xác định kim loại nặng pb, cd trong cây thuốc đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (gf-aas)

Các phương pháp xác định Cd, Pb Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định Cd và Pb nhưphương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hóa, phổ phân tử UV-VIS,sắ

MỞ ĐẦU

Ngày nay, người ta đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai tròcực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con người.Tuy nhiên nếu hàm lượng lớnchúng sẽ gây độc hại cho cơ thể Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vilượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh, là những nguyênnhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong.Thậm chí, đối với một số kim loại người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại củachúng đến cơ thể

Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đườngtiêu hóa và hô hấp Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thịhoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng Các nguồn thải kimloại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nước, vào đất, vào thực phẩm rồixâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc Do

đó việc nghiên cứu và phân tích các kim loại nặng trong môi trường sống, trong dượcphẩm và tác động của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo

vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết Nhu cầu về dượcphẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn xãhội quan tâm

Thuốc đông y có thể nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nước và không khí Vìvậy, trong giai đoạn phát triển mới của ngành Dược liệu trên thế giới nói chung và ởViệt Nam nói riêng, chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các chất có hoạt tính sinhhọc sử dụng làm thuốc mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế cácchất có hại, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người sử dụng

Xuất phát từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó nhằm góp phần vào công tác đảm

bảo chất lượng thuốc đông y chúng tôi thực hiện đề tài: “Xác định kim loại nặng Pb,

Cd trong thuốc đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)”

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về thuốc đông y

1.1.1 Vai trò của các loại thuốc đông y

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới Châu Á, có khí hậu nhiệt đới gió mùa.Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 15-350C, lượng mưa lớn (trung bình 1200 –2800mm), độ ẩm tương đối cao (trên 80%) Điều kiện khí hậu này rất thuận lợi cho sựphát triển của các loài thực vật nói chung và cây dược liệu nói riêng Theo số liệu gầnđây, hệ thực vật Việt Nam đã có khoảng 10.500 loài, trong đó có khoảng 3.200 loài câyđược sử dụng trong y học dân tộc Theo dự đoán của các nhà khoa học, hệ thực vậtViệt Nam có lẽ gồm khoảng 12.000 loài và là một trong những hệ thực vật phong phúnhất thế giới (trích [11])

Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đã và đang đóng một vai trò hếtsức quan trọng trong đời sống con người Chúng được dùng làm thuốc chữa bệnh,thuốc bảo vệ thực vật, là nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, hương liệu và mỹphẩm…Đặc biệt là trong lĩnh vực làm thuốc, nguồn dược liệu thiên nhiên phong phú

và đa dạng đã cung cấp cho ngành dược cả nước một khối lượng nguyên liệu lớn đểlàm thuốc chữa bệnh cũng như xuất khẩu có giá trị kinh tế cao Về lâu dài, đối với sựphát triển các dược phẩm mới, các sản phẩm thiên nhiên có vai trò rất quan trọng, vìnhiều chất này có thể là các chất dẫn đường cho việc tổng hợp các dược phẩm mới,hoặc dùng làm các chất dò sinh hóa để làm sáng tỏ các nguyên liệu của dược lý họccon người

Xu thế chung của nhân loại là trở lại sử dụng các sản phẩm từ thiên nhiên.Nhiều tác dụng sinh học quí báu của các thảo dược đã biết từ lâu dùng để làm thuốc vàcác bài thuốc dân gian được truyền từ đời này sang đời khác đã thể hiện rất hiệu quảtrong việc điều trị bệnh Ví dụ Nấm Linh Chi đã được nghiên cứu dược lý lâm sàng cótác dụng điều hòa, ổn định áp huyết, giảm cholestrol toàn phần… hay cây dược liệuĐương Quy có tên khoa học là Angleica Sinensis Diels họ Hoa tán (Umbelliferae) có

công dụng cho bổ huyết, nhuận tràng, chữa tê nhức xương khớp…Ngày nay, hoạt tínhsinh học của các chất có trong thảo dược đang được nghiên cứu nhiều hơn nữa để tìm

ra những tác dụng mới trong việc điều trị bệnh

1.1.2 Một số tiêu chí an toàn về thuốc đông y

Phần lớn các kim loại nặng đều độc, có hại cho sức khỏe con người, như thủyngân hữu cơ (đặc biệt là ankyl thủy ngân) rất độc đối với hệ thần kinh trung ương(TKTƯ) Cd cũng là 1 nguyên tố độc, tích lũy sinh học, độc cho TKTƯ, Đồng,Mangan Magie ở một liều rất nhỏ là những nguyên tố vi lượng cần thiết, nhưng ở liềucao hơn chúng có thể gấy rối loạn chuyển hóa

Giới hạn kim loại nặng trong thuốc nói chung và trong mỹ phẩm được quy địnhtrong điều luật về chất độc ở các nước, ví dụ điều luật chất độc ở các nước Malaysianăm 1952 được xem xét lại năm 1989 qui định: giới hạn (Pb) đối với chế phẩm cónguồn gốc từ thảo dược ≤ 10 ppm: giới hạn As đối với thuốc nói chung ≤ 5 ppm, giớihạn Hg ≤ 0,5 ppm (trích [28])

Một số dược điển [38, 48] có đề cập việc kiểm tra kim loại nặng trong thuốcđông y nhưng chưa có quy định cụ thể về giới hạn và phương pháp kiểm tra Dược điểnViệt Nam và dược điển nhiều nước chưa đưa ra các chỉ tiêu cũng như phương pháp thửgiới hạn các nguyên tố độc như Cu, Pb,As, Cd, Hg…đối với thuốc đông y Gần đây ởViệt Nam, một số tác giả bước đầu đã nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích một sốkim loại như chì, thủy ngân, asen trong dược liệu [12] Ở Trung Quốc gần đây nhiều cơ

sở đã sản xuất dược liệu theo tiêu chuẩn trồng dược liệu sạch và công bố tiêu chuẩnchất lượng của sản phẩm (ví dụ Tam thất Châu Vân Sơn ở Vân Nam đã quy định giớihạn kim loại nặng như As, Pb, Hg, Cd và DDT không được quá 1 ppm)

1.2 Các tính chất hóa học và vật lý của Cd, Pb [27, 37, 39]

1.2.1 Các tính chất vật lý

Cadmi là những kim loại màu trắng bạc nhưng ở trong không khí ẩm, chúng dầndần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim Kim loại này mềm và dễ nóng chảy

Chì là kim loại có màu xám xanh, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxyhóa tạo ra lớp oxit PbO.

Ở nhiệt độ thường, cadmi bền với nước vì có màng oxit bảo vệ, ở nhiệt độ caokhử hơi nước biến thành oxit

PbCl2 + 2HCl → H2PbCl4

PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2

Vớiaxit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như là một kim loại

3Pb + 8HNO3 loãng → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Riêng chì, khi có mặt oxy, có thể tương tác với nước:

2Pb + 2H2O + O2 → 2Pb(OH)2

Có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác

2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + 2H2OChì tương tác với dung dịch kiềm khí đun nóng, giải phóng hydro:

CdO không tan trong nước chỉ tan trong axit và kiềm nóng chảy:

CdO + 2KOH (nóng chảy) → K2CdO2 + H2O `(Kali cadmiat)

CdO có thể điều chế bằng cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệtphân hydroxit hay các muối carbonat, nitrat:

2Cd + O2 → 2CdOCd(OH)2

0

t

  CdO + H2OCdCO3

0

t

  CdO + CO2

b Chì oxit

Chì có hai oxit là PbO, PbO2 và cả 2 oxyd hỗn hợp là chì metaplombat Pb2O3

(hay PbO.PbO2), chì orthoplombat Pb3O4 (hay 2PbO.PbO2)

Mono oxit chì PbO là chất rắn, có hai dạng: PbO- và PbO- màu vàng, PbOtan chút ít trong nước nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt oxy, PbO tan trongaxit và tan trong kiềm mạnh, khi đun nóng trong không khí bị oxy hóa thành Pb3O4

Dioxit chì PbO2 là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan trongkiềm dễ dàng hơn trong axit Khi đun nóng PbO2 mất dần oxy biến thành các oxit,trong đó chì có số oxy hóa thấp hơn:

