Nghiên cứu chế tạo bộ kit thử kết hợp với máy đo quang cầm tay để định lượng nhanh nitrit và nitrat trong mẫu nước tại hiện trường

Hiện nay, phân tích nhanh và liên tục

chất ô nhiễm theo thời gian là một

trong những yêu cầu cấp bách để đánh

giá đúng tác động của các hoạt động

nông nghiệp và công nghiệp và yếu tố

tự nhiên đến môi trường sống [1,2].

Việc phân tích mẫu ngay tại hiện

trường sẽ giúp tránh sự chuyển dạng

chất phân tích xảy ra trong quá trình

bảo quản mẫu cho đến khi phân tích

[3].

Trong số các chỉ tiêu phú dưỡng của

nước, tổng hàm lượng nitơ và hàm

lượng các dạng amoni, nitrit, nitrat

được xem là chỉ tiêu phú dưỡng quan

trọng, đồng thời liên quan đến chu trình

nitơ trong tự nhiên, phản ánh được ảnh

hưởng của các hoạt động sống của con

người đến môi trường sống.

Để đáp ứng nhu cầu phân tích nhanh tại

hiện trường, một trong các phương

pháp phổ biến nhất hiện nay là chế tạo

các kit thử nhỏ gọn trên cơ sở các

phương pháp trắc quang dùng các

thuốc thử pha chế sẵn, cho phép định

tính hoặc bán định lượng. Trên thị

trường đã có rất nhiều hãng đưa ra sản

phẩm thương mại loại này [4, 5, 6,7] để

xác định nhanh các dạng nitơ trong các

đối tượng khác nhau. Tuy nhiên, vì là

sản phẩm thương mại nên nhà sản xuất

đều không công bố thành phần của các

gói/ lọ kit thử cũng như nguyên tắc của

phép thử là gì. Các kit thử này nếu kết

hợp được với các thiết bị đo quang

(spectrophotometer) cầm tay sẽ cho

phép định lượng nhanh các chỉ tiêu phú

dưỡng tại hiện trường nhưng sẽ khó

khăn và tốn kém cho người sử dụng khi

hết hóa chất đi kèm.

pdf 10 trang kimcuc 8000
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu chế tạo bộ kit thử kết hợp với máy đo quang cầm tay để định lượng nhanh nitrit và nitrat trong mẫu nước tại hiện trường", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu chế tạo bộ kit thử kết hợp với máy đo quang cầm tay để định lượng nhanh nitrit và nitrat trong mẫu nước tại hiện trường

