Chế tạo thiết bị đánh giá nhanh chất lượng môi trường nước biển ven bờ

 Tp chí Khoa h c và Công ngh  bi n T10 (2010). S  1. Tr 37 - 49 
 CH  T O THI T B  ðÁNH GIÁ NHANH CHT L ƯNG 
 MÔI TR ƯNG N ƯC BI N VEN B  
 NGUY N THÀNH ðC, NGUY N MINH TRÚC, LÊ THÀNH D ŨNG, V Ũ TR NG HÙNG 
 Tr ưng ð i h c Khoa h c T  nhiên, Thành ph  H  Chí Minh 
 Tóm t t: Ô nhi m môi tr ưng ñã và ñang là m t th c tr ng báo ñ ng  Vi t Nam. Mt 
 trong nh ng nguyên nhân là s  h n ch  v  trang b  k  thu t giúp ñánh giá nhanh hi n tr ng 
 môi tr ưng. Kt qu  ñánh giá môi tr ưng t i ch  s  giúp các nhà qu n lý c ũng nh ư ngưi dân 
 có nh ng ñ nh h ưng và gi i pháp phù h p. D a trên m c tiêu này, nhóm nghiên cu chúng 
 tôi ñã phát tri n thi t b  ño quang ph  h p thu c m tay và b  hóa ch t ñ xác ñ nh nhanh 3 ch  
 - +
 tiêu dinh d ưng trong môi tr ưng n ưc bi n g m nitrit (NO 2 ), amoni (NH 4 ) và photphat 
 3-
 (PO 4 ). Th  nghi m cho th y, máy quang ph  h p thu c m tay và b  thu c th  ñ t gi i h n 
 - + 3-
 phát hi n là 0,38 ppb NO 2 , 5,8 ppb NH 4 và 34 ppb PO 4 . B ưc ñ u c a vi c phát tri n, 
 nhóm nghiên c u ñã thành công trong vi c ch  t o thi t b  c m tay và b  hóa ch t làm vi c t t 
 trong ñiu ki n c a Vi t Nam, thu n ti n cho vi c ño ñ t ngoài môi tr ưng, ch t l ưng ñ m 
 bo khi so sánh v i b  kit nh p kh u, d  dàng ch  t o, giá thành th p, phù h p v i th  tr ưng 
 ca Vi t Nam nên có th  cung c p r ng rãi cho c ng ñ ng. 
 I. M ðU 
 Khoa h c k  thu t c a Th gi i ñã phát tri n m nh m  l ĩnh v c công ngh  ch  t o 
các thi t b  ñánh giá ch t l ưng môi tr ưng t  nhiên [1, 5]. Nhu c u qu n lý môi tr ưng 
ñòi h i ph i nghiên c u, thi t k  ch  t o các thi t b  xác ñnh nhanh, chu n m c ch t 
lưng môi tr ưng nh m ñ m b o s c kh e cho ng ưi dân và hi u qu  trong phát tri n kinh 
t, ñc bi t là trong l ĩnh v c ngh  cá, nuôi tr ng th y h i s n, du l ch, ngh  d ưng ven bi n 
[1]. Tuy nhiên, th c t  áp d ng các chu n m c qu n lý trong ño ñ c, phân tích, ñánh giá 
ñnh l ưng ch t l ưng môi tr ưng bi n  Vi t Nam g p r t nhi u khó kh ăn do h n ch  v  
ki n th c, k  thu t c ũng nh ư trang thi t b  cho c ng ñ ng. C ăn c  vào nhu c u b c xúc 
ca th c t  phát tri n các ngành kinh t , xã h i ven bi n, c ũng nh ư kh  n ăng và ñiu ki n 
th c ti n c a Vi t Nam, chúng tôi m nh d n ñ t ra nhi m v  nghiên c u, ch  t o m t thi t 
b ñơn gi n, r  ti n nh ưng v n ñáp ng ñưc các tiêu chu n k  thu t, ñ chu n xác hóa 
hc ñ xác ñ nh m t s  ch  tiêu quan tr ng trong môi tr ưng n ưc bi n. Tr ưc m t,v i s  
khuy n khích và tài tr  tài chính c a ñ tài c p Nhà n ưc KC 09-07, t p th  tác gi  ñã ti n 
 - + 3-
hành nghiên c u ch  t o b  “kít “ xác ñ nh nhanh, chính xác 3 anion NO 2 , NH 4 , PO 4 
 37 
trong n ưc bi n. Hi n nay, các công ty hóa ch t và thi t b  l n trên Th gi i c ũng ñã ch  
to nhi u lo i b  “kit” nh m ñánh giá bán ñ nh l ưng các ch t khác nhau ph c v  trong 
các ngành v  sinh, y t  công c ng, môi tr ưng Các b  “kit” này ñang ñưc bán r ng rãi 
ti Vi t Nam v i giá thành cao do ph i ph  thu c vào ngu n hóa ch t ph  tr  nh p kh u. 