Lợi dụng khả năng oxy hóa mạnh của PbO2 người ta chế ra acquy chì

Chì orthoplombat (Pb3O4) hay còn gọi là minium, là hợp chất của Pb có các sốoxy hóa +2, +4 Nó là chất bột màu đỏ da cam, được dùng chủ yếu là để sản xuất thủytinh pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ chokim loại không rỉ)

Các hydroxit này được tạo nên khi dung dịch muối của chúng tác dụng vớikiềm.

b Chì hydroxit

Chì hydroxyd Pb(OH)2 đều là kết tủa rất ít tan, có màu trắng, khi đun nóng,chúng dễ mất nước biến thành oxit PbO, Pb(OH)2 là chất lưỡng tính Khi tan trong axitcác hydroxit tạo nên muối của cation Pb2+

Pb(OH)2 + 2HCl  PbCl2 + 2H2O

Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh, tạo nên muối hydroxoplombit

Pb(OH)2 + 2KOH  K2[Pb(OH)4]

1.2.3.3 Các muối

a Các muối của Cadmi

Các muối halogenua (trừ florua), nitrat, sulfat, perclorat và axetat của Cd(II) đều

dễ tan trong nước còn các muối sulfua, carbonat, hay ortho phosphat và muối bazơ íttan

Trong dung dịch nước các muối Cd2+ bị thủy phân, muối kẽm thủy phân mạnhhơn muối cadmi:

Tất cả các dihalodenua có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MX tạothành hợp chất phức kiểu M2[PbX4] Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hòa tancủa chì dihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhydric và muối củachúng.

PbI2 + 2KI  K2[PbI4]

PbCl2 + 2HCl  H2[PbCl4]

1.2.4 Vai trò, chức năng và tác dụng sinh hoá của Cd, Pb [6, 13 , 14, 15, 33]

1.2.4.1 Vai trò, chức năng và tác dụng sinh hoá của Cd [6, 33]

Đất, cát, than đá, các loại phân phosphat đều có chứa cadmium Cadmium đượctrích lấy từ các kỹ nghệ khai thác các mỏ đồng, chì và kẽm Nhờ tính chất ít bị rỉ sétnên cadmium được sử dụng trong việc sản xuất pin (trong điện cực của các loại pinnickel - cadmium), acquy, mạ kền, hợp kim alliage, que hàn và trong kỹ nghệ sản xuấtchất nhựa polyvinyl clorua (PVC), trong đó Cadmium được sử dụng như chất làm ổnđịnh Bởi lý do này, đồ chơi trẻ em và các ion hộp làm bằng chất dẻo PVC đều có chứacadmium Cadmium cũng được dùng trong những loại nước men, sơn đặc biệt trong kỹnghệ làm đồ sứ, chén…Cụ thể một số ứng dụng của Cadmi như sau:

 Mạ điện (chiếm 7%): Cadmi được mạ lên bề mặt chất điện phân hoặc máy

móc để tạo ra bề mặt sáng bóng và chống ăn mòn

 Các chất màu (chiếm 15%): Cadmi sulfur (CdS) cho màu từ vàng tới cam và

cadmisulfoselenit cho màu từ hồng tới đỏ và nâu sẫm Tất cả các chất màu nàyđều được dùng trong công nghiệp nhựa, gốm sứ, sơn và các chất phủ ngoài

 Các phụ gia ổn định nhựa (chiếm 10%): Cadmi stearat được sử dụng như

một chất ổn định trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl clorua (PVC).Chúng ổn định các liên kết đôi trong polyme bằng cách thế chỗ các nhóm allylđược đánh dấu trên nguyên tử clorua không bền Thêm các muối bari (hoặccác muối kẽm), các hợp chất epoxy, các este phosphat hữu cơ để bảo vệ

polyme khỏi clo thừa hoặc các lớp clorua Tuy nhiên, các chất ổn định dựatrên nền Cd không được sử dụng trong sản xuất PVC dẻo để chứa thực phẩm.

 Sản xuất pin (chiếm 67%): Cd được sử dụng rộng rãi trong sản xuất pin, có

tác dụng đảo ngược hoàn toàn các phản ứng điện hóa trong một khoảng rộngnhiệt độ, tốc độ thải hồi thấp, và dễ thu hồi từ các pin chết Người tiêu dùng sửdụng các pin này trong các hoạt động như: máy đánh răng, cạo râu, khoan vàcưa tay, các thiết bị y học, thiết bị điều khiển thông tin, các dụng cụ chiếusáng khẩn cấp, máy bay, vệ tinh nhân tạo và tên lửa, và các trang bị cơ bảncho các vùng địa cực

Ngoài ra, các phosphua của cadmi được sử dụng trong đèn hình tivi, đèn phát

huỳnh quang, màn hình tia X, các ống tia catot, và các dải lân quang

Bên cạnh những tác dụng trên, cadmi là nguyên tố rất độc Giới hạn tối đa chophép của cadmi:

Trong nước : 0,05 mg/l (hay 50ppb),

Trong không khí : 0,001 mg/m3

Trong thực phẩm : 0,001 – 0,5g/g

Cadmi thường được tìm thấy trong các khoáng vật có chứa kẽm, còn trong khíquyển và nước cadmi xâm nhập qua nguồn tự nhiên (như bụi núi lửa, bụi đại dương,lửa rừng và các đá bị phong hóa, đặc biệt là núi lửa) và nguồn nhân tạo (như côngnghiệp luyện kim, lọc dầu) Cadmi xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu qua thức ăn

từ thực vật, được trồng trên đất giàu cadmi hoặc tưới bằng nước có chứa nhiều cadmi,nhưng hít thở bụi cadmi thường xuyên có thể làm hại phổi, trong phổi cadmi sẽ thấmvào máu và được phân phối đi khắp nơi Phần lớn cadmi xâm nhập vào cơ thể conngười được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) được giữ lạitrong thận Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích lũy cùng vớituổi tác Khi lượng Cadmi được tích trữ lớn, nó có thể thế chỗ ion Zn2+ trong các enzim

quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếumáu, tăng huyết áp, phá hủy tủy sống, gây ung thư.

b Vai trò, chức năng và tác dụng sinh hoá của Pb [21]

Chì là một trong những kim loại có ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp chỉsau sắt, đồng, kẽm và nhôm Chì được sử dụng chủ yếu làm nguyên liệu trong sản xuấtacquy Khi thêm lượng nhỏ Asen hoặc antimon vào sẽ làm tăng độ cứng, độ bền cơ học

và chống mài mòn Các hợp kim canci – chì, thiếc – chì được dùng làm lớp phủ ngoàicho một số loại dây cáp điện Một lượng rất lớn chì được dùng để điều chế nhiều hợpkim quan trọng: thiếc hàn chứa 10 – 80% Pb, hợp kim chữ in chứa 81% Pb, hợp kim ổtrục chứa 2% Pb Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia Rơnghen nên được dùng để làmnhững tấm bảo vệ khi làm việc với những tia đó Tường của phòng thí nghiệm phóng

xạ được lót bằng gạch chì

Trong sản xuất công nghiệp thì chì có vai trò quan trọng, nhưng đối với conngười và động vật thì chì lại rất độc Đối với thực vật chì không gây hại nhiều nhưnglượng chì tích tụ trong cây trồng sẽ xâm nhập vào cơ thể con người và động vật quađường tiêu hóa Do vậy, chì không được sử dụng làm thuốc trừ sâu Chì kim loại vàmuối sulfua của nó được coi như không độc do chúng không bị cơ thể hấp thụ Tuynhiên, các muối chì tan trong nước như Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2 rất độc Chì có tácdụng âm tính lên sự phát triển của bộ não trẻ em Chì ức chế mọi hoạt động của cácenzym, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân phá hủy hồngcầu

Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụngoxy để oxy hóa glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thểmệt mỏi, ở nồng độ cao hơn (> 0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếuhemoglobin Hàm lượng chì trong máu nằm trong khoảng (> 0,5 - 0,8 ppm) gây ra sựrối loạn chức năng của thận và phá hủy não Xương là nơi tàng trữ tích tụ vào các mômềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó

Tóm lại, khi xâm nhập vào cơ thể động vật, chì gây rối loạn tổng hợphemoglobin, giảm thời gian sống của hồng cầu, thay đổi hình dạng sống của tế bào, xơvữa động mạch, làm con người bị ngu dần, mất cảm giác Khi bị ngộ độc chì sẽ có triệuchứng đau bụng, tiêu chảy, ăn không ngon miệng, buồn nôn và co cơ.

