Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu phương pháp phân tích As và Se trong môi trường

• Tác giả: Phạm Hồng Chuyên
• Người hướng dẫn: PGS. Tạ Thị Thảo
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa học phân tích
• Đề tài: Nghiên cứu phương pháp phân tích một số dạng As, Se trong một số đối tượng môi trường
• Loại tài liệu: Luận án tiến sỹ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Phân tích dạng các nguyên tố và vai trò của phân tích dạng trong đánh giá ô nhiễm môi trường
• 0.2. Khái niệm về dạng nguyên tố và phân tích dạng nguyên tố
• 0.3. Vai trò của phân tích dạng trong nghiên cứu môi trường
• 0.4. Ý nghĩa của phân tích dạng As, Se trong các đối tượng môi trường
• 0.5. Các phương pháp phân tích dạng As, Se
• 0.5.1. Nhóm các phương pháp tách riêng từng dạng trước khi phân tích
• 0.5.2. Nhóm các phương pháp sử dụng sắc ký ghép nối với các detector khác nhau
• 0.5.3. Phân tích dạng dựa vào phản ứng xúc tác
• 0.5.4. Phân tích dạng sử dụng Chemometrics
• 0.5.4.1. Sơ lược về các thuật toán hồi quy đa biến dùng trong phân tích dạng
• 0.5.4.2. Phương pháp bình phương tối thiểu nghịch đảo - ILS
• 0.5.4.3. Phương pháp hồi qui cấu tử chính – PCR
• 0.6. Xử lý và bảo quản mẫu trong phân tích dạng nguyên tố
• 0.6.1. Dụng cụ chứa mẫu và cách bảo quản mẫu
• 0.6.2. Các kỹ thuật tách chiết mẫu trong phân tích dạng
• 1. CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH DẠNG CÁC NGUYÊN TỐ VÀ VAI TRÒ CỦA PHÂN TÍCH DẠNG TRONG ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
• 1.1. Khái niệm về dạng nguyên tố và phân tích dạng nguyên tố
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Hóa chất và thiết bị
• 2.2. Thiết bị, dụng cụ
• 2.3. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu. Mẫu phân tích
• 2.4. Phương pháp lấy mẫu và xử lý sơ bộ
• 2.5. Phương pháp phân tích
• 2.6. Đánh giá phương pháp phân tích dạng As và Se
• 2.7. So sánh phương pháp phân tích dạng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu xác lập điều kiện phân tích đồng thời các dạng của từng nguyên tố As, Se
• 3.2. Khảo sát hiệu suất khử các dạng As, Se thành hợp chất hiđrua
• 3.2.1. Khảo sát điều kiện khử các dạng As, Se thành As(III), Se(IV)
• 3.2.2. Khảo sát điều kiện khử trực tiếp các dạng As, Se thành hợp chất hiđrua trong các môi trường khác nhau
• 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các ion có thể có trong dung dịch mẫu đến tín hiệu đo phổ AAS của As, Se
• 3.4. Nghiên cứu xây dựng các mô hình hồi quy đa biến xác định đồng thời các dạng của từng nguyên tố As, Se
• 3.4.1. Khảo sát khoảng tuyến tính của từng dạng As, Se
• 3.4.2. Khảo sát tính cộng tính của các dạng
• 3.4.3. Xây dựng mô hình hồi quy đa biến và đánh giá khả năng ứng dụng
• 3.5. Đánh giá phương pháp phân tích dạng As và Se trong mẫu tự tạo
• 3.5.1. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp
• 3.5.2. So sánh phương pháp HG – AAS - PCR với phương pháp HPLC – HG - AAS
• 3.5.3. Ảnh hưởng của dạng khác đến phép xác định đồng thời
• 3.5.4. Đánh giá độ thu hồi của phương pháp HG – AAS - PCR
• 3.5.5. Độ chụm và độ đúng của phương pháp HG – AAS - PCR
• 3.6. Nghiên cứu các điều kiện bảo quản mẫu phân tích
• 3.6.1. Ảnh hưởng của vật liệu bình chứa
• 3.6.2. Ảnh hưởng của pH
• 3.6.3. Ảnh hưởng khi để dung dịch trong không khí
• 3.6.4. Ảnh hưởng của ion Fe3+
• 3.7. Nghiên cứu quá trình xử lý mẫu phân tích dạng
• 3.7.1. Khảo sát quá trình chiết rút As, Se với mẫu đất, bùn
• 3.7.2. Khảo sát quá trình chiết rút As, Se với mẫu thực vật
• 3.7.3. Đánh giá độ thu hồi của quá trình xử lý mẫu
• 3.8. Xây dựng quy trình phân tích các mẫu thực tế
• 3.8.1. Quy trình phân tích xác định tổng hàm lượng As, Se
• 3.8.2. Quy trình phân tích dạng As, Se
• 3.8.3. Kết quả phân tích mẫu thực tế
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHẦN PHỤ LỤC

I. Tổng quan về nghiên cứu phương pháp phân tích As và Se trong môi trường

Nghiên cứu về phương pháp phân tích các dạng của kim loại nặng như As và Se trong môi trường đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong hóa học phân tích. Việc xác định chính xác các dạng này không chỉ giúp đánh giá mức độ ô nhiễm mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho các nghiên cứu về độc tính và chuyển hóa sinh học. Các phương pháp phân tích hiện nay chủ yếu tập trung vào việc tách biệt các dạng khác nhau của As và Se để có thể xác định hàm lượng của chúng một cách chính xác.