Mc ñích c a nhóm tác gi  là mong mu n và ch ng minh kh  n ăng ch  t o ñ t tiêu chu n 
và ñ chính xác cho phép qua vi c phân tích ñ i chi u và so sánh v i các thi t b  t ươ ng t  
nh p kh u các b  “kit” t ươ ng t  ñi kèm thi t b  ño ñ h p th  quang nh  g n, ti n d ng 
cho nhi u m c tiêu c a th c t  và thu n ti n cho vi c ño ñ c ngoài th c ñ a, giá thành 
th p, phù h p v i th  tr ưng c a Vi t Nam nên có th  cung c p r ng rãi cho c ng ñ ng. 
 Bài báo này công b  các k t qu  nghiên c u, thi t k  và ch  t o thi t b  ño nhanh 3 
 - + 3-
anion NO 2 , NH 4 , PO 4 trong n ưc bi n và các k t qu  ng d ng ño ñ c th c t  t i vùng 
bi n V ũng Tàu, Phan Thi t v i k t qu  so sánh ñ i ch ng trên các thi t b  nh p kh u c a 
hãng nh ư SHIMADZU 10-UV; SECONMAN S570. 
1. Các nguyên lý khoa h c c ơ b n 
 -
 Các nguyên lý khoa h c c ơ b n c a vi c thi t k  thi t b  ño nhanh 3 anion NO 2 , 
 + 3- 
NH 4 , PO 4 ñã ñưc gi i thi u k  trong công trình [3]. 
 -
 Nguyên nhân chính s n sinh ra NO 2 trong t  nhiên b t ngu n t  ñ ng th c v t. 
Protein c a ñ ng th c v t b  phân h y b i nhi u lo i vi sinh v t và ñưc chuy n hóa thành 
 +
các acid amin t  do, sau ñó là s  kh  các amin ñ gi i phóng NH 4 và NH 3. 
 Urease
 CO(NH ) + 2H O NH + +NH + HCO -
 2 2 2 4 3 3 
 Trong môi tr ưng t n t i lo i vi khu n nitrosomonas, có kh  n ăng d  tr  n ăng l ưng 
 + -
bng cách oxit hóa NH 4 thành NO 2 : 
 Nitrosomonas
 NH + + 1.5 O NO - +H OH + 2 +
 4 2 2 2 
 -
 Mt khác vi khu n nitrosomonas có th  oxit hóa NH 2OH thành NH 3 và NO 2 . Nhi u 
hp ch t ch a nit ơ hòa tan trong n ưc ñã d n t i s  t ăng n ng ñ các h p ch t nit ơ trong 
nưc b  m t. Tr ưc h t là urê, s n ph m c a quá trình urê hóa trong t  nhiên và phân bón, 
sau ñó là amoniac và mu i amoni t  phân bón, t  quá trình th i r a t  chu trình dinh 
dưng sinh h c c ũng nh ư t  n ưc th i sinh ho t, nông nghi p và công nghi p. Nitrit là k t 
qu  c a quá trình thoái hóa các h p ch t h u c ơ có ch a g c N trong chu trình nitrogen. 
Trong môi tr ưng k  khí v i s  có m t c a ch t cho hydro h u c ơ x y ra s  kh  d  hóa 
nitrat sang nitrit. Trong ña s  tr ưng h p, nhi u vi sinh v t kh  nitrat thành nitrit h ơn là 
kh  tr c ti p nitrit thành nit ơ t  do. 
38 
 Nitrit trong n ưc ph n l n do s  chuy n hóa các ch t h u c ơ d ưi tác d ng c a vi 
sinh v t. Hi n nay m t l ưng vô cùng l n phân bón nit ơ ñưc con ng ưi s  d ng ñ phát 
tri n nông nghi p. Chính l ưng phân bón này ñã b  sung nhi u h p ch t ch a N d ưi 
 -
dng NO 3 tiêu th  nhanh trong ñ t. ðây c ũng là ngu n sinh ra b i các quá trình sinh h c. 
Các phân bón này có ñ tan r t l n trong n ưc do ñó d  dàng gây ô nhi m ngu n n ưc 
ng m và n ưc b  m t. Hàm l ưng nitrit trong các dòng sông ngày càng t ăng ch ng t  vi c 
tn th t nit ơ t  phân bón trên ñng ru ng ngày càng l n. Theo ưc tính hàng n ăm có 
kho ng 30.000 t n nit ơ ñưc v n chuy n ra bi n d ưi d ng nitrat và nitrit. 
 Trong nu c sông hàm l ưng nitrit r t th p, ch  kho ng 0.01 ppm, ch  khi n ưc sông 
 -
b ô nhi m m i có th  t ăng lên 0.05 ppm. N u nh ư n ưc ch a ch  y u Nit ơ  d ng NO 2 
thì n ưc ñó ñã b  ô nhi m trong m t th i gian dài. 