Nghiên cứu chế tạo bộ kit thử kết hợp với máy đo quang cầm tay để định lượng nhanh nitrit và nitrat trong mẫu nước tại hiện trường
 56
Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 21, Số 1/2016 
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ KIT THỬ KẾT HỢP 
VỚI MÁY ĐO QUANG CẦM TAY ĐỂ ĐỊNH LƯỢNG NHANH NITRIT 
VÀ NITRAT TRONG MẪU NƯỚC TẠI HIỆN TRƯỜNG 
Đến tòa soạn 11 - 12 - 2015 
Đặng Thị Trang 
Khoa Hóa phân tích, Trường Cao đẳng công nghiệp hóa chất 
Nguyễn Thị Lan Anh, Phạm Thị Biển, Nguyễn Tiến Đồng, 
Nguyễn Thị Kim Thường, Tạ Thị Thảo 
Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 
Nguyễn Thanh Lợi 
Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Trần Quốc Tuấn 
SUMMARY 
MANUFACTURING TEST KITS COUPLED WITH HAND HELD 
SPECTROMETER FOR ONSITE QUANTITATIVE ANALYSIS OF NITRITE 
AND NITRATE IN WATER SAMPLES 
Monitoring of Nitrogen species is very important in assessment of eutrophication of 
water environment. Beside the online monitoring of environment’s chemical 
parameters by automated monitoring station, rapid determination of nitrogen 
compounds in fields can prevent the transformation of species during preservation of 
samples. This study focuses on the manufacturing of test kits couples with hand held 
spectrometer for rapid determination of nitrite and nitrate in water samples. The test 
kits for nitrite based on spectrometric standard methods using power modified Griess 
reagent and simple equipment. Nitrate was analyzed the same test kit of nitrite 
followed the reduction to nitrite by zinc powder. The concentration of nitrate was 
calculated from the differences of total obtained nitrite and nitrite determined in the 
presence of zinc powder to correct the below 100% of reduction’s yield. The 
validations of test kits were carried out to confirm the LOD and LOQ satisfied with 
QCVN 08:2008 for nitrite and nitrate levels in surface water. The other 
 57
characteristics such as accuracy, ruggedness, robustness and stability have been also 
examined. The results collected by using test kits and DPM- MT instrument (Kyoritsu 
Water Analysis) proved that the test kits can be successfully applied for trade portable 
spectrometer for onsite quantitative analysis of nitrite and nitrate in water samples. 
Keywords: nitrite, nitrate test kit, portable spectrometer, onsite quantitative analysis, 
water samples. 
1. MỞ ĐẦU 
Hiện nay, phân tích nhanh và liên tục 
chất ô nhiễm theo thời gian là một 
trong những yêu cầu cấp bách để đánh 
giá đúng tác động của các hoạt động 
nông nghiệp và công nghiệp và yếu tố 
tự nhiên đến môi trường sống [1,2]. 
Việc phân tích mẫu ngay tại hiện 
trường sẽ giúp tránh sự chuyển dạng 
chất phân tích xảy ra trong quá trình 
bảo quản mẫu cho đến khi phân tích 
[3]. 
Trong số các chỉ tiêu phú dưỡng của 
nước, tổng hàm lượng nitơ và hàm 
lượng các dạng amoni, nitrit, nitrat 
được xem là chỉ tiêu phú dưỡng quan 
trọng, đồng thời liên quan đến chu trình 
nitơ trong tự nhiên, phản ánh được ảnh 
hưởng của các hoạt động sống của con 
người đến môi trường sống. 
Để đáp ứng nhu cầu phân tích nhanh tại 
hiện trường, một trong các phương 
pháp phổ biến nhất hiện nay là chế tạo 
các kit thử nhỏ gọn trên cơ sở các 
phương pháp trắc quang dùng các 
thuốc thử pha chế sẵn, cho phép định 
tính hoặc bán định lượng. Trên thị 
trường đã có rất nhiều hãng đưa ra sản 
phẩm thương mại loại này [4, 5, 6,7] để 
xác định nhanh các dạng nitơ trong các 