1.1. Khái niệm về phân tích dạng As và Se trong môi trường

Phân tích dạng là quá trình xác định các dạng hóa học khác nhau của một nguyên tố trong mẫu. Đối với As và Se, các dạng này có thể bao gồm As(III), As(V), Se(IV), Se(VI) và các dạng hữu cơ khác. Việc phân tích dạng giúp hiểu rõ hơn về tính độc và khả năng tích lũy của các nguyên tố này trong môi trường.

1.2. Vai trò của phân tích dạng trong đánh giá ô nhiễm môi trường

Phân tích dạng As và Se có vai trò quan trọng trong việc đánh giá ô nhiễm môi trường. Các dạng khác nhau của As và Se có tính độc khác nhau, do đó việc xác định chính xác các dạng này giúp đưa ra các biện pháp xử lý ô nhiễm hiệu quả hơn.

II. Thách thức trong việc phân tích As và Se trong môi trường

Mặc dù có nhiều phương pháp phân tích hiện đại, việc phân tích As và Se vẫn gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như sự biến đổi hóa học của các dạng, sự tương tác với các ion khác trong mẫu, và điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Hơn nữa, việc tách biệt các dạng khác nhau trong cùng một mẫu cũng là một thách thức lớn.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phân tích

Các yếu tố như pH, nhiệt độ, và sự hiện diện của các ion khác có thể ảnh hưởng đến khả năng phát hiện và định lượng các dạng As và Se. Việc hiểu rõ các yếu tố này là cần thiết để tối ưu hóa quy trình phân tích.

2.2. Khó khăn trong việc tách biệt các dạng As và Se

Việc tách biệt các dạng As và Se trong mẫu môi trường thường yêu cầu các phương pháp phức tạp và tốn thời gian. Điều này có thể dẫn đến sự nhiễm bẩn mẫu và làm giảm độ chính xác của kết quả phân tích.

III. Phương pháp phân tích As và Se hiệu quả trong môi trường

Để phân tích As và Se, nhiều phương pháp đã được phát triển, bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), và các phương pháp ghép nối. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng để đạt được kết quả chính xác.

3.1. Sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC trong phân tích As và Se

HPLC là một trong những phương pháp phổ biến nhất để phân tích các dạng As và Se. Phương pháp này cho phép tách biệt các dạng khác nhau một cách hiệu quả và nhanh chóng, giúp tiết kiệm thời gian và tăng độ chính xác.

3.2. Quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS và ứng dụng của nó

AAS là phương pháp phân tích mạnh mẽ cho việc xác định hàm lượng As và Se. Kỹ thuật này có độ nhạy cao và có thể phát hiện được nồng độ rất thấp của các nguyên tố này trong mẫu.

3.3. Kết hợp các phương pháp phân tích để tối ưu hóa kết quả

Việc kết hợp các phương pháp như HPLC và AAS có thể giúp cải thiện độ chính xác và độ nhạy của phân tích. Sự kết hợp này cho phép xác định đồng thời nhiều dạng khác nhau của As và Se trong cùng một mẫu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của phương pháp phân tích As và Se

Các phương pháp phân tích As và Se không chỉ có giá trị trong nghiên cứu khoa học mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc giám sát chất lượng môi trường. Kết quả phân tích có thể được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời.

4.1. Giám sát chất lượng nước và đất

Phân tích As và Se trong nước và đất giúp đánh giá mức độ ô nhiễm và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Các kết quả này có thể được sử dụng để đưa ra các chính sách bảo vệ môi trường hiệu quả.

4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của As và Se đến sức khỏe con người

Việc phân tích các dạng As và Se trong thực phẩm và nước uống giúp đánh giá nguy cơ sức khỏe cho con người. Các nghiên cứu này có thể cung cấp thông tin quan trọng cho các cơ quan y tế trong việc quản lý an toàn thực phẩm.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về phương pháp phân tích As và Se trong môi trường đang ngày càng trở nên quan trọng. Việc phát triển các phương pháp phân tích mới và cải tiến các phương pháp hiện có sẽ giúp nâng cao độ chính xác và độ nhạy của phân tích. Trong tương lai, việc ứng dụng công nghệ thông tin và các thuật toán phân tích sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực này.

5.1. Tương lai của nghiên cứu phân tích As và Se

Nghiên cứu trong lĩnh vực phân tích As và Se sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ mới. Các phương pháp phân tích hiện đại sẽ giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả trong việc xác định các dạng của các nguyên tố này.

5.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp phân tích mới, đặc biệt là trong việc ứng dụng các thuật toán hồi quy đa biến và công nghệ thông tin để nâng cao khả năng phân tích đồng thời nhiều dạng As và Se trong môi trường.