1.3 Các phương pháp xác định Cd, Pb

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định Cd và Pb nhưphương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hóa, phổ phân tử UV-VIS,sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC), phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên

tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (GF-AAS)…Sau đây là một số phương phápxác định Cadmi và chì

1.3.1 Phương pháp phân tích hóa học [26]

Nhóm các phương pháp này dùng để xác định hàm lượng lớn (đa lượng) của cácchất, thông thường lớn hơn 0,05%, tức là mức độ miligram Các trang thiết bị và dụng

cụ cho các phương pháp này là đơn giản và không đắt tiền

1.3.1.1 Phương pháp phân tích khối lượng

*Nguyên tắc: Đây là phương pháp dựa trên sự kết tủa chất cần phân tích với

thuốc thử phù hợp, sau đó lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân chính xác sản phẩm và từ đóxác định được hàm lượng chất phân tích

*Cách tiến hành: với Cd, người ta thường cho kết tủa dưới dạng CdS trong môi

trường axit yếu Còn chì kết tủa dưới dạng PbSO4, PbCrO4 hay PbMoO4

Phương pháp này đơn giản không đòi hỏi máy móc hiện đại, đắt tiền, có độchính xác cao, tuy nhiên đòi hỏi nhiều thời gian, thao tác phức tạp và chỉ phân tích hàmlượng lớn, nên không dùng để phân tích lượng vết

1.3.1.2 Phương pháp phân tích thể tích

* Nguyên tắc: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chính

xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn bộlượng chất định phân đó Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng vừa đủ với chất

định phân gọi là điểm tương đương Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng cácchất gây ra hiên tượng đổi màu hay kết tủa có thể quan sát bằng mắt gọi là các chất chỉthị.

*Cách tiến hành:

 Xác định Cd:

Chuẩn độ Cd2+ bằng EDTA (Etyldiamin tetra axetic hoặc ion của nó) trong môitrường đệm Urotropin (pH = 5÷6) với chất chỉ thị xylenol da cam (H6Ind) Dung dịchchuẩn chuyển từ màu đỏ (màu của phức giữa Cd và chỉ thị) sang vàng (màu của chỉ thị

tự do) [36]

Các phản ứng:

H6Ind(vàng) + Cd2+    H4InCd (tím đỏ)

H4InCd (tím đỏ) + H2Y2-      CdY2- + H6Ind (vàng)

Cũng có thể chuẩn độ Cd2+ ở môi trường kiềm (pH = 10) với chỉ thị ETOO(ErioCrom T đen)

Phương pháp này cho phép xác định Cadmi ở khoảng nồng độ 10-3M – 10-4M

H2Y2- (dư) + Zn2+ → ZnY2- + 2H+

ZnInd + H2Y2- → ZnY2- + HInd

(đỏ nho) (xanh)

- Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY2-, chỉ thị ETOO

Do phức PbY2- bền hơn ZnY2- ở pH = 10 nên Pb2+ sẽ đẩy Zn2+ ra khỏi phức ZnY2-.Sau đó, chuẩn Zn2+ sẽ xác định được Pb2+:

1.3.2 Phương pháp phân tích công cụ

1.3.2.1 Phương pháp điện hóa [9, 26]

1.3.2.1.1 Phương pháp cực phổ

Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục và và tuyến tính điện áp đặt vào 2 cực đểkhử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau Thông qua chiều cao củađường cong Von- Ampe có thể định lượng được ion kim loại trong dung dịch ghi cựcphổ Vì dòng giới hạn Igh ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ ion trongdung dịch ghi cực phổ theo phương trình:

I = k.CTrong phương pháp phân tích này người ta dùng điện cực giọt thủy ngân rơi làcực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1-

5mV/s) đồng thời ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thủy ngân rơi Sóng cực phổthu được có dạng bậc thang, dựa vào chiều cao có thể định lượng được chất phân tích.

Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định cả chất vô cơ vàhữu cơ với nồng độ 10-5 – 10-6M tùy thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng dư Sai

số của phương pháp thường là 2-3% với nồng độ 10-3 – 10-4M là 5% với nồng độ 10-5M(ở điều kiện nhiệt độ không đổi)

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng của dòngđiện, dòng cực đại, của oxy hòa tan, bề mặt điện cực…

Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có cácphương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông(SQWP)…chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố

GS Petrovic và cộng sự (1998) dùng phương pháp Von-Ampe hòa tan xung viphân để xác định đồng thời Cd, Pb trong nước sau khi tách nó từ axit humic bằngphương pháp sắc kí bản mỏng Giới hạn của phương pháp này đối với Cd là 0,1ppm

Tác giả Bùi Văn Quyết [29] đã dùng phương pháp cực phổ để xác định thànhphần phần trăm Pb có thực trong quặng pyrit ở khoảng (0,00031-0,00002)% với xácsuất 95%

Phương pháp cực phổ xác định Cd và Pb chưa phát huy được hết tính ưu việtcủa nó vì vậy phải kết hợp với làm giàu thì mới tăng được độ nhạy

1.3.2.1.2 Phương pháp Von-ampe hòa tan

Về bản chất, phương pháp Von-ampe hòa tan cũng giống như phương pháp cựcphổ là dựa trên việc đo cường độ dòng hoà tan để xác định nồng độ các chất trong dungdịch Nguyên tắc gồm hai bước:

Bước 1: Điện phân làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc,

trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định

Bước 2: Hòa tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược điện cực

làm việc, đo và ghi dòng hòa tan Trên đường Von-ampe hòa tan xuất hiện pic củanguyên tố cần phân tích Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ

Phương pháp Von-ampe hòa tan có thể xác định được cả những chất không bịkhử (hoặc oxy hóa) trên điện cực với độ nhạy khá cao 10-6 – 10-8 M Phương pháp nàycũng có nhược điểm: độ nhạy bị hạn chế bởi dòng dư, nhiều yếu tố ảnh hưởng (điệncực chỉ thị, chất nền, tốc độ quét, thế ghi sóng cực phổ…)

Sử dụng phương pháp này để xác định kim loại nặng trong lương thực, thựcphẩm của tác giả Lê Lan Anh, Lê Trường giang, Đỗ Việt Anh và Vũ Đức Lợi đã thuđược kết quả trong mẫu thức ăn của gà (gà - HMG) dưới giới hạn xác định, còn trongmẫu ngô hàm lượng Cadmi là 0,196 ppm [1]

Tác giả Phan Diệu Hằng [7] đã xác định chì trong mẫu nước ngọt giải khátSprite bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan và kết quả hàm lượng chì là (2,70-0,06)(μg/l)

Còn tác giả Lê Thị Thu [34] đã áp dụng phương pháp von-ampe hòa tan anot và

kỹ thuật đánh rửa bề mặt điện cực tự động xác định đồng thời Cd, Cu, Pb trong một sốmẫu nước biển và thu được hàm lượng chì ở Vũng Tàu là 8,42 μg/l Quảng Ninh là10,53 μg/l (đối với trường hợp mẫu lấy về được lọc qua giấy lọc băng xanh, thêm acidHNO3 đưa về giá trị pH = 2 rồi phân tích)

1.3.2.2 Phương pháp quang phổ

1.3.2.2.1 Phương pháp trắc quang [9, 22]

Phương này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV-VIS Ởđiều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử các chất bền vững và nghèo năng lượng,đây là trạng thái cơ bản Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếuvào thì các điện tử hóa trị trong các liên kết (δ, π, n) sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng,

chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn Hiệu số giữa hai mức nănglượng (cơ bản E0 và kích thích Em) chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ nguồnsáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất.

Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của

một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu

cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng Phương pháp định lượngtheo phương trình cơ bản:

A = K.CTrong đó: A: Độ hấp thụ quang của chất

K: Hằng số thực nghiệm C: Nồng độ của chất phân tích

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10-5- 10-7M và làmột trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến

Cd2+ không có phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, do đó ta phải chuyển nó về dạnghợp chất phức Để xác định Cd người ta có thể cho nó tạo phức với Dithizon (H2Dz).Sau đó đo độ hấp thụ quang của phức ở bước sóng 520 nm Phức của Cd với dithizon

có thể được chiết bằng CHCl3, phức có màu đỏ có thể xác định bằng phương pháp somàu Giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,02mg/l Ngoài Dithizon còn có một sốloại thuốc thử khác được dùng trong phân tích trắc quang Cd Để phân tích định lượng

Cd theo phổ UV-VIS ta có thể sử dụng 2 phương pháp: Phương pháp đường chuẩn vàphương pháp thêm tiêu chuẩn

Tương tự ta có thể xác định Pb bằng cách chuyển nó về dạng Chì – dithizonattrong môi trường pH 5-6 Sau đó, chiết phức này vào dung môi hữu cơ CCl4 hoặcCHCl3 rồi đem đo độ hấp thụ quang của nó tại λ = 510nm Giới hạn của phương phápnày đối với Pb là 0,05 ppm

Gao hong – Wen (Trung Quốc) sử dụng dithizon kết hợp với sử dụng màng lọc

tế bào tách Cd để xác định vi lượng Cd (II) trong nước biển Giới hạn phát hiện là0,0006 ppm [43]

Nhóm tác giả Zeng, Chunhui, Ying, Min (Trung Quốc) đã nghiên cứu và công

bố thuốc thử 4-[3-[4-(benzazo) phenyl]-1-triazenol]-benzoic acid (p-CADB) tạo phứcmàu với cadmi Phức Cd-(p-CADB) được tạo thành trong môi trường pH = 11 (đệm

Na2B4O7 - NaOH) có = 1,1,105 l.mol-1.cm-1, cực đại hấp thụ λ = 482 nm Khoảngnồng độ tuân thep định luật Beer là 0- 5 μg/ml [50]

Tác giả Phạm Thị Xuân Lan [14] đã xác định chì bằng phương pháp trắc quangdùng thuốc thử xylen da cam có độ nhạy cao và kết quả thu được khá chính xác ở điềukiện tối ưu của phép đo là 12 ml urotropin 10%, 8ml HCl 0,5N, 1,2 ml thuốc thử xylendacam 0,05% định mức 25 ml và đo bằng cuvet 50 mm với lọc sáng màu lục

Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được

sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này

là không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo phức với nhiều ion kim loại

1.3.2.2.2 Phương phổ phổ phát xạ nguyên tử (AES) [19]

Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng, nhưngnếu bị kích thích thì các điện tử hóa trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái cónăng lượng cao hơn (trạng thái kích thích) Trạng thái này không bền, chúng có xuhướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức

xạ Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ nguyên tử

Phương pháp AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do củanguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù hợp.Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích phổ AES như ngọn lửađèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…

Nhìn chung, phương pháp AES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.10-3 đến

n.10-4%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng mộtmẫu Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hóa chất, nguyên liệu tinhkhiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương thực, thực phẩm Tuynhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ

ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu

Các tác giả Nguyễn Văn Định, Dương Ái Phương, Nguyễn Văn Đến đã sử dụngphương pháp này để xác định các kim loại (Sn, Zn, Cd…) tạp chất trong mẫu kẽm tinhluyện [5]

1.3.2.2.3 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [23]

Nguyên tắc: Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ

bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng Tức là nguyên tử ở trạngthái cơ bản Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tia sáng đơn sắc

có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tốphân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử Phổ nàyđược gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử Với hai kỹ thuật nguyên tử hóa, nên chúng tacũng có hai phép đo tương ứng Đó là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa(F-AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa(GF-AAS có độ nhạy cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50-1000 lần, cỡ 0,1-1ppb)

Cơ sở của phân tích định lượng theo AAS là dựa vào mối quan hệ giữa cường

độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức:

Phép đo phổ AAS có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại và

cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử Nó được sửdụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinh học,dược phẩm…

a Kỹ thuật F-AAS

Đây là kỹ thuật, người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hóahơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích Vì thế mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tửhóa mẫu phụ thuộc vào các đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu

là nhiệt độ của ngọn lửa Đó là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hóa mẫu phântích, và mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đếnkết quả của phương pháp phân tích

Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) PGS.TSPhạm Luận và cộng sự đã phân tích xác định một số kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Co, Cr,

Fe, Mn…) trong máu, huyết thanh và tóc của công nhân khu gang thép Thái Nguyên vàcông nhân nhà máy in [19]

Nhiều sinh viên khoa hóa ĐHKHTN đã ứng dụng phương pháp này để xác địnhlượng vết các kim loại nặng trong các đối tượng khác nhau: rau quả, thực phẩm,…[2,3]

- Nguyễn Thị Hương Lan đã xác định hàm lượng Cu, Pb và Zn trong gừng củbằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa [15]

- Trần Thị Ngọc Diệp nghiên cứu xác định hàm lượng Cu, Pb và Zn trong nấmlinh chi bằng phương pháp F-AAS [3]

b Kỹ thuật GF-AAS

Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa ra đời sau kĩ thuật nguyên tử hóa trongngọn lửa Nhưng kĩ thuật này được phát triển rất nhanh và hiện nay đang được ứngdụng rất phổ biến vì kỹ thuật này có độ nhạy rất cao (mức ppb) Do đó, khi phân tích

lượng vết kim loại trong trường hợp không cần thiết phải làm giàu sơ bộ các nguyên tốcần phân tích.

Về nguyên tắc, kĩ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa là quá trình nguyên tửhóa tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suấtlớn và trong môi trường khí trơ Quá trình nguyên tử hóa xảy ra theo 3 giai đoạn kếtiếp nhau: sấy khô, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa để đo phổ hấp thụ và cuối cùng làlàm sạch cuvet Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễnbiến của quá trình nguyên tử hóa mẫu

PGS Phạm luận và các cộng sự thuộc trường ĐHKHTN Hà Nội đã nghiên cứuxác định Cd trong lá cây và cây thuốc Đông Y ở Việt Nam, trong thực phẩm tươi sốngbằng phổ hấp thụ nguyên tử [17], [18]

GS Nakashima và các cộng sự thuộc trường ĐHKHTN Okayama (Nhật Bản) đã

đề nghị một quy trình phân tích xác định hàm lượng Cd trong nước bằng phổ hấp thụnguyên tử không ngọn lửa sau khi tách Cd ra khỏi mẫu bằng oxit zirconi Cực tiểu pháthiện đạt cỡ vài ng/ml [47]

Các GS Joseph J Topping and Wiliam A MacCrehan (Mỹ, 1974) đã làm giàu

và xác định Cd trong nước bằng cột sắc ký pha đảo và phổ hấp thụ nguyên tử [43]

Tác giả Nguyễn Ngọc Sơn [30] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sửdụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GF-AAS để xác định lượngvết chì trong đất hiếm tinh khiết (99,5%) có so sánh với kỹ thuật ICP-MS và có đưa ranhận xét: phương pháp GF-AAS có thể xác định tạp chất trong đất hiếm tinh khiết với

độ nhạy và độ chính xác cao Sự sai khác giữa hai phương pháp GF-AAS và ICP-MS

là rất nhỏ, dưới 9% đối với Pb

1.3.2.2.4 Phương pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứng ICP-MS [25]

Khi dẫn mẫu phân tích vào ngọn lửa plasma (ICP), trong điều kiện nhiệt độ caocủa plasma, các chất có trong mẫu khi đó sẽ bị hoá hơi, nguyên tử hoá và ion hoá tạothành ion dương có điện tích +1 và các electron tự do Thu và dẫn dòng ion

cho vào thiết bị phân giải phổ để phân chia chúng theo số khối (m/z) sẽ tạo ra phổ khốicủa nguyên tố chất cần phân tích Sau đó, đánh giá định tính và định lượng phổ thuđược.

