XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐỘNG VẬT NHUYỄN THỂ Ở KHU VỰC HỒ TÂY

- Vì vậy chúng tôi chọn đề tài : “Xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong động vật nhuyễn thể ở khu vực Hồ Tây” Chương 1.
- 1.3.Độc tính của các kim loại nặng.
- đã khiến cho hàm lượng kim loại nặng trong môi trường tăng lên đáng kể..
- Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người.
- Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào quá trình inh hóa trong cơ thể) và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể người).
- Cadimi và chì đều là các kim loại nặng , có ánh kim.
- Còn khi tác dụng với với AgNO3, As(V) tạo kết tủa màu đỏ nâu Ag3AsO4, trong môi trường axit dựa trên phản ứng tạo với I- ra I2 chuẩn độ theo phương pháp iot – thiosunfat có thể định lượng As(V).
- Các phương pháp xác định asen, cadimi và chì.
- Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định Cadimi và Chì như phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử UV – VIS, phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (ETA-AAS), phương pháp ICP – MS.
- Sau đây là một số phương pháp xác định Asen, Cadimi và Chì..
- Các phương pháp hoá học.
- Phương pháp phân tích khối lượng Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp cổ điển, độ chính xác có thể đạt tới 0,1%.
- Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa định lượng của chất phân tích với một thuốc thử thích hợp..
- Phương pháp này không đòi hỏi dụng cụ đắt tiền nhưng quá trình phân tích lâu, nhiều giai đoạn phức tạp đặc biệt khi phân tích lượng vết các chất.
- Vì vậy phương pháp này không được dùng phổ biến trong thực tế để xác định lượng vết các chất mà chỉ dùng trong phân tích hàm lượng lớn.
- Phương pháp phân tích thể tích.
- Phương pháp phân tích thể tích 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 bộ lượng chất định phân đó.
- Asen có thể được xác định bằng phương pháp chuẩn độ iot, chuẩn độ bicromat hay phương pháp chuẩn độ brom.
- Phương pháp này xác định được hàm lượng As trong khoảng từ 0.1% đến vài chục.
- HInd (đỏ nho) (xanh) 1.5.2.Phương pháp phân tích công cụ..
- Các phương pháp quang phổ.
- Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV - VIS[5].
- Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV-VIS.
- 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 lượng phép đo: A = K.C Trong đó: A: độ hấp thụ quang K: hằng số thực nghiệm C: nồng độ nguyên tố phân tích Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng M và là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.
- 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.
- Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) [9].
- Phương pháp AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của nguyên 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 lửa đèn 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.
- Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất, nguyên liệu tinh khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương thực, thực phẩm.
- Tuy nhiên, 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.
- Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 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.
- Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử.
- Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và trong mức năng lượng cơ bản.
- Phương pháp này 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.
- Do đó nó được sử dụng rộng rãi trong các nghành: địa chất, công nghiệp hoá học, hoá dầu, y học, sinh hoá, công nghiệp dược phẩm, nông nghiệp và thực phẩm … Tác giả Nguyễn Ngọc Sơn[20] đã sử dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GF-AAS để xác định lượng vết chì trong đất hiếm tinh khiết.
- 99,5%) có so sánh với kỹ thuật ICP-MS và có đưa ra nhận 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..
- 1.5.2.2 Phương pháp điện hoá.
- Phương pháp cực phổ Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thuỷ ngân rơi làm cực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1 – 5 mV/s) đồng thời ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi.
- Tuy nhiên phương pháp cực phổ bị ảnh hưởng rất lớn của dòng tụ điện, dòng cực đại, lượng oxi hoà tan hay bề mặt điện cực nên giới hạn phát hiện kém khoảng M.
- Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các phương 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.
- Phương pháp Von-Ampe hoà tan Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương pháp cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác định nồng độ các chất trong dung dịch.
- Tác giả Phan Diệu Hằng đã xác định chì trong mẫu nước ngọt giải khát Sprite bằng phương pháp Von-ampe hoà tan và kết quả hàm lượng chì là µg/l).
