phân tích đánh giá tổng hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển đà nẵng bằng phương pháp chiết trắc quang phân tử uv-vis

Tuy nhiên việc tích tụ kim loại nặng đặc biệt là thuỷ ngân trong cơ thể chúng đã gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của con người Thông qua chuỗi thức ăn, khi xâm nhập vào cơ thể, thủy ngân

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Là một vùng kinh tế trọng điểm của miền Trung, trong những năm qua bên cạnh những thành tựu trong phát triển kinh tế – xã hội đã đạt được, Đà Nẵng đang phải đương đầu với những vấn đề bức xúc về sự suy giảm chất lượng môi trường sống kéo theo hàng loạt các vấn đề về môi trường tác động đến khu vực ven biển trong đó có kim loại nặng Vì vậy, để phục vụ cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm biển bởi kim loại nặng thì hiện nay các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ như nghêu, sò, vẹm đang được các nhà khoa học quan tâm và ứng dụng dùng làm chỉ thị sinh học Đây là nhóm loài có giá trị thực phẩm cao, nhu cầu tiêu thụ lớn trong và ngoài nước Tuy nhiên việc tích tụ kim loại nặng đặc biệt là thuỷ ngân trong cơ thể chúng

đã gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của con người Thông qua chuỗi thức ăn, khi xâm nhập vào cơ thể, thủy ngân sẽ liên kết với những phân tử nucleotit trong cấu trúc protein làm biến đổi cấu trúc và ức chế hoạt tính sinh học của tế bào Đặc biệt,

sự nhiễm độc thủy ngân có thể gây nên những thương tổn cho trung tâm thần kinh thậm chí có thể dẫn đến tử vong Vì vậy, để góp phần đánh giá sự tích tụ thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển Đà Nẵng chúng tôi đã thực hiện

đề tài: “Phân tích đánh giá tổng hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu,

sò và vẹm thuộc bờ biển Đà Nẵng bằng phương pháp chiết trắc quang phân tử UV-VIS”

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Các kết quả thu được của đề tài góp phần xây dựng phương pháp thích hợp xác định hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp trắc quang phù hợp với các điều kiện của phòng thí nghiệm

Trên cơ sở đó có thể đánh giá mức độ ô nhiễm biển bởi thủy ngân trong vùng khảo sát Đồng thời phục vụ cho vấn đề đánh giá mức độ an toàn thực phẩm của thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm đang được tiêu thụ trên địa bàn Đà Nẵng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Vài nét về bãi biển Đà Nẵng [18]

Vùng biển Đà Nẵng có ngư trường rộng trên 15 000 km², có vịnh Đà Nẵng nằm chắn bởi sườn núi Hải Vân và Sơn Trà, mực nước sâu, thuận lợi cho việc xây dựng cảng lớn và một số cảng chuyên dùng khác, nó nằm trên các tuyến đường biển quốc tế nên rất thuận lợi cho việc giao thông đường thuỷ và còn là nơi trú đậu tránh bão của các tàu có công suất lớn

Biển Đà Nẵng có các động vật biển phong phú trên 266 giống loài, trong đó hải sản có giá trị kinh tế cao gồm 16 loài Tổng trữ lượng hải sản các loại là

1 136 000 tấn Hàng năm có khả năng khai thác 150.000 – 200 000 tấn

Ngoài ra, Đà Nẵng còn có một bờ biển dài trên 30km nổi tiếng với nhiều bãi tắm liên hoàn đẹp tuyệt vời nằm rải rác từ Bắc đến Nam như Nam Ô, Xuân Thiều, Thanh Bình, Tiên Sa, Sơn Trà, Mỹ Khê, Bắc Mỹ An, Non Nước,… với nhiều cảnh quan thiên nhiên kỳ thú, trong đó có những bãi tắm đã được du khách thập phương biết đến như những địa điểm nghỉ ngơi, thư giản, tắm biển lý tưởng nhất trong khu vực Châu Á Đặc biệt, quanh khu vực bán đảo Sơn Trà có những bãi san hô lớn, thuận lợi trong việc phát triển các loại hình kinh doanh, dịch vụ, du lịch biển

1.2 Sơ lược về một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ có giá trị kinh tế ở Việt Nam [12, 21, 22, 23]

1.2.1 Đặc điểm cấu tạo và sinh lý

Có cấu tạo tương đối đồng nhất trong cả lớp Cơ thể bao trong vỏ cứng hơi kéo dài và tương đối đối xứng hai bên, dẹt, hô hấp bằng mang tấm có hình tiết diện

ngang hình chữ W

Vỏ gồm hai mảnh, che kín hai bên thân và dính với nhau ở mặt lưng nhờ dây chằng và các khớp Vỏ ngoài thường có màu xanh-lam đậm, hơi đen hay nâu mặt trong vỏ có lớp xà cừ màu trắng hoặc xanh

Phần lớn lớp hai mảnh vỏ sống ít hoạt động, di chuyển chậm trong bùn đất, trên giá thể hay bám trên đá và thích nghi với đời sống lọc nước Một số loài hai

mảnh vỏ sống bám trên một mảnh vỏ (hàu) có hai vỏ phát triển không đều: một vỏ chứa toàn bộ cơ thể và một vỏ biến thành nắp đậy

Tốc độ sinh trưởng của nhuyễn thể 2 mảnh vỏ là kết quả của sự tác động các yếu tố như: nhiệt độ, nước, thức ăn, mật độ nuôi, dòng chảy, độ ô nhiễm của môi trường…

Phần lớn lớp hai mảnh vỏ ăn các động vật và thực vật nổi, các vụn hữu cơ lắng đọng, giáp xác…Dòng nước đưa thức ăn vào ở phía sau cơ thể và di chuyển hình chữ U trong khoang áo rồi thoát ra ngoài cũng ở phía sau cơ thể

1.2.2 Vai trò và giá trị kinh tế

Nhuyễn thể hai mảnh vỏ đang trở thành ngành có tiềm năng về kinh tế, với giá trị xuất khẩu đứng thứ ba trong ngành thủy sản Việt Nam

Là thành viên quan trọng tham gia vào quá trình làm sạch nước Thí dụ: một con trai sông ( Anodonta pincinailis ) lọc 12 lít nước/ ngày, một con vẹm xanh (Mytilus) lọc 3-5 lít nước/ ngày, mỗi con hàu làm lắng 1 0875 g bùn/ ngày

Là những vị thuốc hay trong kho tàng y học cổ truyền và kinh nghiệm dân

Là đối tượng nuôi cấy ngọc Mặt trong của vỏ trai được dùng làm đồ trang sức, mỹ nghệ có giá trị lớn

1.2.3 Giới thiệu về một số loài nghêu, sò và vẹm

1.2.3.1 Sò huyết

Tên tiếng Anh : Blood Cookle, Arca Cuneata Reeve, Granular Ark

Tên khoa học : Andara granosa (Linné, 1758)

Sò huyết là loài sống ở vùng trung triều,

độ sâu 1-2m nước Chất đáy thích hợp là bùn cát

Nơi có ảnh hưởng nước ngọt (độ mặn 15-20 ‰)

