Phân tích hàm lượng các kim loại mn, pb trong một số loài nhiễm thể ở nghệ an bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Từ các lý do trên chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: " Phân tích hàm lượng các kim loại Mn, Pb trong một số loài nhuyễn thể ở Nghệ An bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS" làm đề tà

Trờng đại học vinh Khoa HóA HọC

===  ===

hoàng thị thủy

pHÂN TíCH HàM lợng các kim loại mn, pb trong một số loài nhuyễn thể ở nghệ an bằng phơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử

hóa, đặc biệt về các chất có hoạt tính sinh học của cơ thể các loài nhuyễn thểhầu như còn khiếm khuyết trong tài liệu báo chí.

Xã hội ngày càng phát triển, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã

và làm gia tăng nguy cơ gây ô nhiễm môi trường, đó phải kể đến hàm lượngkim loại nặng

Môi trường biển như cái thùng khổng lồ chứa nhiều kim loại nặng đượccho là ô nhiễm khi hàm lượng đủ lớn làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái Ônhiễm môi trường được đánh giá hiệu quả thông qua cơ thể sống Trong đónhuyễn thể hai mảnh vỏ thường sống cố định tại một địa điểm và hô hấp bằngmang, có đời sống lọc nước nên chúng tích lũy nhiều kim loại nặng và nhiềuchất khác trong cơ thể

Các kim loại Mn và Pb thường tồn tại trong nhuyễn thể với hàm lượngkhá lớn Sự tồn tại Pb ở hàm lượng vượt giới hạn cho phép đều ảnh hưởngxấu tới sức khỏe của chúng ta, Mn tồn tại với hàm lượng cho phép có tácdụng tốt nhưng nếu hàm lượng quá lớn sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe củacon người Kiểm soát được hàm lượng các kim loại nặng trong thực phẩm nóichung và trong nhuyễn thể nói riêng, sẽ giúp chúng ta sử dụng được nguồnthực phẩm tự nhiên bổ sung một cách an toàn

Từ các lý do trên chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: " Phân tích hàm lượng các kim loại Mn, Pb trong một số loài nhuyễn thể ở Nghệ An bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)" làm đề tài khóa luận tốt nghiệp đại học

Cấu tạo lớp vỏ điện tử ngoài cùng 4f145d106s26p2

I.2 Tính chất của chì và tác dụng sinh hóa

Chì là nguyên tố phổ biến trong vỏ trái đất Chì nằm ở phân nhóm chínhnhóm IV, chu kỳ 6 trong bảng hệ thống tuần hoàn Chì tồn tại ở trạng thái oxihóa 0, +2, +4, trong đó muối có hóa trị II là hay gặp nhất và có độ bền caonhất.Trong tự nhiên tồn tại các loại quặng galenit (PbS), Cesurit (PbCO3) vàanglesit (PbSO4)

Trong môi trường nước, tính năng của hợp chất chì được xác định chủyếu thông qua độ tan của nó Độ tan của chì phụ thuộc vào PH, PH tăng thì độtan giảm và phụ thuộc vào các yếu tố khác như độ muối ( hàm lượng ion khácnhau ) của nước, điều kiện oxi hóa khử Chì trong nước này có nguồn gốc tựnhiên chiếm tỉ lệ khiêm tốn chủ yếu là từ đường ống dẫn các thiết bị tiếp xúc

có chứa chì

Trong khí quyển, chì tương đối giàu hơn so với kim loại nặng khác.Nguồn chính của chì phân tán trong không khí là do sự đốt cháy các nhiên liệudùng hợp chất của chì là tăng trị số oc tan thêm vào dưới dạng Pb(CH3)4 vàPb(C2H5)4 Cùng với các chất gây ô nhiễm khác, chì được loại khỏi khí quyển

do quá trình sa lắng khô và ướt Kết quả là bụi thành phố và đất bên đườngngày càng giàu chì với nồng độ điển hình cở vào khoảng 1000 ÷ 4000 mg/kg Tác dụng sinh hóa của chì chủ yếu là tác dụng của nó tới sự tổng hợpmáu dẫn tới phá vỡ hồng cầu Chì ức chế một số enzym quan trọng của quátrình tổng hợp máu do sụ tích lũy của các hợp chất trung gian của quá trìnhtrao đổi chất Hợp chất kiểu này là delta-amino levunilicanxit (ALA-

dehyrase) Một pha quan trọng của tổng hợp máu là do sự chuyển hóa amino levuni licaxit thành porphobiliogen.Chì ức chế ALA- đendrese enzym,

delta-do đó giai đoạn tiếp theo tạo thành porpho biliogen không thể xảy ra Kết quả

là phá hủy quá trình tổng hợp hemoglobin cũng như các sắc tố hô hấp kháccần thiết trong máu như cytochromes

Cuối cùng chì cản trở việc sử dụng oxi và glucoza để sản sinh nănglượng trong quá trình sống Sự cản trở này có thể tìm thấy khi nồng độ cồntrong máu nằm khoảng 0,3 ppm Ở các nồng độ cao hơn(> 0,3 ppm) có thểgây hiện tượng thiếu máu ( thiếu hemoglobin ) nếu hàm lượng chì trong máunằm khoảng 0,5 ÷ 0,8 ppm gây ra sự rối loạn chức năng thận và phá hủy não.Dạng tồn tại của chì trong nước là dạng có hóa trị II, có nồng độ 0,1mg/lit nó kìm hãm các hợp chất oxi hóa vi sinh các hợp chất hữu cơ và đầuđộc các vi sinh vật bậc thấp trong nước với nồng độ đạt tới 0,5 mg/lit thì kìmhãm quá trình oxi hóa amoniac thành nitrat cũng như phần lớn các kim loạinặng, chì tích tụ lại trong cơ thể thực vật sống trong nước Với các loại thựcvật bậc cao hệ số làm giàu có thể lên đến 100 lần và ở loại béo có thể đạt tớitrên 46 nghìn lần

Xương là nơi tàng trữ tích tụ chì của cơ thể Sau đó phần chì này có thểtương tác cùng với phot phat trong xương và thể hiện tính độc hại khi truyềnvào các mô mềm của cơ thể Chì nhiễm vào cơ thể qua da, đường tiêu hóa, hôhấp Người bị nhiễm độc chì sẽ mắc một số bệnh như thiếu máu, đau đầu,sưng khớp, chóng mặt

Chính vì tác hại nguy hiểm của chì đối với con người như vậy nên cácnước trên thế giới đều có quy định chặt chẽ về hàm lượng chì tối đa cho phép

có trong nước không vượt quá 1mg/l ( TCVN : 5942-1995)

Hàm lượng chì tối đa cho phép có trong thịt tươi, thịt kho đông khôngvượt quá 0,5 µg/g (TCVN: 7047 - 2006)

