Phân tích, đánh giá hàm lượng một vài kim loại trong tôm thẻ chân trắng nuôi ở khu vực xã trung trạch huyện bố trạch tỉnh quảng bình bằng phương pháp f AAS

PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ [4, 7] Trong khoảng 10 năm trở lại đây phương pháp này đã được sử dụng để xác định các kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nước khoáng, y học, sinh

Lêi c¶m ¬n!

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy Nguyễn Mậu Thành, người đã rất tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận này, đồng thời đã bổ sung nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong hoạt động nghiên cứu khoa học

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô trường Đại học Quảng Bình, đặc biệt là quý thầy cô bộ môn Hóa học trong khoa Khoa học Tự nhiên đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất cũng như thời gian để giúp tôi hoàn thành bài khóa luận này

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ và nhân viên Trung tâm

Kỹ thuật Đo lường Thử nghiệm – Chi cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quảng Bình, đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận

Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành tốt khóa luận này

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Quảng Bình, tháng 05 năm 2016

Sinh viên

Võ Thị Kim Dung

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của riêng tôi, các số liệu và kết quả trong khóa luận là trung thực và chưa được công bố trong bất kì một công trình nào khác

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1

DANH MỤC HÌNH ẢNH 2

DANH MỤC BẢNG 3

A MỞ ĐẦU 4

B NỘI DUNG 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 7

1.1 SƠ LƯỢC VỀ XÃ TRUNG TRẠCH 7

1.2 KHÁI QUÁT VỀ TÔM THẺ CHÂN TRẮNG 7

1.2.1 Đặc điểm 7

1.2.2 Phân bố 7

1.2.3 Tập tính 8

1.2.4 Sinh sản 8

1.3 PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ 8

1.3.1 Cơ sở lí thuyết 8

1.3.2 Đối tượng chính và phạm vi áp dụng 8

1.3.3 Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử 9

1.3.4 Nguyên tắc của phương pháp, thiết bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử 10

1.3.5 Cường độ vạch phổ 12

1.3.6 Cấu trúc vạch phổ 14

1.3.7 Ưu và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 15

1.3.8 Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu 15

1.3.9 Một số yếu tố ảnh hưởng trong phép đo AAS 17

1.4 MÁY QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ 18

1.5 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG BẰNG AAS 19

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM 20

2.1 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ 20

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.3.1 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 20

2.3.2 Chuẩn bị mẫu 20

2.3.4 Xử lý sơ bộ, quản lý và bảo quản mẫu phân tích 22

2.4 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 23

2.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 24

2.6 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG 24

2.7 KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 25

2.7.1 Độ đúng 25

2.7.2 Độ lặp lại 26

2.7.3 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) và độ nhạy 26

2.8 XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 27

2.8.1 Tính sai số 27

2.8.2 Phân tích kết quả bằng phương pháp phân tích phương sai một yếu tố 28

2.9 CÁCH TIẾN HÀNH ĐO ĐỘ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ CỦA ME THEO PHƯƠNG PHÁP F- AAS 30

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 THỜI GIAN VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA TÔM THẺ CHÂN TRẮNG 32

3.2 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN, KHẢO SÁT GIỚI HẠN PHÁT HIỆN, GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG 32

3.2.1 Xây dựng đường chuẩn trong phép đo đồng, kẽm, mangan và sắt 32

3.5 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG, KẼM, MANGAN VÀ SẮT TRONG TÔM38 3.6 ĐÁNH GIÁ, SO SÁNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN, SẮT VÀ KẼM TRONG TÔN THẺ CHÂN TRẮNG 41

3.6.1 Đánh giá hàm lượng đồng, kẽm, mangan và sắt trung bình trong tôm thẻ chân trắng tại thời điểm khảo sát 41

3.6.2 So sánh hàm lượng Me trên hai khu vực xã Trung Trạch 42

C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

1 Kết luận 43

2 Kiến nghị 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 46 PHỤ LỤC .P1

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Quá trình hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang của một nguyên tử 10

Hình 1.2: Sơ đồ khối của phổ kế hấp thụ nguyên tử (F-AAS) dùng ngọn lửa 10

Hình 1.3: Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ A và nồng độ Cx 13

Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử 18

Hình 1.5: Hệ thống máy hấp thu nguyên tử AAS của hãng Varian 19

Hình 2.1: Sơ đồ chung về QA/QC trong lấy mẫu và phân tích 23

Hình 2.2: Quy trình xử lý mẫu, phân tích xác định hàm lượng đồng, mangan, sắt và kẽm trong thịt tôm bằng phương pháp F-AAS 24

Hình 3.1: Đường chuẩn xác định đồng trong mẫu tôm 33

Hình 3.2: Đường chuẩn xác định kẽm trong mẫu tôm 34

Hình 3.3: Đường chuẩn xác định mangan trong mẫu tôm 34

Hình 3.4: Đường chuẩn xác định sắt trong mẫu tôm 35

Hình 3.5: Kết quả xác định đồng, mangan, sắt và kẽm trong tôm thẻ chân trắng 40 Hình 3.6: Kết quả hàm lượng trung bình của Metrong 8 mẫu tôm ở 4 vị trí 41

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Sự xen lẫn và sự trùng vạch của các nguyên tố 17

Bảng 2.1 Thời gian lấy mẫu tôm tại xã Trung Trạch 21

Bảng 2.2 Thông tin về các mẫu tôm thu được thuộc xã Trung Trạch 21

Bảng 2.3 Điều kiê ̣n đo F-AAS xác đi ̣nh đồng, kẽm, mangan và sắt trong thịt tôm 24

Bảng 2.4 Hàm lượng Me theo yếu tố khảo sát 28

Bảng 2.5 Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều 28

Bảng 3.1 Thời gian và khối lượng của tôm thẻ chân trắng nuôi 32

Bảng 3.2 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ đồng 32

Bảng 3.3 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ kẽm 33

Bảng 3.4 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ mangan 34

Bảng 3.5 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ sắt 35

Bảng 3.6 Các giá trị a, b, Sy, LOD, LOQ tính từ phương trình chuẩn A = b.C + a 36