ở vùng cửa sông là khu vực phân bố thích hợp

của sò huyết Sò huyết thường sống vùi mình

trong lớp bùn đáy

Đặc điểm hình thái : Vỏ dày có hình dạng

trứng, hai vỏ bằng nhau Mặt ngoài vỏ có gờ phóng

xạ phát triển, số lượng gờ từ 17 đến 20 gờ, trên mỗi gờ có nhiều hạt hình chữ nhật Bản lề rộng, hình thoi, có màu nâu đen Vết cơ khép vỏ sau lớn hình tứ giác, vết cơ khép vỏ trước nhỏ hơn, hình tam giác Sò huyết là loài có máu đỏ Mặt ngoài vỏ có màu nâu đen, mặt trong vỏ có màu trắng sứ Con lớn, vỏ dài 50-60 mm, cao 40-

50mm

Vùng phân bố : Ở Việt Nam, sò huyết được phân bố dọc ven bở biển từ Bắc

vào Nam, ở các vùng cửa sông và đầm phá Sò huyết có nhiều ở Quảng Ninh, Hải

Phòng, Thừa Thiên Huế, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bến tre, Kiên Giang

1.2.3.2 Sò lông

Tên tiếng Anh : Hakf - crenate Ark

Tên khoa học: Anadara subcrenata

Sò lông thường sống ở nơi có chất đáy bùn

pha lẫn vỏ động vật thân mềm Độ mặn từ 30 -

35‰ Độ sâu 3-10m

Đặc điểm hình thái : Vỏ có dạng hình bầu

dục Hai vỏ không bằng nhau, vỏ trái lớn hơn vỏ phải, trên mặt vỏ có 31-35 gờ phóng xạ, trên gờ phóng xạ có nhiều hạt (ụ nhỏ), những hạt này trên gờ phóng xạ rất rõ nét Da vỏ màu nâu phát triển thành lông Bản lề hẹp, màu đen Cá thể lớn có

vỏ dài 46mm, cao 38mm, rộng 32mm

Vùng phân bố : Ở Việt Nam, sò lông phân bố dọc ven biển, có nhiều ở

Quảng Ninh, Hải Phòng, Thanh Hoá, Phú Yên, Ninh Thuận, Bình Thuận

Hình 1.2 Sò lông

Hình 1.1 Sò huyết

Hình 1.4 Nghêu lụa

1.2.3.3 Vẹm xanh

Tên tiếng Anh : Green Mussel

Tên khoa học : Perna viridis (LinnÐ, 1758)

Vẹm xanh là loài sống chủ yếu ở vùng hạ

triều đến độ sâu trên dưới 10m nước, độ mặn thích

hợp từ 20 đến 30‰, đáy cứng, đá, sỏi, gỗ,… Vẹm

có một bộ phận lớn, gọi là chân, hình dạng như một

cái lưỡi, giúp vẹm bám vào giá thễ và di chuyển

Vẹm sống bằng cách tiêu hóa các vi sinh vật như vi

rong, vi tảo hút qua một hệ thống màng lọc Chúng thường tụ tập, bám vào đá thành những quần thể Cách sống tụ họp này giúp vẹm chịu đựng được các cơn sóng vỗ

Đặc điểm hình thái : Vỏ dạng hình quả muỗm (xoài), đỉnh ở đầu tận cùng vỏ

Vỏ cá thể trưởng thành dài 150mm, cao 65mm, rộng 40mm Đường sinh trưởng mịn, sắp xếp khít nhau; ở cá thể non da vỏ màu xanh, cá thể trưởng thành da vỏ màu nâu đen Mặt trong vỏ màu trắng óng ánh

Vùng phân bố : Vẹm xanh phân bố rộng ở các vùng biển Bắc, Trung và Nam

Bộ Tập trung ở một số tỉnh : Hải Phòng, Quảng Bình, Thừa Thiên Huế, Bình Định, Khánh Hoà, Bình Thuận, Hà Tiên, Phú Quốc, Kiên Giang

1.2.3.4 Nghêu lụa

Tên tiếng Anh : Undulating Venus

Tên khoa học: Paphia undulata

Đặc điểm hình thái : Vỏ cỡ trung

bình, tương đối mỏng, có dạng hình bầu

dục dài, dài 54mm, cao 30mm, rộng

16mm Khoảng cách từ đỉnh vỏ đến mép

sau bằng 1,5 lần khoảng cách từ đỉnh vỏ đến mép trước, phần trước mép lưng vỏ lõm Da vỏ láng, các vòng sinh trưởng mịn sắp xếp khít nhau, mặt vỏ có nhiều vân phóng xạ màu tím gấp khúc dạng hình mạng lưới

Hình 1.3 Vẹm xanh

Hình 1.5 Nghêu dầu

Hình 1.6 Nghêu trắng

Vùng phân bố: Ở Việt Nam, nghêu lụa được phân bố nhiều nhất ở khu vực

ven biển miền Trung đến Nam Bộ, từ vùng dưới triều đến vùng biển nông, đáy bùn cát Tập trung chủ yếu ở Hà Tiên, Rạch Giá, quanh đảo Bà Lụa, Bình Thuận

1.2.3.5 Nghêu dầu

Tên tiếng Anh : Asiatic Hard Clam

Tên khoa học: Meretrix meretrix LinnÐ,

1758

Nghêu dầu được phân bố ở vùng triều

đến độ sâu 1-2mm nước Chất đáy cát có pha

bùn, chúng sống vùi trong cát từ 3-4 cm, dùng

ống hút nước để lấy thức ăn từ bên ngoài Nhiệt

độ 20-300C Độ mặn 9-20‰

Đặc điểm hình thái : Vỏ có dạng hình tam giác Vỏ trái và vỏ phải bằng

nhau, mép bụng của vỏ cong đều Bản lề ngắn màu nâu đen nhô lên mặt ngoài của

vỏ Vết cơ khép vỏ trước nhỏ hình bán nguyệt, vết cơ khép vỏ sau lớn hình bầu dục

Da vỏ màu nâu, trơn bóng Những cá thể nhỏ vùng gần đỉnh vỏ thường có vân răng cưa hay vân hình phóng xạ Mặt trong của vỏ màu trắng, mép sau có màu tím đậm

Cá thể lớn có chiều dài 130mmm, cao 110mm, rộng 58mm

Vùng phân bố : Ở Việt Nam, nghêu dầu được phân bố tập trung ở các vùng

biển thuộc các tỉnh Nghệ An, Thanh Hoá, Thái Bình, Nam Định, Bến Tre, Tiền Giang

1.2.3.6 Nghêu trắng

Tên Tiếng Anh: Lyrate asiatic hard clam

Tên khoa học: Meretrix lyrata

Hình dạng rất giống nghêu dầu nhưng

kích thước nhỏ hơn Mặt ngoài vỏ màu vàng

nhạt hoặc màu trắng sữa, một số cá thể có vân

màu nâu Mặt trong vỏ màu trắng Nghêu lớn

có chiều dài 40-50mm, cao 40-45mm và rộng 30-35mm

Ở Việt Nam, nghêu trắng được phân bố nhiều ở các tỉnh Trà Vinh, Tiền Giang, Bến Tre, Sóc Trắng và Cần Giờ (TP Hồ Chí Minh)

1.3 Sự tồn tại kim loại nặng trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ [3, 7, 24]

Năm 1986, khi tiến hành phân tích các loại hàu, vẹm, sò,… ở biển Hồng Kông, Trung Quốc đã phát hiện thấy chì, thuỷ ngân, thiếc, antimon tăng lên liên tục trong các loài hải sản đó