Kỹ thuật phân tích ICP-MS là một trong những kỹ thuật phân tích hiện đại Kỹthuật này được nghiên cứu và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây Với nhiều

ưu điểm vượt trội của nó, kỹ thuật này được ứng rất rộng rãi trong phân tích rất nhiềuđối tượng khác nhau đặc biệt là trong các lĩnh vực phân tích vết và siêu vết phục vụnghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân, nghiên cứu địa chất và môitrường…

- Tác giả Petet Heitland và Helmut D.Koster [40] ứng dụng phương pháp

ICP-MS để xác định lượng vết 30 nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd…trong mẫu nước tiểu của trẻ

em và người trưởng thành

- Lê Văn Hậu [8] phân tích đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong nhựa vàphát tán vào thực phẩm bằng phương pháp ICP-MS

1.4 Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb [24, 41, 46]

Để xác định hàm lượng Cd, Pb trong thảo dược, trước hết ta phải tiến hành xử límẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu (dạngrắn) về dạng dung dịch Đây là công việc rất quan trọng vì nó có thể dẫn đến những sailệch trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thựchiện không tốt Hiện nay có nhiều kỹ thuật xử lí mẫu phân tích, với đối tượng thảodược thì hai kỹ thuật chính dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướt bằng acid đặcoxy hóa mạnh (phương pháp xử lý ướt) và kỹ thuật tro hóa khô (phương pháp oxy hóakhô)

1.4.1 Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxy hóa mạnh)

Nguyên tắc chung: dùng axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO3, HClO4…) hayhỗn hợp các axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO3 + HClO4) hoặc hỗn hợp một axitmạnh và một chất oxy hóa (HNO3 + H2O2)…để phân hủy hết chất hữu cơ và chuyển

các kim loại ở dạng hữu cơ về dạng các ion trong dung dịch muối vô cơ Việc phân hủy

có thể thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ mở (áp suất thường).Lượng axit thường phải dùng gấp từ 10-15 lần lượng mẫu, tùy thuộc mỗi loại mẫu vàcấu trúc vật lý hóa học của nó Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ hở, bình Kendan,ống nghiệm, cốc, thường từ vài giờ đến hàng chục giờ, cũng tùy loại mẫu, bản chấtcủa các chất, còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần vài chục phút Thường khiphân hủy xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đo phổ

1.4.1.1 Xử lý mẫu trong bình kendal (phá mẫu hệ hở)

Phương pháp này đơn giản, không cần dụng cụ phức tạp và cho kết quả kháchính xác

Các axit được sử dụng trong phá mẫu hệ hở như: HF, HCl, H2SO4, HClO4…, tùytheo loại mẫu và nguyên tố cần phân tích mà ta có quy trình phân tích phù hợp Ví dụnhư để xác định các nguyên tố dễ bay hơi như Hg thì cần khống chế nhiệt độ <1200C,

để phá các mẫu chứa nhiều SiO2 cần cho thêm HF…

Tác giả Nguyễn Thị Thơm [33] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sửdụng phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cd trong đồchơi nhựa bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)

Tác giả Đỗ Văn Hiệp [10] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụngphương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cu và chì trong rauxanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

1.4.1.2 Xử lý mẫu trong lò vi sóng (phá mẫu hệ kín)

Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướt với axit đặc trong lò vi sóng

hệ kín do có nhiều ưu điểm như: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để vàkhông mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao

Dưới tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượngnhiệt cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lưu, chuyển động

nhiệt và va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mòn dần, các tác nhânnày tấn công và bào mòn dần các hạt mẫu từ bên ngoài vào, làm cho các hạt mẫu bịmòn dần và tan hết.

Ngoài ra, trong lò vi sóng còn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân tửnước hấp thụ năng lượng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển động nhiệtrất mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong ra Hơn nữa, do xử lý mẫu trong hệ kínnên áp suất cao sẽ làm nhiệt độ sôi cao hơn, đây là tác nhân phân huỷ mạnh nhất dovậy thúc đẩy quá trình phân huỷ mẫu từ bên trong ra và từ ngoài vào Do đó, xử lý mẫutrong lò vi sóng chỉ cần thời gian rất ngắn 50 đến 90 phút và rất triệt để

Tác giả Phạm Thị Thu Hà [6] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng đã

sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng để xác định hàm lượng Cd và Pbtrong thảo dược và sản phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

Tác giả Cao Thị Mai hương [12] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng

đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng để xác định hàm lượng Cr trongrau xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)

Ưu – nhược điểm của kĩ thuật này là:

+ Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng

+ Nhưng nếu xử lý trong các hệ hở thì thời gian phân hủy mẫu rất dài, tốn nhiềuaxit đặc tinh khiết cao, dễ bị nhiễm bẩn do môi trường hay axit dùng và phải đuổi axit

dư lâu nên dễ bị nhiễm bụi bẩn vào mẫu

1.4.2 Phương pháp xử lý khô

Nguyên tắc: Đối với các mẫu hữu cơ trước hết phải được xay hay nghiền thành

bột, vữa hay thể huyền phù Sau đó dùng nhiệt để tro hóa mẫu, đốt cháy chất hữu cơ vàđưa các kim loại về dạng oxyd hay muối của chúng Cụ thể là: Cân lấy một lượng mẫunhất định (5-10 gam) vào chén nung Nung chất mẫu ở một nhiệt độ thích hợp, để đốtcháy hết các chất hữu cơ, và lấy bã vô cơ còn lại của mẫu là các oxit, các muối,…Sau

đó hòa tan bã thu được này trong acid vô cơ, như HCl (1/1), HNO3 (1/2),…để chuyểncác kim loại về dạng các ion trong dung dịch Quyết định việc tro hóa ở đây là nhiệt độnung và thời gian nung (nhiệt độ tro hóa và thời gian tro hóa) và các chất phụ gia thêmvào mẫu khi nung Nhiệt độ tro hóa các chất hữu cơ thường được chọn thích hợp trongvùng từ 400-5500C, nó tùy theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích.

Tác giả Nguyễn Thị Thơm [33] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sửdụng phương pháp xử lý khô để xác định hàm lượng Cd trong đồ chơi nhựa bằngphương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)

Tác giả Nguyễn Thị Châm [2] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sửdụng phương pháp xử lý khô để xác định hàm lượng Mn trong một số loại rau bằngphương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)

Ưu – nhược điểm của kỹ thuật này là:

+ Tro hóa triệt để được mẫu, hết các chất hữu cơ,

+ Đơn giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý không lâu như phương pháp ướt, + Không tốn nhiều axit tinh khiết cao và không có axit dư,

+ Hạn chế được sự nhiễm bẩn do dùng ít hóa chất,

+ Mẫu dung dịch thu được sẽ sạch và trong,

+ Nhưng hay bị mất một số nguyên tố như Cd, Pb, Zn,…nếu không dùng chấtbảo vệ và chất chảy

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng và mục tiêu

Hiện nay, cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ thì vấn đề ô nhiễmđất, nước và không khí đang ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm các kim loạinặng Đối với nền Y học trong nước cũng như trên thế giới, thảo dược là nguồn nguyên

liệu thuốc quý và cần thiết trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cộng đồng Thảodược có thể bị nhiễm các chất độc hại từ môi trường, do đó ngoài việc nghiên cứunhững hoạt tính sinh học đáng quý từ thảo dược, cũng cần phải kiểm tra hàm lượng củacác chất có hại, ảnh hưởng đến chất lượng thuốc và có hại đến sức khỏe con người.Đặc biệt là phải giám sát hàm lượng các kim loại nặng vì chỉ cần một lượng rất nhỏ củachúng cũng có thể gây ngộ độc cao đối với người sử dụng.

Chính vì vây, đối tượng và mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu xác địnhkim loại nặng Pb, Cd trong thuốc đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tửkhông ngọn lửa (GF-AAS)

2.1.2 Phương pháp ứng dụng để nghiên cứu

Một số dược điển [38, 48] có đề cập việc kiểm tra kim loại nặng trong thuốc cónguồn gốc từ thảo dược nhưng chưa có đủ qui định cụ thể về giới hạn của các kim loạinặng cũng như phương pháp kiểm tra chúng Phương pháp xác định giới hạn của cáckim loại nặng cũng như phương pháp kiểm tra chúng Phương pháp xác định giới hạnkim loại nặng đang được sử dụng là phương pháp so màu (phản ứng với Na2S hoặcthioacetamid) giữa dung dịch chế phẩm đã được xử lý so với dung dịch Pb đã biếtchính xác nồng độ [28] Khác với xác định Pb, xác định giới hạn kim loại nặng là xácđịnh tổng số kim loại nặng qui về Pb (so sánh với mẫu chuẩn Pb), phương pháp nàycho phản ứng với tất cả kim loại nặng nên không đặc hiệu đối với một nguyên tố kimloại Độ nhạy của phương pháp ở mức ppm Phương pháp này không thích hợp khi cho

áp dụng cho các chế phẩm thuốc thảo dược do chúng thường chứa các chất có màu.Nếu vô cơ hóa (thường là nung) lượng nhỏ chế phẩm sẽ không đủ độ nhạy, còn vô cơhóa lượng lớn rất khó thực hiện

Theo phương pháp ngoài dược điển, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

là phương pháp xác định đặc hiệu đối với hầu hết các nguyên tố kim loại và giới hạnđịnh lượng ở mức dưới ppm Các tác giả ở viện kiểm nghiệm đã xây dựng phươngpháp phân tích xác định Cu, Pb (2001), Asen (2003) trong các chế phẩm đông dược

bằng AAS [13] Do đó trong luận văn này chúng tôi chọn phương pháp quang phổ hấpthụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)để định lượng Cd và Pb trong một số thuốcđông y.