Bảng 3.7 Kết quả xác định độ lặp lại của Me trong các mẫu tôm 37

Bảng 3.8 Kết quả đánh giá độ đúng của phương pháp AAS xác định 38

đồng, kẽm, mangan và sắt trong mẫu tôm 38

Bảng 3.9 Kết quả xác định hàm lượng Metrong thịt tôm thẻ chân trắng 39

Bảng 3.10 Kết quả phân tích hàm lượng Me trong các mẫu tôm 39

Bảng 3.11 Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều của đồng, kẽm, mangan và sắt 41

Bảng 3.12 Kết quả so sánh hàm lượng Me theo 2 đợt lấy mẫu 42

và trở thành một ngành kinh tế quan trọng, có động lực lớn trong việc thúc đẩy và phát triển kinh tế [3]

Đồng, kẽm, mangan và sắt là một trong những nguyên tố vi lượng quan trọng trong cơ thể con người Đồng (Cu) thúc đẩy sự hấp thu và sử dụng sắt để tạo thành hemoglobin của hồng cầu Nếu thiếu đồng trao đổi sắt cũng sẽ bị ảnh hưởng, nên sẽ bị thiếu máu và sinh trưởng chậm Ngoài ra, đồng còn tham gia vào việc sản xuất năng lượng, tạo melanin (sắc tố màu đen ở da), ôxy hóa acid béo Đồng cần thiết cho chuyển hóa sắt và lipid, có tác dụng bảo trì cơ tim, cần cho hoạt động của hệ thần kinh

và hệ miễn dịch, góp phần bảo trì màng tế bào hồng cầu, góp phần tạo xương và biến năng Cholesterol thành vô hại Trong cơ thể người có khoảng từ 80mg đến 99,4 mg đồng Hiện diện trong bắp thịt, da, tủy xương, xương, gan và não bộ Thiếu đồng gây thiếu máu, tăng cholesterol và sự phát triển bất thường ở xương Thiếu đồng còn gây dung nạp kém glucose Thiếu đồng khi mang thai có thể khiến thai chậm phát triển hoặc phát triển bất thường Là một bệnh hiếm (1/100.000), bệnh Menkes là do đột biến gen trên nhiễm sắc thể X, khiến nồng độ đồng và ceruloplasmin trong máu thấp, trong khi niêm mạc ruột, cơ, lách và thận lại tích lũy nhiều đồng [5]

Kẽm (Zn) cần thiết cho cấu tạo thành phần hoạt động của hormon sinh dục nam testosteron và đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp, cấu trúc, bài tiết nhiều hormon khác Kẽm cũng đóng vai trò quan trọng đối với tuyến tiền liệt Việc thiếu kẽm có thể gây phì đại tuyến tiền liệt và viêm tuyến tiền liệt, cùng những thay đổi khác ở tuyến sinh dục quan trọng này Trong cơ thể có khoảng 2 – 3g kẽm, hiện diện trong hầu hết các loại tế bào và các bộ phận của cơ thể, nhưng nhiều nhất tại gan, thận, lá lách, xương, ngọc hành, tinh hoàn, da, tóc móng Mất đi một lượng nhỏ kẽm có thể làm đàn ông sụt cân, giảm khả năng tình dục và có thể mắc bệnh vô sinh Đàn ông khỏe mạnh mỗi lần xuất tinh chứa khoảng 1mg chất này Phụ nữ có thai thiếu kẽm sẽ giảm trọng lượng trẻ sơ sinh, thậm chí có thể bị lưu thai [18] Thiếu chất kẽm đưa đến chậm lớn, bộ phận sinh dục teo nhỏ, dễ bị các bệnh ngoài da, giảm khả

năng đề kháng… Kẽm cần thiết cho thị lực, còn giúp cơ thể chống lại bệnh tật Kích thích tổng hợp protein, giúp tế bào hấp thu chất đạm để tổng hợp tế báo mới, tăng liền sẹo Bạch cầu cần có kẽm để chống lại nhiễm trùng và ung thư

Mangan (Mn) là kim loại đầu tiên được Gabriel Bertrand xem như nguyên tố vi lượng cơ bản đối với sự sống Mangan duy trì hoạt động của một số men quan trọng, tăng cường quá trình tạo xương và mô, ảnh hưởng đến sự tạo thành hoocmon tuyến yên, vitamin B1 và vitamin C cần thiết cho quá trình tổng hợp protein, làm giảm lượng đường trong máu nên tránh được bệnh tiểu đường Nếu thiếu hụt mangan sẽ làm giảm quá trình đông máu và tăng lượng cholestorol, ảnh hưởng đến sự chuyển giao thông tin di truyền

Sự chuyển hóa mangan bất thường có thể gây ra bệnh tiểu đường, bệnh béo phì Tuy nhiên, nếu hàm lượng mangan vượt quá mức cho phép sẽ dẫn đến hiện tượng ngộ độc, gây rối loạn hoạt động thần kinh với biểu hiện rung giật kiểu Parkinson [9] Mangan tham gia vào sản xuất tác chất trung gian thần kinh dopamin – một chất dẫn truyền xung thần kinh cảm giác về ý chí và tinh thần sáng tạo của con người Nếu thiếu mangan, cơ thể sẽ mất cảm giác sung sướng hay đau buồn, giảm khả năng phản xạ của cơ thể Ngoài ra, mangan còn kích thích chuyển hóa chất béo, giảm cholesterol góp phần ngăn ngừa xơ vữa động mạch

Sắt (Fe) tham gia cấu tạo nên huyết cầu tố (Hb), cần thiết cho việc vận chuyển oxi và cacbonic trong máu Ngoài ra, sắt còn là thành phần của một số enzym như: cytochrom trong cơ chế sinh nhiệt và các loại enzyme của hệ thống miễn dịch Sắt cũng là thành phần cấu tạo của một số loại protein và enzyme, có vai trò trong quá trình giải phóng năng lượng khi oxy hóa các chất dinh dưỡng và ATP Nếu thiếu sắt con người sẽ cảm thấy mệt mỏi, giảm khả năng tập trung, rụng tóc, đau đầu Ngược lại khi cơ thể hấp thụ quá nhiều sắt sẽ gây hiện tượng giận dữ, viêm khớp, táo bón [9]