Các nghiên cứu trên Thế Giới về các loài trong giống Corbicula (Hến) đều chỉ ra rằng, đây là loài có khả năng tích lũy cao các kim loại nặng đặc biệt là thủy ngân Nghiên cứu của Inza và cộng sự (1997, 1998) đã nhận thấy Corbicula có khả năng tích lũy nhanh metyl thủy ngân

Ở Việt Nam, theo nghiên cứu của Đào Việt Hà (2002), hàm lượng các kim loại nặng trong vẹm (Perna viridis) tại đầm Nha Phu (Khánh Hòa): 0.03-0.21ppm

Cd (tính theo khối lượng tươi), 0 14-1.13ppm Pb, 0.54-1.81ppm Cu

Nghiên cứu nồng độ kim loại nặng trong một số mẫu nhuyễn thể hai mảnh

vỏ từ bờ biển Đại Tây Dương ở miền Nam Tây Ban Nha của Đại học Seville cho thấy rằng các kim loại nặng: Cr, Ni, Cu, Cd, Pb, As, Hg đều tồn tại và hàm lượng

1.4.1 Giới thiệu về thuỷ ngân

Thủy ngân là một nguyên tố hoá học trong

bảng tuần hoàn có ký hiệu Hg và số nguyên tử 80

Là một kim loại chuyển tiếp nặng có ánh bạc, ở

dạng lỏng trong nhiệt độ thường Thủy ngân thu

được chủ yếu bằng phương pháp khử khoáng chất

chu sa

Hình 1.7 Thuỷ ngân

1.4.1.1 Lịch sử

Người Trung Quốc và Hindu cổ đại đã biết tới thủy ngân và nó được tìm thấy trong các ngôi mộ cổ Ai Cập có niên đại vào khoảng năm 1500 TCN Tại Trung Quốc, Ấn Độ và Tây Tạng, việc sử dụng thủy ngân được cho là kéo dài tuổi thọ, chữa lành chỗ gãy và duy trì một sức khỏe tốt Người Hy Lạp cổ đại sử dụng thủy ngân trong thuốc mỡ và người La Mã sử dụng nó trong mỹ phẩm Vào khoảng năm 500 TCN thủy ngân đã được sử dụng để tạo các hỗn hống với các kim loại khác

Hg là kí hiệu hoá học ngày nay cho thủy ngân Nó là viết tắt của

Hydrargyrum, từ Latinh hoá của từ Hy Lạp Hydrargyros, là tổ hợp của 2 từ 'nước'

và 'bạc' — vì nó lỏng giống như nước, và có ánh kim giống như bạc Trong ngôn

ngữ châu Âu, nguyên tố này được đặt tên là Mercury, lấy theo tên của thần Mercury

của người La Mã, được biết đến với tính linh động và tốc độ Biểu tượng giả kim thuật của nguyên tố này cũng là biểu tượng chiêm tinh học cho Thuỷ Tinh Từ giữa thế kỷ 18 đến giữa thế kỷ 19, một công nghệ gọi là "carroting" được sử dụng trong sản xuất mũ phớt Da động vật được ngâm vào trong dung dịch màu da cam của hợp chất nitrat thuỷ ngân, Hg(NO3)2•2H2O Công nghệ này tách lông ra khỏi con da và cuộn chúng lại với nhau Dung dịch này và hơi của nó rất độc Việc sử dụng chất này đã làm cho một loạt các nhà sản xuất mũ ngộ độc thủy ngân nên tháng 12 năm

1941, Dịch vụ sức khoẻ cộng đồng Mỹ đã cấm sử dụng thủy ngân trong sản xuất

mũ

1.4.1.2 Tính chất và các dạng tồn tại

Thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt Thủy ngân tạo ra hợp kim với phần lớn các kim loại, bao gồm vàng, nhôm và bạc, đồng nhưng không tạo với sắt Do đó, người ta có thể chứa thủy ngân trong bình bằng sắt Telua cũng tạo

ra hợp kim, nhưng nó phản ứng rất chậm để tạo ra telurua thủy ngân Hợp kim của thủy ngân được gọi là hỗn hống Kim loại này có hệ số nở nhiệt là hằng số khi ở trạng thái lỏng, hoạt động hóa học kém kẽm và cadmium Trạng thái oxi hóa phổ biến của nó là +1 và +2 Rất ít hợp chất trong đó thủy ngân có hóa trị +3 tồn tại

Thuỷ ngân tồn tại dưới hai họ Các dạng này có thể chuyển hoá qua lại vì thuỷ ngân có khả năng tự chuyển hoá, nhất là trong môi trường axit và có mặt phân

tử có khả năng kết hợp (clo, lưu huỳnh)

- Họ thuỷ ngân vô cơ: gồm ba dạng khác nhau

+ Thuỷ ngân nguyên tử, dưới dạng lỏng (kí hiệu HgO) Đây là dạng quen thuộc nhất Nó được sử dụng trong các nhiệt kế

+ Thuỷ ngân dưới dạng khí (kí hiệu HgO): là thuỷ ngân dưới tác dụng của nhiệt chuyển thành hơi

+ Thuỷ ngân vô cơ dưới dạng ion

- Họ thuỷ ngân hữu cơ: là dạng thuỷ ngân kết hợp với một phân tử chứa

cacbon, là nền tảng của những cá thể sống Những hợp chất hữu cơ của thuỷ ngân được biết đến nhiều là metyl thuỷ ngân và đimetyl thuỷ ngân

1.4.1.3 Vai trò và ứng dụng

Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các hóa chất, trong kỹ thuật điện và điện tử, nhiệt kế Cụ thể là:

- Máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm ở một số nơi)

- Thimerosal, một hợp chất hữu cơ được sử dụng như là chất khử trùng trong

vaccin và mực xăm ( Thimerosal in vaccines)

- Phong vũ kế thủy ngân, bơm khuyếch tán, tích điện kế thủy ngân và nhiều thiết bị phòng thí nghiệm khác Là một chất lỏng với tỷ trọng rất cao, Hg được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy dùng trong kỹ thuật hóa

học

- Điểm ba trạng thái của thủy ngân, -38,8344 °C, là điểm cố định được sử

dụng như nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90)

- Trong một số đèn điện tử

- Hơi thủy ngân được sử dụng trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn kiểu

"đèn huỳnh quang" cho các mục đích quảng cáo Màu sắc của các loại đèn này phụ

thuộc vào khí nạp vào bóng

- Thủy ngân được sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng

- Thủy ngân vẫn còn được sử dụng trong một số nền văn hóa cho các mục đích y học dân tộc và nghi lễ Ngày xưa, để chữa bệnh tắc ruột, người ta cho bệnh nhân uống thủy ngân lỏng (100-200 g) Ở trạng thái kim loại không phân tán, thủy ngân không độc và có tỷ trọng lớn nên sẽ chảy trong hệ thống tiêu hóa và giúp thông ruột cho bệnh nhân