đối tượng khác nhau. Tuy nhiên, vì là 
sản phẩm thương mại nên nhà sản xuất 
đều không công bố thành phần của các 
gói/ lọ kit thử cũng như nguyên tắc của 
phép thử là gì. Các kit thử này nếu kết 
hợp được với các thiết bị đo quang 
(spectrophotometer) cầm tay sẽ cho 
phép định lượng nhanh các chỉ tiêu phú 
dưỡng tại hiện trường nhưng sẽ khó 
khăn và tốn kém cho người sử dụng khi 
hết hóa chất đi kèm. 
Trong nghiên cứu này, dựa trên các 
phương pháp trắc quang tiêu chuẩn, 
chúng tôi nghiên cứu chế tạo các bộ kit 
thử cải tiến dạng bột để xác định nitrit 
và nitrat, giới thiệu qui trình phân tích 
kết hợp với máy đo quang cầm tay rất 
đơn giản để phân tích rất nhanh hàm 
lượng nitrit và nitrat trong mẫu nước 
mặt ngay tại hiện trường. 
2. THỰC NGHIỆM 
2.1. Hóa chất 
Tất cả các loại hóa chất sử dụng đều ở 
dạng tinh khiết phân tích (P.A). Các 
dung dịch chuẩn được pha bằng nước 
cất hai lần. 
- Dung dịch chuẩn gốc NO2- 1000 ppm 
được pha từ NaNO2 99,5% (đã sấy khô 
ở 1050C, trong 2 giờ) có thêm 0,50 ml 
 58
CHCl3 (trong 100 ml dung dịch) để bảo 
quản. Dung dịch được sử dụng trong 
vòng 1 tháng. Dung dịch có nồng độ 
nitrit có nồng độ nhỏ hơn được pha 
loãng được dùng trong ngày. Xác định 
lại nồng độ chính xác của dung dịch 
NO2- bằng phương pháp Pemanganat . 
- Dung dịch chuẩn gốc NO3- 1000 ppm, 
pha từ NaNO3 99,5 % (đã sấy khô ở 
1050C, trong 2 giờ có thêm 0,5 ml 
CHCl3 (trong 100 ml dung dịch) để bảo 
quản. Dung dịch được sử dụng trong 
vòng 1 tháng. Các dung dịch có nồng 
độ nhỏ hơn được pha loãng từ dung 
dịch chuẩn gốc bằng nước cất. 
- Thuốc thử Griess cải tiến: Cân 0,200g 
α- naphtylamin; 0,500g axit sunfanilic 
và 3,000g H2C2O4, nghiền mịn, bảo 
quản trong lọ tối màu. 
- Hỗn hợp khử (Zn / đường glucozơ 
theo tỷ lệ khối lượng = 2 : 8), trộn đều 
và bảo quản trong lọ kín. 
2.2. Thiết bị 
- Các dụng cụ thủy tinh phòng thí 
nghiệm thông thường (bình định mức, 
pipet) là thủy tinh loại A. 
- Cân phân tích Scientech SA 210, độ 
chính xác 0,0001g và 0,001 g. 
- Máy trắc quang UV- VIS 1650 PC 
của hãng Shimazu (Nhật Bản), vùng đo 
190-900nm, sử dụng đèn D2 trong vùng 
UV và đèn W trong vùng VIS, cuvet 
nhựa có chiều dày 1cm, dùng để phân 
tích cho các thí nghiệm trong phòng thí 
nghiệm. 
- Máy đo quang cầm tay DPM- MT 
(hãng Kyoritsu water analysis), hoạt 
động dựa trên nguyên tắc nguồn sáng là 
đèn LED màu, đi kèm bộ đa kit thử, đo 
được các chỉ tiêu: NH4+ NO2-, NO3-, 
PO43-,Cl-, As, Al, Ca, COD, Cu, Fe, 
Mn, Ni, Zn..Kết quả hiển thị là mg/l 
[9]. 
2.3.Phương pháp nghiên cứu 
* Phương pháp trắc quang xác định 
nitrit bằng thuốc thử Griess 
- Đầu tiên nitrit phản ứng với axit 
sunfanilic tạo thành muối điazo: 
HO3S NH2+ NO2
-
2H+ HO3S N N
+
+ 2H2O
- Sau đó muối này phản ứng với α-
naphtylamin tạo thành hợp chất azo có 
màu hồng: 
- 
- Độ hấp thụ quang được đo ở 
bước sóng 520nm, hệ số hấp thụ phân 
tử 4.104. Phản ứng thường được tiến 
hành ở pH khoảng 1,7 – 3. 
 Phương pháp khử nitrat thành nitrit 
 Nitrat được xác định thông qua phản 
ứng khử nitrat về nitrit bằng Zn bột khi 
có mặt NH4Cl và chất độn trơ. Hiệu 
suất khử không đạt 100% thì có thể sử 
dụng hiệu chỉnh hàm lượng nitrit khi có 
chất khử và xây dựng đường chuẩn 
nitrat có chất khử. 
 Phương pháp nghiên cứu chế tạo kit 
thử 
 59
Với mục đích tạo ra bộ kit thử dễ sử 
dụng và vận chuyển, bền theo thời gian 
chúng tôi chuyển thuốc thử thành dạng 
bột. 
- Dựa trên các điều kiện tối ưu trong 