Đối với phương pháp xử lý mẫu thì có thể tiến hành vô cơ hóa mẫu theo phươngpháp tro hóa khô hoặc tro hóa ướt Ở đây chúng tôi chọn phương pháp vô cơ hóa ướt

để tiến hành xử lý mẫu Đối với phương pháp vô cơ hóa ướt, có thể xử lý hóa mẫutrong hệ hở ở điều kiện thường bằng cách sử dụng axit HNO3 65%, H2O2 30% đunvớimẫu đến khi khói màu nâu bốc lên và axit cạn Cắn được hòa tan trong axit HNO3 2%

và định mức đem đo phổ

2.1.3 Các nội dung nghiên cứu

- Khảo sát chọn các điều kiện phù hợp để đo phổ GF-AAS của Cd và Pb

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định Cd và Pb trong phép đophổ GF-AAS

- Khảo sát tìm khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn trong từng phép đo

- Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp

- Đánh giá hiệu suất thu hồi

- Ứng dụng phương pháp xác định Cd và Pb trong một số mẫu thuốc đông ytheo phương pháp đường chuẩn và thêm chuẩn, so sánh GF-AAS với ICP-MS

2.2 Giới thiệu về phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử [23, 42, 45]

2.2.1 Nguyên tắc của phương pháp AAS

Trong điều kiện thường, nguyên tử không thu cũng không phát ra năng lượngdưới dạng các bức xạ, lúc này nguyên tử ở trạng thái cơ bản Nhưng khi nguyên tử ởtrạng thái hơi tự do, nếu chúng ta kích thích nó bằng một chùm tia sáng đơn sắc có

năng lượng phù hợp, có độ dài sóng trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trưng củanguyên tố đó thì chúng sẽ hấp thụ các tia sáng đó và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử.

Trên cơ sở xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử, chúng ta thấy phổ hấp thụnguyên tử chỉ được sinh ra khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và ở mức nănglượng cơ bản Vì vậy, muốn thực hiện được phép đo phổ AAS cần phải thực hiện cáccông việc sau đây:

1 Chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn, dung dịch) thành trạng tháihơi Đó là quá trình hóa hơi mẫu

2 Nguyên tử hóa đám hơi đó, phân li các phân tử, tạo ra đám hơi nguyên tử tự

do của các nguyên tố cần phân tích trong mẫu để chúng có khả năng hấp thụ bức xạđơn sắc Đây là giai đoạn quan trọng nhất và quyết định đến kết quả của phép đo AAS

3 Chọn nguồn phát tia sáng có bước sóng phù hợp với nguyên tố phân tích vàchiếu vào đám hơi nguyên tử đó Phổ hấp thụ sẽ xuất hiện

4 Nhờ một hệ thống máy quang phổ, người ta thu toàn bộ chùm sáng sau khi điqua môi trường hấp thụ, phân li chúng thành phổ và chọn một vạch phổ cần đo củanguyên tố phân tích hướng vào khe đo để đo cường độ của nó Trong một giới hạn nhấtđịnh của nồng độ, giá trị cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ của nguyên tốcần phân tích theo phương trình:

Aλ = k.C.L

trong đó:

Aλ: Cường độ vạch phổ hấp thụ,

k: Hằng số điều kiện thực nghiệm,

L: Chiều dài môi trường hấp thụ (cm),

C: Nồng độ nguyên tố cần xác định trong mẫu đo phổ

5 Thu và ghi lại kết quả đo cường độ vạch phổ hấp thụ

2.2.2 Hệ thống, trang thiết bị của phép đo AAS

Dựa vào nguyên tắc của phép đo, hệ thống trang thiết bị của máy phổ hấp

thụ nguyên tử gồm các phần sau:

Phần I: Nguồn phát chùm bức xạ đơn sắc của các nguyên tố cần phân tích

- Đèn catot rỗng (Hollow Cathode lamp HCL)

- Đèn phòng điện không điện cực (Electrodeless Discharge lamp- EDL)

- Đèn phát phổ liên tục đã biến điệu (D2- lamp hay Xe-lamp)

Phần II: Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích theo hai kỹ thuật

Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa đèn khí: kỹ thuật này ra đời đầu tiêncùng với sự ra đời của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS), nhưng kỹthuật này có độ nhạy không cao, thường là trong vùng 0,05- 1ppm Theo kỹ thuật này,người ta dùng năng lượng nhiệt ngọn lửa đèn khí để nguyên tử hóa mẫu Do đó, mọiquá trình xảy ra trong ngọn lửa khi nguyên tử hóa mẫu đều phụ thuộc vào đặc tính củangọn lửa [13] Nhiệt độ ngọn lửa chính là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hóamẫu phân tích

Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa: kỹ thuật này ra đời sau cùng với phép

đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS), nhưng lại có độ nhạy rất cao đạtđến 0,1ppb và hiện nay đang được ứng dụng rất phổ biến Trong kỹ thuật này, người tadùng một lò nung bằng graphit (cuvet graphit) hay thuyền lantan để nguyên tử hóamẫu Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa là quá trình nguyên tử hóa mẫu tứckhắc trong thời gian rất ngắn nhờ nguồn năng lượng của dòng điện có cường độ dòngrất cao (từ 50 đến 600A) và thế thấp (dưới 24V) trong môi trường khí trơ Ar Quá trìnhnguyên tử hóa xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hóa luyện mẫu,nguyên tử hóa để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet Trong đó hai giaiđoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa đạt kết quả tốt Ở giai đoạn nguyên

tử hóa mẫu, dưới tác dụng của nguồn năng lượng, cuvet chứa mẫu phân tích sẽ đượcnung đỏ ngay tức khắc, mẫu sẽ được hóa hơi và nguyên tử hóa để tạo ra các nguyên tử

tự do ở trạng thái hơi có khả năng hấp thụ bức xạ đơn sắc tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử

Kỹ thuật này có độ nhạy cao, gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần phép đo trong ngọn

lửa mà lượng mẫu tiêu tốn ít (mỗi lần 20-50μl) Do đó, không cần nhiều mẫu phân tíchviệc chuẩn bị mẫu cũng dễ dàng, không tốn nhiều hóa chất cũng như các dung môi tinhkhiết cao đắt tiền.

Phần III: Hệ quang học và detector dùng để thu, phân ly toàn bộ phổ của mẫu

và chọn vạch phổ hấp thụ cần đo hướng vào nhân quang điện để phát tín hiệu hấp thụ của vạch phổ.

Phần IV: Hệ thống chỉ thị kết quả đó có nhiều cách khác nhau, từ đơn giản đến

xử lý, chỉ hiển thị kết quả đo ra màn hình

-Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử đã và đang được sử dụngrộng rãi trong nhiều ngành khoa học bởi nó có nhiều tính năng ưu việt

- Độ nhạy và độ chọn lọc cao

- Không cần làm giàu nguyên tố cần xác định

- Các thao tác thực hiện đơn giản, dễ làm, có thể xác định đồng thời hay liên tiếpnhiều nguyên tố trong một mẫu Các kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ (sai sốkhông quá 15% ở mức ppb)

2.3 Trang thiết bị, dụng cụ và hóa chất

2.3.1 Hệ thống máy phổ

Để xác định lượng vết Pb, Cd bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tửkhông ngọn lửa (GF-AAS), chúng tôi sử dụng hệ thống máy quang phổ hấp thụnguyên tử Model AA-6800 (hình 2.1) Đi kèm còn có bình khí Argon tinh khiết

(99,99%), nguồn tạo tia đơn sắc là đèn catốt rỗng (HCL), Cuvet Graphit loại hoạt hóatoàn phần, hệ thống làm mát bằng nước, bộ lấy mẫu tự động, trang thiết bị phụ trợ khác.