Ngoài ra, còn có các ứng dụng khác như: chuyển mạch điện bằng thủy ngân, điện phân với cathode thủy ngân để sản xuất NaOH và clo, các điện cực trong một

số dạng thiết bị điện tử, pin và chất xúc tác, thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng năm 1995), thuốc trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc và kính thiên văn gương

lỏng

1.4.1.4 Độc tính và tác hại

Khi xâm nhập vào cơ thể thuỷ ngân có thể liên kết với những phân tử tạo nên

tế bào sống (axít nuclêic, prôtêin ) làm biến đổi cấu trúc của chúng và làm ức chế hoạt tính sinh học của chúng

Sự nhiễm độc thuỷ ngân gây nên những thương tổn trung tâm thần kinh tạo nên sự run rẩy, sự khó khăn trong cách diễn đạt (nói run, viết run), và nặng hơn nữa có thể gây chết người

Sự biến đổi độc tính của thuỷ ngân tùy theo dạng tồn tại:

- Thuỷ ngân dưới dạng lỏng (HgO): Dạng này ít độc vì nó được hấp phụ rất

ít Dạng này nếu có vào trong cơ thể qua đường ăn uống chẳng hạn sẽ được thải ra gần như hoàn toàn (hơn 99%) qua đường tiêu hoá (muối, nước tiểu) Để chứng minh cho điều này, một nhà nghiên cứu của trung tâm phòng và điều trị nhiễm độc

ở Vienne đã làm thí nghiệm với chính cơ thể của mình bằng cách nuốt 100 g thuỷ ngân kim loại, kết quả là thuỷ ngân vào trong dạ dày, rồi ruột, sau đó được thải ra ngoài Hàm lượng thuỷ ngân trong nước tiểu đã lên tới 80mg/lít sau hai tháng sau

đó giảm dần đến hết

- Thuỷ ngân kim loại dưới dạng hơi (HgO): Nó có thể xâm nhập vào phổi

qua đường hô hấp rồi vào máu Thủy ngân vì vậy sẽ được chuyển đến các phần khác của cơ thể, đặc biệt là đến não dẫn tới sự huỷ hoại ghê gớm thần kinh trung

ương Khi hơi thuỷ ngân có nguồn gốc hỗn hống, một phần sẽ được hoà tan bởi nước bọt và vào trong dạ dày

- Thuỷ ngân dưới dạng ion: có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường nước bọt

hoặc da Dạng này vào cơ thể sẽ tập trung chủ yếu trong gan và thận Hg2+

là hoàn toàn độc do ái lực của nó với các nguyên tử lưu huỳnh, nên dễ dàng kết hợp với các amino axit chứa lưu huỳnh của protein Nó cũng tạo liên kết với hemoglobin và albumin huyết thanh, cả hai chất này đều có nhóm hidrosunfua

- Thuỷ ngân hữu cơ: đã được hấp thụ và được đồng hoá bởi cơ thể sống sẽ

tồn tại trong đó và có thể xâm nhập tiếp vào những cá thể khác (Ví dụ thuỷ ngân được hấp thụ bởi cá, tôm và cua có thể xâm nhập tiếp vào cơ thể người khi chúng ta

ăn các loại trên) Dạng này rất độc Đặc biệt là metyl thuỷ ngân CH3Hg+, chất này hoà tan trong mỡ - phần chất béo của màng và não tuỷ Liên kết Hg-C không dễ dàng bị phá vỡ và ankyl thuỷ ngân được giữ lại trong thời gian dài Ngoài ra, dimethyl thủy ngân cũng là một chất rất độc, độc đến mức chỉ vài micrôlít rơi vào

da có thể gây tử vong Một trong những mục tiêu chính của các chất độc này là enzym pyruvat dehidrogenat (PDH) Enzym bị ức chế hoàn toàn bởi một vài hợp chất của thủy ngân, thành phần gốc axít lipoic của phức hợp đa enzym liên kết với các hợp chất đó rất bền và vì thế PDH bị ức chế Đặc tính nguy hiểm nhất là khả năng của RHg+

đi qua nhau thai vào các mô bào thai gây quái thai, dị tật ở trẻ sơ sinh

Độc tính này sẽ càng tăng nếu có hiện tượng tích luỹ sinh học hay khuyếch đại sinh học Sự tích luỹ sinh học là quá trình đồng hoá và cô đọng những kim loại nặng trong cơ thể Quá trình này diễn ra gồm hai giai đoạn : Sự tích luỹ sinh học bắt đầu bởi cá thể (thuỷ ngân hoà tan được bài tiết ra rất ít và được đồng hoá bởi động vật, cá, ) sau đó được tiếp tục nhờ sự truyền giữa các cá thể, do sự cô lại liên tục (động vật ăn cỏ, động vật ăn cá, ) Do đó nồng độ dần dần tăng lên Hiện tượng tích luỹ sinh học này rất nguy hiểm, nhất là với metyl thuỷ ngân vì xuất phát từ môi trường lúc đầu ít ô nhiễm (nồng độ metyl thuỷ ngân thấp), nồng độ đó có thể tăng lên đến hàng nghìn lần và trở thành rất độc

1.4.2 Nguồn gốc xuất hiện thủy ngân trong nhuyễn thể

Nguồn tự nhiên: Hoạt động của núi lửa, sự phong hóa nhiều loại đá có chứa

thủy ngân

Nguồn nhân tạo: Đến từ các nhà máy điện đốt than (thực vật và các trầm

tích trong than có các nồng độ thủy ngân dao động mạnh), thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm, các lò đốt rác thải, những nơi khai thác thủy ngân, vàng, đồng, kẽm, bạc, các

hoạt động luyện kim, thải bỏ các nhiệt kế, y tế Etyl thủy ngân là sản phẩm phân rã

từ chất chống khuẩn thimerosal và có hiệu ứng tương tự nhưng không đồng nhất với

mêtyl thủy ngân

Trong lĩnh vực y tế, thủy ngân được pha chế làm thuốc đỏ khử trùng (Mercure au chrome), hợp chất trám răng Amalgame Hầu hết thủy ngân làm ô nhiễm không khí và nước đều xuất phát từ việc khai thác quặng, sản xuất công nghiệp nặng và từ các nhà máy điện chạy bằng than Tại Hoa Kỳ và nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đều dùng than đá để tạo thành điện, và nguồn năng lượng này cũng là nguồn ô nhiễm không khí nhiều nhất Đặc biệt, kỹ nghệ của

1 100 nhà máy than nhiệt điện này còn phát thải tổng cộng hàng năm 48 tấn thuỷ ngân…

Các sản phẩm có thủy ngân thải ra môi trường làm ô nhiễm không khí, mặt đất, nhưng quan trọng nhất là ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là nguồn nước biển Trong môi trường nước biển, các loài vi khuẩn ưa mặn sẽ biến đổi nguồn thủy ngân

vô cơ (ít độc) thành thủy ngân hữu cơ (methyl mercury) có độc tính cao Các phiêu sinh vật là nguồn cảm nhiễm đầu tiên, kế đó là các loài nhuyễn thể Con người là chuỗi mắt xích cuối cùng nhiễm thủy ngân, sau khi ăn các loài nhuyễn thể có nhiễm

chất này

1.4.3 Tình trạng ô nhiễm thủy ngân

1.4.3.1 Ô nhiễm thủy ngân trên thế giới

Việc sử dụng thủy ngân bừa bãi trong quá khứ đã dẫn đến những hậu quả khôn lường Những nạn nhân đầu tiên là các nhà giả kim thuật Từ thời cổ đại, các nhà giả kim thuật Ai Cập, Ả Rập, Trung Quốc… đã biết sử dụng thủy ngân để phân tách một số kim loại, nhất là vàng Họ không biết rằng, hơi thủy ngân đã xâm nhập

qua đường hô hấp, ngấm qua da đi vào cơ thể họ Hậu quả cuối cùng, những người tiếp xúc với thuỷ ngân lâu dài đều mắc những chứng bệnh kỳ lạ như bị ảo giác, ám ảnh, cơ thể suy nhược và chết một cách bí hiểm