Thủy sản khô: Đối với động vật thân mềm thì hàm lượng chì tối đa chophép không vượt quá 1,0 µg/g(TCVN: 5649 - 2006), đối với các sản phẩmthủy sản khác thì hàm lượng chì tối đa cho phép không vượt quá 0,5 µg/g(TCVN: 5649 - 2006)

I.2.1 Độc tính của chì

Có thể nói chì là kim lọai độc thường gặp nhất Hầu như mọi sinh vậtđều không có nhu cầu sinh học về chì

Chứng thiếu máu do nhiễm độc chì, cũng như thiếu máu do thiếu sắt còn

do kìm hãm enzym pyrimidin-5-nucleosidase vốn có liên quan tới tự tăng sốlượng hồng cầu lưới Ngưỡng chì nhiễm có khả năng ức chế enzym này là44mg/dl

Hệ thống thần kinh cũng là một cơ quan đích dễ bị tấn công bởi chì khi

bị nhiễm chì, với nồng độ trong máu cao hơn 80mg/dl có thể xảy ra các bệnh

về não Người ta nhận thấy chì gây tổn thương đến các tiểu động mạch vàmao mạch, dẫn tới phù não, tăng áp suất dịch não tủy, thoái hóa các neuron và

có sự tăng sinh thần kinh đệm Trạng thái này được kết hợp với các biểu hiệnlâm sàng mật điều hòa, vận động khó khăn, giảm ý thức, ngơ ngác, hôn mê và

co giật Khi phục hồi thường kèm theo các dị chứng như động kinh,sự đầnđộn và trong một vài trường hợp bị bệnh thần kinh thị giác và mù

Chì gây ung thư thận ở chuột, nhưng cho đến nay chưa có dữ liệu về ảnhhưởng của nó ở người Nhiễm độc thận cấp tính do chì thường làm thay đổihình thái và chức năng của các tế bào ống thận Chì ảnh hưởng không mongmuốn đến chức năng sinh sản, chủ yếu do độc tính của nó đối với giao tử củacon đực và con cái, từ đó sẽ xuất hiện vô sinh, sảy thai và chết sơ sinh

Các hợp chất hữu cơ của chì như tetraetyl và tetrametyl chì dễ dàng xâmnhập vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc qua tiếp xúc da Chúng xâm nhập vàothần kinh gây ra các bệnh về não

Trong sản xuất công nghiệp thì Pb có vai trò quan trọng, tuy nhiên đây lànguyên tố kim loại có tính độc hại cao đối với cơ thể người và sinh vật Việcnhiễm độc Pb có thể là cấp tính hoặc tích lũy nhiều năm qua chuỗi thức ăncủa hệ sinh thái Không khí, nước và thực phẩm bị ô nhiễm Pb đều rất nguyhiểm cho mọi người, nhất là trẻ em đang phát triển và động vật Chì làm sựphát triển của bộ não trẻ em bị ảnh hưởng, chì ức chế mọi hoạt động của cácenzym, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân pháhuỷ hồng cầu.

Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình

sử dụng oxi để oxi hoá glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đólàm cho cơ thể mệt mỏi ở nồng độ cao hơn (>0,8 ppm) có thể gây nên thiếumáu do thiếu hemoglobin Hàm lượng chì trong máu nằm trong khoảng ( 0,5 -0,8 ppm) gây ra sự rối loạn chức năng của thận và phá huỷ não Xương là nơitàng trữ tích tụ chì trong cơ thể, ở đó chì tương tác với photphat trong xươngrồi truyền vào các mô mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó

Vì thế tốt nhất là tránh những nơi có chì ở bất kỳ dạng nào, đồng thờitrong dinh dưỡng chú ý dùng các loại thực phẩm có hàm lượng chì dưới quyđịnh cho phép, như có đủ Ca và Mg để hạn chế tác động của Pb Vì dù chúng takhông muốn thì cũng luôn có một lượng Pb rất nhỏ nhất định vẫn thâm nhậpvào cơ thể của chúng ta qua đường ăn uống và hít thở Vì thế nên uống sữa, ănnhiều rau xanh, các loại thực phẩm và đồ uống giàu vitamin B1 và vitamin Cthì có lợi cho việc chống lại và hạn chế ảnh hưởng của Pb đối với cơ thể

Chì là một thành phần không cần thiết của khẩu phần ăn Trung bình liềulượng chì do thức ăn, thức uống cung cấp cho khẩu phần hàng ngày từ 0,0033

- 0,005 mg/ kg thể trọng Nghĩa là trung bình một ngày, một người lớn ăn vào

cơ thể từ 0,25 đến 0,35mg chì Với liều lượng đó hàm lượng chì tích lũy sẽtăng dần theo tuổi, nhưng cho đến nay chưa có gì chứng tỏ rằng sự tích lũyliều lượng đó có thể gây ngộ độc đối với người bình thường khỏe mạnh

Liều lượng tối đa chì (Pb) có thể chấp nhận hàng ngày cho người, dothức ăn cung cấp, được tạm thời quy định là 0,005mg/kg thể trọng.

Ngộ độc cấp tính do chì thường ít gặp Ngộ độc trường diễn là do ănphải thức ăn có chứa một lượng chì, tuy ít nhưng liên tục hàng ngày Chỉ cầnhàng ngày cơ thể hấp thu từ 1 mg chì trở lên, sau một vài năm, sẽ có nhữngtriệu chứng đặc hiệu: hơi thở thối, sưng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đaubụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên (tay bị biến dạng),mạch yếu, nước tiểu ít, trong nước tiểu có poephyrin, phụ nữ dễ bị sảy thai

I.2.2 Những yếu tố ảnh hưởng của chì trong thực phẩm

Để đánh giá đúng tác hại của chì nhiễm trong thực phẩm cần khảo sát vaitrò của một số yếu tố khác nhau ảnh hưởng tới tính độc của chì đối với cơ thểcon người

I.2.2.1 Khả năng hòa tan của chì:

Trong công nghiệp, chì được coi là một kim loại được sử dụng lâu đời

do tính chống chịu ăn mòn của nó.Ngược lại, khi có mặt oxy của không khí,chì rất dễ dàng bị tấn công và bị hòa tan bởi axit yếu như :

Axit cacbonic ( H2CO3) trong nước thải tiêu dùng

Axit hữu cơ trong các loại quả hoặc các sản phẩm chế biến (axit citric,axit tartric, axit malic…)

Axit béo không no được giải phóng ra do quá trình ôi hóa một số loạidầu

I.2.2.2 Hệ số xâm nhập qua đường ruột:

Dạng vật lý của thực phẩm

Các nghiên cứu được tiến hành với chì Pb203clorua cho thấy chì đưa vào

cơ thể độc lập hoặc cùng với thức ăn dẫn tới phần trăm hấp thụ rất khác nhau:65-70 % trong trưòng hợp đầu và 4-8% trong trường hợp thứ hai

Thành phần của thực phẩm:

Các nguyên tố vô cơ : Các nguyên tố khoáng có ảnh hưởng khác nhauđối với sự nhiễm độc chì.