 Amoniac xu t hi n trong các khu ñ m l y có ch a nhi u ch t mùn m c, vì ch t mùn 
 - + +
có th  làm cho g c NO 3 b  kh  thành NH 4 . Ngoài ra, ion NH 4 còn là thành ph n chính 
ca các s n ph m công nghi p nh ư ñm, thu c da, S  t n t i c a NH 3 là y u t  ñ ñánh 
giá m c ñ nhi m b n c a n ưc b  m t, n ưc bi n, n ưc ng m,  các vùng lân c n thành 
 +
ph  và các khu công nghi p. Ion NH 4 t ươ ng ñi không n ñ nh, d ưi tác d ng c a các 
yu t  hóa h c, v t lý và sinh h c nó chuy n hóa thành các h p ch t khác c a N. Amoni 
 + +
tn t i trong n ưc  hai d ng NH 3 và NH 4 , t  l  NH 3/NH 4 tùy thu c vào pH c a n ưc 
(khi nói amoni là ch  chung c  hai d ng trên). 
 Phospho t n t i trong n ưc ch  y u d ưi d ng phosphat, là k t qu  c a các quá trình 
phong hóa, bào mòn ñt ñá, ho c do chính tác ñ ng c a con ng ưi. Phosphat l i có th  
phân lo i thành ba d ng: 
 Phospho h u c ơ: 
 Là các d n xu t hu c ơ c a acid phosphoric nh ư DNA, RNA (các vt ch t di 
truy n), ATP (d  tr  và cung c p n ăng l ưng cho ho t ñ ng c a t  bào), hay các 
phospholipid. 
 Trong môi tr ưng n ưc t  nhiên, phospho h u c ơ th ưng n m trong pha l ơ l ng, 
trong xác các phiêu sinh v t, xác ñ ng th c v t ch ưa phân h y. Tuy nhiên, chúng s  d n 
dn b  các vi sinh v t phân h y chuy n v  d ng vô c ơ. 
 Polyphosphat: 
 Là d ng t  h p c a orthophosphat th ưng không b n và d  chuy n hóa thành các 
phosphat ñơ n. Polyphosphat t o ñưc ph c v i nhi u kim lo i, có ng d ng r ng rãi trong 
các ngành công nghi p ch ng ăn mòn và x  lý n ưc. 
 39 
 Orthophosphat: 
 Là d ng b n nh t c a phospho trong t  nhiên, ñưc t o thành t  quá trình phong hóa 
bào mòn ñt ñá. Phospho trong ñ t ñá d n d n ñưc phóng thích dưi d ng ion phosphat 
vào môi tr ưng n ưc. 
 Orthophosphat trong ñt th ưng b  các h t keo gi  ch t, nh  quá trình trao ñi ion 
xy ra trên b  m t r , orthophosphat ñưc cây h p th  làm th c ăn. M t s  lo i t o s  
dng orthophosphat làm th c ăn, do v y hàm l ưng phosphat trong n ưc b  m t th ưng 
không cao. Tuy nhiên do các ho t ñ ng tr c ti p ho c gián ti p t  con ng ưi, hàm l ưng 
orthophosphat có th  cao b t th ưng. N ưc th i sinh ho t th ưng ch a l ưng l n các ch t 
ty r a có ngu n g c t  polyphosphat, ch t này b  th y phân thành các orthophosphat. Các 
ho t ñ ng s n xu t nông nghi p c a con ng ưi c ũng th i vào môi tr ưng các lo i phosphat 
qua phân bón, các ch t này b  n ưc m ưa r a trôi vào sông h  và ra bi n. 
2. Thi t b  và ph ươ ng pháp 
2.1. Ch  t o thi t b  xác ñnh Phosphat và Nit ơ, phiên b n PN01 
 V c ơ b n, máy quang ph  h p thu, phiên b n PN01 có c u t o c ũng nh ư ho t ñ ng 
tươ ng t  nh ư các máy quang ph  h p thu phân t  khác. Tuy nhiên, v i m c tiêu ñ ra là 
ch  t o ñưc máy quang ph  h p thu phân t  nh  g n, ti n l i khi di chuy n và ho t ñ ng 
n ñ nh, nên máy PN01 có thi t k , cu t o theo nguyên t c c a máy quang ph  2 kênh. 
Máy PN01 ño cùng lúc ánh sáng t  ngu n qua kênh tham kh o (reference) và kênh m u 
(sample), (hình 1). Theo nguyên t c này thì máy PN01 s  có tính n ñ nh cao. 
 Light Cuvet Detector 10k Log-Amplifier
 Source Holder
 TL071
 2 -
 6
 Reference
 D1 3 +
 LED Display
 Reference PHOTODIODE
 Log(Reference/Sample) Hi
 10k
 +5V 123.4
 TL071 GND
 2 -
 6
 Sample
 D2 3 +
 LED
 PHOTODIODE
 Sample +12V -12V GND
 Power Supply
 Battery
 In+ +5V
 4,8V 2100mAh In- GND
 +12V
 -12V
 Max Power 3W 
 Hình 1: S ơ ñ m ch nguyên t c ho t ñ ng c a máy PN01 
40 
 Máy quang ph  h p thu phân t  PN01 là lo i máy quang ph  2 kênh. G m 6 ph n 
chính (hình 1): 
 1. Ngu n ñin (Power supply): Cung c p ñin áp n ñ nh ñ nuôi h  th ng. 
 2. Ngu n sáng PN01 (Light source): Cung c p b c x  ñơn s c. 
 3. H c cuvet (Cuvet holder): chuyên dùng cho cuvet 1 cm. 
 4. ðu ño (detector): Chuy n ñ i tín hi u quang thành tín hi u ñin. 