Vào năm 1970, cả nước Nhật và thế giới đều chấn động, khi chính phủ Nhật Bản công khai sự kiện ngộ độc thủy ngân, do người dân ăn phải cá biển tại vùng vịnh Minamata Các loài hải sản vùng biển này bị nhiễm thủy ngân do nhà máy hóa chất Chisso có sử dụng thủy ngân và chất thải có thủy ngân không xử lý triệt để được xả thẳng vào nước biển Theo đánh giá của Bộ Y tế Nhật Bản, trong quá trình hoạt động từ năm 1932 đến khi sự cố xảy ra, nhà máy hóa chất Chisso đã thải ra vùng biển này 81 tấn thủy ngân Thảm họa trên khởi phát từ 1956 và kéo dài hậu quả đến 1978 và người ta tiếp tục điều tra, phát hiện nạn nhân mới đến những năm cuối thập niên 1990 (là con, cháu những người bị nhiễm thuỷ ngân đầu tiên) Thảm họa trên gây cho trên 30 000 người bị tàn phế (suy kiệt toàn thân, liệt, rối loạn nhận thức, mù mắt, lãng tai, dị dạng bào thai…) và đã có trên 2 000 người tử vong

Những vụ nhiễm độc thủy ngân ở quy mô lớn cũng xảy ra khi ăn bánh mì làm từ loại bột mà khi bảo quản hạt người ta đã dùng thuốc diệt nấm thủy ngân Tai nạn đã xảy ra ở Pakixtan, Guatemala và nghiêm trọng nhất là ở Irac Năm 1971-

1972 chính phủ Irac nhập khẩu một lượng lớn hạt giống lúa mì đã được xử lí chống nấm bằng cách trên để cho nông dân gieo trồng và đã nhắc nhở họ không được dùng

để ăn Tuy nhiên, nhiều nông dân đã dùng số lúa mì này làm bánh để ăn và hậu quả

là tháng 3 năm 1972 có đến 6530 người bị nhiễm độc, phải nằm viện, trong đó 459 người đã bị chết

Theo công trình nghiên cứu của Viện bảo tồn tài nguyên biển từ năm 2002 đến tháng giêng năm 2008 và qua khuyến cáo của Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) Theo đó, các nhóm cá có nồng độ thủy ngân cao nhất (từ 0,70 – 1,45 ppm) là cá nhám, cá lưỡi kiếm (swordfish), cá heo, cá mú vàng (tilefish), cá thu chúa (king mackerel) Các loại cá này thường sống ở tầng sâu của biển, có trọng lượng rất lớn, chuyên ăn các loại cá nhỏ (còn gọi là cá săn mồi), vì vậy theo thời gian lượng thủy ngân tích lũy càng nhiều Các bà mẹ đang mang thai được khuyến cáo không nên ăn các loại cá này Đối với loại cá có nồng độ thủy ngân thấp (từ

0,09- 0,25 ppm ), bà mẹ có thai được khuyến cáo chỉ nên ăn không quá 2 lần mỗi tuần, (tính theo trọng lượng không quá 340g), gồm cá bơn, cá chép, cá mú, cá thu nhỏ, cá than, cá đuối, cá chỉ vàng, cá ngừ, cá hồi đại dương, cá marlin, tôm hùm Bắc Mỹ Các loại cá có nồng độ thủy ngân rất thấp, không đáng kể (mức thủy ngân dưới 0,08 ppm) như cá hồi nước cạn (salmon), cá mòi (sardine), cá mực, cá da trơn,

cá đối, cá trồng (Anchovies), cá tầm (sturgon), trứng cá muối (caviar), cá pollock,

cá trích (shad), cá mối, cá bạc má (mackerel chub), cá ngừ đóng hộp (light tuna), cá tuyết morue, cá hồi nước ngọt (trout), tôm hùm, tôm càng, sò, trai, hến… thì không được xếp vào loại giới hạn sử dụng Ngoài ra ngành y tế các nước còn khuyến cáo mọi người không nên ăn các loại cá được câu từ ao, hồ xung quanh khu công nghiệp

có thải ra chất thải độc hại

Ở Mỹ, thuỷ ngân từ các nhà máy than nhiệt điện phát thải vào không khí Nhà máy than nhiệt điện là nguồn phát thải thuỷ ngân nhiều nhất tại Hoa Kỳ Ngoài

ra, cũng còn một số lượng không nhỏ thuỷ ngân phát thải từ những núi lửa đang hoạt động Tôm, cá, sò, ốc bị nhiễm độc thủy ngân và con người qua thức ăn đã bị lây nhiễm theo Tính đến năm 2006, có đến 47 tiểu bang ở Hoa Kỳ được khuyến cáo là nên lưu ý đến tình trạng này

Hiện tượng cá nhiễm độc thuỷ ngân Everglades là một minh chứng cho tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trên trái đất (2010) Bởi vì vùng đầm này có nồng độ chất thủy ngân rất cao do bất nguồn từ rác thải và các mỏ than quanh vùng này Chất thủy ngân sẽ ngấm vào cá, ốc, cua, tôm, Ô nhiễm môi trường đang là một thách thức mà để giải quyết vấn đề này không chỉ các nhà khoa học mà cả các nhà chính trị và lập pháp của các quốc gia cũng cần ra tay

1.4.3.2 Ô nhiễm thủy ngân ở Việt Nam

Tháng 10 năm 2006, người dân Lạc Sơn (Hòa Bình) có các triệu chứng ―tê tê say say‖ giống những bệnh nhân ở Kim Bôi trước đây, do ăn phải thực phẩm tôm, cá…từ nguồn nước nhiễm độc thủy ngân mà nguyên nhân là do ô nhiễm thủy ngân

từ hoạt động khai khoáng

Theo điều tra của Viện Vệ sinh Y tế Công cộng TP HCM, tất cả các mẫu cá đồng tươi được kiểm nghiệm đều nhiễm thủy ngân; trong đó 28% có mức thủy ngân

vượt quá giới hạn an toàn Chất độc này cũng được tìm thấy trong 80% số mẫu cá biển đóng hộp (tỷ lệ vượt quá giới hạn an toàn là 0,5%) Cuộc điều tra nói trên được tiến hành trên 53 mẫu cá; trong đó có 28 mẫu cá tươi, được mua ở các chợ Nancy, Tân Bình Số còn lại là cá biển đóng hộp, bao gồm cá hộp hiệu Ayam Brand (Malaysia) hoặc Sumaco, cá trích sốt cà của các công ty: Three Lady Cooks (Thái Lan), Công ty thực phẩm Tuyền Ký và Công ty cổ phần thủy đặc sản (Seaprodex)