Trung Trạch là một xã gồm 8 thôn thuộc huyện Bố Trạch cách trung tâm thành phố Đồng Hới khoảng 15 km về phía bắc Theo thống kê thực tế của xã thì tính đến năm 2015, trên toàn xã có đến 90% dân cư thu nhập phụ thuộc chủ yếu vào nông nghiệp, trong đó có rất nhiều hộ dân nuôi tôm thẻ chân trắng, sản lượng lên đến 250 tấn/năm và chuyên cung cấp cho các thương lái ở các tỉnh miền bắc hoặc chợ đầu mối Nhưng kiểm soát về chất lượng thì chưa đáng được quan tâm Nghiên cứu sâu hàm lượng các kim loại bên trong thịt tôm thẻ chân trắng, không chỉ có ý nghĩa định hướng cho việc khai thác và sử dụng các nguồn protein và hoạt chất hoá học quý của chúng, mà còn có ý nghĩa góp phần tạo cơ sở khoa học cho kỹ thuật nuôi, đồng thời góp phần đánh giá phát hiện ô nhiểm môi trường nhất là khi các trang trại nuôi thuỷ sản đang được phát triển thành phong trào Ngoài ra những kết quả nghiên cứu còn góp phần thiết thực vào việc đánh giá chất lượng mặt hàng tôm thẻ chân trắng đang

là yêu cầu bức xúc của ngành hải sản, khi mà thị trường đang mở rộng sang Mỹ,

Nga, Nhật Bản, EU,… Xuất phát từ các lí do trên em chọn đề tài: “Phân tích, đánh giá hàm lượng một vài kim loại trong tôm thẻ chân trắng nuôi ở khu vực xã Trung Trạch huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình bằng phương pháp F-AAS” làm khóa luận

tốt nghiệp cho mình

B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1 SƠ LƯỢC VỀ XÃ TRUNG TRẠCH

Xã Trung Trạch nằm sát trung tâm huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình Xã Trung Trạch được thành lập năm 1986, có mã hành chính là 19177 Vị trí địa lí cụ thể của xã Trung Trạch trên bản đồ là 17035’39”B – 106032’48”Đ với vị trí cụ thể như sau: Phía Tây giáp Thị trấn Hoàn Lão Phía Nam giáp với xã Đại Trạch Phía Bắc giáp xã Đức Trạch và Đồng Trạch Phía Đông giáp với biển Đông Xã Trung Trạch thuộc vùng đồng bằng duyên hải Miền Trung, có địa hình tự nhiên bằng phẳng, độ dốc nền thấp Cao độ tự nhiên trung bình 12.26m, cao nhất 18.96m Khu dân cư có cao độ trung bình trên 4m so với mực nước biển Nhìn chung địa hình chia thành 03 vùng rõ rệt: Vùng đồi cát cao, khu dân cư có độ cao trung bình và khu đồng ruộng và ao hồ có cao độ thấp hơn Thu nhập bình quân đầu người 26.3 triệu đồng/người/năm Xã Trung Trạch

có diện tích là 11,12 km2 và dân số của xã là 4682 người (theo thống kê năm 1999) với khoảng 1336 hộ dân, xã được chia thành 8 thôn (từ thôn 1 đến thôn 8), phân bố dọc theo tuyến Quốc lộ 1A, kéo dài từ phía Nam giáp Đại Trạch đến phía Bắc giáp với 02

xã Đồng Trạch và Đức Trạch Mật độ dân cư ở xã Trung Trạch đạt 421 người/km² phân bố không đồng đều, tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng gần trục đường quốc lộ 1A còn khu vực đồi núi thưa dân Sản lượng thu hoạch đạt khoảng 240 tấn/năm

1.2 KHÁI QUÁT VỀ TÔM THẺ CHÂN TRẮNG

1.2.1 Đặc điểm

Tôm thẻ chân trắng vỏ mỏng có màu trắng đục nên có tên là tôm Bạc, bình thường có màu xanh lam, chân bò có màu trắng ngà nên gọi tôm chân trắng Chuỳ là phần kéo dài tiếp với bụng Dưới chuỳ có 2 - 4 răng cưa, đôi khi có tới 5 - 6 răng cưa ở phía bụng Những răng cưa đó kéo dài, đôi khi tới đốt thứ hai Vỏ đầu ngực có những gai gân và gai râu rất rõ, không có gai mắt và gai đuôi (gai telssm), không có rãnh sau mắt, đường gờ sau chuỳ khá dài đôi khi từ mép sau vỏ đầu ngực Gờ bên chuỳ ngắn, chỉ kéo dài tới gai thượng vị

Có 6 đốt bụng, ở đốt mang trứng, rãnh bụng rất hẹp hoặc không có Gai đuôi không phân nhánh Râu không có gai phụ và chiều dài râu ngắn hơn nhiều so với vỏ giáp Xúc biện của hàm dưới thứ nhất thon dài và thường có 3 - 4 hàng, phần cuối của xúc biện hình roi

1.2.2 Phân bố

Là loại tôm nhiệt đới, phân bố vùng ven bờ phía Đông Thái Bình Dương, từ biển Pêru đến Nam Mê-hi-cô, vùng biển Equađo Hiện tôm chân trắng đã được di

giống ở nhiều nước Đông á và Đông Nam á như Trung Quốc, Thái Lan, Philippin, Indonexia, Malaixia và Việt Nam

1.2.3 Tập tính

Ở vùng biển tự nhiên, tôm chân trắng thích nghi sống nơi đáy là bùn, độ sâu khoảng 72 m, có thể sống ở độ mặn trong phạm vi 5 - 50‰, thích hợp ở độ mặn nước biển 28 - 34‰, pH = 7,7 - 8,3, nhiệt độ thích hợp 25 - 32oC, tuy nhiên chúng có thể sống được ở nhiệt độ 12 - 28oC Tôm chân trắng là loài ăn tạp giống như những loài tôm khác Song không đòi hỏi thức ăn có hàm lượng đạm cao như tôm sú Tôm chân trắng có tốc độ sinh trưởng nhanh, chúng lớn nhanh hơn tôm sú ở tuổi thành niên Trong điều kiện tự nhiên từ tôm bột đến tôm cỡ 40 g/con mất khoảng thời gian 180 ngày hoặc từ 0,1 g có thể lớn tới 15 g trong giai đoạn 90 - 120 ngày Là đối tượng nuôi quan trọng sau tôm sú