 5. M ch x  lý tín hi u (log-amplifier): Khu ch ñ i tín hi u s ơ c p, và chuy n ñ i 
thành tín hi u ñ h p thu. 
 6. B  hi n s  (display): hi n th  giá tr  ñ h p thu. 
 Do yêu c u ph i nh  g n, d  dàng di chuy n, nên ngu n phát x  ánh sáng c a máy 
PN01 không dùng ñèn phát ph  r ng và b  ñơn s c nh ư các máy quang ph  h p thu thông 
th ưng mà  ñây nó dùng m t LED phát quang phát ra b c x  ánh sáng có vùng ph  h p 
ng v i b ưc sóng c n. ð xác ñ nh nitrite (ph c màu azo ño t i b ưc sóng 540 nm), dùng 
ñèn led phát ánh sáng màu xanh lá cây (526 nm); xác ñnh amoni (ph c màu indophenol 
ño t i b ưc sóng 635 nm), chúng tôi dùng ñèn led phát b c x  màu ñ (650 - 760 nm); v i 
phosphate (ph c d  ña phospho molybdate có hai m ũi h p thu t i 700 nm và 880 nm), ñ 
ñt ñưc ñ nh y cao thì ph i ño t i b ưc sóng 880 nm b ng ñèn led IR. Tuy nhiên do h n 
ch  v  m t linh ki n c a công t c chuy n và ñu dò, nên  ñây chúng tôi ch n s  d ng ñèn 
led phát ánh sáng màu ñ chung v i ñèn led ñ ño amoni. 
 Vi vi c s  d ng ñèn led phát b c x  ánh sáng có vùng ph  h p t ươ ng ng c n thi t 
giúp làm gi m giá thành s n ph m, d  dàng thay th  và s  d ng. Ngoài ra, do ñèn led là 
lo i ñèn có công su t tiêu th  n ăng l ưng th p (0,15 - 0,4W), h  s  ph n h i cao, nhanh n 
ñnh nên s  không ph i ch  ñèn n ñ nh và ti t ki m ñin. Ti n l i th  hai là các lo i ñèn 
led phát b c x  ánh sáng màu hi n ñang ñưc s  d ng r ng rãi cho m c ñích trang trí 
nên d  dàng mua m i và thay th  t i Vi t Nam. 
 Chi ti t quan tr ng k  ti p trong máy quang ph  h p thu là ñu dò.  ñây, chúng tôi 
s d ng diode quang, là linh ki n chuy n ñ i tuy n tính tín hi u quang thành tín hi u ñin. 
Ưu ñim c a lo i diode quang này là chúng r t nh y sáng và b n trong ñiu ki n nhi t ñ i. 
 Tín hi u ñin sau khi ra kh i ñ u ño, s  ñưc khu ch ñ i b ng IC op-am TL071 tr ưc 
khi ñi vào m ch x  lý tín hi u. Trong m ch x  lý tín hi u, n ăng l ưng truy n quang s  ñưc 
x lý và chuy n ñ i thành ñ h p thu b ng ic LM 394. Ưu ñim c a ic này là ít nhi u, ñ n 
ñnh cao, kho ng tuy n tính r ng. Tuy nhiên, nh ưc ñim c a nó là h  s  chuy n ñ i log 
th p phân th ưng khác 1 do ic này ho t ñ ng ph  thu c nhi u vào các linh ki n ph  tr  bên 
 41 
ngoài. Trong ñnh h ưng c i ti n, chúng tôi quy t ñ nh thay th  ic LM 394 b ng ic ICL 
8048. Tuy nhiên, do h n ch  v  m t th i gian nên ic 8048 v n ch ưa ñưc ch y th . 
 Da trên các thi t b s d ng, m ch c p ngu n ñưc thi t k  ñ ñ m b o cung c p 
ñin áp ñ và n ñ nh. Máy PN01 ñưc thi t k  ñ s  d ng 2 lo i ngu n là adapter c m 
ñin (9 V) và pin (4 pin AA 2100 mAh). Khi s  d ng máy ñ ño trong phòng thí nghi m 
hay  n ơi có ngu n AC 220 V, có th  s  d ng ngu n c m adapter DC 9 V b ng cách g t 
nút ch nh ngu n v  v  trí 220 V. N u s  d ng khi ñi th c ñ a hay  nh ng n ơi không có 
ñin thì s  d ng pin có th  x c l i, lo i AA 2100 mAh, v i pin này thì th i gian s  d ng 
s là 8 gi . 
2.2. Ti ưu hóa th c nghi m quy trình xác ñnh amoni trong n ưc bi n 
 Quá trình t i ưu hóa quy trình xác ñnh amoni trong n ưc bi n ñưc th c nghi m 
theo các tài li u ñã ñưc công b  [2, 4, 5, 6]. 