- Còn tác giả Lê Thị Thu đã áp dụng phương pháp von-ampe hoà tan anốt và kỹ thuật đánh rửa bề mặt điện cực tự động xác định đồng thời Cd, Cu, Pb trong một số mẫu nước biển.
- Các phương pháp tách và làm giàu hàm lượng vết các kim loại.
- Để tách, làm giàu kim loại nặng trong nước thường dùng một số phương pháp thông dụng như phương pháp kết tủa và cộng kết, phương pháp chiết pha rắn SPE, phương pháp chiết lỏng – lỏng, phương pháp tách và làm giàu bằng điện hoá… 1.6.1.
- Phương pháp kết tủa, cộng kết.
- Cộng kết là phương pháp kết tủa chất cần phân tích bằng cách đưa thêm những chất kết tủa đồng hanh thường gọi là chất góp, vào đối tượng phân tích để cộng kết các nguyên tố khi hàm lượng của chúng nhỏ rất nhỏ.
- Phương pháp cộng kết có ưu điểm: Đơn giản, hiệu quả cao nền mẫu phân tích được chuyển từ phức tạp sang đơn giản hơn.
- Tuy nhiên nhược điểm chính của phương pháp là mất nhiều thời gian nên phương pháp này ít được sử dụng.
- Phương pháp chiết lỏng - lỏng * Nguyên tắc: Phương pháp dựa trên sự phân bố chất tan khi được tạo thành ở dạng phức liên hợp hay ion phức vòng càng không mang điện tích giữa hai pha không trộn lẫn, thường là các dung môi hữu cơ và nước.
- Tách và làm giàu chất bằng phương pháp chiết lỏng - lỏng có nhiều ưu điểm hơn so với một số phương pháp làm giàu khác và sự kết hợp giữa phương pháp chiết với các phương pháp xác định tiếp theo (trắc quang, cực phổ.
- Hệ chiết Pb, Cd – dithizonat trong CCl4 hoặc CHCl3 sau đó xác định chúng bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử (UV – VIS.
- Phương pháp tách và làm giàu bằng điện hoá Nguyên tắc của phương pháp là dựa vào việc tách chất cần xác định trên các điện cực trơ dưới dạng nguyên tố hoặc kết tủa không tan khi cho dòng điện một chiều đi qua.
- Ngày nay các phương pháp điện hoá được dùng để tách hợp chất của đa số các nguyên tố hoá học và là phương pháp hữu hiệu vì chúng không đòi hỏi phải đưa chất lạ vào đối tượng phân tích.
- Hơn nữa, khi dùng các phương pháp kết tủa điện hoá khác nhau với sử dụng các điện cực có thể tách các hỗn hợp phức tạp gồm nhiều ion.
- Nghiên cứu điều kiện tách Pb ra khỏi dung dịch bằng phương pháp điện phân, tác giả Hoàng Văn Thượng thu được hiệu suất điện phân khi có mặt NaCl đạt 84%, không có mặt NaCl chỉ đạt 65%.
- Phương pháp chiết pha rắn (SPE) Chiết pha rắn SPE (Solid - Phase Extraction) là quá trình phân bố chất tan giữa hai pha lỏng - rắn.
- Phương pháp này tách, làm giàu được chất phân tích có lượng vết ra khỏi mẫu ban đầu bằng cách hấp phụ chúng vào một cột chiết pha rắn, sau đó rửa giải chất phân tích với dung môi thích hợp cho phân tích công cụ.
- Chiết pha rắn thay thế cho chiết lỏng – lỏng rất tốt do chuẩn bị mẫu tiện lợi, có các ưu điểm như: thu hồi các chất phân tích với hiệu suất cao, chiết chất phân tích và làm sạch tạp chất dễ dàng, phương pháp tiến hành đơn giản, giảm lượng dung môi hữu cơ dẫn đến giá thành hạ.
- Một số phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể.
- Tác giả Lê Thị Mùi [10] đã vô cơ hóa mẫu động vật nhuyễn thể theo phương pháp khô - ướt kết hợp sử dụng hóa chất HClO4, HNO3 đặc, và H2O2 để xác định Cu và Pb bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan xung vi phân cho kết quả hàm lượng các kim loại là µg/g đối với đồng và µg/g đối với Pb..