Can xi có một vài tính chất giống chì nên có thể cạnh tranh với chì trong

sự kết hợp với một số protein của mang nhầy ruột vốn có vai trò tích cựctrong hấp thụ chì, do đó giảm được nhiễm độc bởi chì Nhiều công trìnhnghiên cứu thực phẩm cho thấy chế độ ăn giàu can xi ở người cũng như ởđộng vật đều làm giảm sự nhiễm độc bởi chì

Ion phos phat cũng làm giảm đáng kể sự hấp thụ đáng kể dung dịch Pb203

( từ 63% xuống 10%) nhờ tính không hoàn toàn của nó Tác dụng này cànglớn nếu hấp thụ đồng thời CaCO3

Gluxid không ảnh hưởng tới sự hấp thụ chì qua ruột trừ lactose

Vitamin D có lợi cho việc hấp thụ chì qua đường ruột

Vitamin C, axit citric và một số axit amin cũng tạo thuận lợi cho việchấp thụ chì

Rượu etylic làm tăng sự hấp thụ chì do làm thay đổi tính thẩm thấu củaruột hoặc do làm tăng độ axit của dạ dày

Ngược lại axit phytic ( thường có trong bánh mì) làm giảm đáng kể sựhấp thụ chì do tạo thành chì phytat không hoàn toàn

I.2.3 Điều kiện nhiễm độc chì trong thực phẩm

I.2.3.1 Đồ uống:

Nước từ lâu đã được nói đến như là nguyên nhân của nhiều trường hợpnhiễm chì Các đường ống dẫn nước bằng chì và nước xâm thực từ các vùngđất granit là nguồn gốc nhiễm độc chì May là nhiều năm nay người ta đã cấm

sử dụng dạng ống nước này nên số lượng các vụ nhiễm độc loài này khôngtăng nữa

I.2.3.2 Rượu vang:

Thường rượu vang không dẫn đến ngộ độc, nhưng khi uống rượu vangđều đặn thường xuyên thì trong rượu vang có thể gây ra sự nhiễm độc chì

tiềm ẩn Rượu vang bình thường đã chứa một lượng chì khoảng 200μg/l nhấtg/l nhất

là đối với rượu vang trắng và rượu vang hồng thường có phản ứng axit hơn

Sự có mặt của chì trong rượu vang do có nhiều nguyên nhân khác nhau,nhưng không có nguồn nhiễm chì nào lại lớn hơn nhiễm chì từ nút chai Nóichung rượu vang chất lượng cao thường được đựng trong chai đậy nút có phủmột lớp thiếc mà thành phần chủ yếu của nó là chì Qua quá trình bảo quảnnhiều năm, do tính thẩm thấu tương đối của nút chai, một số giọt rượu thấmthấu qua được sẽ bị oxi hóa thành axit axetic Axit này sẽ tấn công nút chaitạo nên chì axetat rồi thẩm thấu trở lại khối rượu vang Nếu chât lượng nútchai thấp thì chỉ sau vài tuần nút chai đã bị ngấm rượu, do đó chỉ sau sáutháng hàm lượng chì đã đạt tới khoảng 1mg/l

I.2.3.3 Thức ăn:

Nói chung chì ít bị nhiẽm một cách tự nhiên vào thức ăn

Thức ăn có nguồn gốc thực vật: Chì không phải là một chất độc hệthống, bởi vì nó không khuyếch tán được vào trong hệ mạch của cây nênkhông làm nhiễm hoặc nhiễm rất ít các phần có thể ăn được của cây Người tacũng cho thấy rể chỉ có thể hấp thụ khi nồng độ trong đất vượt quá mộtngưỡng rất cao, hơn 1000ppm (mg/kg) Từ đặc tính này cho thấy khả năngnhiễm chì qua chuỗi thực phẩm là rất ít

Ngược lại lá hay quả có thể bị nhiễm chì ở nhiều mức độ khác nhau doviệc bám bụi chì từ môi trường tiếp cận xung quanh ( nhà máy, đường caotốc) Đây là nguy cơ lớn cho người và gia súc khi ăn những thực vật bị nhiễm.Thức ăn nguồn gốc động vật : Thức ăn dạng này cũng ít bị nhiễm chì,tuy nhiên những vùng quanh đường cao tốc và nhà máy thải bụi chì, sự ônhiễm chì là do bụi chì làm cho lượng chì trong các bộ phận gan và thận tănglên ở mức độ không bình thường

I.2.3.4 Dụng cụ nấu và đựng thức ăn:

Đồ gốm và sứ được tạo màu, trang bị bằng men chì là nguồn gốc của sựhấp thụ chì hàng ngày Đặc biệt các loại đồ vật bằng sứ được sản xuất vớimục đích trang trí nhưng vẫn được sử dụng để đựng salad cũng là nguồn gâyngộ đọc trầm trọng Thực tế, chất lượng nước men cũng như nhiệt độ nấu cóảnh hưởng tới sự hòa tan của chì vào thức ăn có tính axit cao

Một dạng nhiễm khác là do viẹc sử dụng rất phổ biến các bao bì kimloại Đa số các hộp đựng đồ hộp có mối hàn kim loại thường có thành phần làchì Vì vậy khi bảo quản thực phẩm có độ axit cao lâu ngày lượng chì hòa tanvào tới thức ăn có thể đạt tới ppm ( mg/kg ) nhất là đối với nước quả đôi khilượng chì chưa tới 1mg/l

Theo nhiều tài liệu công bố thì lượng chì đi vào thức ăn hàng ngàykhoảng 80 ÷ 150 μg/l nhấtg Lượng này thấp hơn liều lượng được phép tạm thời của

tổ chức FAO-OMS năm 1972 là 3mg/tuần

I.2.4 Các biện pháp dự phòng nhiễm độc chì

Phương pháp đánh giá mức độ nhiễm chì thường phải xác định nồng độchì trong máu Định lượng chì trong máu cũng được coi như một phương tiệnđơn giản để tạo lập mối quan hệ cố hữu giữa liều lượng và tác dụng Đối vớichì, lượng chì giới hạn 35 μg/l nhấtg/100ml máu ( hay 1,7 μg/l nhấtmol/l ) được coi là " mức

độ hiệu ứng sinh học " Người ta cho thấy rằng ở người trưởng thành ngay từnồng độ cao hơn một chút ( 40 ÷ 50 μg/l nhấtg/100ml máu ) mới xuất hiện những rốiloạn ít nhiều về quá trình sinh tổng hợp hay ảnh hưởng ít nhiều tới hệ thầnkinh trung ương và ngoại biên