phòng thí nghiệm, tính toán lượng cân 
cần thiết của thuốc thử và để tránh sai 
số do lượng cân nhỏ cần thêm các chất 
tạo môi trường và chất độn trơ hoặc 
chất tạo lực ion trong dung dịch là hằng 
số. 
- Các thể tích của dung dịch mẫu phân 
tích ngoài hiện trường được lấy bằng 
xylanh. 
- Với xử lý mẫu, để tránh phải sử dụng 
giấy lọc, cần dùng xylanh bơm mẫu có 
gắn đầu lọc kích thước giấy lọc 0,45 
µm. 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Xây dựng kit thử nitrit bằng 
thuốc thử Griees cải tiến 
Kết quả khảo sát lại các điều kiện tối ưu 
theo phương pháp tiêu chuẩn [10,11] để 
xác định nitrit trong phòng thí nghiệm 
cho thấy qui trình phân tích sau cho kết 
quả chính xác: trong bình định mức 
25,00 ml chứa nồng độ NO2- trong 
khoảng từ 0,05 – 1,4 ppm, lần lượt thêm 
2,50 ml dung dịch B (chuẩn bị từ 
0,5000 gam axit sunfanilic trong 150,00 
ml dung dịch CH3COOH 10%) và 2,50 
ml dung dịch A (pha từ 0,2000g α-
naphtylamin trong 150,00 ml dung dịch 
CH3COOH 10%) sau đó định mức đến 
vạch bằng nước cất. 
Từ các kết quả tiến hành với thuốc thử 
dạng dung dịch, kit thử nitrit dạng rắn 
được đề xuất chế tạo như sau: Cân 0,2 g 
α-naphtylamin, 0,5g axit sunfanilic, 3g 
axit oxalic (tạo môi trường axit), 26,3 g 
NaCl để ổn định lực ion dung dịch. Tiến 
hành nghiền nhỏ, trộn đều hỗn hợp trên 
và bảo quản trong lọ kín được 150 gói 
kit nitrit, với lượng cân mỗi gói là 0,2g 
để thử cho 10 ml mẫu dung dịch. Sau 
đó, tiến hành đánh giá tính phù hợp, 
tính chính xác và khả năng ứng dụng 
thực tế của kit thử. 
3.1.1. Đánh giá đặc tính kit thử nitrit 
Axit oxalic được chọn để thay thế axit 
axetic làm môi trường phản ứng vì có 
thể trộn với thuốc thử dạng bột. Thực 
nghiệm chứng minh ngay cả khi nồng 
độ nitrat trong mẫu gấp 400 lần hàm 
lượng nitrit thì độ đúng của phép xác 
định nitrit vẫn không bị ảnh hưởng. Kết 
quả thực nghiệm cho thấy NO3- không 
bị khử xuống NO2- bởi axit oxalic. 
Khi sử dụng thuốc thử Griess cải tiến 
theo cách này thì phức azo hình thành 
nhanh, độ hấp thụ quang cao và ổn định 
từ 4 đến 25 phút. Thời gian ổn định màu 
của phức khi sử dụng kit nitrit nhanh 
hơn khi sử dụng thuốc thử Griess cổ 
điển. 
Các thông số của phương pháp khi xác 
định nitrit bằng kit thử thu được như 
sau: 
- Khoảng tuyến tính của phương pháp 
0,02 – 1,0 ppm. Phương trình đường 
chuẩn biểu thị sự phụ thuộc đọ hấp thụ 
 60
theo nồng độ nitrit trong khoảng tuyến 
tính dạng y= a+bx: 
A=(0,00765± 0,00776)+(0,7593 ± 
0,0147).CNO2- Giá trị hệ số a có pvalue = 
0,062 > 0,05 chứng tỏ không có sự khác 
nhau có nghĩa với giá trị 0 ở độ tin cậy 
95% hay phương pháp không mắc sai 
số hệ thống. 
- Giới hạn phát hiện và giới hạn định 
lượng theo qui tắc 3 và 10 là 0,0012 
ppm và 0,004 ppm NO2-. 
3.1.2. Đánh giá tính phù hợp các dụng 
cụ đo hiện trường 
Dùng xylanh hút 10,0 ml mẫu nước cần 
phân tích qua đầu lọc có lắp màng lọc 
0,45 µm vào ống có nắp. Thêm gói bột 
kít thử chứa 0,2g thuốc thử vào ống và 
lắc cho tan hết. Để ổn định 5 phút, đo 
độ hấp thụ quang ở bước sóng 520 nm 
trên máy đo quang UV- 1650-PC. Song 
song với thí nghiệm trên, với cùng mẫu 
phân tích tiến hành bằng cùng thuốc thử 
dạng dung dịch bằng các dụng cụ trong 
phòng thí nghiệm theo phương pháp 
tiêu chuẩn. 
Các kết quả phân tích các mẫu nước 
mặt có nồng độ nitrit trong khoảng 
0,02- 2,5 ppm sử dụng chuẩn student so 
sánh từng cặp hai giá trị trung bình cho 
kết quả pvalue = 0,427 > 0,05 (giá trị 
chuẩn Student ttính < tbảng). Như vậy, có 