- Sau đó sử dụng phương pháp AAS cho kết quả hamg lượng các kim loại nặng như sau: Cd 7,2 mg/kg.
- Để xác định hàm lượng Hg bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV- AAS) hỗn hợp H2SO4 và K2Cr2O7 đã được sử dụng.
- Tác giả đã đưa ra phương pháp xử lý mẫu như sau: Mẫu trai được xử lý sạch và rửa bằng nước cất sau đó cho vào cốc sạch sấy ở 70 0C đến khối lượng không đổi.
- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.
- Phương pháp ứng dụng để nghiên cứu.
- Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp xác định đặc hiệu đối với hầu hết các nguyên tố kim loại, giới hạn định lượng của phương pháp ở mức ppm đối với kỹ thuật ngọn lửa (F – AAS) và ở mức ppb đối với kỹ thuật không ngọn lửa (GF – AAS).
- Do đó trong luận văn này chúng tôi chọn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật không ngọn lửa để xác định hàm lượng As, Cd và Pb trong động vật nhuyễn thể..
- Đối với phương pháp xử lý mẫu, chúng tôi lựa chọn phương pháp vô cơ hóa ướt.
- Đối với phương pháp này có thể xử lý mẫu trong kín với áp suất cao (lò vi sóng ) hoặc hệ hở ở điều kiện bình thường.
- Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp..
- Lựa chọn và đánh giá quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể · Ứng dụng phương pháp xác định hàm lượng As, Cd, Pb trong một số mẫu động vật nhuyễn thể ở khu vực Hồ Tây – Hà Nội..
- Giới thiệu về phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử.
- Nguyên tắc của phương pháp AAS..
- Sự sai khác giữa hai phương pháp GF-AAS và ICP-MS là rất nhỏ, dưới 9% đối với Pb.
- Giới thiệu về kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa.
- Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa ra đời sau kỹ thuật nguyên tử hóa trong ngọn lửa.
- Do đó có thể phân tích lượng vết kim loại mà không nhất thiết phải làm giàu sơ bộ các nguyên tố phân tích.
- Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích theo kỹ thuật không ngọn lửa.
- Hình 5: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA - 6300 2.3.
- Giới thiệu về phương pháp xử lý mẫu.
- Có hai phương pháp vô cơ hóa mẫu phổ biến hiện nay là xử lý ướt và xử lý khô:[8.
- Trong luận văn này chúng tôi lựa chọn phương pháp xử lý mẫu ướt (dùng axit đặc oxi hóa mạnh.
- Khảo sát điều kiện nguyên tử hóa mẫu.
- Đây là giai đoạn thứ 2 của quá trình nguyên tử hóa mẫu.
- Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu.
- Kết quả thu được như trong bảng sau: Bảng 11: Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa của As.
- Nhiệt độ nguyên tử hóa (T0C).
- Bảng 12: Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa của Cd Nhiệt độ nguyên tử hóa (T0C).
- Bảng 13: Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa của Pb Nhiệt độ nguyên tử hóa (T0C).
- Làm giảm cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích do tạo hợp chất bền nhiệt, khó hoá hơi và khó nguyên tử hoá mẫu.
- Để làm việc đó, người ta có thể tăng nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu hoặc thêm vào mẫu các chất cải biến hóa học.
- Vì vậy chúng tôi tiến hành khảo sát sơ bộ thành phần một số mẫu động vật nhuyễn thể bằng phương pháp ICP- MS.
- Kết quả thu được như sau: Bảng 18: Kết quả khảo sát sơ bộ thành phần mẫu Nguyên tố Kim loại.
- Hàm lượng các kim loại trong động vật nhuyễn thể (mg/kg).
- Bảng 20: Ảnh hưởng của nhóm kim loại kiềm thổ Mẫu.
- Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo GF – AAS 3.4.1.
- Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử tín hiệu hấp thụ của vạch phổ phụ thuộc vào nồng độ của nguyên tố phân tích và được xác định theo phương trình sau: A