Hình 2.1: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử model AA-6800

của hãng Shimadzu 2.3.2 Hóa chất và dụng cụ

2.3.2.1 Hóa chất

- Axit đặc HNO3 65%, HCl 36%, H2SO4 98%, H2O2 30% Merck, loại pA

- Các dung dịch nền: (NH4)H2PO4 pA 10%, Pd(NO3)2 pA 10%, Mg(NO3)2 pA10%, Ni(NO3)2.

- Dung dịch chuẩn Cd, Pb loại 1000ppm, Merck

2.3.2.2 Dụng cụ

- Bình định mức 10, 25, 50, 100, 250, 1000 (ml)…

- Pipet 1, 2, 5, 10 (ml)…

- Cốc thủy tinh chịu nhiệt 100ml, 250ml

- Bình keldal dung tích 100ml, chén sứ, phễu lọc, đũa thủy tinh

2.4 Các cách tính toán và xử lý số liệu phân tích

- Giá trị trung bình

- Độ lệch chuẩn

- Sai số và độ dao động

- Độ lặp lại

- Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn xác định (LOQ)

- Phương trình hồi quy

- Hiệu suất thu hồi

- So sánh từng cặp dùng chuẩn 2-t

Chương 3: THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 3.1 Khảo sát điều kiện đo phổ GF-AAS của Cd và Pb để xây dựng quy trình đo phổ

3.1.1 Khảo sát chọn vạch đo phổ

Mỗi nguyên tử của một nguyên tố hóa học chỉ có thể hấp thụ những bức xạ đặctrưng có bước sóng mà chính nó phát ra trong quá trình phát xạ Thực tế không phải

mỗi loại nguyên tố có thể hấp thụ được tất cả các bức xạ mà nó phát ra, quá trình hấpthụ chỉ tốt, nhạy chủ yếu với các vạch đặc trưng Đối với một nguyên tố vạch phổ nào

có khả năng hấp thụ càng mạnh thì phép đo vạch có độ nhạy càng cao Như vậy đối vớimột nguyên tố các vạch phổ khác nhau sẽ có độ nhạy khác nhau, đồng thời với mỗivạch này có thể có rất nhiều các nguyên tố khác trong mẫu có những vạch phổ gần vớivạch phổ này, nó có thể chen lấn hay gây nhiễu tới vạch phổ của nguyên tố phân tíchlàm cho việc đo cường độ vach phân tích là rất khó khăn và thiếu chính xác Vì mụcđích xác định hàm lượng Cd, Pb trong thuốc đông y thường có nồng độ rất nhỏ (lượngvết) nên chúng tôi tiến hành khảo sát để tìm ra vạch phổ có độ nhạy cao

 Đối với Cd: Chỉ có một vạch phổ nhạy là vạch 228,8nm Vì vậy, chúng tôi chọn

vạch phổ 228,8nm để đo phổ hấp thụ của Cd Chúng tôi tiến hành khảo sát với dungdịch Cd 1ppb trong nền HNO3 2% và kết quả chỉ ra ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Khảo sát chọn vạch đo phổ của Cd

Vạch phổ (nm) Abs-lần 1 Abs-lần 2 Abs-lần 3 Abs-TB %RSD

 Đối với Pb: Chỉ có một vạch phổ nhạy là vạch 217 nm Vì vậy, chúng tôi chọn vạch phổ 217nm để đo phổ hấp thụ của Pb Khảo sát đối với dung dịch chuẩn Pb

trong HNO3 2% và kết quả thu được ở bảng 3.2

Bảng 3.2 Khảo sát chọn vạch đo phổ của Pb

Vạch phổ (nm) Abs-lần 1 Abs-lần 2 Abs-lần 3 Abs-TB %RSD

Qua kết quả khảo sát ta thấy tại vạch đo 217,0 nm độ hấp thụ của Pb lớn hơn vàsai số nhỏ hơn ở vạch đo 283,3 nm Do đó, chúng tôi chọn vạch đo của Pb là 217,0 nm.

3.1.2 Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử

Theo nguyên tắc hoạt động của hệ thống đơn sắc trong máy phổ hấp thụ nguyên

tử, chùm tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố cần nghiên cứu được phát ra từ đèncatot rỗng, sau khi đi qua môi trường hấp thụ, sẽ hướng vào khe đo của máy, đượcchuẩn trực, được phân ly và sau đó chỉ một vạch phổ cần đo được chọn và hướng vàokhe đo để tác dụng vào nhân quang điện để phát hiện và xác định cường độ của vạchphổ Do vậy khe đo của máy phải được chọn chính xác phù hợp với từng vạch phổ, có

độ lặp lại cao trong mỗi phép đo và lấy được hết độ rộng vạch phổ

 Đối với Cd: Chúng tôi khảo sát với dung dịch Cd chuẩn 1,00ppb ở các giá trị khe

đo là 0,2nm; 0,5nm; 1nm; 2nm Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.3

Bảng 3.3 Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử đối với Cd

 Đối với Pb: Chúng tôi khảo sát với dung dịch Pb chuẩn 4,00 ppb ở các giá trị khe

đo là 0,2nm; 0,5nm; 1nm Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.4

Bảng 3.4 Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử đối với Pb

Qua kết quả khảo sát ta thấy tại khe đo 0,5nm độ hấp thụ của Pb, Cd là lớn nhất

và sai số là nhỏ nhất (100% diện tích vạch phổ nằm trong khe đo)

3.1.3 Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng (HCL)

Đèn catot rỗng (HCL) là nguồn phát bức xạ cộng hưởng, nó chỉ phát ra nhữngtia sáng nhạy của nguyên tố được dùng làm catot rỗng Đèn HCL làm việc tại mỗi chế

độ dòng nhất định sẽ cho chùm phát xạ có cường độ nhất định Cường độ làm việc củađèn HCL có liên quan chặt chẽ tới cường độ hấp thụ của vạch phổ Dòng điện làm việccủa đèn HCL của mỗi nguyên tố là rất khác nhau Mỗi đèn HCL đều có dòng giới hạncực đại (Imax) được ghi trên vỏ đèn Theo lý thuyết và thực nghiệm phân tích phổ hấpthụ nguyên tử, chỉ nên dùng cường độ trong vùng giới hạn từ 60 ÷ 85% dòng cực đại.Nếu dùng dòng cực đại đèn sẽ rất chóng hỏng, đèn làm việc không ổn định, độ nhạy và

độ lặp lại kém

Khảo sát cường độ dòng đèn HCL của Cd và Pb để xem xét mối quan hệ giữacường độ vạch phổ với cường độ dòng đèn, đồng thời chọn ra cường độ dòng đèn thíchhợp nhất cho hai nguyên tố Cd và Pb

Với đèn đơn Cd có Imax = 10mA, Pb có Imax = 15mA, tiến hành khảo sát cường

độ đèn HCL trong vùng 50 – 93% Imax

 Đối với Cd: Chuẩn bị một dung dịch chuẩn Cd có nồng độ 1ppb, tiến hành đo phổ

GF-AAS của Cd ở các cường độ đèn khác nhau, kết quả thu được ở bảng 3.5:

Bảng 3.5 Khảo sát cường độ dòng đèn đến kết quả đo phổ đối với Cd

Từ kết quả thu được ta thấy, khi cường độ đèn đặt ở 80% so với giá trị cường độđèn cực đại thì kết quả ổn định và lặp lại tốt Khi cường độ đèn đặt ở 85% hay 90% sovới giá trị cường độ đèn cực đại thì độ hấp thụ có tăng ít nhưng độ lặp lại kém Vậychọn cường độ làm việc của đèn là 80% so với giá trị cường độ đèn cực đại (tươngđương với I = 8mA) cho tất cả các thí nghiệm sau.