1.2.4 Sinh sản

Tôm thẻ chân trắng thành thục sớm, con cái có khối lượng từ 30 - 45 g/con là

có thể tham gia sinh sản Ở khu vực tự nhiên có tôm chân trắng phân bố thì quanh năm đều bắt được tôm chân trắng Song mùa sinh sản của tôm chân trắng ở vùng biển lại có

sự khác nhau ví dụ: Ở ven biển phía Bắc Equađo tôm đẻ tử tháng 12 đến tháng 4 Lượng trứng của mỗi vụ đẻ phụ thuộc vào cỡ tôm mẹ: Nếu tôm mẹ từ 30 - 45g thì lượng trứng từ 100.000 - 250.000 trứng, đường kính trứng 0.22mm Sau mỗi lần đẻ hết trứng, buồng trứng tôm lại phát triển tiếp Thời gian giữa 2 lần đẻ cách nhau 2 - 3 ngày Con đẻ nhiều nhất tới 10 lần/năm Thường sau 3 - 4 lần đẻ liên tục thì có lần lột

vỏ Sau khi đẻ 14 - 16 giờ trứng nở ra ấu trùng Nauplius Ấu trùng Nauplius trải qua 6 giai đoạn: Zoea qua 3 giai đoạn, Mysis qua 3 giai đoạn thành Postlarvae Chiều dài của Postlarvae tôm P.Vannamei khoảng 0,88 - 3mm

1.3 PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ [4, 7]

Trong khoảng 10 năm trở lại đây phương pháp này đã được sử dụng để xác định các kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nước khoáng, y học, sinh học, các sản phẩm nông nghiệp, rau quả, thực phẩm…có thể nói phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử đã trở thành một phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều kim loại

1.3.1 Cơ sở lí thuyết

Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) dựa trên cơ sở lí thuyết là sự hấp thụ năng

lượng (bức xạ đơn sắc) của các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức

xạ đơn sắc qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ

1.3.2 Đối tượng chính và phạm vi áp dụng

Đối tượng chính của phương pháp phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử là phân

tích lượng nhỏ (lượng vết) các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của chất hữu cơ

và vô cơ Với các trang bị và kĩ thuật hiện nay bằng phương pháp này người ta có thể định lượng được hầu hết các kim loại (khoảng 70 nguyên tố) và một số phi kim đến giới hạn nồng độ cỡ ppm (microgram, 10-6g) bằng kĩ thuật F-AAS, đến nồng độ ppb (nanogam, 10-9g) bằng kĩ thuật ETA-AAS với sai số  15% Với đối tượng đó, phương pháp phân tích này được sử dụng để xác định các kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nước, khoáng, các mẫu của y học, sinh học, các sản phẩm nông nghiệp,

rau quả, thực phẩm, các nguyên tố vi lượng trong phân bón, trong thức ăn gia súc,…

- Đây là phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều nguyên tố

- Xác định một số phi kim như: Si, P, S, Se, Te Các phi kim như C, Cl, O, N

không xác định được bằng AAS vì các vạch phân tích của các nguyên tố này nằm

ngoài vùng phổ của máy AAS (190-900nm)

- Một số chất được xác định bằng phương pháp gián tiếp do các chất này không

có phổ hấp thụ nguyên tử (nhờ phản ứng hóa học trung gian có tính chất định lượng

như phản ứng kết tủa, tạo phức,…)

1.3.3 Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử

Như chúng ta đã biết, vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là phần

tử cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố hoá học Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng lượng dưới dạng các bức xạ Lúc này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu chúng ta chiếu một chùm tia sáng

có những bước sóng (hay tần số) xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì các nguyên tử tự

do đó sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ mà nó

có thể phát ra được trong quá trình phát xạ của nó Lúc này nguyên tử đã nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản Đó là tính chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi Quá trình

đó được gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử Phổ sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử Nếu gọi năng lượng của nguồn bức xạ điện tử đã bị nguyên tử hấp thụ là E thì ta có:

E

 = Em - E0 = hv hay



c h

Như vậy, ứng với mỗi giá trị năng lượng E i mà nguyên tử đã hấp thụ ta sẽ

có một vạch phổ hấp thụ với độ dài sóng  đặc trưng cho quá trình đó, nghĩa là

phổ hấp thụ nguyên tử là phổ vạch

Qúa trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhạy, các vạch phổ đặc trưng

và các vạch phổ cuối cùng của các nguyên tố

Nếu kích thích nguyên tử bằng năng lượng Em ta có phổ phát xạ nguyên tử, bằng chùm tia đơn sắc ta có phổ hấp thụ nguyên tử

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, đám hơi nguyên tử của mẫu trong ngọn lửa hay trong cuvet graphit là môi trường hấp thụ bức xạ (hấp thụ năng lượng của tia bức xạ) Phân tử hấp thụ năng lượng của tia bức xạ hv và các nguyên tử tự do trong đám hơi nguyên tử đó Do đó muốn có phổ hấp thụ nguyên tử, trước hết phải tạo ra được đám hơi nguyên tử tự do, sau đó chiếu vào nó một chùm tia sáng có những bước sóng nhất định ứng với các tia phát xạ nhạy của nguyên tố cần nghiên cứu Khi đó các nguyên tử

tự do sẽ hấp thụ năng lượng của chùm tia đó và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Hình 1.1: Quá trình hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang của một nguyên tử

Trong đó: Eo: Mức năng lượng ở trạng thái cơ bản

Em: Mức năng lượng ở trạng thái kích thích

E: Năng lượng nhận vào (kích thích)

+ hv: Photon kích thích

- hv : Photon phát xạ

1.3.4 Nguyên tắc của phương pháp, thiết bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

Thiết bị cần có: Nguồn bức xạ điện tử đơn sắc (đèn catot rỗng) HCL (Hollow

Cathode Lamp); đèn đốt hỗn hợp khí nhiên liệu và khí oxi hóa, máy tạo bức xạ điện tử đơn sắc (bằng lăng kính hay cách tử), detector quang và cấu trúc ghi phổ

Trong đó: 1 Nguồn bức xạ đơn sắc (HCL);

Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu

2 Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử tự do vừa điều chế được ở trên Ở đây, phần cường độ của chùm tia sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thụ là phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường hấp thụ Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích được gọi là nguồn phát xạ đơn sắc hay phát xạ cộng hưởng

3 Hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân li và chọn vạch phổ hấp thụ nguyên tử đặc trưng của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ nguyên tử của vạch phổ hấp thụ nguyên

tử Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C giá trị ảnh hưởng cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích theo phương trình :

I

I C l K

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử thường dùng chủ yếu 4 loại nguồn phát tia bức xạ đơn sắc là:

- Đèn catot rỗng (HCL = Hollow Cathode Lamp)

- Đèn phóng điện không điện cực (EDL = Electrodeless Discharge Lamp)

- Đèn phát phổ liên tục đã được biến điệu (D2 – Lamp, W – Lamp)

- Các loại nguồn đơn sắc khác

Trong các loại đèn trên, đèn HCL được dùng phổ biến nhất Đèn HCL chỉ phát ra những tia phát xạ nhạy của nguyên tố kim loại làm catot rỗng Các vạch phát xạ của một nguyên tố thường là các vạch cộng hưởng Do vậy đèn catot rỗng cũng được gọi

là nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng Nó là phổ phát xạ của nguyên tố trong môi trường khí kém

Về cấu tạo, đèn catot rỗng gồm 3 bộ phận chính:

1 Thân đèn và cửa sổ S (thủy tinh hay thạch anh, trong suốt vùng UV-VIS);

2 Các điện cực anot và catot;

3 Khí chứa trong đèn (khí trơ: He, Ar hay Ne)

Anot: W, Pt; catot: ống rỗng, đường kính 3-5mm, chiều dài 5-6mm từ kim loại cần phân tích (99,9%)

Nguồn nuôi đèn: đèn được đốt nóng đỏ để phát ra chùm tia phát xạ cộng hưởng nhờ nguồn điện một chiều ổn định (thế 200-220V và I = 3-50mA)

Cơ chế làm việc của đèn HCL: Khi đèn HCL làm việc, catot được nung đỏ, giữa catot

và anot xảy ra sự phóng điện liên tục Do sự phóng điện đó (U = 300-350V) mà một số phân tử khí trơ bị ion hóa Các ion khí trơ vừa được sinh ra sẽ tấn công vào catot làm bề mặt catot nóng đỏ và một số nguyên tử kim loại trên bề mặt catot bị hóa hơi và nó trở thành những kim loại tự do Khi đó dưới tác dụng của nhiệt độ trong đèn HCL đang được đốt nóng đỏ, các nguyên tử kim loại này bị khích thích và phát ra phổ phát xạ của nó Đó chính

là phổ vạch của chính kim loại làm catot rỗng Nhưng vì điều kiện đặc biệt của môi trường khí trơ có áp suất rất thấp, nên phổ phát xạ đó chỉ bao gồm các vạch nhạy của kim loại mà thôi Đó chính là sự phát xạ của kim loại trong môi trường khí kém Chùm tia phát xạ này là tia đơn sắc chiếu qua môi trường hấp thụ để thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử Thường dùng đèn đơn nguyên tố (phát xạ 1 nguyên tố) Ngoài ra còn dùng đèn hai nguyên tố (Cu + Mg), (Cu + Cr), (Co + Ni), (K + Na), (Cu + Pb), đèn ba nguyên tố (Cu + Pb +Zn), đèn sáu nguyên tố (Cu + Mn + Cr + Fe + Co + Ni) Tuy nhiên, những đèn đơn có độ nhạy cao nhất

1.3.5 Cường độ vạch phổ

Nghiên cứu sự phụ thuộc cường độ dòng ánh sáng bị hấp thụ của một nguyên tố

vào nồng độ C của nguyên tố đó trong mẫu phân tích, người ta thấy rằng trong phổ hấp thụ nguyên tử vùng nồng độ C nhỏ, mối quan hệ giữa cường độ của tia sáng bị hấp thụ

và nồng độ của nguyên tố đó trong đám hơi tuân theo định luật Lambert- Beer, nghĩa

là nếu chiếu một chùm sáng cường độ ban đầu là Io qua đám hơi nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích nồng độ là N và bề dày L (cm), cường độ chùm sáng đi ra khỏi

Tức là: A = KN

Trong đó K là hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào: Ka, bề dày lớp hấp thụ và vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ

Giữa N và nồng độ C của nguyên tố trong mẫu có mối quan hệ với nhau rất phức tạp, nó phụ thuộc vào các điều kiện nguyên tử hoá mẫu, thành phần vật lí, hoá học của mẫu phân tích và được tính theo biểu thức sau:

.W.s.n

o

R T

F

Đây là công thức tổng quát tính giá trị N trong ngọn lửa nguyên tử hoá mẫu theo Winefordner và Vicker Trong đó :

F là tốc độ dẫn mẫu vào hệ thống nguyên tử hoá (ml/phút)

W là hiệu suất aerosol hóa mẫu

s là hiệu suất nguyên tử hoá

nRo là số phần tử khí ở nhiệt độ ban đầu, To( K)

nT là số phân tử khí ở nhiệt độ T (K) của ngọn lửa nguyên tử hoá

Q là tốc độ của dòng khí mang mẫu vào buồng aerosol hoá (lít/phút)

C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong dung dịch mẫu

Nhiều kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, trong một giới hạn nhất định của nồng độ

C, mối quan hệ giữa N và C được biểu thị bằng biểu thức: N= KiCb

Trong đó Ki là hằng số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu, b được gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào nguyên tố

và bước sóng của dòng sáng, b ≤ 1; b=1 khi nồng độ C nhỏ và ứng với mỗi vạch phổ của mỗi nguyên tố phân tích ta luôn luôn tìm được một giá trị Cx = Co để b ban đầu nhỏ hơn 1, nghĩa là ứng với:

+ Vùng nồng độ Cx < Co thì b=1: Cường độ vạch phổ và nồng độ Cx là tuyến tính.+ Vùng nồng độ Cx > Co thì 0 <b<1: Như vậy trong vùng này mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ Cx là không tuyến tính nữa





