Luận Văn Nghiên cứu và khảo sát các điều kiện tối ưu chế tạo cột khử Cadimi trong phân tích nitrat

Khóa luận tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu và khảo sát các điều kiện tối ưu chế tạo cột khử Cadimi trong phân tích nitrat


MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Nitrat là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng sản phẩm
cũng như nguồn nước. Nitrat đi vào cơ thể con người là một chất tiền ung thư, làm hạ
đường huyết, gây xẩy thai, quái thai ở phụ nữ có mang cũng như bệnh xanh da ở trẻ em.
Đối với môi trường nước, nitrat là một trong những yếu tố gây ra hiện tượng phú dưỡng
làm ảnh hưởng và đe dọa nghiêm trọng đến hệ sinh thái trong môi trường.
Hiện nay, đã có rất nhiều phương pháp định lượng nitrat như trắc quang, điện
hóa và sắc ký. Đặc biệt là ở các phòng thí nghiệm đơn giản thì trắc quang là một trong
những phương pháp chủ đạo.
Trong bộ môn thực hành phân tích môi trường tại trường Đại Học Sư Phạm Đà
Nẵng, chúng tôi gặp rất nhiều khó khăn trong việc xác định hàm lượng nitrat trong mẫu
nước. Phương pháp trắc quang với thuốc thử axit phenol disunfonic cũng như thuốc thử
natri salixylat bị cản trở bởi nhiều yếu tố ảnh hưởng như ion NO2-, Cl-, Ca2+, Mg2+ .nên việc phân tích đạt độ chính xác không cao.
Phương pháp chuẩn trên thế giới hiện nay trong việc xác định nitrat như ASTM
3867 – 99 và Standard Methods for the Examination of water and wastewater 4500 – NO3-. Các phương pháp này kết hợp sử dụng cột khử Cd cùng với máy quang trắc UV-VIS có thể
cho hiệu suất phân tích trên 91±1% và không có nhiều các yếu tố ảnh hưởng. Vì vậy,
chúng đáp ứng yêu cầu cho các mẫu có hàm lượng nitrat thấp từ 0.01 đến 1 mg NO3-/l.
Để hiểu rõ hơn nguyên tắc làm việc của cột khử Cd và khảo sát các điều kiện tối
ưu cho quy trình phần tích thực tế, chúng tôi đã chọn đề tài “ Nghiên cứu và khảo sát các
điều kiện tối ưu chế tạo cột khử Cadimi trong phân tích nitrat”
2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
- Xử lý hạt Cadimi và nhồi cột khử Cd-Cu.
- Khảo sát các điều kiện tối ưu xác định cột khử.
- Đánh giá hiệu suất thu hồi quá trình phân tích.
- Đánh giá sai số thông kê của phương pháp.
- Áp dụng quy trình phân tích để xác định hàm lượng nitrat trong một số sản phẩm
sữa trên thị trường.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nitrat
1.1.1. Sự tồn tại của nitrat
1.1.1.1. Nitrat trong đất
Toàn bộ nitơ trong chu trình nitơ sinh học diễn ra chủ yếu qua hoạt động cố định
đạm của các vi khuẩn sống trong cây, các tảo lục và các vi khuẩn cộng sinh trong rễ của
một số loài thực vật (ví dụ Rhizobium có ở trong nốt sần của rễ một số loài họ đậu). Những
sinh vật này có khả năng chuyển hóa N
2 thành NH
4
+
, mặc dù chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ dòng nitơ
trên toàn cầu, quá trình cố định đạm là nguồn cung cấp nitơ cao nhất cho cả 2 nơi sống ở
cạn và ở nước. NH
4
+
chỉ được các thực vật sử dụng hạn chế, hầu hết nitơ được tích luỹ
dưới dạng NO
3
-.
Thường thì lượng nitrat này không đủ để tạo dưỡng dưỡng chất nuôi lớn cây
trồng, nên người ta phải bón phân chứa nitrat thêm cho đất . Tuy nhiên, lượng nitrat trong
đất không ổn định, nó phụ thuộc vào chu trình sinh trưởng của cây xanh. Nếu cây xanh cần
nhiều nitrat thì lượng nitrat tích tụ trong đất ít và ngược lại.
1.1.1.2. Nitrat trong nước
Nitrat phân bố trong nước không đều nhau. Do tác động của quá trình nitrat hóa
trong nước khiến cho hàm lượng nitrat bên trên có hàm lượng cao hơn có khi tới vài chục
mg/l. Trong khi đó lớp nước ở tầng trong và sâu hơn thì hàm lượng nitrat lại rất nhỏ, có khi
chỉ vài mười hay vài chục mg/l.
Nitơ có trong nước thải dưới 4 hình thức khác nhau:
 Nitơ hữu cơ (amino acids, proteins, purines, pyrimidines và nucleic acids)
 Ammoniac
 Nitrit
 Nitrat
Trong một mẫu nước thải chưa xử lý, phần lớn thường là amôniac và các nitơ
hữu cơ, các chất này bị ôxy hoá thành nitrit và sau đó là nitrat trong môi trường.
Việc sử dụng phân bón chứa nitơ quá mức, việc xử lý kém hay không hiệu quả
các chất thải vào môi trường đã làm cho môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm nặng. Vì
vậy, nitrat là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng môi trường nước.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] A-Krekov, Cơ sở hóa học phân tích – Tập 1, NXB Đại học và Giáo dục chuyên
nghiệp Hà Nội (1976).
[2] Lê Huy Bá, Độc học môi trường, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh (2000).
[3] Phạm Thị Hà, Các phương pháp phân tích quang học (2000).
[4] Phạm Thị Hà, Hóa Môi Trường (2000).
[5] Trịnh Thị Thanh, Độc học môi trường và sức khỏe con người, NXB Đại Học Quốc
Gia Hà Nội (2003).
[6] 4500 - NO3
-- Nitrogen (Nitrat), Approved by Standard Methods Committee, 1997.
[7] Determination of Nitrate in Sea Water, BATS Methods – April 1997.
[8] Ali A. Ensafi, A. Kazemadeh, Analytica Chimica Acta 382, 1999, 15 – 21.
[9] Ali A. Ensafi, A. Kazemadeh, Analytica Chimica Acta 442, 2001, 319 – 326.
[10] Carmen Gal, Wolfgrang Frenzel and Jurgen Moller, Microchim, Acta 146, 2004,
155 – 164.
[11] John H. Margeson, Jack C. Suggs and M. Rodne. Midgett, Anal. Chem, 1980,
1955 – 1957.
[12] Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 14th Edition, p
427, Method 419D (1975).
[13] Folke Nydahl, Department of Analytical Chemistry, Universy of Uppsala, Box
531,S -751 Uppsala, Sweden, Talanta, Vol. 23, 1976, 349.