 - Hóa ch t: 
 + Phenol: 10 g phenol/100 ml C 2H5OH. 
 + Natri nitroprusside: 0.5 g natri nitroprusside/100 ml H 2O c t. 
 + Natri citrate: hòa tan 200 g Natri Citrate + 24 g NaOH trong H 2O thành 1000 mL 
 - Cách pha ch : 
 Dung d ch PP: 50 mL Phenol + 37.5 mL Natri nitroprusside. 
 Dung d ch OX: 100 mL dung d ch Natri citrate + v i 25 mL NaOCl 5,5%. 
 - Lên màu trên cuvet 
 - Ly kho ng 5 mL m u n ưc, l c qua gi y l c 0.45 µm. 
 - S d ng xy lanh y t : Hút chính xác 2.75 mL m u n ưc qua l c vào cuvet, thêm 90 
µL thu c th  PP và 160 µL thu c th  OX 
 - Sau 60 phút, ñem ño ñ h p thu trên máy PN01 (ch nh ch  ñ ño amoni) v i dung 
dch so sánh là n ưc c t và h n h p thu c th . 
2.3. Ti ưu hóa th c nghi m quy trình xác ñnh nitrit trong n ưc bi n 
 Quá trình t i ưu hóa quy trình xác ñnh nitrit trong n ưc bi n ñã ñưc th c nghi m 
theo các tài li u ñã ñưc công b  trong [2, 4, 6, 7]. 
 - Hóa ch t 
 + N ưc c t 
42 
 + Dung d ch H 3PO 4 ñm ñ c (85%) 
 + Sulfanylamide 
 + Dung d ch N-(1-naphthyl)-ethylene dihydrochloride (NED.2HCl): 
 + Dung d ch chu n nitrite g c 250 ppm N: hòa tan 1.232 g NaNO 2 trong n ưc c t 
thành 1000 mL. Thêm 1 mL CHCl 3 ñ b o qu n. Dung d ch gi  l nh có th  s  d ng trong 
1 tháng. 
 Dung d ch chu n làm vi c 250 ppb N : hút chính xác 1 mL dung d ch nitrite g c, 
ñnh m c b ng n ưc c t thành 1000 mL, dung d ch s  d ng trong ngày. 
 - Cách pha ch : 
 Thu c ith  SFA : hòa tan 1g sulfanylamide trong 70 mL H 3PO 4 ñm ñ c và n ưc c t 
thành 100 mL. Dung d ch b n trong m t tháng n u ñưc b o qu n trong bình t i màu. 
 Thu c th  NED : hòa tan 0.07 g NED.2HCl trong n ưc c t thành 100 mL. Dung d ch 
bn trong m t tháng n u ñưc b o qu n l nh trong bình t i màu. 
 - Lên màu trên cuvet 
 - L y 5 mL m u n ưc, l c qua gi y l c 0.45 µm. 
 - Hút chính xác 3 mL m u n ưc qua l c vào cuvet, thêm 150 µL thu c th  SFA và 
100 µL thu c th  NED. 
 - Sau 5 phút, ñem ño ñ h p thu trên máy PN01 (ch nh ch  ñ ño nitrite) v i dung 
dch so sánh là n ưc c t và h n h p thu c th . 
2.4. Ti ưu hóa th c nghi m quy trình xác ñnh photphat trong n ưc bi n 
 - Hóa ch t 
 + N ưc c t 2 l n 
 + Dung d ch H 2SO 4 ñm ñ c 
 + Dung d ch amoni molypdate g c 10000 ppm Mo: cân 9.2017g 
(NH4) 6Mo 7O24 .4H 2O pha trong 500 mL n ưc c t. 
 + Dung d ch kali antimonyl tartrat g c 1000 ppm Sb: cân 1.3720g 
K(SbO)C 4H4O6.1/2H 2Opha trong 500 mL n ưc c t. 
 + Dung d ch axit ascorbic g c 10000 ppm: cân 2.5 g L-Ascorbic axit pha trong 250 
mL n ưc c t, dung d ch có th  s  d ng trong vòng m t tu n  nhi t ñ phòng. 
 3-
 + Dung d ch chu n phosphate g c 1000 ppm PO 4 : cân 0.6877g (NH 4)2HPO 4 pha
 43 
trong 500 mL n ưc c t. 
 3-
 Dung d ch chu n trung gian 100 ppm PO 4 : rút chính xác 10 mL dung d ch 
phosphate g c, ñ nh m c b ng n ưc c t ñ n 100 mL. 
 3-
 Dung d ch chu n làm vi c 10 ppm PO 4 : rút chính xác 50 mL dung d ch chu n 
trung gian, ñnh m c b ng n ưc c t ñ n 500mL. 
 - Pha h n h p thu c th  
 Cho vào bình ñnh m c 250 mL: 100 mL n ưc c t, 17.2 mL dung d ch H 2SO 4 ñm 
ñc, ñ ngu i. Thêm ti p 62.5 mL dung d ch amoni molypdate g c, 25 mL dung d ch kali 
antimonyl tartrat g c và 125 mL dung d ch axit ascorbic g c. ð nh m c b ng n ưc c t. 