Hình 1.3: Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ A và nồng độ Cx

AB: vùng tuyến tính (b=1), BC: vùng không tuyến tính (b <1)



Hc: độ rộng của cấu trúc tinh vi

* Độ rộng tự nhiên Hn: Độ rộng này được quyết định bởi hiệu số của bước chuyển giữa hai mức năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích Độ rộng này phụ thuộc vào thời gian lưu của nguyên tử ở trạng thái kích thích

và được tính theo công thức:

Trong đó tm là thời gian của nguyên tử ở trạng thái kích thích m

Đa số các trường hợp độ rộng tự nhiên của vạch phổ hấp thụ không vượt quá 1.10- 3 cm- 1

* Độ rộng kép Hd: Độ rộng này được quyết định bởi sự chuyển động nhiệt của nguyên tử tự do trong môi trường hấp thụ theo hướng cùng chiều hay ngược chiều với chuyển động của phôton trong môi trường đó Vì thế nó phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ Một cách gần đúng độ rộng kép được tính theo công thức:

Độ rộng Lorenz được tính theo công thức:

HL = 12,04.1023.P. 2 2 (1 1 )

M A

Trong đó P là áp lực khí và M là phân tử lượng của khí đó trong môi trường hấp thụ

* Độ rộng của cấu trúc tinh vi Hc: Khi đám hơi nguyên tử hấp thụ năng lượng được đặt trong một từ trường hay trong một điện trường thì yếu tố này thể hiện rõ

Công thức trên là công thức tổng quát đầy đủ cho độ rộng của vạch phổ hấp thụ nguyên tử Nhưng trong thực tế của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử khi không có tác dụng của từ trường ngoài và với các máy quang phổ có độ tán sắc nhỏ hơn 2 Ao/ mm, thì lí thuyết

và thực nghiệm chỉ ra rằng: độ rộng chung của một vạch hấp thụ chỉ do ba thành phần đầu (chiếm 95%) của biểu thức quyết định, nghĩa là: Ht = Hn + Hd + HL

Điều này hoàn toàn đúng đối với các vạch phổ cộng hưởng trong điều kiện môi trường hấp thụ có nhiệt độ từ 1600-3500oC và áp suất 1atm

Phương pháp nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa có độ nhạy rất cao

1.3.7 Ưu và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

chất phải có độ tinh khiết cao

Phương pháp chỉ cho biết thành phần nguyên tố mà không cho biết trạng thái liên kết trong mẫu Vì thế đây chỉ là phương pháp phân tích nguyên tố

1.3.8 Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu

Nguyên tử hoá mẫu phân tích là một công việc hết sức quan trọng của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, bởi vì chỉ có các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi mới cho phổ hấp thụ nguyên tử, nghĩa là số nguyên tử tự do trong trạng thái hơi là yếu tố quyết định cường độ vạch phổ hấp thụ và quá trình nguyên tử hoá mẫu thực hiện tốt hay không tốt đều có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích một nguyên tố Mục đích của quá trình này là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định để phép đo đạt kết quả chính xác và có độ lặp lại cao Đáp ứng mục đích đó ngày nay người thường dùng hai kĩ thuật đó là kĩ thuật hoá mẫu trong ngọn lửa đèn khí (F-AAS) và kĩ thuật hoá mẫu không ngọn lửa (ETA -AAS)

a) Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa

Theo kĩ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi

và nguyên tử hoá mẫu phân tích Vì thế mọi quá trình xảy ra 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 hoá mẫu phân tích và mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích Nguyên tử hoá mẫu bằng đèn khí, trước hết ta chuẩn bị mẫu ở trạng thái dung dịch Sau đó dẫn dung dịch mẫu vào ngọn đèn khí để nguyên tử hoá mẫu Quá trình nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa xảy ra theo hai bước kế tiếp nhau

Bước 1: Phun dung dịch mẫu thành thể các hạt nhỏ sương mù cùng với khí mang và

khí cháy, đó là các sol khí (aerosol), quá trình này gọi là aerosol hoá Tốc độ dẫn dung dịch, dẫn khí và kĩ thuật của quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích

Bước 2: Dẫn hỗn hợp aerosol vào đèn đốt để nguyên tử hoá Khí mang là một

trong hai khí để đốt, thường là không khí, oxi hay N2O Tác dụng nhiệt của ngọn lửa trước hết làm bay hơi dung môi dùng để hoà tan mẫu và các chất hữu cơ (nếu có) Lúc

đó mẫu còn lại là các hạt rắn rất nhỏ trong ngọn lửa Tiếp đó là quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá các hạt mẫu khô đó Quá trình này xảy ra theo hai cơ chế chính sau:

Nếu năng lượng (nhiệt độ) hoá hơi (Ehh) của các hợp phần có trong mẫu nhỏ hơn năng lượng nguyên tử hoá (En) của nó thì xảy ra theo cơ chế 1

Me (k) + h → phổ AAS

Nói chung các muối halogen (trừ F), muối axetat, một số muối nitrat, một số muối sunphat của kim loại thường xảy ra theo cơ chế này Cơ chế này cho phép đo AAS có độ nhạy cao và ổn định

Ngược lại (Ehh >En) thì sẽ xảy ra theo cơ chế 2

b) Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa

Ra đời sau kĩ thuật nguyên tử hoá trong ngọn lửa, nhưng kĩ thuật này được phát triển rất nhanh và hiện nay đang được ứng dụng rất phổ biến vì kĩ thuật này cung cấp cho phép

đo AAS có độ nhạy rất cao mức ng - ppb, có khi gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần phép đo trong ngọn lửa Do đó khi phân tích lượng vết các kim loại trong nhiều trường hợp không cần thiết phải làm giàu các nguyên tố cần phân tích Đặc biệt là khi xác định các nguyên tố

vi lượng trong các loại mẫu của y học, sinh học, dược phẩm, thực phẩm, nước giải khát…

Tuy có độ nhạy cao nhưng trong một số trường hợp độ ổn định của phép đo không ngọn lửa kém phép đo trong ngọn lửa do ảnh hưởng của phổ nền Để khắc phục vấn đề trên người ta lắp thêm hệ thống bổ chính nền vào máy đo phổ hấp thụ Đặc điểm nữa của phép đo không ngọn lửa là cần lượng mẫu tương đối nhỏ từ 20-50L