thể thay thế pipet và bình định mức 
trong phòng thí nghiệm bằng các dụng 
cụ ngoài hiện trường như xy lanh và 
ống có nắp. 
3.1.3. Đánh giá độ chính xác phép 
phân tích khi dùng kit thử nitrit. 
Độ lặp lại của phương pháp khi phân 
tích lại dung dịch chuẩn ở 3 mức nồng 
độ 0,1; 0,4; 0,8 ppm. Độ lệch chuẩn 
tương đối (%RSD) sau 5 lần thí nghiệm 
đạt được từ nhỏ hơn 5% đối với dung 
dịch chuẩn kiểm tra và dung dịch mẫu 
nước mặt lấy tại ruộng lúa và kênh 
mương nội đồng. 
Độ đúng của phương pháp được đánh 
giá thông qua hiệu suất thu hồi bằng 
cách thêm vào mẫu nước mặt hàm 
lượng nitrit ở các nồng độ 0,02; 0,2; 0,4 
ppm. Kết quả cho thấy độ thu đồi đạt 
được trong khoảng 97- 109% cho thấy 
hoàn toàn có thể áp dụng kít thử với 
dụng cụ trong phòng thí nghiệm để 
phân tích nhanh nitrit tại hiện trường. 
3.1.4 Đánh giá độ bền của kit thử. 
Độ bền của kit nitrit được đánh giá qua 
việc phân tích lặp lại 5 lần mẫu chuẩn 
tự tạo có nồng độ NO2- là 0,4 ppm ở 
các thời gian khác nhau sau khi trộn từ 
1 ngày, 10 ngày, 20 ngày, 60 ngày, 90 
ngày, 120 ngày và 145 ngày, bảo quản 
ở nhiệt độ thường. Kết quả so sánh các 
giá trị trung bình phân tích được ở các 
ngày khác nhau cho thấy không có sự 
khác nhau có nghĩa (các giá trị trung 
bình vẫn nằm trong khoảng cậy của giá 
trị trung bình trung, thuộc giới hạn sai 
số cho phép) khi dùng các kit thử bảo 
quản ở các thời gian khác nhau theo 
chuẩn Fisher (hình 1). 
 61
Hình 1: Đồ thị đảm bảo chất lượng 
(QC) về độ bền của hỗn hợp kit nitrit 
theo thời gian 
3.2. Nghiên cứu chế tạo kit thử nitrat 
Nếu xác định nitrat thông qua sự khử 
thành nitrit thì có một số chất khử có 
thể sử dụng như hỗn hống Cd-Cu [11], 
VCl3 trong môi trường HCl 1M [12], 
cột khử Jone [13]. Tuy nhiên, chi phí 
cho mỗi lần khử cao và xảy ra chậm 
(đối với VCl3) hoặc hóa chất độc hại 
(Cd), đòi hỏi thời gian dài và phải 
khống chế điều kiện nhiệt độ. Trong khi 
nếu xác định NO3- bằng phương pháp 
đo quang với các thuốc thử hữu cơ như 
disunfophenol [13], axit salixylic [14] 
rất mất thời gian, quy trình kéo dài vài 
ba tiếng đồng hồ vì phải cô cạn mẫu để 
loại trừ ảnh hưởng của NO2-. Vì vậy, 
trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng 
kẽm bột để khử NO3- thành NO2- và xác 
định NO3
- thông qua việc xác định tổng 
NO3- và NO2- trong mẫu. 
3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chất 
khử 
Trong các thí nghiệm định hướng, nếu 
chỉ lấy lượng Zn bột cần để khử rất nhỏ, 
khó có thể lấy chính xác được. Do đó 
chúng tôi đã chọn đường Glucozơ để 
trộn lẫn với bột Zn, đường Glucozơ 
không ảnh hưởng đến kết quả của các 
thí nghiệm. 
Khảo sát hàm lượng kẽm bột cho một 
túi kit 0,1g (lượng hóa chất chuẩn bị 
cho 10 kit thử tương ứng mỗi lần). Tỷ lệ 
khối lượng kẽm bột : đường Glucozơ 
phù hợp để khử NO3- được khảo sát từ 
1:99 đến 4:6. Thí nghiệm được tiến 
hành bằng cách lấy 10,00 ml dung dịch 
chuẩn NO3- có hàm lượng 4,0 ppm vào 
các cốc, cho tiếp 0,12 g NH4Cl lắc cho 
tan hết. Thêm tiếp 0,1g hỗn hợp khử 
của các tỷ lệ khác nhau lắc đều trong 1 
phút, để yên 2 phút rồi tiến hành lọc qua 
đầu lọc. Hút ra 4,00 ml dung dịch sau 
khử cho vào bình định mức 10,00ml, 
cho tiếp 0,2 g kit NO2-, lắc cho tan hết, 
định mức đến vạch bằng nước cất. Sau 
5 phút đem đo độ hấp thụ quang tại 
bước sóng 520 nm. Kết quả thực 
nghiệm cho thấy, hiệu suất khử có độ 
lặp tốt nhất khi tỷ lệ kẽm bột : đường 
Glucozơ là 2 : 8 (RSD= 2,5%, hiệu suất 