Viện hàm lâm y học quốc gia Pháp đưa ra các quy định sau làm giảmnhiễm chì thực phẩm

- Nước uống : Cấm sử dụng chì trong sản xuất ống dẫn nước và xử lýnước

- Rượu vang : Cấm sử dụng nút chai có chì

- Đồ hộp: Tránh hàn bằng chì, nên sử dụng hàn điện

Giới hạn về hàm lượng chì trong thực phẩm, đưa ra các giới hạn khácnhau đối với thực phẩm khác nhau

Năng lượng ion hóa: I1 =7,43; I2 = 15,63; I3 = 33,69

II.2 Sự tồn tại Mangan trong thực phẩm và sức khỏe

Mangan (Mn) là kim loại đầu tiên được Gabriel Bertrand xem nhưnguyên tố vi lượng cơ bản đối với sự sống Mn có nhiều vai trò quan trọngtrong cơ thể như: Tác động đến hô hấp tế bào, phát triển xương, chuyển hóagluxit, hoạt động của não, cảm giác cân bằng Mn có hàm lượng cao trong tylạp thể làm chất đồng xúc tác cùng các enzym Hormon tuyến giáp kiểm tra

sự di chuyển của Mn Ngược lại, Mn tác động đến sự chuyển hóa tuyến giápnhờ được hình thành từ một enzym cơ bản Mn liên kết với vitamin K thamgia tổng hợp prothrombin ảnh hưởng đến quá trình đông máu Mn tham giatổng hợp protein và tương tác với acid nucleic, tham gia tổng hợp cholesterol

Mn làm giảm glucose huyết nhưng lại tham gia phản ứng tạo ra glucose từ cácphân tử khác Cơ thể rất ít khi bị thiếu Mn Trái lại nguy cơ ngộ độc lại dễ xảy

ra trong công nghiệp Mn Kali permanganat có tính ăn da nên có thể gây ngộđộc cấp tính, vì vậy cần thận trọng khi dùng nước pha thuốc tím để rửa rau.Nếu lượng Mn hấp thu vào cơ thể cao có thể gây độc với phổi, hệ thần kinh,thận và tim mạch Cơ thể người trưởng thành chứa 12 ÷ 20 mg Mn, nhiềunhất ở gan ( chiếm 20%) và tụy Trong máu hàm lượng Mn là 10 mcg/1, tập

trung chủ yếu ở hồng cầu; huyết thanh chỉ chứa 0,6 ÷ 4 mcg/1 Nhu cầu hằngngày của cơ thể từ 2 ÷3 mg Mn Mn được bài tiết qua phân, nước tiểu, tóc Mangan có lượng nhỏ trong sinh vật và là nguyên tố quan trọng đối với

sự sống ( ở khoảng 4.10-4 % chứa trong tim gan và tuyến thượng thận ) Ionmangan là chất hóa học một số enzym, xúc tiến quá trình tạo thành chấtclorophyl (chất diệp lục), sự tạo máu và sản xuất một số kháng thể Nâng caosức đề kháng cho cơ thể Mangan cần cho quá trình đồng hóa nitơ của thựcvật và quá trình tổng hợp protein

Nhu cầu Mangan của người lớn là khoảng 8 mg mỗi ngày Cơ thể ngườichứa tổng cộng 10 ÷ 40 mg Mn và được đáp ứng bởi chế độ ăn thông thường.Mangan là chất hoạt hóa nhiều enzym như pyruva decarboxylase,arginase,amino peptidase, lectithinase, enolase

Khác với Zn, Mn dù ở nồng độ cao cũng ít gây hiện tượng ngộ độc đốivới cơ thể người và động vật

Mangan (Mn), mặc dù Mn cũng được biết như một chất dinh dưỡng cần

thiết, vai trò của nó gần như không nổi bật như đồng và kẽm Mn có ở hầu hết

ở các thức ăn và đặc biệt có nhiều trong chè (trà) Cũng như Cu và Zn, thànhphần Mn trong xương phản ánh cấu tạo xương hiện tại và phản ánh lượng Mntrong khẩu phần Thiếu Mn có thể làm trở ngại cho việc hình thành cấu trúccho cả xương và sụn

Trên các thử nghiệm can thiệp ngẫu nhiên, bổ sung một cốc nước hoaquả hàng ngày giàu đồng, kẽm và mangan đã làm giảm đi sự mất xương ởphụ nữ mãn kinh, kể cả có sử dụng hay không bổ sung thêm canxi Tuy nhiên,các yếu tố vi lượng này khi được bổ sung thêm lượng nhỏ, chỉ hiệu quả trongnghiên cứu khi có bổ sung thêm canxi.Thực phẩm chứa nhiều Mangan là củcải đỏ, cà chua, đậu tương, khoai tây Mn có nhiều trong thực phẩm nguồngốc thực vật như ngũ cốc, chè, các loại gia vị khoảng 10 ÷ 100 mg/kg.Mangan có nhiều ở ngũ cốc còn nguyên vỏ cám (ví dụ gạo lứt, bột mì chế

biến từ ngũ cốc nguyên hạt); trong các loại rau và hoa quả cũng có một lượngđáng kể mangan.

Mangan làm giảm hàm lượng đường trong máu nên tránh được bệnh tiểuđường Sự tiếp xúc nhiều năm với bụi quặng prolusit làm suy nhược hệ thầnkinh gan và tuyến giáp trạng Mọi sinh vật đều cần mangan để tồn tại và pháttriển Trong cơ thể người, mangan duy trì hoạt động của một số men quantrọng và tăng cường quá trình tạo xương Do nguồn cung cấp mangan trongthực phẩm khá phong phú và nhu cầu mỗi ngày không cao nên hầu như không

ai bị thiếu mangan Do mangan được hấp thu rất ít qua đường ruột nên hầunhư không ai bị ngộ độc do ăn hoặc uống thực phẩm có chứa nhiều manganhơn nhu cầu khuyến nghị (2-3mg/ngày)

Tuy nhiên, ngộ độc mangan vẫn có thể xảy ra, gây rối loạn hoạt độngthần kinh với biểu hiện rung giật kiểu Parkinson Những trường hợp ngộ độcnày có thể gặp ở công nhân ngành khai khoáng, luyện kim hoặc chế tác kimloại, sản xuất sơn, chế biến dầu mỏ, hoặc một số ngành hóa chất có sử dụngmangan Khói và bụi có chứa mangan tại nơi sản xuất có thể thâm nhập vàomáu và hệ thống thần kinh trung ương qua đường hô hấp làm tăng nguy cơ bịngộ độc Cũng có một số trường hợp ngộ độc mangan là do nguồn nước uống

bị ô nhiễm nặng do rò rỉ từ bãi chôn pin, ắc quy vào nguồn nước sinh hoạt,uống thuốc có chứa mangan liều cao và kéo dài, hoặc do tắm hơi nướckhoáng có nhiều mangan thường xuyên Những người dễ bị ngộ độc mangan

là trẻ em, người già, phụ nữ có thai và những người mắc bệnh gan mật

B CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU THỰC PHẨM ĐỂ PHÂN TÍCH KIM LOẠI TRONG THỰC PHẨM [6]