Về nguyên tắc là quá trình nguyên tử hoá xảy ra tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn 200 ÷ 500A và trong môi trường khí trơ Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình hoá mẫu

+ Sấy khô mẫu: Giai đoạn này rất cần thiết nhằm đảm bảo cho dung môi hoà tan mẫu bay hơi nhẹ nhàng và hoàn toàn, nhưng không làm mất mẫu do bị bắn, nhiệt độ sấy: 80-150oC, thời gian sấy 20-30 giây

+ Tro hoá luyện mẫu: Mục đích chính là để đốt cháy (tro hoá) các hợp chất hữu

cơ và mùn có trong mẫu sau khi đã sấy khô, đồng thời cũng là để nung luyện mẫu ở một nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hoá tiếp theo đạt hiệu suất cao và ổn định Nhiệt độ tro hoá: 400-1500oC, thời gian 20-30 giây

+ Nguyên tử hoá: Giai đoạn này được thực hiện sau giai đoạn sấy và tro hoá song lại bị ảnh hưởng bởi hai giai đoạn trên, thời gian thực hiện giai đoạn này ngắn, thường vào khoảng 3 ÷ 6 giây, tốc độ tăng nhiệt rất lớn

Nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá của mỗi nguyên tố rất khác nhau Mỗi nguyên tố cần một nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá giới hạn của nó

Thường dùng các phương pháp không dùng ngọn lửa sau: dùng lò graphit, dùng

hồ quang điện, dùng tia lửa điện và dùng plasma tần số vô tuyến (cao tần)

1.3.9 Một số yếu tố ảnh hưởng trong phép đo AAS

Những yếu tố đó là: Sự hấp thụ nền; sự xen phủ các vạch phổ; sự hấp thụ của các hạt rắn; độ nhớt và sức căng bề mặt ngoài của dung dịch mẫu; hiệu ứng lưu lại; sự ion hóa của chất phân tích; sự phát xạ của nguyên tố phân tích

Các yếu tố hóa học: Nồng độ axit và loại axit trong dung dịch mẫu; ảnh hưởng của các cation trong mẫu; ảnh hưởng của các anion trong mẫu; thành phần nền của mẫu; ảnh hưởng của dung môi hữu cơ

Bảng 1.1 Sự xen lẫn và sự trùng vạch của các nguyên tố Nguyên tố và vạch phân

tích (nm)

Nguyên tố có vạch chen lấn Vạch chen lấn Nồng độ xuất hiện sự

xen lấn (ppm)

(Electronic Discharge Lamp)

- Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích, có hai loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu: + Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa, sử dụng khí C2H2 và không khí nén hoặc oxit nitơ (N2O), gọi là Flame AAS

+ Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa, sử dụng lò đốt điện, gọi là ETA-AAS (Electro -Thermal-Atomization AAS)

- Bộ đơn sắc có nhiệm vụ thu nhận, phân ly và ghi tính hiệu bức xạ đặc trưng sau khi được hấp thu

- Hệ điện tử/ máy tính để điều khiển và xử lý số liệu

Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử

1 Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc

2 Hệ thống nguyên tử hoá mẫu

3 Hệ thống phân li quang học và ghi nhận tín hiệu

4 Bộ phận khuyếch đại và hiển thị kết quả đo

5 Máy tính điều khiển

Máy AAS có thể phân tích các chỉ tiêu trong mẫu có nồng độ từ ppb - ppm Mẫu phải được vô cơ hóa thành dung dịch rồi phun vào hệ thống nguyên tử hóa mẫu của máy AAS Khi cần phân tích nguyên tố nào thì ta gắn đèn cathode rỗng của nguyên tố

đó Một dãy dung dịch chuẩn của nguyên tố cần đo đã biết chính xác nồng độ được đo song song Từ các số liệu đo được ta sẽ tính được nồng độ của nguyên tố cần đo có trong dung dịch mẫu đem phân tích

Ưu điểm của máy AAS :

 Độ chính xác của máy AAS cao

 Độ lặp lại rất tốt

 Độ nhạy: rất nhạy, đo dược hàm lượng tới ppb (microgam/ kg)

 Chi phí đầu tư thấp so với máy ICP-OES

 Phân tích được rất nhiều nguyên tố và thời gian phân tích nhanh

Hình 1.5: Hệ thống máy hấp thu nguyên tử AAS của hãng Varian

1.5 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG BẰNG AAS [4, 7]

Việc xác định định lượng theo AAS dựa trên phương trình của định luật

Bouguer-Lambert-Beer:

I

I C l

A là độ hấp thụ

I0, I là cường độ bức xạ trước và sau khi bị các nguyên tử hấp thụ tại bước sóng 

là hệ số hấp thu nguyên tử tùy thuộc vào từng nguyên tố tại bước sóng 

l là độ dày lớp hơi nguyên tử

N là nồng độ nguyên tử chất phân tích trong lớp hơi

Việc xác định định lượng được thực hiện theo các phương pháp sau:

- Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn)

- Phương pháp thêm tiêu chuẩn

- Phương pháp đồ thị không đổi

- Phương pháp dùng một mẫu chuẩn

Các kiểu phương pháp phân tích theo AAS

- Phương pháp phân tích trực tiếp cho chất có phổ hấp thụ nguyên tử

- Các phương pháp phân tích gián tiếp cho chất không có phổ AAS

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM

2.1 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ

- Dụng cụ thủy tinh: Các ống nghiệm thủy tinh chịu nhiệt 30 ml có nắp xoáy;

Cốc thủy tinh chịu nhiệt, thể tích 100 ml, 250 ml, 1000 ml; Bình định mức thủy tinh,

H2O2 đặc, nước cất hai lần

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mẫu tôm thẻ chân trắng được lấy ở 4 ao nuôi của 4 hộ dân trong 4 thôn (thôn 1,

2, 5 và 7) tại xã Trung Trạch huyện Bố Trạch Các ao được lựa chọn để lấy mẫu là những ao đang được dùng thường xuyên cho việc nuôi tôm thẻ chân trắng và đạt hiệu quả tốt

Mẫu được lấy ở trạng thái sống, sau đó được phẩu thuật rửa sạch sẽ, trước khi tiến hành đo các chỉ tiêu Các mẫu tôm được lấy vào 2 đợt (đợt 1: 01/12/2015 và tôm

đã nuôi được 75 ngày tuổi, đợt 2: 27/12/2015) Mỗi đợt gồm 4 mẫu được phân loa ̣i theo kích cở từ nhỏ đến lớn theo chiều dài, cân nặng của tôm, mỗi mẫu gồm 3 ÷ 6 cá thể, lấy theo phương pháp tổ hợp Mẫu tôm thẻ chân trắng được chuyển ngay về phòng thí nghiệm sau khi lấy mẫu và được xử lý sơ bộ trước khi tiến hành phân tích: Rửa sạch phần vỏ và tráng bằng nước cất, sau đó dùng dao inox tách lấy phần thịt Mẫu được xay nhuyễn, cất trong tủ lạnh sâu nếu chưa tiến hành phân tích ngay Các mẫu tôm được ký hiệu Tij, trong đó: i = 1  n (thứ tự đợt lấy mẫu), j = 1  m (vị trí lấymẫu) Lấy mẫu phân tích là khâu quan trọng quyết định độ chính xác của kết quả phân

tích Qúa trình lấy mẫu phải đảm bảo đủ các yếu tố của QA/QC trước lúc (chuẩn bị), trong lúc lấy mẫu và sau khi đã lấy xong mẫu cũng như vận chuyển và bảo quản chúng Đó là cả một quá trình mà mọi người đều phải thực hiện đúng các quy trình lấy mẫu, có như thế mới có được mẫu để phân tích cho ra kết quả phản ánh đúng thực tế của đối tượng cần nghiên cứu, phân tích [18].

Lấy đường quốc lộ 1A làm chuẩn thôn 1 và thôn 2 nằm về hướng Đông – Bắc của đường quốc lộ 1A, thôn 5 và thôn 7 nằm về hướng Đông - Nam của đường quốc lộ 1A Đồng thời chia làm hai đợt lấy mẫu có thời gian lấy mẫu cách nhau khoảng 1 tháng nhằm khảo sát, đánh giá sự thay đổi hàm lượng của các kim loại Cu, Zn, Mn, Fe theo địa điểm và thời gian

Cách lấy mẫu: việc lấy mẫu được thực hiện theo quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hoá học trong thực phẩm, cụ thể: Theo quyết định số 46/ 2007/QĐ-BYT của bộ trưởng Bộ Y tế [11] Lấy mẫu

- Thời gian lấy mẫu:

Bảng 2.1 Thời gian lấy mẫu tôm tại xã Trung Trạch Đợt lấy

mẫu Thời gian Điều kiện thời tiết

Số lượng mẫu

Đợt 1:

Tháng 12

Buổi sáng, từ 10h30’, Thứ ba, ngày

8h-01 tháng 12 năm 28h-015

Trời lạnh, nhiệt độ không khí khoảng 200C, trước thời điểm lấy mẫu một ngày trời có mưa dông, thời điểm lấy mẫu trời không mưa

4

Đợt 2:

Tháng 2

Buổi chiều, từ 16h30’, chủ nhật, ngày

14h-27 tháng 12 năm 2015

Trời nắng nhẹ, nhiệt độ không khí

2.3.3 GHI CHÉP LẬP HỒ SƠ MẪU KHI LẤY

Khi lấy mẫu, mỗi mẫu phải có ghi chép lập hồ sơ đầy đủ Hồ sơ lấy mẫu tôm tại xã Trung Trạch được thể hiện cụ thể ở bảng sau:

Bảng 2.2 Thông tin về các mẫu tôm thu được thuộc xã Trung Trạch

5 T2,1 Hoàng Tuấn Kiên 6

Sau khi lấy mẫu tôm cho vào túi nilon, dán ký hiệu mẫu lên túi và đưa về phòng thí nghiệm hóa học Trường đại học Quảng Bình để tiến hành phân tích

2.3.4 Xử lý sơ bộ, quản lý và bảo quản mẫu phân tích [2, 6, 9, 10]

Việc xử lý sơ bộ, quản lý và bảo quản mẫu là một khâu kế tiếp của công việc lấy mẫu phân tích Lấy mẫu tốt nhưng bảo quản không tốt thì sẽ làm hỏng mẫu phân tích Nhiều loại mẫu khi tách ra khỏi môi trường thực tế, các chất trong mẫu có thể bị thay đổi, bị mất hay bị phân hủy… Vì thế cần phải xử lý mẫu sơ bộ nhằm:

- Giữ và bảo toàn được chất phân tích không bị mất do các hiện tượng: sự tương tác hóa học, tự phân hủy của chất; sự thủy phân của các chất; sự sa lắng của chất và sự hấp phụ vào dụng cụ chứa mẫu

- Phục vụ cho di chuyển dễ dàng và không hư hỏng mẫu

- Bảo quản không làm thay đổi thành phần mẫu và chất phân tích

- Phục vụ cho bảo quản được dễ dàng và an toàn sau khi lấy

Việc bảo quản mẫu được thực hiện dựa theo các quy định trong tiêu chuẩn Việt

Nam Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu Ngay sau khi thu thập đủ số lượng mẫu, các mẫu nước được đưa về phòng thí nghiệm hóa học trường Đại học Quảng Bình và tiến hành xử lý sơ bộ trước khi tiến hành phân tích cụ thể rửa sạch phần vỏ tôm và tráng bằng nước cất, sau đó dùng dao inox tách lấy phần thịt Mẫu được xay nhuyễn, dùng pipet lấy 1ml dung dịch axit HNO3 đặc cho vào mỗi mẫu và trộn đều bằng đũa thủy tinh sạch (dụng cụ đã được rửa sạch và tráng bằng axit HNO3 đặc) Sau khi xử

lí sơ bộ, cho mẫu xếp gọn vào tủ lạnh sâu nếu chưa tiến hành phân tích ngay bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (mẫu tôm không được để quá 24 giờ)

Lưu ý: Các khâu lấy mẫu, xử lý sơ bộ, quản lí và bảo quản mẫu phải đảm bảo

tiêu chuẩn QA (quality assurance - đảm bảo chất lượng) và QC (quality control - kiểm soát chất lượng)