 15,91 182,62± 25,06 4,93 0,42 ± 0,11 55-60 2,70 ± 0,42 6,88 ± 0,54 140,90 ± 12,88 20,34 ± 2,82 170,83 ± 14,18 158,17± 21.70 8,01 0,30 ± 0,08 18