 Hn h p thu c th  có màu vàng nh t, n ñ nh trong 4 h. 
 - Lên màu trên cuvet 
 - L y 5 mL m u n ưc, l c qua gi y l c 0.45 µm. 
 - Hút chính xác 3.6 mL m u n ưc qua l c vào cuvet, thêm 0.4 mL thu c th . 
 - Sau 10 phút, ñem ño ñ h p thu trên máy PN01 (ch nh ch  ñ ño phosphate) v i 
dung d ch so sánh là n ưc c t và h n h p thu c th . 
3. Kh o sát các quy trình phân tích b ng máy PN01 trong th c ti n 
 Ni dung kh o sát bao g m nghiên c u các thông s  nh ư ñ nh y c a máy so sánh 
vi m t máy quang ph  UV – VIS, ñ l p l i c a ñưng chu n, ph ươ ng sai tái hi n so 
sánh v i m t máy quang ph  UV – VIS khác. 
3.1. Phân tích amoni 
 So sánh gi i h n phát hi n và gi i h n ñ nh l ưng v i máy SHIMADZU 10-UV: 
1.000 1.000
 Abs y = 0.9893x + 0.1005
 Abs
0.800 R2 = 0.9993 0.800
 0.600
0.600
 y = 0.9576x + 0.0997
 R2 = 0.998 0.400
0.400
 0.200
0.200 Amoni ppm
 0.000
 Amoni ppm
0.000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
 PN01 SIMADZU
 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 
 Hình 2: ð l p l i c a ñưng chu n quy Hình 3: So sánh dãy chu n v i máy 
 trình phân tích amoni trên máy PN01 ño SHIMADZU 10-UV 
 cách nhau 8 gi  
44 
 Bng 1: So sánh các thông s  gi a hai máy trong quy trình phân tích amoni 
 Các giá tr  so sánh Máy PN01 Máy SHIMADZU 10-UV 
 LOD ppm NH 3 0,0058 0,00621 
 LOQ ppm NH 3 0,019 0,0204 
 Y = 0,9893x +0,1005 Y = 0,9612x + 0,102 
 Ph ươ ng trình ñưng chu n 
 R2 = 0,9993 R2 = 0,9974 
 Ph ươ ng sai tái hi n 0,000209 0,000227 
 Vy trong quy trình phân tích amoni, hai máy có ñ chính xác t ươ ng ñươ ng nhau. 
Máy PN01 có ph n nh y h ơn và ñ tuy n tính cao h ơn. 
3.2. Phân tích Nitrit 
 So sánh gi i h n phát hi n và gi i h n ñ nh l ưng v i máy SHIMADZU 10-UV: 
1.000 1.200
 Abs
 Abs y = 0.0051x - 0.0072
 1.000
0.800 R2 = 0.9981
 0.800
0.600
 0.600
0.400
 0.400 y = 0.0041x + 0.0015
 R2 = 0.9996
0.200 0.200
 Conc (ppb)
 nitrit ppb 0.000
0.000 0 40 80 120 160 200
 0 50 100 150 200 250 PN01 Shimazu 
 Hình 4: ð l p l i c a ñưng chu n quy Hình 5: So sánh ñưng chu n c a quy trình 
 trình nitrit trên máy PN01 nitrit gia máy PN01 và máy SHIMADZU 
 10–UV 
 Bng 2: So sánh các thông s  phân tích c a quy trình phân tích nitrit gia máy PN01 và 
 máy SHIMADZU 10–UV 
 Các giá tr  so sánh Máy PN01 Máy SHIMADZU 10-UV 
 LOD ppb NO 2 0,38 0,57 
 LOQ ppb NO 2 1,26 1,90 
 Y = 0,0041x +0,0015 Y = 0,0051x – 0,0072 
 Ph ươ ng trình ñưng chu n 
 R2 = 0,9996 R2 = 0,9981 
 Ph ươ ng sai tái hi n 4,33*10 -6 4,33*10 -6 
 45 
 Trong quy trình phân tích nitrit, máy PN01 có ñ tuy n tính và ñ nh y t t h ơn. Gi i 
hn ñ nh l ưng nh ư v y b o ñ m ñ xác ñ nh ch  tiêu nitrit trong n ưc b  m t. 
