Trong số các dạng tồn tại của kim loại trong môi trường nước thì dạng kim loại linh động (ion tự do, dạng ion phức) hòa tan trong nước có khả năng tích lũy và tác động sinh học lớn nhất. Thông thường, để phân lập và xác định dạng kim loại linh động này thì kỹ thuật thường được sử dụng phổ biến là chiết tách rồi tạo phức giữa ion kim loại với các phối tử vô cơ hoặc hữu cơ và phân tích. Tuy nhiên, kỹ thuật này gặp phải những khó khăn liên quan tới quá trình xử lý mẫu, sai số do sự chuyển dạng trong quá trình bảo quản và xử lý mẫu, thời gian phân tích dài,…Vì vậy, việc phát triển của các kỹ thuật tách các dạng kim loại linh động ngay tại hiện trường, sau đó đưa về phân tích tại phòng thí nghiệm có ý nghĩa lớn về mặt thực tiễn, đặc biệt trong quan trắc đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường. Hướng giải quyết được thực hiện trong luận án đó là sử dụng kỹ thuật gradient khuếch tán qua lớp mỏng (DGT) để thu các dạng kim loại linh động ngay tại hiện trường, đáp ứng được yêu cầu cấp thiết và tính thời sự về đánh giá khả năng tác động sinh học của các ion kim loại trong môi trường.
Tại Việt Nam, việc nghiên cứu tổng hợp màng liên kết mới chỉ được thực hiện trên cơ sở polyacrylamit và Chelex 100, nhựa XAD7, nhựa IRC748, nhựa Lewatit207. Do đó, nghiên cứu chế tạo màng liên kết trên cơ sở polyacrylamit và montmorillonit (MMT), vật liệu có tính trao đổi ion và hấp phụ kim loại cao, là một hướng nghiên cứu mới, có nhiều triển vọng, tận dụng được ưu điểm của polyacrylamit và MMT, cũng như phát triển các giá trị ứng dụng của khoáng sét (nguồn tài nguyên chứa MMT) sẵn có tại Việt Nam.
Các kết quả nghiên cứu đạt được rất khả quan.
Trên cơ sở khảo sát một cách có hệ thống các thông số của quá trình chế tạo màng liên kết cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tách dạng linh động của Cd, Pb, Zn, Mn, và tối ưu hóa bằng qui hoạch thực nghiệm theo mô hình hồi quy bậc hai, đã xác định được nồng độ và tỷ lệ các nguyên liệu sử dụng cho quá trình (acrylamit, amoni pesulfat, tetrametyl etylenđiamin, MMT), cũng như điều kiện polyme hóa (nhiệt độ, thời gian). Nghiên cứu cho thấy thời gian thích hợp để kim loại khuếch tán và lưu giữ trên dụng cụ DGT là 6 giờ, khoảng pH tốt nhất là 6,0-7,0 và khoảng nồng độ NaNO3 tốt nhất là 10-5M đến 10-2M.
Kỹ thuật phân tích dạng linh động của các kim loại sử dụng dụng cụ DGTMMT có độ đúng khá tốt, sai số dao động từ 3,9-9,0%, độ thu hồi từ 91,0-96,1%. Quy trình phân tích có độ sai số nằm trong ngưỡng cho phép, từ -20% đến 10%, đáp ứng được yêu cầu quan trắc và phân tích hiện trường.
Đầu dò DGTMMT cũng đã được sử dụng thử nghiệm xác định kim loại linh động trong nước sông Lạch Tray Hải Phòng ở trong phòng thí nghiệm và ở hiện trường. Kết quả cho thấy, hiệu quả tách của DGT tương đương với kỹ thuật ASV tại phòng thí nghiệm, nghĩa là DGTMMT xác định tốt dạng Cd, Pb, Zn và Mn linh động trong môi trường.
Các kết quả này góp phần bổ sung một công cụ mới trong quan trắc môi trường để đánh giá chính xác mức độ tích lũy và tác động sinh học của kim loại nặng, đồng thời thúc đẩy phát triển khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên khoáng sét của Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu nêu trên đã được NCS. Lã Bích Hường, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Nguyễn Hồng Liên và PGS. TS. Trần Trung Kiên, bảo vệ thành công tại Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ngày 11/4/2017.
Chúc mừng tân tiến sĩ!
Bản đầy đủ của luận án có thể download tại đây