Dựa vào ưu, nhược điểm của các kỹ thuật xử lý mẫu và điều kiện vậtchất của phòng thí nghiệm Do đó trong đề tài chúng tôi tiến hành phân hủy( vô cơ hóa ) mẫu bằng phương pháp khô ướt kết hợp rồi định lượng các kimloại cần phân tích bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

I Nguyên tắc chung của kỷ thuật vô cơ hóa khô ướt kết hợp

Nguyên tắc của kỷ thuật này là mẫu được phân hủy trong chén hay cốcnung mẫu Trước tiên người ta thực hiện xử lý ướt sơ bộ trong cốc, hay chénnung bằng một lượng nhỏ axit, và chất phụ gia để phá vỡ sơ bộ cấu trúc banđầu của các hợp chất mẫu, và tạo điều kiện giữ một số nguyên tố có thể bayhơi khi nung Sau đó mới đem nung ở nhiệt độ thích hợp Vì thế lượng axitdùng để xử lý thường chỉ bằng 1/4 hay 1/3 lượng cần dùng cho xử lý ướt.Như thế sẽ ít tốn axit tinh khiết cao Sau đó đem nung sẽ nhanh hơn và quátrình xử lý sẽ triệt để hơn xử lý ướt, và hạn chế bớt được sự mất của một sốkim loại khi nung Do đó đã tận dụng được ưu điểm của hai kỹ thuật xử lý ướt

và khô, nhất là giảm bớt được các hóa chất tinh khiết cao khi tro hóa ướt,dung dịch thu được là trong và sạch hơn tro hóa ướt

II Các phương pháp và ví dụ

Vì là xử lý khô ướt kết hợp là kế tiếp nhau, trước tiên xử lý ướt sơ bộ,sau đó mới nung, nên tính chất và sự diễn biến của nó cũng tương tự như kỹthuật khô, kỹ thuật ướt Chỉ có khác là sau khi xử lý mẫu không phải đuổilượng axit dư quá nhiều như trong xữ lý ướt

Ví dụ 1: Xử lý mẫu rau quả để xác định các kim loại ( Na, K, Ca, Mg,

Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn ) Lấy 5 g mẫu vào chén nung, thêm 10 mlHNO3 65 % và 5 ml Mg(NO3)2, trộn đều, rồi sấy khô hay đun trên bếp điệncho mẫu sôi nhẹ và đến khô thành than đen Sau đó đem nung ở nhiệt độ, lúcđầu 400 - 450 0C trong 3 giờ, rồi sau đó ở 500 - 5300C, đến khi hết than đenđược tro trắng Sau đó hòa tan tro thu được trong 20 ml dung dịch HCl 1/1đun nóng cho tan, làm bay hết axit dư, đến còn muối ẩm, định mức bằng dungdịch HCl 2 % thành 25 ml Đây là dung dịch để xác định các nguyên tố nóitrên bằng các phương pháp phổ UV- VIS, hay phổ nguyên tử (AES, AAS).Quy trình như sau:

5 g mẫu

Đo bằng AAS, AES, UV-VIS

Ví dụ 2:

Xử lý mẫu tôm, cua, cá, …để xác định kim loại ( Na, K, Ca, Mg, Cd, Cu,

Fe, Mn, Ni, Pb, Zn).Lấy 5 g mẫu vào chén thạch anh, them 15 ml H2SO4 75 %

và 3 ml Mg(NO3)2 5% trộn đều, để xử lý ướt sơ bộ, ta sấy hay đun trên bếp

cách điện cho mau sôi nhẹ và đun từ từ cho đến khô, và thành than đen Sau

đó đem nung 3 giờ đầu ở nhiệt độ 400-4500C, sau đó nung ở nhiệt độ 5300C

cho mẫu tro hóa đến được bã không cặn đen Sau đó hòa tan tro thu được

trong 15 ml HCl 1/1, đun cho mẫu tan hết, làm bay hơi hết axit dư đến còn

muối ẩm định mức thành 25 ml bằng HCl 2% Đây là dung dịch mẫu để xác

định các kim loại nói trên bằng các phương pháp UV- VIS hay phổ nguyên tử

+ 15ml H2SO4 75% và 3 mlMg(NO3)25%

+ Đun hoặc sấy trên bếp điện

Dung dịch phân tích

Đo trên phổ UV-VIS hay phổ(AAS, AES)

III Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng kỷ thuật vô cơ hóa khô ướt kết hợp

-Các ưu nhược điểm của kỷ thuật này là tận dụng được các ưu điểm của

kỹ thuật xử lý ướt và cả xử lý khô, cụ thể là :

- Hạn chế được sự mất mát của một số chất phân tích

- Sự tro hóa là triệt để, sau khi hòa tan tro sẽ có dung dịch mẫu trong

- Không phải dùng nhiều axit tinh khiết cao

- Thời gian xử lý nhanh hơn tro hóa ướt hơn

- Không phải đuổi axit dư lâu, nên hạn chế được sự nhiễm bẩn do môitrường

- Phù hợp cho nhiều loại mẫu khác nhau để xác định kim loại

- Không cần trang bị phức tạp như hệ lò vi song đắt tiền

Cách này được ứng dụng chủ yếu để xử lý mẫu cho phân tích các nguyên

tố kim loại và một số anion vô cơ như Cl-, Br-, SO42-, PO43-…Trong các loạimẫu sinh học, mẫu môi trường, mẫu hữu cơ, mẫu vô cơ Không dùng đượccho xử lý mẫu để xác định các chất hữu cơ Trong các phòng thí nghiệm bình

Than đen

Tro trắngMuối ẩm

Nung 3 giờ đầu ở 400- 4500C

Sau đó nung ở 5300

+ Hoà tan trong 15 ml HCl 1/1 Đunnóng cho mẫu tan và đuổi hết axit dưĐịnh mức thành 25 ml bằng HCl 2%

thường, không có trang bị lò vi song, thì cách xử lý này vẫn là một phươngpháp thích hợp, đơn giản, mà vẫn đảm bảo được kết quả tốt.

C CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Pb, Mn…[ 3], [4], [5], [8]

Trong cùng một loại thực phẩm thành phần các nguyên tố này có thể tùythuộc vào yếu tố di truyền cũng như môi trường, điều kiện khí hậu, thổnhưỡng, điều kiện môi trường thu hoạch…Nhưng thay đổi về thành phầnkhoáng cũng liên quan đến các điều kiện chế biến nguyên liệu thô như cácquá trình nhiệt, phân tách nguyên liệu…

Lượng các chất này cung cấp cho cơ thể không chỉ phụ thuộc lượng thựcphẩm ăn vào mà còn phụ thuộc giá trị sinh học hay thành phần của thựcphẩm Ngoài ra nó còn bị ảnh hưởng bởi thế oxi hóa, trạng thái hóa trị, độ hòatan, PH, và khả năng hấp thụ Nhiều thành phần như protein, peptide, axitamin, poly saccharide, đường lignin, axit hữu cơ…đều liên kết với cácnguyên tố khoáng, có thể tăng cường cũng như làm giảm sự hấp thụ khoángtrong cơ thể

Tầm quan trọng của các khoáng chất như Pb, Mn,…không những ở giátrị dinh dưỡng và sinh lý, nó còn ảnh hưởng tới cấu trúc và hương vị của thựcphẩm, nó có thể hoạt hóa hay vô hoat hóa các enzyme cũng như tham gianhiều phản ứng khác trong cơ thể

Các ion kim loại có sẵn trong thực phẩm hay xuất hiện trong quá trìnhchế biến đều có thể ảnh hưởng đến chất lượng và vẻ bề ngoài của thực phẩm.Một số ion kim loại có thể làm mất màu các sản phẩm trái cây, rau củ và gâygiảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm do làm mất vitamin C Ion kim loạicũng gây mất mùi, vị hoặc tạo các mùi không mong muốn do các phản ứngoxy hóa như oxy hóa chất béo Vì thế việc loại bỏ những ion kim loại gây ảnhhưởng không tốt đến quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm bằng các chất

cô lập hay bằng các phương pháp khác là hết sức quan trọng

Trong hai nguyên tố trên chì (Pb) là nguyên tố có độc tính xuất hiệntrong cơ thể bằng nhiều con đường và có thể gây nên những hậu quả nghiêmtrọng đối với sức khỏe của con người Tuy nhiên thiếu hụt các nguyên tố vilượng thiết yếu cũng gây nên những rối loạn chuyển hóa nghiêm trọng, chủyếu liên quan đến làm mất hay làm giảm một số hoạt tính của một số enzymeliên quan đến quá trình trao đổi chất.

Phân tích thành phần hóa học của thịt nhuyễn thể là điều rất khó khăn vàphức tạp Vì trong thịt nhuyễn thể chứa rất nhiều các nguyên tố từ hàm lượngthấp đến hàm lượng cao

Vì vậy khi phân tích cần tiến hành các quá trình tách, làm giàu, chọn cácphương pháp phân tích có độ nhạy, độ chọn lọc cao

Các phương pháp hay được dùng khi xác định các kim loại trong thịtnhuyễn thể là:

- Phương pháp chuẩn độ Complexon

- Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

- Phương pháp so màu (UV-VIS )

Sau đây là một số phương pháp xác định các nguyên tố Pb, Mn…

I Phương pháp chuẩn độ complexon

Khi chọn chất chỉ thị cho sự chuẩn độ một ion kim loại đó bằng phươngpháp complexon người ta phải chọn PH thích hợp để phản ứng tạo phức

complexon kim loại xảy ra hoàn toàn Chất chỉ thị tự do và phức của nó vớiion kim loại có màu khác nhau và sự đổi màu của chất chủ thị xảy ra gầnđiểm tương đương để đảm bảo tính chính xác của phép phân tích.

Dùng phương pháp chuẩn độ complexon ta có thể chuẩn độ được hầu hếtcác ion kim loại và các anion bằng một trong các cách chuẩn độ sau :

- Phương pháp chuẩn độ trực tiếp

- Phương pháp chuẩn độ ngược

- Phương pháp chuẩn độ thay thế hoặc chuẩn độ đẩy

- Chuẩn độ ion H+ được thay thế khi tạo complexonat bằng dung dịchchuẩn bazơ mạnh

- Chuẩn độ các anion bằng complexon

II Phương pháp phân tích cực phổ

Phương pháp này dựa trên việc ứng dụng sự phân cực nồng độ, sinh ratrong quá trình điiện phân trên điện cực có bề mặt nhỏ Dựa vào đường congbiểu diễn sự phụ thuộc của sự biến đổi cường độ dòng trong quá trình điệnphân vào thế đặt vào, có thể xác định định tính và định lượng chất cần phântích với độ chính xác khá cao Đường biểu diễn cường độ dòng tại thời điểmxảy ra sự khử ion cần phân tích bị gãy đột ngột ở phía trên, tạo nên đường gọi

là song cực phổ Dựa vào vị trí của sóng đó, có thể xác định thành phần địnhtính của chất điện li, dựa vào chiều cao của sóng có thể xác định được hàmlượng của ion bị khử Phương pháp này có khả năng xác định hỗn hợp cáckim loại chứ trong các mẫu kỹ thuật với hàm lượng khoảng 0,001 % với độchính xác trung bình đến 1 %

II.1 Cơ sỡ của phương pháp cực phổ

Nếu đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực nhúng vào dung dịch chấtđiện li và tăng dần thế hiệu đó, thì ban đầu dòng điện chạy qua dung dịch hầunhư không đổi Khi hiệu thế tăng đến một giá trị đủ để phân hủy chất điện li

thì cường độ dòng sẽ tăng lên một cách đột ngột Giá trị thế hiệu đó gọi là thếphân hủy.

Nếu dùng một trong hai cực có bề mặt nhỏ (thường dung catôt giọt thủyngân) còn cực kia có bề mặt lớn, thì khi cho dòng điện một chiều qua dungdịch, ở cực có bề mặt nhỏ xảy ra sự biến thiên nồng độ (do chất điện li bịphân hủy); Vì bề mặt điện cực quá nhỏ nên mật độ dòng điện cực lớn

Cùng với sự tăng thế hiệu giữa hai cực, cường độ dòng chạy qua dungdịch và mật độ dòng trên cực nhỏ tăng lên, thì ion bị khử ở vùng sát với bềmặt cực nhỏ tăng lên nên làm giảm nồng độ của ion bị khử ở đó xuống Tiếptục tăng thế hiệu giữa hai cực lên thì sự tăng mật độ dòng trên điện cực nhỏdẫn tới kết quả là đến một lúc tất cả các ion được chuyển đến catôt đều bịphóng điện Sự bổ sung các ion từ dung dịch cho đến lớp sát điện cực xảy rachậm hơn quá trình phóng điện trên bề mặt điện cực Khi đó sự tăng tiếp hiệuđiện thế giữa hai cực sẽ không gây ra được sự tăng đáng kể cường độ dòngđiện chạy qua dung dịch