khử đạt 30,1±0,8 ). Khi tăng lượng kẽm 
đến tỷ lệ 4:6 hiệu suất khử có tăng 
không nhiều (34,5±4,9 %) nhưng kết 
quả không lặp lại ( RSD= 4,0% và 
lượng kẽm còn dư nhiều ảnh hưởng đến 
kết quả phân tích. 
Mặt khác, do hiệu suất khử ổn định nên 
có thể hiệu chỉnh kết quả thông qua việc 
xây dựng đường chuẩn là dung dịch 
nitrat bị khử và sử dụng 0,1 g hỗn hợp 
 62
khử (tỷ lệ kẽm bột : đường Glucozơ là 2 
: 8) cho các khảo sát tiếp theo. 
3.2.2. Ảnh hưởng của môi trường và 
thời gian khử 
Theo tài liệu [15], để khử NO3- trong 
dung dịch thành NO2- thì môi trường 
khử có mặt của muối NH4Cl. Sự có 
mặt của muối NH4Cl như một chất xúc 
tác để tăng hiệu suất của quá trình 
khử. 
Các thí nghiệm ở nồng độ nitrat 3,0 
ppm trong thể tích 10,0 ml mẫu, lượng 
NH4Cl thay đổi từ 0,03 – 0,2 g cho thấy 
nếu nồng độ NH4Cl thấp, hiệu suất khử 
nitrat rất kém và phản ứng rất chậm. 
Nhưng nếu nồng độ NH4Cl cao, kẽm 
bột phản ứng sinh ra nhiều khí hyđro 
làm cho hiệu suất phản ứng giảm. Với 
khối lượng NH4Cl trong khoảng 0,1 – 
0,16 g thì độ hấp thụ quang đạt cao nhất 
và ổn định. Vì vậy, khi chế chế tạo kit 
thử chúng tôi sử dụng 0,12g NH4Cl cho 
1 túi kit thử với 10,0 ml dung dịch mẫu 
phân tích. 
Sau khi thêm bột kẽm và NH4Cl, lắc 1 
phút thì nếu thời gian khử dưới 1 phút 
hiệu suất thấp và không ổn định. Nhưng 
nếu lắc sau 3 phút thì độ hấp thụ quang 
bị giảm do NO2- bị khử tiếp thành 
NH4+. Vì vậy trong các khảo sát tiếp 
theo chúng tôi chọn thời gian khử là 2 
phút sau khi lắc 1 phút. 
3.2.3. Xác định nitrat khi có mặt nitrit 
Khi dùng kẽm làm chất khử, thực 
nghiệm cho thấy một phần nitrit (hình 
2) làm thay đổi độ nhạy phép xác định. 
Do vậy, muốn xác định nitrat cần xác 
định nitrit theo phương trình đường 
chuẩn khi có mặt chất khử trên cơ sở 
xác định nitrit khi không có chất khử. 
A2 = (0,00672 ± 0,00643) + (0,30513 ± 
0,01632) A1 
Hình 2: Đường chuần nitrit với kit thử 
khi có và không có mặt chất khử 
Từ đó tính được nồng độ nitrit trong 
môi trường khử qua phương trình: 
A2 = (0,00603 ± 0,00589) + (0,22977 ± 
0,01121)CNO2- 
Tổng hàm lượng NO3- và NO2- trong 
mẫu: Lấy 10,00 ml mẫu cho vào cốc 
(nếu nước bị đục thì lọc qua giấy lọc 
định lượng), cho thêm 0,12g NH4Cl, lắc 
cho tan hết. Sau đó cho 0,1 g hỗn hợp 
khử (Zn : đường = 02 : 8), lắc đều trong 
1 phút, để yên 2 phút tiến hành lọc qua 
đầu lọc. Hút ra 4,00 ml dung dịch sau 
khử cho vào bình định mức 10,00ml. 
Cho tiếp 0,2 g kit NO2-, lắc cho tan hết, 
định mức đến vạch bằng nước cất. Sau 
5 phút đem đo độ hấp thụ quang tại 
bước sóng 520nm. Dựa vào đường 
 63
chuẩn NO3- xác định tổng hàm lượng 
NO3- và NO2- có trong mẫu (kí hiệu B). 
Hàm lượng NO3
- (C mg/l) trong mẫu 
được tính như sau: C(mg/l) = B – CNO2-
( điều kiện khử). Khoảng tuyến tính 
của phương pháp bằng kit thử là 1,17- 
10,0 ppm NO3- 
3.2.4. Đánh giá đặc tính kit thử nitrat 
Từ các kết quả nghiên cứu trên, kit thử 
nitrat được chế tạo với 3 gói chất rắn là : 
gói A chứa 0,1g hỗn hợp khử Zn và 
đường glucozơ theo tỷ lệ khối lượng 2 : 
8; gói B chứa 0,12g NH4Cl và gói C là kit 
thử nitrit, dùng vừa đủ cho 10,0 ml mẫu. 
* Độ chính xác: Kết quả phân tích mẫu 
kiểm tra bằng kit thử và dụng cụ đo 
hiện trường cho thấy RSD% sau 5 lần 
làm lặp lại ở các mức nồng độ nitrat 
1ppm, 4ppm, 10ppm từ 3-4,5%, với 
mẫu nước mặt ở mức nồng độ là 0,06 
ppm là 2-4,3%. 
Độ đúng của phương pháp được đánh 
giá thông qua hiệu suất thu hồi bằng 
cách thêm lượng chất chuẩn nitrat vào 