3.3. Phân tích Phosphat 
 So sánh gi i h n phát hi n và gi i h n ñ nh l ưng v i máy SECONMAN S570: 
 0.500
0.400 0.450 Abs
 Abs
0.350 y = 0.1618x - 0.0004 0.400
 y = 0.2154x + 0.0063
 R2 = 0.9999 0.350
0.300 R2 = 0.9994
 0.300
0.250
 0.250
0.200 0.200 y = 0.1618x - 0.0004
 R2 = 0.9999
0.150 0.150
 y = 0.165x + 0.0009
 0.100
0.100 R2 = 0.9976
 0.050
0.050 Phosphat ppm
 Phosphat ppm 0.000
0.000 0 0.5 1 1.5 2 2.5
 PN01 SECONMAN S570
 0 0.5 1 1.5 2 2.5 
 Hình 6: ð l p l i c a ñưng chu n trong Hình 7: So sánh ñưng chu n quy trình 
 quy trình phân tích phosphat trên máy phân tích phosphat gi a máy PN01 và máy 
 PN01 SECONMAN S570 
 Bng 3: So sánh các thông s  gi a hai máy trong quy trình phân tích phosphat 
 Các giá tr  so sánh Máy PN01 Máy SECONMAN S570 
 3-
 LOD ppm PO 4 0,034 0,008 
 3-
 LOQ ppm PO 4 0,112 0,027 
 Ph ươ ng trình ñưng Y = 0,1618x -0,0004 Y = 0,02154x + 0,0063 
 chu n R2 = 0,9999 R2 = 0,9994 
 Ph ươ ng sai tái hi n 3,00*10 -7 1,00*10 -6 
 Trong quy trình phân tích phosphat, ñ nh y c a máy PN01 th p h ơn máy 
SECONMAN S570 v n b o ñ m ñ xác ñ nh hàm l ưng phosphat trong n ưc t  nhiên. 
3.4. Phân tích m u th c t  
 Sau khi kh o sát các thông s  trên, chúng tôi ti n hành làm ki m tra chéo gi a các 
phòng thí nghi m. S  d ng máy PN01 ñ ño tr c ti p ngoài hi n trưng t i b  bi n Phan 
Thi t và V ũng Tàu, m u ñưc l y theo TCVN 6663 – 13: 2000 và ñem v  phân tích t i 
phòng thí nghi m phân tích thu c B  môn Hóa phân tích Tr ưng ð i h c Khoa h c T  
nhiên th c hi n. 
46 
 Bng 4: So sánh k t qu  phân tích th c t  gi a máy PN01 và Phòng thí nghi m 
 ða ñim Amoni ppm Nitrit ppb Phosphat ppm 
 Ly m u Máy PN01 PTN HPT Máy PN01 Máy PN01 PTN HPT 
 Vũng Không Không 10.52 Vũng Không Không 
 Tàu Tàu 
 phát hi n phát hi n phát hi n phát hi n 
 Phan Không Không 4.83 Phan Không Không 
 Thi  Thi 
 t phát hi n phát hi n t phát hi n phát hi n 
 IV. KT LU N 
1. V m t khoa h c 
 ðã kh o sát và t i ưu hóa các quy trình phân tích amoni, nitrit, phosphat trong n ưc 
bi n. Chúng tôi ñã kh o sát và ñánh giá nh ng nh h ưng c a m t s  thành ph n và toàn 
b t ng th  n ưc bi n ñ n toàn b  quy trình phân tích. K t qu  cho th y v i quy trình 
chúng tôi ñ ngh  hoàn toàn không b  nh h ưng b i các thành ph n t ng th n ưc bi n. 
Kt qu  này có ý ngh ĩa v  ñ ñúng và ñ chính xác c a quy trình ñưc nâng cao. 
 Trong ph n nghiên c u thi t k  ch  t o máy quang ph  h p thu phân t  PN01 chúng 
tôi s  d ng nh ng linh ki n ñin t  tiên ti n nh ư ñèn LED có b ưc sóng ch n l c, nhân 
quang ñin ( ñ u dò) có ñ ph n h i và ñ tuy n tính cao, b  hi n th  tích h p. ðây là l ĩnh 
vc nghiên c u còn m i m  trong n ưc ta do v y nh ng linh ki n và thi t b  này hoàn toàn 
ph i nh p ngo i, do v y k t qu  c a máy PN01 còn khiêm t n, song v i yêu c u phân tích 
các ion trong n ưc bi n thì máy hoàn toàn có th  ñáp ng t t v  ñ ñúng và ñ chính xác. 
 Trong ph n nghiên c u ch  t o b  KIT các hóa ch t ñưc pha và dùng v i t  l  ti t 
ki m nh t do v y h n ch  ñưc vi c th i tr  l i môi tr ưng nh ng hóa ch t ñ c h i. 
2. V m t th c ti n 
 Hi n nay, các ngành kinh t  bi n: du khí, khai khoáng, giao thông v n t i, ngh  cá, 
nuôi tr ng h i s n, du l ch, ngh  d ưng  ñang phát tri n r t m nh và ñóng góp trên 45% 
GDP c a Vi t Nam. Bên c nh nh ng l i ích kinh t  không th  ph  nh n, các ngành này 
cũng ñang có nh ng tác ñ ng x u ñ n môi tr ưng bi n. M t trong nh ng tác ñ ng x u ñó 
là làm ô nhi m vùng bi n, gây ra hi n t ưng phú d ưng do hàm l ưng các mu i dinh 
dưng P, N v ưt quá hàm l ưng cho phép. Vì v y, vi c ñnh l ưng các mu i dinh d ưng 
P, N là 1 yêu c u c p thi t trong công tác ñánh giá , b o v  và qu n lý môi tr ưng bi n. 