1.4.4 Tình hình khắc phục và xử lý ô nhiễm thủy ngân

Nhận thức được nguyên nhân, hậu quả của thảm họa ô nhiễm thủy ngân, các quốc gia đã khẩn trương khắc phục và xử lý

Nhật đã kiểm soát ô nhiễm môi trường, trợ giúp bệnh nhân (bồi thường thu nhập bị mất đi, hỗ trợ chi phí y tế ), thúc đẩy các hoạt động điều tra, nghiên cứu liên quan đến bệnh và khảo sát ảnh hưởng sức khỏe tiềm tàng đối với người dân quanh khu vực vịnh Minamata bị ô nhiễm Đối với việc kiểm soát ô nhiễm thủy ngân, các biện pháp đã được thực thi gồm: ngừng việc sản xuất công nghiệp sử dụng thủy ngân, kiểm soát ô nhiễm việc xả thải công nghiệp, khắc phục hậu quả môi trường bao gồm việc nạo vét cặn lắng ô nhiễm Hạn chế việc ăn cá và các loại hải sản từ vịnh Minamata và bồi thường cho ngành ngư nghiệp Để hạn chế việc sử dụng thủy ngân và nhằm kiểm soát ô nhiễm, một số Luật và quy định đã được ban hành ví dụ như Luật về Kiểm soát Ô nhiễm môi trường (1967,1970), Luật Kiểm soát Ô nhiễm nước (1970) Trong đó, Luật Kiểm soát ô nhiễm nước đã qui định đối với việc quan trắc ô nhiễm, xả thải đối với các chất như thủy ngân, cadmium và các chất hóa học khác

Các nhà máy than nhiệt điện là các yếu tố gây ô nhiễm không khí và thuỷ ngân lớn nhất, có nguy cơ ảnh hưởng lâu dài lên đời sống con người và môi trường,

do đó cần giải quyết hai vấn đề căn bản để có thể giảm thiểu hiểm hoạ thủy ngân và không khí ô nhiễm trong việc dùng than: một là, giảm thiểu việc xử dụng năng lượng từ than, và thay thế vào đó bằng những loại năng lượng sạch Hai là, phải chuyển đổi công nghệ than nhiệt điện bằng một công nghệ sạch hơn để hạn chế lượng khí thải vào không khí

Trước những vấn nạn ô nhiễm thuỷ ngân nêu trên, Hoa Kỳ cũng đã thấy rõ một số kẽ hở trong việc cho phép xây dựng nhà máy than nhiệt điện Theo EPA, cho đến năm 2013, luật liên bang yêu cầu các nhà máy than nhiệt điện phải kiểm soát và hạn chế sự phát thải thuỷ ngân vào không khí là 30 tấn vào năm 2010, và 15 tấn vào năm 2018 Để khuyến khích việc thi hành định mức nầy, chính phủ Hoa Kỳ, tùy theo mức giảm thiểu của từng cơ sở sản xuất, sẽ ấn định mức khen thưởng và giảm thuế

Đối với giải pháp 2, Việt Nam đã có nhiều cố gắng trong việc cải tiến kỹ thuật để đạt đến công nghệ sạch như đầu tư nhân lực và tài lực trong công việc trên

Từ năm 2004, Việt Nam đã dành một ngân khoản 930 triệu Mỹ kim cho việc nghiên cứu quản lý sản xuất than hiệu quả hơn, cũng như tân trang và hiện đại hóa kỹ thuật Ngoài ra, Việt Nam còn có dự kiến xây dưng mô hình nhà máy năng lượng than nhiệt điện bằng công nghệ sạch ở Nạ Dương, Cẩm Phá, An Hóa, và Sơn Đông Nếu thực hiện được những cải tiến như đã dự trù, nguy cơ bị nhiễm độc thủy ngân của người dân trong công nghệ than nhiệt điện sẽ được giảm thiểu nhiều hơn và chi phí

y tế dành cho việc chữa trị sẽ được dùng vào các dịch vụ bảo vệ môi trường trong các lãnh vực khác

1.5 Các phương pháp vô cơ hóa mẫu [5, 7, 15]

1.5.1 Phương pháp vô cơ hóa bằng brôm

Vô cơ hóa mẫu thử với brôm ở 4500C để chuyển toàn bộ thủy ngân có mặt thành dạng thủy ngân (II) Khử thủy ngân (II) đến thủy ngân kim loại bằng thiếc (II) clorua

1.5.2 Phương pháp vô cơ hóa bằng tia cực tím

Vô cơ hóa phần mẫu thử bằng cách chiếu tia cực tím trong vòng 10 phút để phá hủy các chất hữu cơ và các hợp chất hữu cơ - thủy ngân và để chuyển toàn bộ thủy ngân thành dạng thủy ngân (II) Khử thủy ngân (II) đến thủy ngân kim loại

bằng thiếc (II) clorua

1.5.3 Phương pháp vô cơ hóa bằng pemanganat – pesunfat

Vô vơ hóa phần mẫu thử bằng kali pemanganat và kali pesunfat ở nhiệt độ

950oc để chuyển toàn bộ thủy ngân thành dạng thủy ngân (II) Khử lượng dư chất

oxi hóa bằng hydroxylamin clorua và khử thủy ngân (II) thành thủy ngân kim loại

bằng thiếc (II) clorua

1.5.4 Phương pháp vô cơ hóa ướt

Nguyên tắc: Dùng axit mạnh và đặc hoặc chất có tính oxi hóa mạnh để phân

hủy mẫu trong điều kiện đun nóng trong bình Kendan, cốc thủy tinh hay ống sinh

hàn trên bếp điện Lượng axit thường gấp 15-20 lần lượng mẫu Thời gian xử lý

mẫu thường vài giờ đến vài chục giờ

1.6 Các phương pháp xác định thủy ngân [1, 5, 7, 13]

1.6.1 Phương pháp chuẩn độ complexon thay thế

Chuẩn Hg2+

bằng cách thêm dư dung dịch chuẩn complexonat magie Khi đó

do phức complexonat thủy ngân bền hơn complexonat magie nên:

Hg2+ + MgY2- = HgY2- + Mg2+

Sau đó chuẩn lượng Mg2+

vừa đẩy ra bằng dung dịch chuẩn EDTA với chỉ thị ETOO trong môi trường đệm pH=10 Từ đó suy ra lượng Hg2+

cần xác định

1.6.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa

Lôi cuốn thủy ngân bằng một dòng khí và xác định nó ở dạng hơi đơn

nguyên tử bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa ở bước sóng

253,7nm

1.6.3 Phương pháp chiết trắc quang phân tử UV- VIS bằng dithizon

1.6.3.1 Giới thiệu về đithizon (điphenylthiocacbazon)

Công thức phân tử: C13H12N4S, khối lượng phân tử 256.32 đvc

S

C N N

Tính chất: là tinh thể màu xanh đen, không tan trong nước, rất ít tan trong

rượu etylic và ete (dung dịch có màu đỏ thắm) Tan nhiều hơn một ít trong clorofom

và cacbon tetraclorua Ở nhiệt độ phòng hòa tan trong clorofom được 17 8g/l cho

màu xanh nước biển (hình 1 1) với λmax = 620nm

Trong môi trường nước đithizon tồn tại cân bằng:

Do đó, ở trong môi trường trung tính hay acid, đithizon ở dạng phân tử nhiều

hơn nên chúng ít tan còn trong môi trường kiềm độ tan của nó tăng do ở dạng ion

nhiều hơn

Đithizon tan trong H2SO4, NH3, kiềm ăn da và các muối cacbonat kim loại

cho dung dịch đỏ thẳm chóng thay đổi Nó cũng tan trong nitrobenzene, toluene,

benzene…ở dạng phân tử

Đithizon tồn tại dưới hai dạng tuỳ thuộc vào pH của môi trường:

+ pH ≤ 7: chúng tồn tại dưới dạng cetol vì có nối đôi C=S gần giống C=O

+ pH > 7: chúng tồn tại dưới dạng enol vì có gốc -SH gần giống với -OH

Hai dạng này có khả năng chuyển hóa với nhau:

Đithizon tạo ra các phức màu mạnh với nhiều kim loại, ngay cả khi các cation kim loại không có màu như Ag, Zn, Cd…, phức có dạng

Mn+ + nHDz MDzn + nH

+ (nước) (dung môi) (dung môi) (nước)

Trong môi trường axit, thủy ngân đithizonat [Hg(Dz)2] có màu vàng da cam (hình 1.10) và vì trong môi trường axit nên đithizon sẽ ở dạng cetol khi phản ứng với Hg2+

:

N N

C N

S

N

Hg

N NH C S

N N

2

Đithizon là một trong những thuốc thử quan trọng nhất thường dùng để chiết Hiện nay, chiết đithizonat là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để tách và định lượng vết của các kim loại Phương pháp này tiện lợi để xác định các lượng kim loại trong giới hạn từ 0 1 đến 200 microgam

1.6.3.2 Ưu điểm của phương pháp chiết trắc quang

So với các phương pháp trắc quang thông thường thì phương pháp chiết trắc quang có độ nhạy hơn Độ nhạy trong phần lớn trường hợp sẽ nâng lên do sự giảm

đi của thể tích pha hữu cơ, sự giảm khả năng phân li của phức chelat, đặc biệt là khi chiết tách được lượng dư thuốc thử Điều này cho phép xác định lượng nhỏ hơn các nguyên tố Khả năng lớn trong việc nâng cao độ chọn lọc và là phương pháp đơn giản, không đòi hỏi máy móc và các thiết bị phức tạp và đắt tiền Cùng với phương pháp điện hóa, các phương pháp chiết trắc quang xác định các nguyên tố có nhiều triển vọng trong việc nghiên cứu các phương pháp tự động để kiểm tra

Cũng cần lưu ý tính bách khoa, đa dạng của các phương pháp chiết trắc quang Các phương pháp chiết trắc quang hiệu quả dựa trên sự chiết các phức chelat

có thể nghiên cứu cho phần lớn các nguyên tố

1.7 Phương pháp trắc quang phân tử UV – VIS [9]

1.7.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp

Cơ sở lý thuyết của phương pháp trắc quan phân tử là định luật Lambert- Beer:

Định luật Lambert – Beer có thể biểu diễn bởi phương trình sau:

D = lg

I

I0 = ε.C.l

Trong đó: I0 là cường độ ánh sáng tới, C là nồng độ dung dịch (mol/l), l là

bề dày lớp dung dịch (cm), ε: Hệ số tắt phân tử, ε phụ thuộc vào bản chất của dung dịch màu, bước sóng của bức xạ đi qua và nhiệt độ (ε ≤ 105

), D là mật độ quang (hay độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch) Đối với dung dịch nhất định chứa trong một loại cuvet nhất định thì ε, l là cố định Do vậy D = KC cho biết sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ của dung dịch, đây chính là cơ sở của phương pháp phân tích định lượng

1.7.2 Các điều kiện tối ưu

1.7.2.1 Ánh sáng đơn sắc

Do tính chất đặc trưng của các chất màu chỉ hấp thụ những bức xạ đơn sắc có bước sóng thích hợp nên định luật Lambert- Beer chỉ đúng khi dùng ánh sáng đơn sắc để nghiên cứu

1.7.2.2 Phổ hấp thụ

Phổ hấp thụ là đường cong biểu diễn sự phụ thuộc giữa mật độ quang và bước sóng λ Ứng với giá trị bước sóng λmax là mật độ quang cực đại Dmax Với mỗi dung dịch nghiên cứu ta phải xác định bước sóng λmax trước khi tiến hành phân tích định lượng

1.7.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ

Thực nghiệm đã chứng minh rằng mật độ quang D và nồng độ dung dịch C chỉ tuyến tính trong một khoảng giá trị nồng độ nhất định gọi là khoảng tuyến tính của định luật Lambert- Beer

Hình 1.11 Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ chất phân tích

Khoảng tuyến tính là khác nhau đối với các máy đo khác nhau và với các đối tượng phân tích khác nhau Do đó phải xác định khoảng tuyến tính cho từng phép phân tích cụ thể

1.7.2.4 Ảnh hưởng của pH môi trường

Thuốc thử đưa chất phân tích về phức màu thường là những axit hay bazơ Nếu thuốc thử là axit hay bazơ mạnh thì pH của môi trường không ảnh hưởng đến độ bền của phức Nhưng chú ý chỉ nên dùng một lượng vừa đủ để tránh lãng phí hóa chất và có thể đưa tạp chất từ ngoài vào

Nếu thuốc thử là những axit yếu, thường là những phẩm màu hữu cơ có đặc điểm là thay đổi màu sắc theo giá trị pH của dung dịch, do đó ta nên chọn thuốc thử

có giá trị pH tạo phức màu khác xa giá trị pH mà tại đó nó đổi màu Khi đó ta phải

đi tìm điều kiện môi trường pH tối ưu cho quá trình xác định

1.7.2.5 Ảnh hưởng của ion lạ

Cation lạ: Nó có thể tác dụng với thuốc thử Nếu tạo màu thì phải loại trừ còn nếu không tạo màu thì có thể chấp nhận được với điều kiện là hằng số bền của phức tạo thành bởi cation chất phân tích với thuốc thử phải lớn hơn hằng số bền của phức tạo thành bởi cation lạ với thuốc thử, βMR > βAR (trong đó M là cation cần xác định, R là thuốc thử và A là cation lạ), hoặc có thể thêm chất phụ X vào sao cho:

βAR < βXR < βMR

Anion lạ: Nếu nó không tác dụng với cation cần xác định thì không ảnh hưởng nhưng ngược lại thì phải loại bỏ bằng phương pháp che hoặc chiết bằng dung môi hữu cơ

1.7.2.6 Ảnh hưởng của thời gian

Thời gian ổn định màu của phức giữa chất cần phân tích với thuốc thử phải được kiểm tra vì cường độ màu của dung dịch chỉ bền trong một thời gian nhất định

1.7.3 Các phương pháp phân tích định lượng

1.7.3.1 Phương pháp đường chuẩn

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ xác định tăng dần theo thứ tự nhất định C1, C2, C3, C4, C5, C6 Dùng thuốc thử thích hợp để đưa dung dịch về phức màu Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch chuẩn tại bước sóng max

đã khảo sát Sau đó, xây dựng đường chuẩn D = f(C) và tìm được phương trình đường thẳng D = aC + b

Phương pháp này có ưu điểm là xác định được hàng loạt mẫu Tuy nhiên trong nhiều trường hợp ta không chuẩn bị được mẫu chuẩn hoàn toàn giống với mẫu phân tích điều đó dẫn tới kết quả phân tích sẽ gặp sai số lớn Để khắc phục nhược điểm này người ta dung phương pháp thêm

1.7.3.2 Phương pháp thêm

Nguyên tắc chung của phương pháp thêm: Lấy ngay dung dịch chất phân tích làm dung dịch nền

Có hai phương pháp thêm: Thêm một mẫu chuẩn và thêm một dãy chuẩn

Thêm một mẫu chuẩn

Pha dung dịch chất phân tích với nồng độ Cx, thêm thuốc thử, môi trường rồi định mức tới vạch Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch tại bước sóng max

đã khảo sát ta được giá trị Dx Thêm vào dung dịch lượng chính xác nồng độ Ca Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch mới ta được giá trị Dx+a từ đó xác định nồng độ của mẫu Cx

C C

C

a x

x

 = D

Da x

x



 Cx =

D D

D C

x a x

x a





.