mẫu nước ruộng lấy ở Hải Dương ngày 
14/9/2015 ở các nồng độ nitrat là 0,5; 
2,0; 4,0 ppm. Hiệu suất thu hồi nitrat 
của phương pháp khá tốt dao động từ 
97,6 – 101 % chứng tỏ ta có thể sử dụng 
phương pháp để phân tích mẫu thực. 
* Độ bền của kit thử nitrat: 
Độ bền của kit nitrat chúng tôi tiến hành 
khảo sát sự tạo phức màu của NO3- 4,0 
ppm với kit ở các thời gian khác nhau 
sau khi trộn từ 1- 40 ngày. Kết quả cho 
thấy các giá trị trung bình tìm lại về 
hàm lượng nitrit sau 5 lần phân tích lặp 
lại đều nằm trong giưới hạn cho phép ± 
2, chứng tỏ kít thử trong 40 ngày bảo 
quản ở điều kiện thường vẫn không thay 
đổi. 
3.3. Nghiên cứu ứng dụng kit thử cho 
máy cầm tay thương mại 
Dùng mẫu nước mặt tự tạo có các nồng 
độ nitrit và nitrat khác nhau từu 0,02 
đến 1,0 ppmvà sử dụng kit thử tự chế 
tạo được, tiến hành xác định lại nồng độ 
các mẫu trên hai máy UV – VIS 1650 
PC và máy đo quang cầm tay DPM – 
MT. Mỗi tương quan về nồng độ nitrit 
và nitrat trong mẫu đo bằng hai máy 
khác nhau có dạng: 
CNO2- (UV-VIS) = (-0,00276 ± 0,00331) 
+ (1,08914 ± 0,02179) .CNO2(DPM-
MT). 
CNO3- (UV-VIS) = (0,05245 ± 0,01939) 
+ (3,02439 ± 0,01905) .CNO3- (DPM-
MT). 
Hệ số tương quan hai phương trình này 
đều đạt R> 0.998. 
Kết quả thực nghiệm này cho thấy có sự 
tương quan rất tốt giữa nồng độ các 
mẫu khi phân tích nitrit, nitrat bằng kit 
thử trên máy UV – VIS và máy DPM – 
MT. Từ đó có thể dùng máy đo DPM – 
MT mang ra hiện trường và phân tích 
bằng kit thử. Dựa vào mối tương quan 
về nồng độ khi phân tích trên 2 máy có 
thể tính toán về nồng độ thực trong 
mẫu. Do vậy, chỉ chỉ cần mua máy và 
dùng kit thử tự chế tạo mà không cần 
đặt kit thử của hãng. 
 64
4. KẾT LUẬN 
Dựa trên các phương pháp trắc quang 
tiêu chuẩn xác định nitrit và nitrat, 
nghiên cứu này đã chế tạo thành công 
hai bộ kit thử dạng bột hoàn toàn kết 
hợp với máy đo quang cầm tay DPM – 
MT của hãng Kyoritsu water analysis, 
Nhật Bản để ứng dụng phân tích nhanh 
lượng vết nitrit và nitrat tại hiện trường. 
Các đánh giá đặc tính kit thử và chứng 
minh mối tương quan hàm lượng khi sử 
dụng kit thử đo trên máy đo quang cầm 
tay của hãng bất kỳ và máy đo quang 
trong phòng thí nghiệm cho thấy hoàn 
toàn có thể sử dụng kit thử tự chế tạo 
cho các máy khác nhau nếu người sử 
dụng tìm được mối tương quan hàm 
lượng thông qua mẫu chuẩn. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Adnan Aydın, Ozgen Ercan, Sulin 
Tascioglu (2005), A novel method for the 
spectrophotometric determination of nitrite 
in water”, Talanta, 66,p 1181–1186. 
2. Emilio García-Robledo , Alfonso 
Corzo, Sokratis Papaspyrou (2014), A 
fastand direct spectrophotometric 
method for the sequential determination 
of nitrate and nitrit at low 
concentrations in small volumes, 
Marine Chemistry, vol 162, p.30-36. 
3. Badiadka Narayana and Kenchaiah 
Sunil (2009), A Spectrophotometric 
Method for the Determination of Nitrite 
and Nitrat, Erausian Journal of 
Analytical Chemistry, 4(2), p204-214. 
4. Timothy A. Doane, William R. 
Horwath (2003), Spectrophotometric 
Determination of Nitrate with a Single 
Reagent, Analytical Letters, vol 36(12), 
p. 2713-2722. 
5. Maria R. Plata, Noelia Pérez-Cejuela, 
Juana Rodríguez, Ángel Ríos, 
Development and validation strategies 
for qualitative spot tests: application to 
nitrite control in waters. Analytica 
Chimica Acta, Volume 537, Issues 1- 2, 
29 April 2005, Pages 223-230 
6. Yoshiaki Kiso, Yong-Jun Jung, 