 Đối với Pb: Chuẩn bị một dung dịch chuẩn Pb có nồng độ 4,00 ppb, tiến hành đo

phổ GF-AAS của Pb ở các cường độ đèn khác nhau, kết quả thu được ở bảng 3.6:

Bảng 3.6 Ảnh hưởng cường độ dòng đèn đến kết quả đo phổ đối với Pb

%RSD 1,7675 1,6098 1,7048 0,2462 1,0163 1,3167 1,6257 Qua kết quả khảo sát ta thấy khi cường độ dòng đèn tăng thì độ hấp thụ của vạchphổ tăng nhưng hệ số biến động tăng hay sai số tăng Vì vậy ta phải chọn được cường

độ dòng đèn sao cho cường độ vạch phổ vừa cao vừa ổn định tức sai số nhỏ, do đóchúng tôi chọn cường độ dòng đèn Pb là 11mA (73%Imax)

3.2 Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu

Quá trình nguyên tử hóa mẫu của kĩ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa xảy ratheo các giai đoạn sau: sấy mẫu, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa để đo độ hấp thụ,ngoài ra sau các giai đoạn này là giai đoạn làm sạch cuvet Hai giai đoạn đầu là chuẩn

bị cho giai đoạn nguyên tử hóa đạt kết quả tốt

3.2.1 Khảo sát nhiệt độ sấy

Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình nguyên tử hóa mẫu Nó rất cần thiết đểđảm bảo cho dung môi hòa tan mẫu bay hơi nhẹ nhàng và hoàn toàn, nhưng không làmbắn, mất mẫu Nhiệt độ và thời gian sấy khô của mỗi loại mẫu phụ thuộc vào bản chấtcủa các chất ở trong mẫu và dung môi hòa tan nó Nói chung nhiệt độ sấy khô phù hợp

thời gian 25 đến 40 giây, với lượng mẫu bơm vào nhỏ hơn 100μl Việc tăng nhiệt độsấy ở nhiệt độ phòng đến nhiệt độ sấy mong muốn cần thực hiện từ từ, với tốc độ gianhiệt từ 50C/giây đến 80C/giây là phù hợp Chúng tôi thực hiện quá trình sấy qua 3bước sau:

* Bước 1: Nhiệt độ 900C trong thời gian 20 giây, tốc độ tăng nhiệt: 50C/giây

* Bước 2: Nhiệt độ 1050C trong thời gian 20 giây, tốc độ tăng nhiệt: 30C/giây

* Bước 3: Nhiệt độ 1100C trong thời gian 10 giây, tốc độ tăng nhiệt: 20C/giây

3.2.2 Khảo sát nhiệt độ tro hóa luyện mẫu

Đây là giai đoạn 2 của quá trình nguyên tử hóa mẫu Mục đích là tro hóa (đốtcháy) các hợp chất hữu cơ và mùn có trong mẫu sau khi đã sấy khô, đồng thời cũng đểnung luyện ở một nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hóa tiếp theo đạt hiệu suấtcao và ổn định Giai đoạn này có ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả phân tích, nếu chọnnhiệt độ tro hóa không phù hợp thì một số hợp chất có thể bị phân hủy mất trong giaiđoạn này, nếu nhiệt độ tro hóa là quá cao Lí thuyết và các kết quả thực nghiệm xácnhận rằng, tro hóa mẫu từ từ và ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ giới hạn thì phép đo luônluôn cho kết quả ổn định và mỗi nguyên tố đều có một nhiệt độ tro hóa luyện mẫu giớihạn (Tr) trong phép đo GF-AAS

 Đối với Cd: Chuẩn bị dung dịch chuẩn Cd 1ppb, tiến hành đo phổ GF-AAS ở các

nhiệt độ tro hóa khác nhau, kết quả khảo sát được như bảng 3.7 và hình 3.1:

Bảng 3.7 Các điều kiện tro hóa mẫu đối với Cd

Nhiệt độ tro hóa

Hình 3.1 Đường cong nhiệt độ tro hóa đối với Cd

Từ kết quả thu được ta chọn nhiêt độ tro hóa là 6000C cho các thí nghiệm sau

 Đối với Pb: Chuẩn bị dung dịch chuẩn Pb 4ppb, tiến hành đo phổ GF-AAS ở các

nhiệt độ tro hóa khác nhau, kết quả khảo sát được như bảng 3.8 và hình 3.2:

Bảng 3.8 Các điều kiện tro hóa mẫu đối với Pb

Nhiệt độ tro hóa

Hình 3.2 Đường cong nhiệt độ tro hóa đối với Pb

Từ kết quả thu được ta chọn nhiêt độ tro hóa là 6000C cho các thí nghiệm sau

3.2.3 Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa

Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình nguyên tử hóa mẫu, nhưng lại là giaiđoạn quyết định cường độ của vạch phổ Song nó lại bị ảnh hưởng của 2 giai đoạn trên.Giai đoạn này được thực hiện trong thời gian ngắn, thông thường từ 3- 6 giây Nhưngtốc độ gia nhiệt lại rất lớn để đạt ngay tức khắc đến nhiệt độ nguyên tử hóa và thựchiện phép đo cường độ vạch phổ Nghiên cứu giai đoạn này ta thấy, nhiệt độ nguyên tửhóa của mỗi nguyên tổ rất khác nhau và mỗi nguyên tố cũng có một nhiệt độ nguyên tửhóa tới hạn Ta của nó Nhiệt độ Ta này phụ thuộc vào bản chất mỗi nguyên tố và thànhphần của mỗi mẫu mà nó tồn tại, nhất là chất nền của mẫu

 Đối với Cd: Chuẩn bị dung dịch Cd 1ppb tiến hành đo phổ GF- AAS ở các nhiệt

độ nguyên tử hóa khác nhau, kết quả khảo sát được như bảng 3.9 và hình 3.3:

Bảng 3.9 Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu của Cd

Nhiệt độ nguyên

Abs-Cd 0,1203 0,1435 0,1713 0,1782 0,1735 0,1647

Hình 3.3 Đường cong nhiệt độ nguyên tử hóa đối với Cd

Tại nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu 22000C thì cho độ hấp thụ quang lớn nhất Vậychọn nhiệt độ nguyên tử hóa bằng 22000C cho các thí nghiệm sau

 Đối với Pb: Chuẩn bị dung dịch Pb 4ppb, tiến hành đo phổ GF- AAS ở các nhiệt độ

nguyên tử hóa khác nhau, kết quả khảo sát được như bảng 3.10 và hình 3.4:

Bảng 3.10. Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu đối với Pb

Nhiệt độ nguyên

tử hóa mẫu (0C) 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500Abs-Pb 0,1259 0,1309 0,1511 0,1744 0,1385 0,1187 0,1151

Hình 3.4 Đường cong nhiệt độ nguyên tử hóa đối với Pb

Tại nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu 22000C thì cho độ hấp thụ quang lớn nhất Vậychọn nhiệt độ nguyên tử hóa bằng 22000C cho các thí nghiệm sau

3.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo GF-AAS

3.3.1 Ảnh hưởng của axit

Trong phép đo GF-AAS, mẫu phân tích ở dạng dung dịch và trong môi trườngaxit để tránh hiện tượng thủy phân của các kim loại tạo thành một số hợp chất khoa tan.Tuy nhiên, nồng độ và loại axit trong dung dịch mẫu luôn luôn ảnh hưởng đến cường

độ của vạch phổ của nguyên tố phân tích thông qua tốc độ dẫn mẫu, khả năng hóa hơi

và nguyên tử hóa của chất mẫu Các axit càng khó bay hơi thì càng làm giảm cường độvạch phổ, ngược lại axit càng dễ bay hơi càng ít gây ảnh hưởng hơn Vì vậy, cần phảikhảo sát sự ảnh hưởng của axit và nồng độ của nó đến cường độ hấp thụ của nguyên tốphân tích

 Đối với Cd: Chuẩn bị dung dịch Cd 1ppb với ba axit ở các nồng độ khác nhau rồi

tiến hành đo phổ GF-AAS và thu được kết quả như bảng 3.11

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của các axit đối với Cd

 Đối với Pb: Chuẩn bị dung dịch Pb 4ppb với ba axit ở các nồng độ khác nhau, rồi

tiến hành đo phổ GF-AAS và thu được kết quả như bảng 3.12

Bảng 3.12. Ảnh hưởng của các axit đối với Pb

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của chất cải biến nền

Mặc dù kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa có độ nhạy và độ chính xác caonhưng ảnh hưởng của nền mẫu đến độ hấp thụ của Cd, Pb là rất lớn, nhất là trong cácnền mẫu phức tạp Nếu trong mẫu có chứa các hợp chất bền nhiệt, khó bay hơi, khó