Thêm dãy chuẩn

Cho vào 6 bình định mức một thể tích chính xác dung dịch phân tích nồng

độ Cx Thêm lần lượt vào mỗi bình những lượng chính xác C1, C2, C3, C4, C5, C6 sao cho nồng độ tăng dần theo cấp số cộng, thêm thuốc thử, môi trường và định mức tới vạch Tiến hành đo mật độ quang của các mẫu dung dịch thu được các giá trị D1,

D2, D3, D4, D5, D6 Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc D = f(C) Bằng phương pháp nội suy hoặc ngoại suy ta tìm được giá trị Cx

Phương pháp thêm dãy chuẩn cho độ chính xác cao hơn phương pháp thêm một mẫu chuẩn song lại đòi hỏi tốn nhiều thời gian hơn Ta dùng phương pháp thêm dãy chuẩn khi phép phân tích yêu cầu độ chính xác cao

Ưu điểm của phương pháp thêm là quá trình chuẩn bị mẫu dễ dàng không cần phải dùng các hóa chất tinh khiết cao để chuẩn bị từng mẫu chuẩn và loại trừ được hoàn toàn ảnh hưởng về thành phần cũng như cấu trúc vật lý của các chất tạo thành mẫu (Matric effect)

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM

2.1 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất

2.1.1 Dụng cụ và thiết bị

Máy quang phổ hấp thụ phân tử Jasco V-530 của Nhật Bản với cuvet thạch anh, cân phân tích điện tử Psecisa XT 220 – A, pipet (1ml, 2ml, 5ml, 10ml, 20ml), bình định mức (25ml, 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml), bình cầu, ống sinh hàn hồi lưu, phễu chiết loại 250 ml, bếp điện, máy xay sinh tố, đũa thủy tinh, cốc thủy tinh,

phễu lọc, giấy lọc, bình đựng nước cất, giấy PH và một số dụng cụ khác

2.1.2 Hóa chất

Các hóa chất đều thuộc loại tinh khiết hóa học và tinh khiết phân tích của Nga, Pháp, Đức hãng Merck, Trung quốc, Việt Nam…: tinh thể HgCl2, đithizon, KSCN, CH3COONa, AgNO3, complexon III; axit CH3COOH đặc, HNO3 đặc,

H2SO4 đặc, HClO4 đặc, HCl đặc; dung dịch NH3 đặc 25%, CHCl3, Cu2+ 1000ppm trong HNO3 2%, nước cất hai lần

2.2 Cách pha các loại dung dịch [7, 14, 16]

2.2.1 Pha dung dịch chuẩn 0.005mg Hg/ml (5ppm)

Cân chính xác 0.17gam HgCl2 vào cốc thủy tinh khô, thêm một ít dung dịch HNO3 2% dùng đũa thủy tinh khuấy đều cho tan hết, cho vào bình định mức và định mức bằng dung dịch HNO3 2% đến 25ml Ta sẽ được dung dịch HgCl2

0.025M

Từ dung dịch HgCl2 0.025M pha loãng 1000 lần sẽ được dung dịch chuẩn cần pha chứa 0 005mg Hg/ml (5ppm) Bằng cách hút 0 1ml HgCl2 0.025M cho vào bình định mức, định mức bằng dung dịch HNO3 2% đến 100ml Dung dịch chuẩn 0.005mg Hg/ml (5ppm) chỉ điều chế ngay khi sử dụng

2.2.2 Pha các dung dịch khác

Dung dịch đệm axetat 0.1M: hòa tan 28,5ml axit axetic và 41g natri axetat

trong nước cất và định mức bằng nước cất thành 500ml

Complexon III 0,025M: hòa tan 4,65g complexon III trong nước cất và định

Thêm vào 20ml nước cất và 1 đến 2ml NH3 đặc lắc kỹ khoảng 2 phút, để yên

cho hai tướng phân lớp, bỏ lớp phía trên (hình 2 1b )

Cho tiếp 4ml CHCl3 lắc đều, để yên cho phân lớp, bỏ lớp CHCl3 (hình 2.1c)

Cho thêm 40ml CHCl3 và thêm dần axit HCl (1: 5) đến phản ứng axit rõ (pH

= 4 ÷ 5), lắc đều hỗn hợp để toàn bộ đithizon chuyển sang tướng hữu cơ (hình

2.1d)

Chuyển tướng hữu cơ sang một phễu chiết khác rửa ba lần bằng nước cất

mỗi lần 10ml (hình 2 1e)

Chuyển sang chai nâu sẫm, đổ trên bề mặt một lớp mỏng H2SO4 0 5% chứa

0.5% hiđrazinsunfat Dung dịch này bền trong vài tháng

(a) (b) (c) (d) (e)

Hình 2.1 Màu sắc của dung dịch trong quá trình pha chế đithizon

Đithizon dùng để chiết: lấy một thể tích dung dịch gốc trộn với 4 thể tích

CHCl3 để trong chai nâu sẫm ở chỗ mát Dung dịch chỉ bền trong 2 tuần

2.3 Nội dung cần nghiên cứu

- Nghiên cứu các điều kiện tối ưu vô cơ hóa mẫu

- Nghiên cứu các điều kiện tối ưu xác định tổng hàm lượng thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon

- Xây dựng đường chuẩn xác định thủy ngân

- Xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp

- Xác định sai số thống kê của phương pháp

- Xây dựng quy trình phân tích tổng hàm lượng thủy ngân trong nghêu, vẹm

và sò bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon

- Áp dụng quy trình phân tích một số mẫu nghêu, sò và vẹm ở bờ biển Đà Nẵng

2.4 Thực nghiệm nghiên cứu các điều kiện tối ưu vô cơ hóa mẫu

2.4.1 Quy trình vô cơ hóa mẫu

Thông qua tìm hiểu tài liệu và để thực hiện vô cơ hóa mẫu phù hợp với phòng thí nghiệm, chúng tôi sử dụng phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt Sơ đồ quy trình vô cơ hóa mẫu được đề nghị như hình 2 2

+ Để nguội

Cân chính xác 5g mẫu đã xay nhuyễn vào bình cầu

Dung dịch phân tích Dung dịch trong

+ HNO 3 đặc + H 2 SO 4 đặc + HClO 4 đặc + Lắp vào ống sinh hàn hồi lưu và đun trên bếp điện

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình vô cơ hóa mẫu