Kazumichi Kuzawa, Yasunori Seko, 
Yoshihiro Saito, Toshiro Yamada, 
Masahiro Nagai, Visual determination 
of nitrite and nitrate in waters by color 
band formation method. Chemosphere, 
Volume 64, Issue 11, September 2006, 
Pages 1949-1954. 
7. Emilio García-Robledo, Alfonso 
Corzo, Sokratis Papaspyrou (2014), A 
fast and direct spectrophotometric 
method for the sequential determination 
of nitrate and nitrit at low 
concentrations in small volumes, 
Marine Chemistry, vol 162, p.30-36. 
8. Ghosh S.P, Sahai B.N. (1984). 
Handbook of Practical Chemistry. 
Motilal Banarsidass publisher. 
9. Kyoritsu- Chemical check lab. Corp. 
Digital Packtest- Multi/ Digitalpacktest- 
Multi Set. 
10. TCVN 8742 : 2011. Xác định nitrat 
và nitrit bằng phương pháp trắc quang. 
11. APHA, AWWA, WEF. Standard 
Methods for the examination of water 
and waste water. 21 st edition. 4500- 
N; NH3, NO2-, NO3- 
 65
12. Bernhard Schnetger, Carola Lehners 
(2014), Determination of nitrate plus 
nitrite in small volume marine water 
samples using vanadium (III)chloride 
as a reduction agent, Marine 
Chemistry, vol 160,p. 91-98. 
13. Yoshiaki Kiso, Yong-Jun Jung, 
Kazumichi Kuzawa, Yasunori Seko, 
Yoshihiro Saito, Toshiro Yamada, 
Masahiro Nagai. Visual determination 
of nitrite and nitrate in waters by color 
band formation method. Chemosphere, 
Volume 64, Issue 11, September 2006, 
Pages 1949-1954 
14. Cataldo et al. (1975), Rapid 
colorimetric determination of nitrate in 
plant tissues by nitration of salicylic 
acid. Commun. Soil Science and Plant 
Analysis 6(1) 71-80 
15. U.S. Environmental Protection 
Agency (2001) Method 1686 
Nitrate/Nitrite-N in Water and Biosolids 
by Manual Colorimetry. Engineering 
and Analysis Division. 
_____________________________________________________________________ 
TỔNG HỢP OXIT HỖN HỢP CaO-CuO-CeO2 BẰNG.... (tiếp theo trang 86) 
5. Li J., Zhu P., Zuo S., Huang Q., Zhou 
R (2010). “Influence of Mn doping on 
the performance of CuO-CeO2 catalysts 
for selective oxidation of CO in 
hydrogen-rich streams”, Applied 
Catalysis A: General, 261–266, 381. 
6. Li L., Song L., Wang H., Chen C., 
She Y., Zhan Y., Li X. and Zheng Q 
(2011). “Water-gas shift reaction over 
CuO/CeO2 catalysts: Effect of CeO2 
supports previously prepared by 
precipitation with different 
precipitants”, International Journal of 
Hydrogen Energy, 8839-8849, 36. 
7. Li L., ZhanY.,ZhengQ.,Zheng 
Y.,Chen C., SheY.,Lin X.,Wei K. 
(2009), “Water–Gas Shift Reaction 
over CuO/CeO2 Catalysts: Effect of the 
Thermal Stability and Oxygen 
Vacancies of CeO2 Supports Previously 
Prepared by Different Methods”, Catal 
Lett, 532–540, 130. 
8. Luo M. F., Song Y. P., Wang X. Y., 
Xie G. Q., Pu Z. Y., Fang P., Xie Y. L 
(2007). “ Preparation and 
characterization of nanostructured 
Ce0.9Cu0.1O2-δ solid solution with high 
surface area and its application for low 
temperature CO oxidation”, Catalysis 
Comunication, 834-838, 8. 
9. Massa P., Ivorra F., Haure P., 
Fenoglio R (2011). “Catalytic wet 
peroxide oxidation of phenol solutions 
over CuO/CeO2 systems”, Journal of 
Hazardous Materials, 1068–1073, 190. 
10. Zhu P., Li J., Zuo S., Zhou R 
(2008). “Preferential oxidation 
properties of CO in excess hydrogen 
over CuO-CeO2 catalyst prepared by 
hydrothermal method”, Applied Surface 
Science, 2903–2909, 255. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_che_tao_bo_kit_thu_ket_hop_voi_may_do_quang_cam_t.pdf