 47 
Hi n nay, các ph ươ ng pháp phân tích trong phòng thí nghi m v n ñóng vai trò tích c c 
ca mình. Tuy nhiên, trong phân tích môi tr ưng, nht là môi tr ưng bi n ñ ñánh giá 
ng ưi ta c n phân tích r t nhi u m u, ñòi h i thi t b  và quy trình phân tích nhanh. B  KIT 
PN01 phân tích nhanh này có nh ng ưu ñim th c t  nh ư: 
 - Th i gian th c hi n ph n ng nhanh. 
 - ð nh y và kho ng làm vi c phù h p v i hàm l ưng th p c a các ion nghiên c u 
trong n ưc bi n. 
 - Các thu c th  ñưc tr n chung v i nhau rút ng n th i gian phân tích. 
 - Các y u t  c n nhi u có hàm l ưng th p nên không gây nh h ưng. 
 - Chi phí cho m t m u phân tích r t th p. 
 Li c m ơn: Chúng tôi chân thành c m ơn ð Tài KC09-07 ñã ng h , khuy n 
khích và h  tr  kinh phí ñ th c hi n nhi m v  nghiên c u, thi t k  ch  t o thi t b  PN 01. 
 TÀI LI U THAM KH O 
1. Nguy n Tác An (ch trì), 2005. Nghiên c u các gi i pháp b o v , ph c h i các h  
 sinh thái r n san hô, c bi n và kh c ph c ô nhi m môi tr ưng bi n t  sinh. Báo cáo 
 tng k t ñ tài KC 09-07, 248 tr. Th ư vi n Vi n H i d ươ ng h c. 
2. Fifield FW and Haines PJ, 2000. Environmental Analytical Chemistry, Blackwell 
 Science. 
3. Jacobson M., et. al., 2000. Earth System Science, Academic Press. 
4. Lenore S. Clesceri, Arnold E. Greenberg, R. Rhodes Trussel, 1999. Standard 
 Methods for the examination of water and wastewater, 17 th Edition, American 
 Public Health Assosiation. 
5. Richard Clinch J., et. al., 1988. An automated spectromphotometric field monitor 
 for water quality parameters: Determination of ammonia, Analytica Chimica Acta 
 214, 401-407. 
6. TCVN 6663 -14: 2000. Ch t l ưng n ưc. L y m u. Ph n 14: H ưng d n ñ m b o 
 ch t l ưng l y m u và x  lý m u n ưc môi tr ưng 25tr (A4). 
7. TCVN 6178 – 1996 (ISO 6777 – 1984). Ch t l ưng n ưc. Xác ñ nh nitrit. Ph ươ ng 
 pháp tr c ph  h p th  phân t . 
48 
8. TCVN 6202 – 1996. Ch t l ưng n ưc. Xác ñ nh ph tpho. Ph ươ ng pháp tr c ph  
 dùng amoni molip ñat. 
9. Sven Blomqvist and Susanna Westin, 1998. Interference from chromate, 
 germanate, tungstate and vanadate when determining phosphate in aqueous solution 
 by the phosphoantimonylmolybdenum blue method, Analytica Chimica Acta 358, 
 245-254. 
10. Going J. E. and Eisenreich S. J., 2001. Spectrophotometric studies of reduced 
 molybdoantimonylphosphoric acid, Analytica Chimica Acta 70, 95-106. 
11. Drummond L. and Maher W., 1995. Determination of phosphorus in aqueous 
 solution via formation of the phosphoantimonylmolybdenum blue complex. Re-
 examination of optimum conditions for the analysis of phosphate, Analytica 
 Chimica Acta 302, 69-74. 
12. Karl D. M. and Tien G., 1992 . Magic: A Sensitive and Precise Method for 
 Measuring Dissolved Phosphorus in Aquatic Environments. Limnology and 
 Oceanography 37, 105-116. 
 DEVELOPMENT OF HANDY SPECTROMETER AND CHEMICAL KITS FOR 
 QUICK ASSESSMENT OF SEAWATER QUALITY 
 NGUYEN THANH DUC, NGUYEN MINH TRUC, LE THANH DUNG, VU TRONG HUNG 
 Summary: Environmental pollution is a contemporary alert state in Vietnam. One of 
 the reasons is the limit in facility to quickly assess the environmental conditions. A 
 spontaneous assessment in field will help the environmental managers as well as the residents 
 have appropriate solutions to eliminate risks. Our study aims to develop a handy 
 spectrophotometer and chemical kits to determine three nutrient parameters in sea-water 
 - + 3-
 including nitrite (NO 2 ), ammonium (NH 4 ) and phosphate (PO 4 ). The testing of this device 
 - + 3-
 and chemical kits showed the detection limit 0.38 ppb NO 2 , 5.8 ppb NH 4 and 34 ppb PO 4 . 
 As a first step in our study, we succeeded in manufacturing the handy device and chemical kits 
 which work well in tropical conditions, suitable for field measurement, quality in comparison 
 with imported chemical kits, easy to make, low cost and affordable to widely provide to the 
 community. 
Ngày nh n bài: 30 - 12 - 2009 
Ng ưi nh n xét: PGS. TSKH. Nguy n Tác An 
 49