II.2 Phạm vi ứng dụng của phương pháp phân tích cực phổ

Dùng phương pháp phân tích cực phổ xác định được các chất vô cơ cũngnhư hữu cơ, nếu chúng có thể bị khử hay bị oxi hóa trên bề mặt các cực khi códòng điện một chiều đi qua Do đó phân tích cực phổ được ứng dụng rỗng rạitrong các phòng thí nghiệm hóa phân tích của các cơ sỡ nghiên cứu khoa học

và của các nhà máy Trong thời gian gần đây, phương pháp cực phổ sử dụngcác vi điện cực rắn quay được sử dụng ngày càng nhiều Tới nay có nhiềuphương pháp phân tích cực phổ hiện đại xác định được lượng rất nhỏ tới 10-9 -

10-10 như cực phổ song vuông, cực phổ xung vi phân, cực phổ vôn ampe hòatan, cực phổ xúc tác…

II.3 Quy trình của phương pháp phân tích cực phổ

Để phân tích một chất nào đó bằng phương pháp cực phổ, trước hết cầnchuyển nó vào dung dịch Sau đó tạo nên môi trường cần thiết và tách cácchất ngăn cản sự xác định cực phổ.

Điều bất tiện nhất đối với phân tích cực phổ là trong dung dịch phân tích

có các chất có thể khử gần với thế khử của nguyên tố cần xác định hoặc cóthể thấp hơn oxi hòa tan trong dung dịch, chúng sẽ ngăn cản phép xác định

Để tách các chất ngăn cản, người ta sử dụng các phản ứng kết tủa, tạo phức,oxi hóa khử, tách bằng sắc kí…Để tách oxi hòa tan là chất cũng bị khử trêncatôt, người ta cho khí hidro hay nitơ qua dung dịch để đuổi oxi Đối với cácdung dịch kiềm người ta dung chất khử là Na2SO3.

Việc chọn đúng chất làm nền cho cực phổ có ý nghĩa lớn Việc nàythường được giải quyết bằng thực nghiệm

Dung dịch đã chuẩn bị để phân tích, đã tách các chất cản trở được chovào bình điện phân Đóng mạch dòng một chiều và tăng thế giữa hai cực lênmột cách từ từ và ghi sự biến đổi dòng phụ thuộc vào điện thế Dựa vào các

sự kiện thu được ta vẽ đường cực phổ

II.4 Các phương pháp phân tích cực phổ

Để phân tích định lượng bằng phương pháp cực phổ, người ta dùngphương pháp đường chuẩn, phương pháp mẫu chuẩn và phương pháp thêm.Khi sử dụng phương pháp đường chuẩn, người ta ghi các cực phổ đồ củacác mẫu dung dịch chuẩn Dựa vào chiều cao h và nồng độ C để vẽ đườngchuẩn Dựa vào chiều cao song cực phổ của mẫu phân tích (ghi trong điềukiện cùng với điều kiện khi ghi cực phổ các mẫu chuẩn) rồi ta xác định nồng

độ của nó theo mẫu chuẩn

Trong phương pháp mẫu chuẩn, người ta chỉ ghi cực phổ của một dungdịch chuẩn (Cch) rồi xác định chiều cao của sóng cực phổ mẫu chuẩn (hch) sau

đó ghi cực phổ mẫu phân tích (trong cùng điều kiện như ghi mẫu chuẩn) có

nồng độ Cx và xác định theo chiều cao hx của sóng cực phổ đó Tính nồng độcủa dung dịch phân tích bằng công thức

x x

C h với hth = hts - hx

Trong đó : Cth nồng độ chất chuẩn thêm vào bình điện phân

Hth chiều cao sóng cực phổ của chất chuẩn thêm vào bình điện phân

III Phương pháp von - ampe hòa tan

III.1 Các hướng ứng dụng chủ yếu của phân tích điện hóa hòa tan

- Phân tích môi trường

- Phân tích lâm sang

- Phân tích thực phẩm : Các kim loại nặng như Cu, Pb, Cd, Hg,Mn, Fe…trong thực phẩm thường được phân tích bằng Von-Ampe hòa tan Thí dụ Pbtrong sữa, Pb, Mn, Fe, Zn, Cu trong thịt nhuyễn thể, Pb, Cu, Sn trong nướcgiải khát Cocacola; Cd, Cu, Zn trong gạo bơ

III.2 Phương pháp phân tích định lượng

III.2.1 Phương pháp mẫu tiêu chuẩn

Chụp cực phổ đồ của dung dịch phân tích và chụp cực phổ đồ của dungdịch tiêu chuẩn trong cùng một điều kiện

Nếu dung dịch phân tích có : Cx → hx ( chiều cao pic)

Nếu dung dịch chuẩn có : Cs → hs

x s

x s

h C C

h



III.2.2 Phương pháp đường chuẩn

Chụp cực phổ đồ của một dãy dung dịch chuẩn có thành phần giốngnhau và nồng độ chất phân tích khác nhau (theo cấp số cộng) sau đó xác địnhpic và vẽ đồ thị phụ thuộc vào chiều cao pic Dựa vào đồ thị này người ta xácđịnh được nồng độ chất phân tích trong dung dịch X khi đã xác định được piccủa X trong cùng điều kiện

IV Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) được chúng tôi chọn để xácđịnh hàm lượng Pb, Mn trong thịt nhuyễn thể vì phương pháp này có độ nhạy

và độ chọn lọc tương đối cao

Không phải làm giàu nguyên tố trước khi phân tích do đó tốn ít nguyênliệu mẫu, tốn ít thời gian…Các động tác thực hiện nhẹ nhàng Các kết quảphân tích lại có thể ghi lại trên băng giấy hay giản đồ để lưu lại sau này Cóthể xác định đồng thời hay liên tục nhiều nguyên tố trong một mẫu Các kêtquả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ

IV.1 Những vấn đề chung của phép đo AAS

IV.1.1 Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử

Vật chất được cấu tạo từ các nguyên tử là phần tử cơ bản nhỏ nhất còngiữ được tính chất của nguyên tố hóa học Nguyên tử lại bao gồm hạt nhânnguyên tử nằm giữa và chiếm một thể tích rất nhỏ và các điện tử chuyển độngxung quanh hạt nhân trong phần không gian lớn của nguyên tử

Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu và cũng không phátnăng lượng dưới dạng các bức xạ Lúc này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơbản Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất của nguyên tử

Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu một chùm tia sáng

có những bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì các nguyên tử 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 trạngthái kích thích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản Quá trình đó đượcgọi là quá trình hấp thụ nặng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo

ra phổ nguyên tử của nguyên tố đó Phổ sinh ra trong quá trình này được gọi

là phổ hấp thụ nguyên tử

Nếu gọi năng lượng của tia sáng đã bị nguyên tử hấp thụ là

∆E = (Em - E0) = hν Hay là ∆E = (hC)/λ

Trong đó :

E0: Năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản

Em: Năng lượng của nguyên tử ở trạng thái kích thích

h: Hằng số plank

C: Tốc độ của ánh sang trong chân không

λ : Độ dài sóng của vạch phổ hấp thụ

IV.1.2 Nguyên tắc và trang bị của phép đo AAS

Phương pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phổ hấp thụ nguyên tử của mộtnguyên tố được gọi là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (phép đo AAS) Vì thếmuốn thực hiện được phép đo AAS của một nguyên tố cần phải thực hiện cácquá trình sau:

1 Chọn các điều kiện và một loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phântích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của cácnguyên tử tự do 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 quađám hơi nguyên tử vừa điều chế được ở trên Các nguyên tử của nguyên tố

cần xác định trong đám hơi đó sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo raphổ hấp thụ của nó.

3 Tiếp đó nhờ một hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chumsáng phân li và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để

đo cường độ của nó

Ba quá trình trên chính là nguyên tắc của phép đo AAS Vì vậy muốnthực hiện phép đo AAS phải bao gồm các phần cơ bản sau đây

Phần 1: Nguồn phát tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố phân tích đó

là đèn catôt rỗng (HCl), đèn phóng điện không điện cực (EDL) hay nguồnphát bức xạ liên tục đã được biến điệu

Phần 2: Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích Hệ thống này được chế

tạo theo hai loại kỷ thuật nguyên tử hóa mẫu: Kỷ thuật nguyên tử hóa bằngngọn lửa đèn khí (lúc này ta có phép đo F- AAS) và kỷ thuật nguyên tử hóakhông ngọn lửa ( lúc này ta có phép đo ETA-AAS)

Trong kỷ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa hệ thống này bao gồm:

- Bộ phận dẫn mẫu vào buồng aerosoh hóa và thực hiện quá trình aerosolhóa mẫu (tạo thể sol khí)

- Đèn nguyên tử hóa để đốt cháy hỗn hợp khí có chứa mẫu ở thể huyềnphù sol khí

Ngược lại khi nguyên tử hóa mẫu bằng kỷ thuật không ngọn lửa, người

ta thường dùng một lò nung nhỏ bằng graphit hay thuyền tangtan (Ta) đểnguyên tử hóa mẫu nhờ năng lượng điện có thế thấp (nhỏ hơn 12V) nhưng nó

có dòng rất cao (50 - 800 A)

Phần 3: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ.

Phần 4: Hệ thống chỉ thị tín hiệu hấp thụ của vạch phổ.

IV.1.3 Những ưu và nhược điểm của phép đo AAS

IV.1.3.1 Ưu điểm

Phép đo AAS có độ nhạy và độ chọn lọc tương đối cao

Không phải làm giàu nguyên tố trước khi phân tích do đó tốn ít nguyênliệu mẫu, tốn ít thời gian…Các động tác thực hiện nhẹ nhàng Các kết quảphân tích lại có thể ghi lại trên băng giấy hay giản đồ để lưu lại sau này Cóthể xác định đồng thời hay liên tục nhiều nguyên tố trong một mẫu Các kêtquả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ.

IV.1.3.2 Nhược điểm

Máy đo AAS tương đối đắt tiền Do đó nhiều cơ sở không nhỏ không đủđiều kiện xây dựng phòng thí nghiệm và mua sắm máy móc

Chỉ cho ta biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích màkhông chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu Vì thế, nó chỉ làphương pháp phân tích thành phần hóa học của nguyên tố mà thôi

IV.2 Các yếu tố ảnh hưởng trong AAS

Thuộc về loại yếu tố vật lý này thường có:

Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch mẫu

Hiệu ứng lưu lại

Sự ion hóa của chất phân tích

Sự phát xạ của nguyên tố phân tích

IV.2.3 Các yếu tố hóa học

Các ảnh hưởng hóa học thưòng có thể dẫn đến kết quả theo 4 hướngsau đây:

Làm giảm cường độ của vạch phổ của nguyên tố phân tích, do sự tạothành các hợp chất bền nhiệt, khó hóa hơi và khó nguyên tử hóa

Làm tăng cường độ của vạch phổ, do sự tạo thành các hợp chất dễ hóahơi và dễ nguyên tử hóa, do sự hạn chế ảnh hưởng của ion hóa và sự kíchthích phổ phát xạ của nguyên tố phân tích.

Sự tăng cường vạch phổ khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền củamẫu là những hợp chất dễ hóa hơi

Sự giảm cường độ của vạch phổ khi nguyên tố phân tích tồn tại trongnền của mẫu là những hợp chất bền nhiệt, khó hóa hơi

IV.3 Các phương pháp phân tích cụ thể

IV.3.1 Phương pháp đồ thị chuẩn

Nguyên tắc của phương pháp này cũng giống như trong phân tích trắcquang và quang phổ phát xạ, dựa vào dãy mẫu đầu (ít nhất là ba mẫu nên còngọi là phương pháp ba mẫu đầu) để lập đồ thị chuẩn A= f(C) rồi nhờ đườngchuẩn này và giá trị Ax để xác định nồng độ của Cx của nguyên tố cần phântích Ví dụ : ta chuẩn bị các mẫu đầu có nồng độ nguyên tố X cần xác định C1,

C2, C3, C4, C5 và mẫu phân tích có nồng độ Cx1, Cx2 …Sau đó chọn các điềukiện thích hợp và đo cường độ của một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố phântích trong các mẫu đầu và mẫu phân tích, giả sử ta được các giá trị A1, A2, A3,

A4, A5 và Ax1, Ax2… Lập đồ thị chuẩn A = f(c), dùng đồ thị này và căn cứ vàocác giá trị Ax1, Ax2… Ta sẽ tính được Cx1, Cx2 Dùng phương pháp này ta cóthể phân tích hàng loạt mẫu song trong nhiều trường hợp ta có thể chuẩn bịđược hàng loạt giống với mẫu phân tích, đặc biệt khi mẫu phân tích cóphương pháp phức tạp chưa biết chính xác, khi đó kết quả phân tích sẽ gặp sai

số lớn Để khắc phục nhược điểm này ta dung phương pháp thêm

IV.3.2 Phương pháp thêm tiêu chuẩn

Nguyên tắc của phương pháp này là dùng ngay mẫu phân tích làm nền đểchuẩn bị mẫu đầu bằng cách lấy một lượng mẫu phân tích nhất định (x) rồithêm vào đó những lưọng chính xác nguyên tố cần xác định theo từng bậc nồng

độ, chẳng hạn C1, C2, C3…(Tăng theo cấp số cộng ) là được dãy mẫu đầu: