ĐAI HOC QUÔC GIA HA NÔI

TRƢƠNG ĐAI HOC KHOA HOC TƢ NHIÊN

-----------------------

NGUYỄN THỊ NGA

XÁC ĐỊNH KIM LOẠI NẶNG TRONG THỰC PHẨM BẰNG

PHƢƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƢỢNG CAO TẦN CẢM ỨNG PLASMA

ICP-MS

LUÂN VĂN THAC SI KHOA HOC

HÀ NỘI – 2012

ĐAI HOC QUÔC GIA HA NÔI

TRƢƠNG ĐAI HOC KHOA HOC TƢ NHIÊN

-----------------------

NGUYỄN THỊ NGA

XÁC ĐỊNH KIM LOẠI NẶNG TRONG THỰC PHẨM BẰNG

PHƢƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƢỢNG CAO TẦN CẢM ỨNG

PLASMA ICP-MS

Chuyên nganh: Hóa phân tích

Ma số: 60 44 29

LUÂN VĂN THAC SI KHOA HOC

NGƢƠI HƢƠNG DÂN KHOA HOC

PGS.TS LÊ NHƢ THANH

Ha Nội - 2012

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Hệ trang bị ICP-MS

Hình 2.2: Hình ảnh máy ICP – MS (ELAN 9000)

Hình 3.1: Giá trị SDe

Hình 3.2: Ảnh hƣởng của công suất cao tần

Hình 3.3: Ảnh hƣởng của lƣu lƣợng khí mang

Hình 3.4: Ảnh hƣởng của thế thấu kính ion

Hình 3.5: Đƣờng chuẩn các kim loại cần phân tích

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Ngƣỡng giới hạn một số kim loại nặng

Bảng 2.1: Hệ số dw% của các mẫu

Bảng 3.1: Số khối va tỉ lệ đồng vị đối với các nguyên tố phân tích

Bảng 3.2: Các thông số tối ƣu cho máy ICP-MS

Bảng 3.3: LOD va LOQ của phép đo ICP-MS

Bảng 3.4: Nồng độ các kim loại trong dung dịch chuẩn kiểm tra

Bảng 3.5: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 1

Bảng 3.6: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 2

Bảng 3.7: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 3

Bảng 3.8: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 4

Bảng 3.9: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 5

Bảng 3.10: Ham lƣợng các kim loại (mg/kg) trong mẫu thực phẩm khi phân tích

lặp lại

Bảng 3.11: Kết quả phân tích ham lƣợng các kim loại nặng (mg/kg) trong mẫu thực

phẩm

Bảng 3.12: Ham lƣợng giới hạn của một số kim loại trong thực phẩm

Bảng 3.13: Danh sách các mẫu có ham lƣợng một số kim loại vƣợt quá quy định.

MỤC LỤC

CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN................................................................................................ 3

1.1.Tổng quan chung về thực phẩm ....................................................................................... 3

1.1.1. Định nghĩa chung về thực phẩm [15] .......................................................................... 3

1.1.2. Phân loại thực phẩm .................................................................................................... 3

1.2. Chất lƣợng nguồn thực phẩm ở nƣớc ta hiện nay. ......................................................... 3

1.2.1. Các yếu tố gây ô nhiễm nguồn thực phẩm ................................................................... 3

1.2.2. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm hiện nay [ 10, 12 ] ....................... 5

1.3. Ảnh hƣởng của kim loại nặng đến cơ thể sống ............................................................... 7

1.3.1. Cơ chế gây độc của kim loại nặng [4, 9] .................................................................... 7

1.3.1.1.Vùng tác động ............................................................................................................ 7

1.3.1.2. Các yếu tố lam thay đổi độc tính .............................................................................. 8

1.3.2. Các tác dụng độc của kim loại [ 4, 9] ......................................................................... 9

1.3.2.1. Gây ung thƣ ............................................................................................................. 9

1.3.2.2. Giảm chức năng miễn dịch ....................................................................................... 9

1.3.2.3. Ảnh hƣởng hệ thần kinh ........................................................................................... 9

1.3.2.4. Ảnh hƣởng đến thận ................................................................................................ 10

1.3. Các phƣơng pháp xác định lƣợng vết kim loại nặng .................................................... 10

1.3.1. Phƣơng pháp phổ khối lƣợng plasma cao tần cảm ứng ICP-MS ............................... 10

1.3.2. Các phƣơng pháp phân tích quang học ...................................................................... 14

1.3.2.1. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS ................................................. 14

1.3.2.2. Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES .................................................. 15

1.3.2.3. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS .................................................. 16

1.3.2.4. Phƣơng pháp huỳnh quang .................................................................................... 18

1.3.3. Các phƣơng pháp phân tích điện hoá ......................................................................... 19

1.3.3.1. Phƣơng pháp cực phổ ............................................................................................ 19

1.3.3.2. Phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan ............................................................................ 20

1.4. Phƣơng pháp xử lý mẫu thực phẩm .............................................................................. 21

1.4.1. Nguyên tắc xử lý mẫu ................................................................................................ 21

1.4.2. Một số phƣơng pháp xử lý mẫu thực phẩm xác định ham lƣợng kim loại nặng ....... 22

Chƣơng 2-THỰC NGHIỆM ................................................................................................ 25

2.1. Đối tƣợng va nội dung nghiên cứu. .............................................................................. 25

2.1.1. Đối tƣợng: .................................................................................................................. 25

2.1.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................. 25

2.2. Hóa chất, thiết bị va dụng cụ ........................................................................................ 25

2.2.1. Hóa chất .................................................................................................................... 25

2.2.2. Thiết bị va dụng cụ .................................................................................................... 25

Hệ trang bị của phép đo ICP-MS ......................................................................................... 26

2.3. Lấy mẫu, bảo quản mẫu. ............................................................................................... 27

2.3.1. Lấy mẫu ..................................................................................................................... 27

Chƣơng 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................... 30

3.1. Tối ƣu hoá các điều kiện phân tích bằng phƣơng pháp ICP-MS .................................. 30

3.1.1. Chọn đồng vị phân tích .............................................................................................. 30

3.1.2. Độ sâu mẫu (Sample Depth - SDe): ........................................................................... 31

3.1.3. Công suất cao tần (Radio Frequency Power - RFP): ................................................. 31

3.1.4. Lƣu lƣợng khí mang (Nebulized gas flow – NGF) .................................................... 32

3.1.5.Thế thấu kính ion ........................................................................................................ 33

3.2. Đánh giá phƣơng pháp phân tích .................................................................................. 35

3.2.1. Khoảng tuyến tính ...................................................................................................... 35

3.2.2. Đƣờng chuẩn .............................................................................................................. 36

3.2.3. Giới hạn phát hiện va giới hạn định lƣợng ................................................................ 40

3.3. Xây dựng quy trình xử lý mẫu thực phẩm .................................................................... 46

3.3.1. Các quy trình xử lý mẫu khảo sát .............................................................................. 46

3.3.2. Đánh giá hiệu suất thu hồi ......................................................................................... 47

3.3.3. Độ lặp lại của phƣơng pháp khi phân tích mẫu thực tế ............................................. 56

3.4. Kết quả phân tích ham lƣợng kim loại nặng trong mẫu thực phẩm.............................. 57

KẾT LUẬN .......................................................................................................................... 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 64

1

MỞ ĐẦU

Xa hội cang phát triển thì nhu cầu của con ngƣời ngay cang tăng. Kinh tế

tăng trƣởng dẫn tới con ngƣời yêu cầu những sản phẩm, dịch vụ tốt nhất. Trong đó

nhu cầu về thực phẩm sạch, an toan va đảm bảo sức khỏe trở thanh nhu cầu thiết

yếu, cấp bách va đƣợc xa hội va ngƣời dân hết sức quan tâm. Tuy nhiên ở nƣớc ta

hiện nay, sự bùng nổ của dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa, hiện

đại hóa nhanh chóng đa tạo ra một sức ép lớn tới môi trƣờng sống của ngƣời dân.

Nhu cầu về lƣợng thực phẩm ngay cang tăng trong khi đó diện tích để sản xuất ngay

cang bị thu hẹp.Thêm vao đó do lợi nhuận ma nhiều nha sản xuất đa sử dụng nhiều

hóa chất, chế phẩm, phụ gia có hại cho sức khỏe con ngƣời va môi trƣờng vao thực

phẩm từ khâu sản xuất, chế biến, bảo quản…Do đó vấn đề vệ sinh an toan thực

phẩm hiện nay đang la vấn đề nóng, đƣợc cả nha nƣớc va ngƣời dân hết sức quan

tâm.

Thực phẩm quan trọng đối với con ngƣời có thể ví nhƣ không khí để thở,

nƣớc để uống. Chúng la nguồn cung cấp năng lƣợng, vitamin, khoáng chất cho cơ

thể. Tuy nhiên hiện nay chất lƣợng nguồn thực phẩm đang rất báo động, nhiều

trƣờng hợp bị ngộ độc thức ăn, nhiều căn bệnh ở ngƣời ma nguyên nhân chủ yếu do

con đƣờng ăn uống. Thực phẩm hiện nay có thể bị ô nhiễm nhiều thứ nhƣ: thuốc trừ

sâu, chất kích thích, thuốc tăng trọng, chất bảo quản….va đặc biệt la ô nhiễm kim

loại nặng. Theo các chuyên gia về vệ sinh an toan thực phẩm, thực phẩm có thể bị ô

nhiễm các kim loại nặng (các kim loại có khối lƣợng nguyên tử lớn nhƣ: chì, asen,

kẽm, đồng, thủy ngân, cadmi, crom...) do việc sử dụng các nguyên liệu, phụ gia để

sản xuất, chế biến không tinh khiết, có ham lƣợng kim loại nặng vƣợt mức cho

phép. Khi nhiễm vao cơ thể, kim loại nặng tích tụ trong các mô. Cơ thể cũng có cơ

chế đao thải, nhƣng tốc độ tích tụ lớn hơn gấp nhiều lần. Ở ngƣời, kim loại nặng có

thể tích tụ vao nội tạng nhƣ gan, thận, thần kinh, xƣơng khớp gây nhiều căn bệnh

nguy hiểm đặc biệt la bệnh ung thƣ.

Vì vậy việc điều tra, đánh giá chất lƣợng nguồn thực phẩm hiện nay la rất

quan trọng, một trong những chỉ tiêu để đánh giá la ham lƣợng các kim loại nặng.

2

Trong các phƣơng pháp đƣợc sử dụng hiện nay (AAS, AES, UV-VIS, ICP-MS….)

thì phƣơng pháp ICP-MS la một phƣơng pháp ƣu việt vì có thể xác định đồng thời

nhiều kim loại với giới hạn phát hiện thấp. Trong bản luận văn nay 11 kim loại Cr,

Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb, Hg, Fe đƣợc xác định trong các mẫu rau, củ, quả va

mẫu thịt bằng phƣơng pháp ICP-MS.

3

CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN

1.1.Tổng quan chung về thực phẩm

1.1.1. Định nghĩa chung về thực phẩm [15]

Thực phẩm hay còn đƣợc gọi la thức ăn la bất kỳ vật phẩm nao, bao gồm chủ

yếu các chất: chất bột (cacbohydrat), chất béo (lipit), chất đạm (protein), hoặc nƣớc,

ma con ngƣời có thể ăn hay uống đƣợc, với mục đích cơ bản la thu nạp các chất dinh

dƣỡng nhằm nuôi dƣỡng cơ thể hay vì sở thích.

1.1.2. Phân loại thực phẩm

Có rất nhiều cách phân loại thực phẩm:

Theo nguồn gốc: thực phẩm có nguồn gốc động vật (trên cạn, dƣới nƣớc,

trên không…) , thực vật ( rau, củ, quả, hạt,hoa...)

Theo cách bảo quản: thực phẩm tƣơi, đông lạnh, đóng hộp….

Theo cách chế biến : thực phẩm chƣa qua chế biến, thực phẩm đa qua chế

biến …

Ngoai ra hiện nay còn xuất hiện nhiều loại thực phẩm mới do sự phát triển của

xa hội :

Thực phẩm chức năng

Thực phẩm dinh dƣỡng

1.2. Chất lƣợng nguồn thực phẩm ở nƣớc ta hiện nay.

1.2.1. Các yếu tố gây ô nhiễm nguồn thực phẩm

Trong quá trình sản xuất:

+) Các loại cây đƣợc trồng trên các khu đất bị ô nhiễm, tƣới nguồn nƣớc

không đảm bảo, sử dụng quá nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật va thuốc kích thích

tăng trƣởng; tiến hanh thu hoạch khi thời gian sử dụng thuốc bảo vệ thực vật vẫn

còn trong giai đoạn gây độc….

+) Các loại con ( gia súc, gia cầm, thủy hải sản….) có chất lƣợng con giống

không đảm bảo, trong quá trình chăn nuôi sử dụng nguồn thức ăn không sạch, dùng

quá nhiều thuốc kích thích tăng trƣởng dẫn tới chất lƣợng thực phẩm không cao và

4

còn có thể gây hại cho sức khỏe con ngƣời nếu dƣ lƣợng của chúng còn lại trong

sản phẩm vƣợt quá quy định cho phép.

Trong quá trình chế biến và bảo quản:

Ngƣời ta sử dụng một số hóa chất, phụ gia trong khi chế biến, bảo quản

nhằm mục đích cho sản phẩm để đƣợc lâu hơn, tránh nấm mốc, hình thức bắt mắt

hơn …..tuy nhiên nếu lạm dụng quá sẽ gây nên tác hại cho ngƣời sử dụng.

TS.BS. Vƣơng Tuấn Anh, Viện Vệ sinh dịch tễ trung ƣơng cho biết, nhóm

nghiên cứu đa tiến hanh khảo sát, nghiên cứu tại hai điểm khu vực ven đô TP. Ha

Nội trong mùa mƣa va mùa khô. Điểm thứ nhất la phƣờng Hoang Liệt (Quận Hoang

Mai) nơi lấy nƣớc tƣới từ sông Tô Lịch va Kim Ngƣu - 2 con sông chứa nƣớc thải

lớn nhất thanh phố thông qua trạm bơm va hệ thống kênh dẫn. Điểm nghiên cứu thứ

hai là Long Biên với nguồn nƣớc tƣới chủ yếu la ao chứa nƣớc mƣa va nƣớc sông

Hồng hoặc nƣớc giếng hộ gia đình. Ở mỗi điểm, nhóm nghiên cứu lựa chọn ngẫu

nhiên 6 hộ gia đình tham gia trồng rau với loại rau nghiên cứu chính la rau muống.

TS. Vƣơng Tuấn Anh cho biết: “Mỗi hộ gia đình chúng tôi lấy 6 mẫu. Thƣờng vao

buổi sáng, hộ gia đình tại Hoang Liệt thu hoạch rau muống va rửa rau tại kênh dẫn

nƣớc tƣới để giữ cho rau ẩm. Sau đó, rau muống đƣợc những ngƣời bán buôn mua

va vận chuyển đến các chợ trong nội thanh. Tại Long Biên, nông dân thu hoạch rau

vao buổi chiều va rửa rau bằng nƣớc giếng tại hộ gia đình để giữ ẩm sau đó, để qua

đêm cho tới sáng hôm sau mới mang ra chợ”. [6]

Cùng thời điểm, một nghiên cứu độc lập khác cũng đƣợc tiến hanh tại chợ

Hoang Liệt (gần khu vực nuôi trồng rau bằng nƣớc thải) va chợ Hang Bè (tập trung

rau từ nhiều khu vực sản xuất khác nhau). Các loại rau chủ yếu la rau húng, rau

mùi, kinh giới, rau muống, rau rút.

Tổng cộng có 96 mẫu rau đƣợc lấy tại Hoang Liệt va 118 mẫu từ Long Biên.

Sau đó, các mẫu nay đƣợc đƣa đi xét nghiệm tại Viện Vệ sinh dịch tễ trung ƣơng.

Kết quả cho thấy, những mẫu rau thu thập đƣợc tại chợ đều ẩn chứa rất nhiều vi

khuẩn coliform va các vi khuẩn gây ra bệnh đƣờng ruột. Đặc biệt, những vi khuẩn

nay có nhiều nhất trong các loại rau nhƣ rau muống, rau húng, kinh giới, rau rút [6].

5

“Đa số các mẫu sản phẩm nhƣ mì sợi tƣơi, thực phẩm chay dƣơng tính với

formol, mẫu hoa chuối, bẹ chuối, măng chua có chất tẩy trắng, phẩm mầu…”[11]

Đó la kết luận của các đợt kiểm tra từ tháng 5-10/2011, tại TP HCM va các

tỉnh phía Nam, đoan kiểm tra của cục an toan vệ sinh thực phẩm (Bộ Y tế) phát hiện

khoảng 300/440 mẫu sản phẩm có chứa hóa chất độc hại. Tại các tỉnh phía Bắc, phổ

biến tình trạng tƣơng ớt đƣợc sử dụng hoá chất độc hại Rhodamine B để nhuộm

mau. Đặc biệt, có 15% mẫu bún, bánh phở, bánh giò, bánh phu thê có han the, phẩm

mau, mì ăn liền va nƣớc giải khát chứa kiềm…Đáng chú ý la sản phẩm ớt tấm

Thành Lộc, loại hũ 50g (lô hang có ngay sản xuất 3/7/2011, hạn sử dụng 3/7/2012)

của Công ty Cổ phần sản xuất đầu tƣ thƣơng mại Thanh Lộc, chi nhánh trên đƣờng

Cộng Hòa, phƣờng 12, quận Tân Bình, TP.HCM có chứa chất rhodamin B - chất

gây ung thƣ. Sản phẩm mứt kaze lá dứa (thƣờng đƣợc dùng lam bánh kem), loại hũ

1kg (lô hang có ngay sản xuất 20/10/2011, hạn sử dụng 20/10/2012) của Công ty

TNHH một thanh viên sản xuất thƣơng mại dịch vụ Mộc Thủy (đƣờng TA09, tổ 10,

khu phố 3, phƣờng Thới An, Q.12) có chứa chất nhuộm mau cực kỳ nguy hiểm la

malachite green, chỉ dùng trong sản xuất công nghiệp. Trƣớc đó, cơ quan chức năng

đa thanh tra nhiều bếp ăn tập thể, các cơ sở sản xuất mứt, giò, chả, lạp xƣởng… va

phát hiện nhiều mẫu hạt dƣa, ớt bột, tƣơng ớt, gia vị lẩu… không nhãn mác, không

hạn sử dụng, chủ sạp không chứng minh đƣợc nguồn gốc mặt hang đang bay bán.

Trong đó, hạt dƣa va ớt bộc có chứa chất hóa học độc hại.

1.2.2. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm hiện nay [ 10, 12 ]

Các nha chuyên môn về vệ sinh an toan thực phẩm cảnh báo rằng nhiều loại

rau sinh trƣởng trong vùng đất thấp, ao hồ, kênh rạch nhƣ rau muống, rau rút, rau

cần, ngó sen dễ tích tụ những kim loại nặng nhƣ đồng, chì, kẽm, thủy ngân... Các

chất nay có trong nƣớc thải chƣa đƣợc xử lý triệt để từ các nha máy, xí nghiệp, cơ

sở sản xuất.

Đề tai nghiên cứu ham lƣợng kim loại nặng trong bùn đáy, trong nƣớc va

trong một số loại rau thủy sinh, của TS Bùi Cách Tuyến, Hiệu trƣởng ĐH Nông

Lâm TP HCM, thực hiện trong 2 năm (1999-2000) tại TP HCM cho thấy, nhiều

6

mẫu rau đƣợc lấy phân tích không an toan, rất nhiều loại bị ô nhiễm nặng. Ham

lƣợng kẽm trong mẫu rau muống ở Bình Chánh cao gấp 30 lần mức cho phép, tại

các ao rau muống ở Thạnh Xuân cao gấp 2-4 đến 12 lần. Hai mẫu rau rút ở Thạnh

Xuân có hàm lƣợng chì gấp 8,4-15,3 lần mức cho phép, mẫu rau muống ở Thạnh

Xuân có ham lƣợng chì cao gấp 2,24 lần, mẫu rau muống ở Bình Chánh có ham

lƣợng chì cao gấp 3,9 lần, mẫu ngó sen ở Tân Bình có ham lƣợng chì cao gấp 13,65

lần. Ham lƣợng kim loại đồng tại một ruộng rau muống ở Thạnh Xuân cao gấp 2

lần mức cho phép...[12]

Theo GS-TS Nguyễn Thị Kê, Trƣởng khoa Kiểm nghiệm trung tâm, Viện Vệ

sinh Y tế công cộng, nguyên nhân chính dẫn đến rau bị nhiễm kim loại nặng, la do

trồng gần cơ sở sản xuất, nguồn nƣớc, vi lƣợng trong phân vƣợt quá ham lƣợng,

bón phân hoá học va thời gian khai thác rau. Một số kim loại nặng với ham lƣợng

thích hợp sẽ có lợi cho cơ thể nhƣng nếu vƣợt quá mức cho phép sẽ gây ngộ độc.

Ngoai ra, một số kim loại khác xâm nhập vao cơ thể ảnh hƣởng đến thần kinh, tóc,

răng, da va có thể gây ung thƣ. [12]

Ông Huỳnh Thanh Hùng, giảng viên khoa Nông học ĐH Nông lâm TP

HCM, còn cho biết ngƣời trồng rau phần lớn đều sử dụng phân chuồng từ lợn, ga,

trong khi đó những gia súc gia cầm nay đƣợc nuôi từ thức ăn tổng hợp la khá phổ

biến. Thức ăn dạng nay có nhiều khoáng vi lƣợng. Ham lƣợng kim loại trong phân

sẽ xâm nhập vao đất trồng va tồn lƣu trong các loại nông sản đặc biệt la đối với các

loại rau ăn lá nhƣ cải ngọt, cải xanh, xa lách. [12]

Viện Dinh dƣỡng Quốc gia vừa công bố số liệu điều tra khẩu phần ăn của trẻ

từ 24-36 tháng tuổi ở các phƣờng thuộc 4 quận nội thanh Ha Nội, gồm: Ba Đình,

Hoan Kiếm, Đống Đa va Hai Ba Trƣng. Kết quả cho thấy, 12 loại thực phẩm nhƣ:

gạo, thịt lợn, rau muống… có tỷ lệ nhiễm chì va asen rất cao [10]. Theo kết quả xét

nghiệm 12 mẫu thực phẩm cho thấy, nhóm thực phẩm ăn hang ngay bị nhiễm chì

cao nhất la ở gạo, thịt lợn, rau muống, tôm dảo, cam, quýt… Thực phẩm vƣợt quá

quy định của Bộ Y tế về cadimin nhiều nhất cũng có ở gạo, thịt lợn, thịt bò.

cadimin cũng xuất hiện tại các thực phẩm khác nhƣ trứng ga.

7

Nhóm nghiên cứu cũng cho rằng, lƣợng cadimin trong gạo chiếm tới 358%,

trong sữa bột la 31% va trong cam la 15,6% lƣợng tối đa cho phép ăn vao hang

ngay của trẻ dƣới hai tuổi (cân nặng trung bình 13kg). Còn trong thịt lợn đa lên tới

177,5%, thịt bò la 60,58%, tôm rảo la 35,73% va thịt ga la 6,84% so với lƣợng tối

đa cho phép ăn hang tuần của trẻ.

Theo các bác sĩ, cần thay đổi chế độ ăn nhằm bổ sung thêm các chất sắt va

kẽm để ngăn chặn tình trạng hấp thu chì. [10]

1.3. Ảnh hƣởng của kim loại nặng đến cơ thể sống

1.3.1. Cơ chế gây độc của kim loại nặng [4, 9]

1.3.1.1.Vùng tác động

Enzym:

Kim loại gây độc bằng cách kìm ham hoạt động của enzym. Hiệu ứng độc

của nhiều kim loại thƣờng do kết quả của tƣơng tác giữa kim loại va nhóm tiol của

enzym, hoặc do chuyển đổi mất một cofactor kim loại cần thiết của enzym. Ví dụ,

chì lam chuyển đổi mất kẽm của enzym dehydratase của axit -aminolevulinic.

Một cơ chế gây độc khác của kim loại la kìm ham sự tổng hợp của enzym.

Ví dụ, niken va platin lam kìm ham sự tổng hợp ra enzym -aminolevulinic-

synthetase, do đó phong toả tổng hợp hem vốn la thanh phần quan trọng của

hemoglobin và cytocrom.

Các bào quan dƣới tế bào

Nói chung hiệu ứng độc của kim loại la do phản ứng của chúng với các hợp

phần nội bao. Muốn gây độc, kim loại phải xâm nhập vao bên trong tế bao, do đó

nếu nó la một chất ƣa béo, nhƣ metyl thuỷ ngân chẳng hạn, thì sẽ đƣợc vận chuyển

qua mang tế bao một cách dễ dang. Khi kim loại liên kết với một protein nó sẽ đƣợc

hấp thu qua đƣờng nội thấm tế bao. Sau khi xâm nhập vao trong tế bao, các kim loại

sẽ tác động đến các bao quan.

Các bao quan dƣới tế bao có thể lam tăng cƣờng hay lam giảm chuyển động

của kim loại qua mang sinh học va lam thay đổi độc tính của nó. Hơn nữa, một số

protein có mặt trong bao tƣơng, trong lyzosom va trong nhân tế bao có thể liên kết

8

với các kim loại độc nhƣ Cd, Pb, Hg do đó lam giảm hoạt tính sinh học của các

protein nay. Một số kim loại độc có thể gây hƣ hỏng cấu trúc của lƣới nội thất. Các

ti thể do có hoạt động trao đổi chất cao va có khả năng vận chuyển qua mang một

cách mạnh mẽ nên la một bao quan đích chính, vì vậy các enzym hô hấp của chúng

dễ dang bị kìm ham bởi các kim loại.

1.3.1.2. Các yếu tố làm thay đổi độc tính

Mức độ và thời gian nhiễm độc

Cũng nhƣ đối với các chất độc khác, tác dụng độc của kim loại liên quan đến

mức độ va thời gian nhiễm độc. Nói chung, mức độ nhiễm độc cang cao thì thời

gian ảnh hƣởng cang kéo dai va hiệu ứng độc cang lớn. Nếu thay đổi liều lƣợng va

thời gian nhiễm độc thì có thể thay đổi bản chất của tác dụng độc. Ví dụ, khi tiêu

hoá dù chỉ một lần nhƣng với lƣợng lớn Cd sẽ dẫn tới rối loạn dạ day-ruột, trong khi

đó nếu hấp thụ một lƣợng nhỏ Cd trong một thời gian dai sẽ lam rối loạn chức năng

thận.

Dạng tồn tại hoá học

Dạng tồn tại hoá học của kim loại ảnh hƣởng rất lớn đến độc tính của nó.

Thuỷ ngân la một ví dụ điển hình. Khi ở dạng vô cơ, thuỷ ngân chủ yếu la những

chất độc thận, nhƣng khi ở dạng hữu cơ nhƣ metyl thuỷ ngân hay etyl thuỷ ngân sẽ

gây độc hệ thần kinh.

Các yếu tố sinh lý

Cũng nhƣ đối với nhiều chất độc khác, động vật non hay động vật gia thƣờng

nhạy cảm với kim loại hơn động vật trƣởng thanh. Ví dụ, trẻ em đặc biệt nhạy cảm

với chì do độ nhạy cảm cao hơn, do hấp thu qua đƣờng dạ day-ruột lớn hơn (có tai

liệu cho rằng lớn hơn 4-5 lần so với ngƣời trƣởng thanh). Nhiều bằng chứng cho

thấy trẻ em ở giai đoạn trƣớc khi sinh thƣờng bị nhiễm các kim loại nhƣ chì, thuỷ

ngân ở mức độ lớn hơn mẹ chúng nhiều

9

1.3.2. Các tác dụng độc của kim loại [ 4, 9]

1.3.2.1. Gây ung thƣ

Nhiều kim loại đƣợc coi la tác nhân gây ung thƣ cho ngƣời hay cho động vật

hoặc cả ngƣời va động vật.

Asen và các hợp chất của nó, một số dẫn xuất của crom va niken đều la các

tác nhân gây ung thƣ cho ngƣời. Ngoai ra beri, cadimi có thể la các tác nhân gây

ung thƣ. Các kim loại nay gây ung thƣ qua các cơ chế tác động nhƣ thay thế Zn2+

bởi Ni2+

, Co2+

hoặc Cd2+

trong các protein vận chuyển, hoặc gây tổn thƣơng tế bao,

do đó ảnh hƣởng đến tính chính xác của của polymerase vốn tham gia vao sinh tổng

hợp ADN.

1.3.2.2. Giảm chức năng miễn dịch

Khi nhiễm một số kim loại có thể dẫn đến kìm ham các chức năng miễn dịch.

Các kim loại nặng, các hợp chất cơ kim nhƣ chì, cadimi, niken, asen, metyl thuỷ

ngân… la các chất loại bỏ miễn dịch. Còn các kim loại nhƣ bari, platin la các chất

kích thích miễn dịch. Chúng thƣờng gây ra các phản ứng quá nhạy cảm hay dị ứng.

1.3.2.3. Ảnh hƣởng hệ thần kinh

Do tính nhạy cảm lớn nên hệ thần kinh luôn la mục tiêu tấn công của kim

loại. Dạng thức lí hoá của kim loại thƣờng la yếu tố quyết định độc tính. Hơi thuỷ

ngân (dạng kim loại) va metyl thuỷ ngân dễ dang xâm nhập vao hệ thống thần kinh

và gây tác dụng độc, trong khi các dẫn xuất vô cơ của nó lại ít có khả năng xâm

nhập vao hệ thống thần kinh nên chúng không phải la những chất độc thần kinh.

Chất hữu cơ của chì chủ yếu la các chất độc thần kinh, còn các dẫn xuất vô cơ lại

ảnh hƣởng mạnh đến quá trình tổng hợp hem va khi ở mức độ nhiễm cao chúng có

thể gây ra các bệnh về nao. Ở trẻ em khi bị nhiễm mức vừa phải cũng có thể dẫn

đến các rối loạn tâm thần.

Các kim loại khác nhƣ trietylen thiếc, vang, liti…đều có tác dụng độc thần

kinh.

10

1.3.2.4. Ảnh hƣởng đến thận

Thận la một bộ phận đao thải chính, do đó cũng la một trong những mục tiêu

tấn công của kim loại.

Cadmi ảnh hƣởng tới các tế bao của các ống đầu gần gây ra bai tiết nƣớc tiểu

có protein phân tử lƣợng thấp, axit amin va glucose.

Crom, platin và dẫn xuất vô cơ thuỷ ngân cũng la tác nhân gây thiệt hại các

ống đầu gần.

Bảng 1.1: Ngƣỡng giới hạn một số kim loại nặng

Kim loại (mg/kg) Cho ngƣời/ngay

Cu 0,05-0,5

Pb 0,05

Zn 0,3-1,0

Cd 0,0067-0,0083

Fe 0,2-0,6

Mn 0,1

1.3. Các phƣơng pháp xác định lƣợng vết kim loại nặng

1.3.1. Phƣơng pháp phổ khối lƣợng plasma cao tần cảm ứng ICP-MS

Thuật ngữ ICP (Inductively Coupled Plasma) dùng để chỉ ngọn lửa plasma

tạo thanh bằng dòng điện có tần số cao (cỡ MHz) đƣợc cung cấp bằng một máy phát

Radio Frequency Power (RFP). Ngọn lửa plasma có nhiệt độ rất cao có tác dụng

chuyển các nguyên tố trong mẫu cần phân tích thanh dạng ion.

MS (Mass Spectrometry) la phép ghi phổ theo số khối hay chính xác hơn la

theo tỷ số giữa số khối va điện tích (m/Z).

Từ khi xuất hiện plasma cảm ứng với các tính năng va ƣu điểm về vận hanh

hơn hẳn các nguồn hồ quang va tia điện thì một công cụ mới đa dần dần đƣợc phát

triển thanh một tổ hợp ICP ghép với một khối phổ kế. Hai ƣu điểm nổi bật của ICP-

MS la có độ phân giải cao va dễ tách các nhiễu ảnh hƣởng lẫn nhau do đó có thể

phát hiện đƣợc hầu hết các nguyên tố trong bảng tuần hoan. Phƣơng pháp phân tích

11

nay dựa trên các nguyên tắc của sự bay hơi, phân tách, ion hóa của các nguyên tố

hóa học khi chúng đƣợc đƣa vao môi trƣờng plasma có nhiệt độ cao. Sau đó các ion

nay đƣợc phân tách ra khỏi nhau theo tỷ số khối lƣợng / điện tích (m/Z) của chúng,

bằng thiết bị phân tích khối lƣợng có từ tính va độ phân giải cao phát hiện, khuyếch

đại tín hiệu va đếm bằng thiết bị điện tử kĩ thuật số.

Phƣơng pháp ICP – MS ra đời vao đầu những năm 80 của thế kỉ trƣớc va

ngay cang chứng tỏ la kĩ thuật phân tích có ƣu điểm vƣợt trội so với các kĩ thuật

phân tích khác nhƣ quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ plasma

cảm ứng (ICP-AES hay ICP-OES)…Phƣơng pháp ICP-MS hơn hẳn các kĩ thuật

phân tích kim loại nặng khác ở các điểm sau: có độ nhạy cao, độ lặp lại cao, xác

định đồng thời đƣợc hang loạt các kim loại trong thời gian phân tích ngắn.

* Sự xuất hiện và bản chất của phổ ICP-MS

Dƣới tác dụng của nguồn ICP, các phân tử trong mẫu phân tích đƣợc phân li

thanh các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi. Các phần tử nay khi tồn tại trong môi

trƣờng kích thích phổ ICP năng lƣợng cao sẽ bị ion hóa, tạo ra đám hơi ion của chất

mẫu (thƣờng có điện tích +1). Nếu dẫn dòng ion đó vao buồng phân cực để phân

giải chúng theo số khối (m/Z) sẽ tạo ra phổ khối của nguyên tử chất cần phân tích

va đƣợc phát hiện nhờ các detector thích hợp.

Các quá trình xảy ra trong nguồn ICP:

- Hóa hơi chất mẫu, nguyên tử hóa các phân tử, ion hóa các nguyên tử, sự

phân giải của các ion theo số khối sẽ sinh ra phổ ICP-MS:

Hóa hơi: MnXm(r) Mnxm(k)

Phân li: MnXm(k) nM(k) + mX(k)

Ion hóa: M(k)0 + Enhiệt M(k)

+

- Thu toan bộ đám hơi ion của mẫu, lọc va phân ly chúng thanh phổ nhờ hệ

thống phân giải khối theo số khối của ion, phát hiện chúng bằng detector, ghi lại

phổ.

- Đánh giá định tính, định lƣợng phổ thu đƣợc.

12

Nhƣ vậy thực chất phổ ICP - MS la phổ của các nguyên tử ở trạng thái khí tự

do đa bị ion hóa trong nguồn năng lƣợng cao tần ICP theo số khối các chất.

* Ƣu điểm của phƣơng pháp phân tích bằng ICP-MS

Phép đo phổ ICP - MS la một kỹ thuật mới, ra đời cách đây không lâu nhƣng

đƣợc phát triển rất nhanh va sử dụng rộng rai trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhƣ

quá trình sản xuất nhiên liệu hạt nhân, xác định đồng vị phóng xạ, nƣớc lam lạnh sơ

cấp trong nganh hạt nhân (chiếm tỷ trọng 5%); phân tích nƣớc uống, nƣớc biển,

nƣớc bề mặt, đất, bùn, đất hoang, phân tích định dạng Hg, As, Pb va Sn trong

nghiên cứu va bảo vệ môi trƣờng (48%); quá trình hoá học, chất nhiễm bẩn trong Si

Wafers trong công nghiệp sản xuất chất bán dẫn (33%); máu, tóc, huyết thanh, nƣớc

tiểu, mô trong y tế (6%); đất, đá, trầm tích, nghiên cứu đồng vị phóng xạ trong địa

chất ( 2%); hoá chất (4%); dấu vết đạn, đặc trƣng vật liệu, nguồn gốc, chất độc

trong khoa học hình sự (1%) va phân tích thực phẩm (1%)...

Ưu điểm phép đo phổ ICP- MS:

- Nguồn ICP la nguồn năng lƣợng kích thích phổ có năng lƣợng cao, nó cho

phép phân tích hơn 70 nguyên tố từ Li – U va có thể xác định đồng thời chúng với

độ nhạy va độ chọn lọc rất cao (giới hạn phát hiện từ ppb-ppt đối với tất cả các

nguyên tố).

- Khả năng phân tích bán định lƣợng rất tốt do không cần phải dùng mẫu

chuẩn ma vẫn đạt độ chính xác cao; có thể phân tích các đồng vị va tỷ lệ của chúng.

- Tuy có độ nhạy cao nhƣng nguồn ICP lại la nguồn kích thích phổ rất ổn

định, nên phép đo ICP - MS có độ lặp lại cao va sai số rất nhỏ.

- Phổ ICP - MS ít vạch hơn phổ ICP - AES nên có độ chọn lọc cao, ảnh

hƣởng thanh phần nền hầu nhƣ ít xuất hiện, nếu có thì cũng rất nhỏ, dễ loại trừ.

- Vùng tuyến tính trong phép đo ICP - MS rộng hơn hẳn các kỹ thuật phân

tích khác, có thể gấp hang trăm lần va khả năng phân tích bán định lƣợng rất tốt do

không cần dùng mẫu chuẩn ma vẫn cho kết quả tƣơng đối chính xác.

- Ngoài ra ICP-MS còn đƣợc sử dụng nhƣ la một detector cho LC, CE, GC...

13

Với nhiều ƣu điểm vƣợt trội, kỹ thuật phân tích ICP - MS đƣợc ứng dụng

rộng rai để phân tích nhiều đối tƣợng khác nhau đặc biệt la trong các lĩnh vực phân

tích vết va siêu vết phục vụ nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân,

nghiên cứu địa chất va môi trƣờng...

Một số công trình nghiên cứu xác định kim loại nặng bằng phƣơng

pháp ICP-MS:

Peter Heiland va Helmut D. Koster [40] ứng dụng phƣơng pháp ICP-MS để

xác định lƣợng vết 30 nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd … trong mẫu nƣớc tiểu của trẻ em

va ngƣời trƣởng thanh.

Marcos Pérez-López va cộng sự [31] phân tích Pb, Cd, Zn va As có trong thịt

một số loai chim hoang da ở vùng Galicia (Tây Bắc Tây Ban Nha) bằng phƣơng

pháp ICP-MS. Kết quả cho thấy ham lƣợng Zn trong khoảng 1,47 -2,98ppm, hàm

lƣợng As trong khoảng 1,21 đến 6,88ppm. Ham lƣợng Pb va Cd trong đó tƣơng đối

cao, có mẫu lên tới trên 18ppm Pb, va ham lƣợng Cd cao nhất thu đƣợc lên tới

39ppm.

Tác giả Mohamed Maanan [34], trƣờng đại học Nates, Pháp đa sử dụng

phƣơng pháp ICP-MS để phân tích Hg va Pd trong các động vật thân mềm ở vùng

biển. Kết quả cho thấy ham lƣợng Pb là 9,6 mg.kg−1

va ham lƣợng Hg la

0,6 mg.kg−1

.

Simone Griesel va cộng sự [42] đa sử dụng phƣơng pháp ICP-MS để xác

định ham lƣợng của 23 nguyên tố kim loại (Be, Al, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co,

Ni, Cu, Zn, As, Se, Rb, Sr, Mo, Pd, Cd, Sn, Pt, Pb) trong máu của hải cẩu ở vùng

biển Wadden, Đức va đảo Danish. Kết quả chỉ ra rằng ham lƣợng một số nguyên tố

nhƣ As, Cr, Mn, Mo, Se, V trong máu hải cẩu cao hơn so với trong máu ngƣời. Một

số nguyên tố nhƣ Al, Mn, Cu, va Pt khác nhau đáng kể trong máu hải cẩu ở hai

vùng địa lí khác nhau. Sự khác biệt nay có thể do ảnh hƣởng của nguồn thức ăn.

Wenling Hu, Fei Zheng va Bin Hu [44] tách va xác định ham lƣợng của

As(III), As(V), Cr(III), Cr(VI) trong nƣớc tự nhiên sử dụng kỹ thuật sol-gel và ICP-

MS. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp la 0,7 và 18 ng.L−1

với As(V) va Cr(VI),

14

3,4 và 74 ng.L−1

với As(III) and Cr(III). Độ lệch chuẩn la 3,1; 4,0; 2,8 va 3,9%

(C = 1 ng.mL−1

) tƣơng ứng với As(V), As(III), Cr(VI) va Cr(III). Với nƣớc máy va

nƣớc hồ hiệu suất thu hồi đạt đƣợc từ 94 đến 105%.

Hye-Sook Lim, Jin-Soo Lee, Hyo-Taek Chon va Manfred Sager [26] đa đánh

giá sự ô nhiễm các kim loại nặng ở vùng mỏ vang bạc Songcheon, Han Quốc. Các

mẫu đất, nƣớc, thực vật…xung quanh khu mỏ đƣợc thu thập, xử lí sau đó đem xác

định ham lƣợng kim loại nặng bằng ICP-AES và ICP-MS. Ham lƣợng As va Hg

trong đất trồng cao hơn rất nhiều so với giới hạn cho phép, kết quả cao nhất lên tới

626mg As/kg va 4,9mg Hg/kg . Ham lƣợng cao nhất trong cây trồng la 33 mg As/kg

và 3,8 mg Pb/kg (trong củ hanh), 0,87mg Cd/kg va 226mg Zn/kg (trong rễ rau

diếp), 16,3 mg Cu/kg (trong lá cây vừng). Điều nay đƣợc giải thích do cây trồng

đƣợc trồng trên vùng đất bị ô nhiễm As va các kim loại nặng. Mặt khác ham lƣợng

cao nhất của As, Cd va Zn đƣợc tìm thấy trong nƣớc suối- nguồn nƣớc uống chủ

yếu của khu vực nay- lần lƣợt la: 0,71 mg/L, 0,19 mg/L và 5,4 mg/L, cao hơn rất

nhiều so với giới hạn cho phép của Han Quốc.

A.T. Townsend va I. Snape [18] đa tiến hanh xác định ham lƣợng Pb trong

các mẫu trầm tích ở cửa sông thuộc nam Australia bằng phƣơng pháp ICP-MS. Các

mẫu trầm tích ở Brown Bay ham lƣợng Pb trong khoảng 18–215 mg.kg− 1

, còn ở

vùng Broken Hill va Mt Isa Australian ham lƣợng Pb lần lƣợt từ 35,5 đến 36 va từ

16,0 đến 16,1 mg.kg-1

. Còn ở khu vực Wilkes Station ham lƣợng Pb đƣợc xác định

trong khoảng 13–40 mg.kg− 1

.

1.3.2. Các phƣơng pháp phân tích quang học

1.3.2.1. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

Cơ sở của phƣơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử la sự tƣơng tác

hấp thụ ánh sáng của chất phân tích hay hợp chất của nó với một chùm sáng thích

hợp trong vùng phổ UV-VIS. Đa số việc phân tích các kim loại nặng bằng UV-VIS

cần sử dụng thuốc thử để đƣa ion kim loại về dạng phức có phổ UV-VIS

Phƣơng pháp nay cho phép xác định ở khoảng nồng độ 10-7

đến 10-5

M và là

phƣơng pháp phổ biến.

15

Các tác giả Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu, Phạm Luận [3] đa xác định Cu,

Ni, Mn, Zn…với thuốc thử PAN trong cùng một hỗn hợp cho sai số nhỏ hơn 4% ở

các bƣớc sóng khác nhau.

Angeline M.Stoyanova [15,16] đa xác định Cr(VI) bằng phƣơng pháp trắc

quang xúc tác, phƣơng pháp nay chủ yếu dựa trên hiệu ứng xúc tác của Cr(VI) đến

phản ứng oxi hoá axit sunfanilic (SA) bằng H2O2 khi có mặt của p-Aminobenzoic

axit (PABA). Sau khi cho thuốc thử 15 phút, đo độ hấp thụ quang tại bƣớc sóng

360nm. Điều kiện tối ƣu của phƣơng pháp đa đƣợc thiết lập: nồng độ SA la 4,3.10-

3M, nồng độ PABA la 1,0.10

-3M, nhiệt độ phản ứng 50

0C, hệ đệm axit axetic- axit

boric- axit orthophotphoric có pH=6,6. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp la

10ng/ml. Độ lệch chuẩn tƣơng đối từ 2,9 đến 5,8%. Phƣơng pháp nay áp dụng

thanh công để xác định Cr trong nƣớc thải.

1.3.2.2. Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES

Trong điều kiện bình thƣờng, nguyên tử không thu cũng không phát ra năng

lƣợng, nhƣng nếu cung cấp năng lƣợng cho nguyên tử thì các nguyên tử sẽ chuyển

lên trạng thái kích thích. Trạng thái nay không bền, nguyên tử chỉ tồn tại trong một

thời gian cực ngắn 10-8

s, chúng có xu hƣớng trở về trạng thái ban đầu bền vững va

giải phóng ra năng lƣợng ma nó hấp thu dƣới dạng bức xạ quang học. Bức xạ nay

chính la phổ phát xạ nguyên tử. Các nguồn kích thích phổ phát xạ la ngọn lửa đèn

khí, hồ quang điện dòng xoay chiều va một chiều, tia lửa điện, plasma cảm ứng.

Nhìn chung phƣơng pháp nay có độ nhạy khá cao, tốn ít mẫu, có khả năng

phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu nên rất thuận lợi để phân

tích lƣợng vết các kim loại độc trong các đối tƣợng khác nhau.

Tác giả Phạm Luận [7] đa ứng dụng phƣơng pháp AES phân tích một số kim

loại trong nƣớc ngọt, với Na cho giới hạn phát hiện 0,05ppm, K va Li la 0,5ppm va

với Pb la 0,1ppm.

Nguyễn Văn Định va cộng sự [5] đa phân tích các kim loại tạp chất trong

mẫu kẽm tinh luyện cho kết quả ham lƣợng các kim loại tạp chất nhƣ sau: ham

lƣợng thiếc lớn nhất 0,007%, sai số tuyệt đối 0,003%; ham lƣợng niken nhỏ nhất

16

0,0005%, sai số tuyệt đối 0,0002% va ham lƣợng cadmi la 0,003% va sai số la

0,002%.

S. García Salgado, M.A. Quijano Nieto va M.M. Bonilla Simón [43] sử dụng

phƣơng pháp phát xạ nguyên tử plasma cao tần cảm ứng (ICP-AES) để phân tích

ham lƣợng As trong mẫu tảo va dịch chiết của nó, nhằm mục đích tìm điều kiện tối

ƣu để bảo quản mẫu. Kết quả chỉ ra rằng với mẫu tảo bảo quản bằng chai nhựa

polystiren ở nhiệt độ +20°C thì As va các hợp chất của nó có thể bảo quản ít nhất 12

tháng. Mặt khác với dịch chiết từ loai tảo Sargasso, As tổng va As(V) có thể bảo

quản ít nhất 15 ngay nếu đựng trong chai polystiren va nhiệt độ -18°C, còn dịch

chiết của loai tảo Hijiki thì có thể bảo quản trong vòng 10 ngay ở nhiệt độ +4°C

trong chai polystiren.

Mustafa Türkmen va cộng sự [36] cũng đa sử dụng phƣơng pháp phổ phát xạ

nguyên tử plasma cao tần cảm ứng (ICP-AES) để phân tích ham lƣợng các nguyên

tố kim loại nặng trong hải sản ở vùng biển Marmara, Aegean va Mediterranean. Fe

va Zn la hai kim loại có ham lƣợng rất cao ở tất cả các phần của hải sản. Ham lƣợng

kim loại trong những phần ma con ngƣời có thể sử dụng đƣợc nhƣ sau: 0,02–

0,37 mg.kg−1

với Cd, 0,04–0,41 mg.kg−1

với Co, 0,04–1,75 mg.kg−1

với Cr, 0,32-

6,48 mg.kg−1

với Cu, 7,46–40,1 mg.kg−1

với Fe, 0,10–0,99 mg.kg−1

với Mn, 0,02–

3,97 mg.kg−1

với Ni, 0,33–0,86 mg.kg−1

với Pb, 4,49–11,2 mg.kg−1

với Zn. Các tác

giả cũng đa cho rằng tất cả các kim loại đƣợc phát hiện trong gan đều lớn hơn trong

thịt. Trong một số vùng, đa có dấu hiệu ô nhiễm kim loại nặng. Ham lƣợng Cd va

Cr trong cả thịt va gan, ham lƣợng Pb trong gan của các mẫu phân tích cao hơn giới

hạn cho phép dƣ lƣợng kim loại nặng trong thực phẩm.

1.3.2.3. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Khi chiếu một chùm tia sáng có bƣớc sóng xác định ứng đúng với tia phát xạ

nhạy của nguyên tố cần xác định vao đám hơi nguyên tử tự do thì các nguyên tử tự

do sẽ hấp thụ năng lƣợng của các tia chiếu vao va tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của

nó. Đo phổ nay ta xác định đƣợc nguyên tố cần phân tích. Trong phƣơng pháp nay

thì quá trình chuyển hoá chất thanh hơi (nguyên tử hoá mẫu) la quan trọng nhất.

17

Tuỳ thuộc vao kĩ thuật nguyên tử hoá ma ta có phƣơng pháp với độ nhạy khác nhau.

Ví dụ với kĩ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa trong lò graphit GF-AAS cho độ

nhạy cao hơn kĩ thuật nguyên tử hoá ngọn lửa F-AAS khoảng 50-1000 lần. Phƣơng

pháp nay đƣợc ứng dụng tƣơng đối rộng rai vì khả năng phân tích nhanh, độ nhạy,

độ chính xác cao, lƣợng mẫu ít, tự động hoá đƣợc.

I Chuan Chuang va cộng sự [27] đa ứng dụng phƣơng pháp GF-AAS để

phân tích Cd va Pb trong các mẫu thuốc y học cổ truyền Trung Quốc va cho giới

hạn định lƣợng la 2,0pg với Cd va 11,6pg với Pb.

Jozep Szkoda va Jan Zmudzki [28] sử dụng phƣơng pháp F-AAS để xác định

Pb va Cd trong mẫu sinh học cho hiệu suất thu hồi với Pb la 82,0% va Cd la 98,4%.

Al Moauf va cộng sự [14] đa phân tích ham lƣợng các kim loại nặng va các

nguyên tố vi lƣợng có trong mẫu thực vật bằng phƣơng pháp AAS cho kết quả ham

lƣợng trung bình của các mẫu nhƣ sau (kết quả tính theo ppm): Trong họ Hyptis

suaveolens có ham lƣợng Zn la (35,1±0,01), Cu la (24,4±0,01) ở mức cao nhất so

với các mẫu khác. Trong khi đó ham lƣợng Mn (685±0,02) va Ca (51340±21) cao

nhất trong cây Morinda lucida. Kết quả cũng chỉ ra rằng trong cây Ocimum canum

có hàm lƣợng các nguyên tố K (36600±350), P (3700±35) va Fe (241±0,05) cao

nhất. Còn Na (613±0,60) có mặt nhiều nhất trong cây Anacardium occidentale.

Mohamed Maanan [34] phân tích ham lƣợng các kim loại nặng trong động

vật thân mềm vùng biển sử dụng phƣơng pháp AAS cho kết quả ham lƣợng các kim

loại nhƣ sau: 7,2 mg.kg−1

với Cd, 26,8 mg.kg−1

với Cu, 8,0 mg.g−1

với Cr,

292 mg.kg−1

với Zn, 20,8 mg.kg−1

với Mn va 32,8 mg.kg−1

với Ni.

Mehrorang Ghaedi [32] va cộng sự đa sử dụng phƣơng pháp F-AAS để xác

định ham lƣợng các nguyên tố kim loại nặng sau khi cho qua cột chiết pha rắn.

Phƣơng pháp cho phép xác định Cu(II), Zn(II), Pb(II) va Fe(III) với hệ số tƣơng

quan dƣới 3%.

M. Ghaedi va cộng sự [37] đa định lƣợng các kim loại nặng trong máu bằng

F-AAS, sau khi đƣợc lam giau bằng bis salicyl aldehyde, 1,3-propan diimine

18

(BSPDI) mang trên than hoạt tính. Kết quả chỉ ra rằng phƣơng pháp nay thuận lợi

để xác định Cr3+

, Fe3+

, Cu2+

, Ni2+

, Co2+

và Zn2+

trong máu.

Latif Elçi, Zikri Arslan va Julian F. Tyson [29] đa phát triển kĩ thuật dòng

chảy-hiđrua hoá-hấp thụ phân tử (FI-HG-AAS) để phân tích ham lƣợng Pb trong

rƣợu va vang nho. Phƣơng pháp cho khoảng tuyến tính lên tới 8,0 μg.L-1

Pb với hệ

số tƣơng quan 0,998. Sai số tƣơng đối nhỏ hơn 4,58%. Giới hạn phát hiện của

phƣơng pháp la 0,16 μg.L−1

.

Daniela Schiavo, José Y. Neira va Joaquim A. Nóbrega [21] đa xác định Cu,

Pb, Cd trong vang nho va nho tƣơi bằng kĩ thuật F-AAS. Phƣơng pháp cho giới hạn

phát hiện la 12,9; 1,8 và 5,3 μg.L−1

tƣơng ứng với Cu, Cd va Pb. Hệ số biến thiên

tƣơng ứng của Cu, Pb, Cd lần lƣợt la 2,7; 2,1 va 2,6%.

N. Pourreza va K. Ghanemi [38] đa phân tích Hg trong nƣớc va cá bằng

phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử hoá hơi lạnh (CV-AAS). Đƣờng chuẩn đƣợc xây

dựng trong khoảng nồng độ từ 0,040 đến 2,40 ng.mL−1

với hệ số tƣơng quan

0.9994. Giới hạn phát hiện dựa trên tính toán la 0,02 ng.mL−1

. Hệ số biến thiên khi

xác định Hg(II) ở nồng độ 0,4 va 2,0 ng.mL−1

lần lƣợt la 2,6 va 1,9%. Các tác giả

cũng đa kết luận phƣơng pháp nay có thể ứng dụng để phân tích ham lƣợng Hg(II)

trong các mẫu nƣớc, nƣớc thải va cá.

1.3.2.4. Phƣơng pháp huỳnh quang

Một chất khi hấp thụ một năng lƣợng ở giới hạn nao đó sẽ lam kích thích hệ

electron của phân tử. Khi ở trạng thái kích thích, phân tử chỉ tồn tại ≤ 10-8

s, nó lập

tức trở về trạng thái cơ bản ban đầu va giải phóng năng lƣợng đa hấp thụ. Khi năng

lƣợng giải toả đƣợc phát ra dƣới dạng ánh sáng thì gọi la hiện tƣợng phát quang.

Hoá học phân tích sử dụng hiện tƣợng nay để định tính va định lƣợng các chất va

gọi la phƣơng pháp phân tích huỳnh quang.

Dong Yan-Jie va Ke Giai [22] sử dụng phƣơng pháp huỳnh quang để xác

định lƣợng vết Pb trên cơ sở cho Pb2+

tạo phức với axit gibberellic theo tỉ lệ Pb2+

:

axit la 1: 2 với pH = 7-8. Bƣớc sóng kích thích va phát xạ lớn nhất la 205,0nm va

308,8nm. Phƣơng pháp cho giới hạn phát hiện la 0,52ng Pb/ml.

19

Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang [20] đa xác định lƣợng

vết Cr với thuốc thử 2-hydroxy-1-naphtaldehyene-8-aminoquinoline (HNAAQ)

bằng phƣơng pháp huỳnh quang. Độ nhạy của phép xác định tăng lên trong môi

trƣờng nƣớc-ancol với tỉ lệ 4/1 theo thể tích, pH =9,4. Trong điều kiện đó phức Cr-

HNAAQ bị kích thích va phát xạ ở bƣớc sóng từ 397-450nm. Giới hạn phát hiện

của phƣơng pháp la 77ng/ml. Khoảng tuyến tính của phƣơng pháp lên đến 25µg/ml.

Phƣơng pháp nay đƣợc áp dụng để xác định lƣợng vết Cr trong thịt va gan lợn.

B. W.Bailey, R.M.Donagall and T.S. West [19] sử dụng phƣơng pháp huỳnh

quang để xác định lƣợng siêu vi của Cu(II). Các tác giả đa sử dụng thuốc thử

[Cu(phen)2R oseBengal], phức nay đƣợc chiết vao cloroform va pha loang bằng

axeton. Bƣớc sóng kích thích la 560µm va bƣớc sóng phát xạ la 570µm. Giới hạn

định lƣợng của phƣơng pháp là 10-4

-6.10-3

ppm.

1.3.3. Các phƣơng pháp phân tích điện hoá

1.3.3.1. Phƣơng pháp cực phổ

Nguyên tắc của phƣơng pháp la thay đổi liên tục va tuyến tính điện áp vao

hai cực để khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Trong đó sử

dụng điện cực Hg la điện cực lam việc va một điện cực có thế không đổi lam điện

cực so sánh. Đƣờng thu đƣợc la đƣờng phụ thuộc cƣờng độ dòng vao thế áp vao gọi

la đƣờng Von-Ampe hay sóng cực phổ. Thông qua chiều cao của đƣờng Von-Ampe

có thể định lƣợng đƣợc ion kim loại trong dung dịch ghi cực phổ.

Phƣơng pháp nay cho phép xác định cả chất vô cơ va hữu cơ với nồng độ cỡ

10-5

M đến 10-6

M với sai số khoảng 5%.

Từ Văn Mạc, Trần Thị Sáu [7] đa sử dụng phƣơng pháp cực phổ xung vi

phân xoay chiều xác định lƣợng vết Cu, Pb, Cd trong bia.

Tác giả Thanh Trinh Thục va cộng sự [8] áp dụng phƣơng pháp cực phổ để

phân tích Cu, Pb, Zn, Cd trong thực phẩm va hấp phụ đất trồng trong môi trƣờng

đệm axetat với hệ 3 điện cực: điệc cực thuỷ ngân treo HMDE, điện cực so sánh

Ag/AgCl, điện cực phụ trợ Pt.

20

R. Agraz, M. T. Sevilla va L. Hernandez [41] đa xác định ham lƣợng thuỷ

ngân vô cơ va hữu cơ trong cùng một hỗn hợp bằng phƣơng pháp cực phổ. Phƣơng

pháp cho giới hạn phát hiện 4μg Hg/L với thuỷ ngân vô cơ trong sự có mặt của

metyl thuỷ ngân. Giới hạn phát hiện của metyl thuỷ ngân trong sự có mặt của thuỷ

ngân vô cơ la 2μg Hg/L. Các hợp chất thuỷ ngân hữu cơ khác trong hỗn hợp cũng

có thể đƣợc xác định. Các tác giả cho rằng phƣơng pháp nay cần ban luận thêm để

có thể ứng dụng trong các mẫu môi trƣờng.

1.3.3.2. Phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan

Bản chất phƣơng pháp Von-Ampe hoa tan tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp cực

phổ. Nguyên tắc của phƣơng pháp chia lam 2 bƣớc:

Bƣớc 1: Điện phân lam giau chất cần phân tích trên bề mặt điện cực lam việc

trong khoảng thời gian xác định, với thế xác định.

Bƣớc 2: Hoa tan kết tủa thu đƣợc bằng cách phân cực ngƣợc điện cực lam

việc, đo va ghi dòng hoa tan. Trên đƣờng Von-Ampe hoa tan xuất hiện pic của

nguyên tố cần phân tích. Dựa vao chiều cao pic xác định đƣợc nồng độ của chất cần

phân tích.

Ƣu điểm nổi bật của phƣơng pháp nay la có độ nhạy cao, có khả năng phân

tích đồng thời thanh phần dung dịch phân tích. Tuy nhiên độ nhạy của phƣơng pháp

bị hạn chế bởi dòng dƣ.

Mónica Cecilia Vargas Mamani va cộng sự [35] sử dụng phƣơng pháp nay

để phân tích ham lƣợng Pb va Cd trong mẫu dƣợc liệu. Giới hạn phát hiện của

phƣơng pháp la 0,12 va 0,010 mg/kg với Pb va Cd. Kết quả đƣợc áp dụng để phân

tích chì và cadmi trong 4 loài: Hypericum perforatum, Mikania guaco, Mikania

glomerata và Peamus boldus.

Petrovic va cộng sự [39] đa áp dụng phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan xung

vi phân để xác định đồng thời Pb va Cd trong mẫu nƣớc.

Lê Lan Anh va cộng sự [1] đa sử dụng phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan trên

điện cực mang thuỷ ngân để phân tích kim loại nặng trong lƣơng thực, thực phẩm

cho kết quả tốt.

21

He Xu, Liping Zeng, Dekun Huang, Yuezhong Xian va Litong Jin [25] sử

dụng phƣơng pháp Von-Ampe hoa tan anốt xung vi phân để xác định ham lƣợng

các kim loại nặng trong thực vật. Kết quả thu đƣợc ham lƣợng Zn la 0,30 μg/l, Cd

và Pb là 0,17 μg/l. Hệ số tƣơng quan la 2,4% với Pb, 2,0% với Cd va 3,4% với Zn ở

nồng độ 15 μg/l.

A. Manivannan va cộng sự [17] đa sử dụng phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan

anốt với điện cực mang Bo để xác định đồng thời Cu va Pb. Kết quả chỉ ra rằng

phƣơng pháp có thể phân tích ham lƣợng của hai nguyên tố nay trong cùng một hỗn

hợp va không có sự chồng phổ.

Gil Ho Hwang, Won Kyu Han, Joon Shik Park va Sung Goon Kang [24] sử

dụng phƣơng pháp Von-Ampe hoa tan anốt với điện cực mang Bi để xác định lƣợng

vết các kim loại Pb, Cd va Zn. Khoảng tuyến tính của phƣơng pháp từ 2 đến

100μg/L. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp la 1,3 μg/L với Pb, 0,7 μg/L với Cd

và 12 μg/L với Zn.

1.4. Phƣơng pháp xử lý mẫu thực phẩm

1.4.1. Nguyên tắc xử lý mẫu

Xử lý mẫu la quá trình hoa tan va phá huỷ cấu trúc của chất mẫu ban đầu,

giải phóng va chuyển các chất cần xác định về dạng đồng thể phù hợp với phép đo

đa chọn, từ đó xác định ham lƣợng chất ma chúng ta mong muốn.

Ngay nay theo sự phát triển của khoa học, của nganh hóa học va các nganh

kỹ thuật, các phƣơng pháp va các loại trang bị, dụng cụ để xử lý mẫu phân tích cũng

đƣợc phát triển va hoan thiện không ngừng, có nhiều tiện lợi va đảm bảo đƣợc tốt

các yêu cầu của phân tích. Các kỹ thuật xử lý mẫu đa đang va sẽ đƣợc dùng đó la:

Kỹ thuật vô cơ hóa khô ( xử lý khô), kỹ thuật vô cơ hóa ƣớt ( xử lý ƣớt), kỹ thuật vô

cơ hóa khô ƣớt kết hợp: la phƣơng pháp kết hợp 2 phƣơng pháp trên, các kỹ thuật

chiết ( lỏng-lỏng, rắn-lỏng, rắn-khí....), Các kỹ thuật sắc ký.

Khi xử lý mẫu để xác định kim loại thì ngƣời ta thƣờng xử lý mẫu theo 3

phƣơng pháp đầu (khô, ƣớt va khô ƣớt kết hợp).

Căn cứ vao trang thiết bị thì ngƣời ta chia thanh:

22

Phá mẫu hệ hở

Phƣơng pháp nay đơn giản, không cần dụng cụ phức tạp va cho kết quả khá

chính xác.

Các axit đƣợc sử dụng trong phá mẫu hệ hở nhƣ: HF, HCl, H2SO4, HClO4…,

tùy theo loại mẫu va nguyên tố cần phân tích ma ta có quy trình phân tích phù hợp.

Ví dụ nhƣ để xác định các nguyên tố dễ bay hơi nhƣ Hg thì cần khống chế nhiệt độ

< 1200C, để phá các mẫu chứa nhiều SiO2 cần cho thêm HF….

Phá mẫu hệ kín :

Hiện nay phổ biến nhất la kỹ thuật xử lý mẫu ƣớt với axit đặc trong lò vi

sóng hệ kín do có nhiều ƣu điểm nhƣ: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt

để va không mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao.

Dƣới tác dụng phá hủy va hoa tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lƣợng

nhiệt cùng axit lam tan ra các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lƣu, chuyển

động nhiệt va va chạm của các hạt mẫu với nhau lam chúng bị bao mòn dần, các tác

nhân nay tấn công va bao mòn dần các hạt mẫu từ bên ngoai vao, lam cho các hạt

mẫu bị mòn dần va tan hết.

Ngoai ra, trong lò vi sóng còn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các

phân tử nƣớc hấp thụ (> 90%) năng lƣợng vi sóng va do có động năng lớn nên

chúng chuyển động nhiệt rất mạnh, lam căng va xé các hạt mẫu từ trong ra. Hơn

nữa, do xử lý mẫu trong hệ kín nên áp suất cao sẽ lam nhiệt độ sôi cao hơn, đây la

tác nhân phân huỷ mạnh nhất do vậy thúc đẩy quá trình phân huỷ mẫu từ bên trong

ra va từ ngoai vao. Do đó, xử lý mẫu trong lò vi sóng chỉ cần thời gian rất ngắn 50

đến 90 phút va rất triệt để.

1.4.2. Một số phƣơng pháp xử lý mẫu thực phẩm xác định hàm lƣợng kim loại

nặng

Tác giả M. Lucila Lares, Gilberto Flores-Munozb, Ruben Lara-Lara [31] đa

nghiên cứu đánh giá những biến đổi theo thời gian về ham lƣợng Cd, Al, Hg, Zn,

Mn theo các tháng trong trai va trong rong biển đƣợc nghiên cứu tại khu bờ đá tại

Vịnh San Quintin, Baja Califonia,Mexico. Kết quả cho thấy mối liên quan giữa điều

23

kiện thời tiết, thuỷ văn va các bộ phận trong cơ thể con trai bằng cách phân tích

tƣơng quan va phƣơng pháp phân tích thanh phần chính (PCA).Tác giả đa đƣa ra

phƣơng pháp xử lý mẫu nhƣ sau: Mẫu trai đƣợc xử lý sạch va rửa bằng nƣớc cất sau

đó cho vao cốc sạch sấy ở 700C đến khối lƣợng không đổi. Sau đó cân khoảng 1g

mẫu khô thêm lƣợng HNO3 xác định để phân huỷ mẫu sau đó cho thêm H2O2 để

phá huỷ hoan toan lƣợng lipit khó tan. Đối với phá mẫu xác định thuỷ ngân sau khi

phá mẫu bằng hỗn hợp HNO3 và H2SO4 tỉ lệ 2:1 cho thêm hỗn hợp KMnO4 , H2O2.

Tác giả Locatelli [30] đa dùng hỗn hợp H2SO4 và HNO3 phân hủy mẫu trai,

ốc, cá để xác định các vết kim loại thông thƣờng. Để xác định Hg bằng phƣơng

pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV – AAS) hỗn hợp H2SO4 và

K2Cr2O7 đƣợc sử dụng. Quy trình tỏ ra đơn giản, an toan , mẫu phân hủy tốt

M.G.M Alam, E.T.Snow, A Tanaka đa phá mẫu các loại rau nhƣ bí ngô, khoai

môn, đu đủ để xác định các kim loại nặng trong mẫu đƣợc trồng ở lang Samta,

Bangladesh bằng HNO3 va HF. Mẫu sau khi phân huỷ đƣợc xác định bằng phƣơng

pháp ICP-MS thu đƣợc các kết quả về nồng độ trung bình các kim loại nặng (μg/g)

là: As (0,17);Cd (0,023); Cr (0,07); Cu (3,5); Co (0,02); Fe (12,7); Mn (34,70; Pb

(4,5); Zn (25,2) .[ 33]

Các tác giả F.Queirolo, S.Stegen, M.Restovic, M.Paz, P.Ostapczuk,

M.J.Schwuger, L.Munoz đa dùng HNO3 đặc va HClO4 đặc theo tỷ lệ về thể tích la

4:1 để phá các mẫu lƣơng thực nhƣ ngô, khoai tây, hanh, đậu để xác định Pb, Cd.

Mẫu sau khi phá đƣợc xác định bằng phƣơng pháp ICP-MS thu đƣợc nồng độ của

Cd từ 0,56 -3,9 ng/g va của Pb la từ 0,6-25,4 ng/g.[23]

Xử lý mẫu rau quả bằng hỗn hợp axit HNO3 và H2O2 trong bình Kendal để

xác định các kim loại nặng Cd, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn: Lấy 5,00 g mẫu đa nghiền mịn

va trộn đều vao bình Kendal, thêm 60 ml HNO3 65%, 5 ml H2O2 30%, cắm phễu

nhỏ vao bình Kendal, lắc đều va đun sôi nhẹ cho mẫu phân hủy, đến khi đƣợc dung

dịch không mau (6 – 8 giờ tùy loại mẫu). Chuyển mẫu sang cốc 250 ml, lam bay hơi

hết axit bằng đèn IR đến còn muối ẩm, để nguội, định mức bằng dung dịch axit HCl

2% thanh 25 ml. Trong quá trình xử lý nay các nguyên tố kim loại ở dạng các hợp

24

chất cơ kim của mẫu rau quả sẽ bị axit đặc oxy hóa các chất hữu cơ, đƣa các kim

loại về muối vô cơ tan trong dung dịch nƣớc. Qúa trình hóa học chính:

Mẫu +HNO3 + H2O2 → Me(NO3)m + H2O + CO2+ NO2

(muối tan của kim loại )

Tro hóa khô mẫu rau quả để xác định các kim loại (Na, K, Ca, Mg, Cd, Co,

Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn). Cân 5,00 g mẫu đa nghiền mịn vao chén thạch anh,

đem sấy từ từ cho đến khi mẫu khô đen, rồi đem nung ở nhiệt độ 450oC sau đó nâng

lên 550oC cho đến khi mẫu hết than đen sẽ đƣợc tro trắng. Sau đó hóa tan tro thu

đƣợc trong 12 – 15 ml dung dịch HCl 18% va có 0,5 ml HNO3, đun nhẹ cho tan hết,

đuổi hết axit dƣ đến còn muối ẩm va định mức thanh 25 ml bằng dung dịch HCl

2%. Các nguyên tố Cd, Cu, Pb, Zn sẽ bị mất một ít (10-15%) khi nung. Cách này

thích hợp cho xác định các kim loại kiềm, kiềm thổ va Fe, Mn, Ni.

25

Chƣơng 2-THỰC NGHIỆM

2.1. Đối tƣợng và nội dung nghiên cứu.

2.1.1. Đối tƣợng:

Trong bản luận văn nay đối tƣợng nghiên cứu la các mẫu rau, củ, quả, thịt va

nội tạng động vật. Do không có điều kiện để phân tích mẫu đại diện nên chúng tôi

chỉ phân tích các mẫu ngẫu nhiên (các mẫu đƣợc mua ở chợ về). Phân tích tổng ham

lƣợng kim loại nặng trong toan bộ mẫu sau khi đa bỏ các phần không ăn đƣợc đi.

2.1.2. Nội dung nghiên cứu

+ Tối ƣu hoá điều kiện phân tích đồng thời các kim loại nặng bằng phƣơng

pháp ICP-MS.

+ Nghiên cứu xây dựng quy trình xử lý mẫu thực phẩm để phân tích ham

lƣợng các kim loại nặng.

+ Phân tích đánh giá ham lƣợng kim loại nặng trong một số mẫu thực phẩm

2.2. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ

2.2.1. Hóa chất

+ Tất cả các hoá chất sử dụng đều thuộc loại tinh khiết phân tích (PA) hoặc

tinh khiết thuốc thử (PR) va đƣợc pha chế bằng nƣớc cất hai lần.

+ Nƣớc sạch cấp thuốc thử (nƣớc siêu sạch): Nƣớc cất đƣợc cho qua hệ trao

đổi ion hay qua thiết bị lọc đạt tiêu chuẩn ICP-MS, LC va có trở kháng nhỏ hơn

18M.

+ Dung dịch chuẩn gốc chứa đồng thời các ion của các nguyên tố cần phân

tích (trừ Hg) nồng độ 10 ppm trong môi trƣờng axit HNO3 2% va dung dịch chuẩn

đơn của Hg nồng độ 10 ppm trong môi trƣờng axit HNO3 2%

Các dung dịch chuẩn có nồng độ nhỏ hơn đƣợc pha loang từ dung dịch chuẩn

gốc trong môi trƣờng HNO3 2%.

+ Các loại axit đặc, tinh khiết: HNO3, HCl, H2SO4 và H2O2 đặc.

+ Các loại hoá chất cơ bản khác.

2.2.2. Thiết bị và dụng cụ

26

+ Hệ thống ICP – MS (Model ELAN 9000 – Perkin Elmer) va các thiết bị

phụ trợ (hình 2)

+ Tủ sấy, tủ hút, bếp điện

+ Cân phân tích có độ chính xác 0,0001 gam; cân kỹ thuật có độ chính các

0,1 gam

+ Bộ dụng cụ phá mẫu bằng ống teflon có bọc inox ở ngoai (sẽ trình bay chi

tiết ở chƣơng 3)

+ Máy nƣớc cất 1 lần, 2 lần

+ Pipet các loại: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10 ml

+ Bình Kendal các loại 50; 100 ml

+ Bình định mức các loại: 25; 50; 100 ml.

Hệ trang bị của phép đo ICP-MS

Hệ máy đo ICP-MS bao gồm các bộ phận chính sau, va đƣợc chỉ ra trên hình

2.1:

Hình 2.1: Hệ trang bị ICP-MS

1. Bộ tạo sol khí

2. Plasma

3. Hệ lăng kính

4. Van ngăn cách giữa vùng chân không cao của phổ kế va vùng ion

5. Lăng kính ion

27

6. Bộ phân giải khối

7. Detector

Hình ảnh thiết bị phân tích ICP-MS đƣợc sử dụng để phân tích mẫu tại khoa

Hoá- Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia Ha Nội.

Hình 2.2: Hình ảnh máy ICP – MS (ELAN 9000)

2.3. Lấy mẫu, bảo quản mẫu.

2.3.1. Lấy mẫu

Trong nghiên cứu nay chúng tôi tiến hanh xác định ham lƣợng kim loại trong

3 đối tƣợng.

+ Rau xanh va một số loại củ quả

+ Thịt : thịt ga va thịt lợn

+ Nội tạng động vật: gan lợn

Những mẫu nay chúng tôi mua ở chợ Vạn Kiếp, quận Hoan Kiếm, thanh

phố Ha Nội vao ngay 15 tháng 9 năm 2011, sau đó xử lý sơ bộ va bảo quản nhƣ

trình bay ở phần 2.3.2 dƣới đây.

2.3.2. Xử lý mẫu sơ bộ và bảo quản mẫu.

Mẫu rau, củ, quả: Mẫu mua về nhặt bỏ những phần không ăn đƣợc,rửa sạch

bằng nƣớc máy sau đó tráng lại bằng nƣớc cất 1 lần rồi nƣớc cất 2 lần, để ráo nƣớc,

28

hong cho hết nƣớc bám vao. Sau đó đem sấy khô tới khối lƣợng không đổi trong tủ

sấy ở nhiệt độ 60oC.

Mẫu thịt và gan lợn: mua về rửa sạch va tráng bằng nƣớc cất 1 lần rồi nƣớc

cất 2 lần, thấm khô nƣớc. Sau đó xay nhỏ rồi đem sấy tới khối lƣợng không đổi

trong tủ sấy ở nhiệt độ 60oC.

Các mẫu trên sau khi đa sấy khô đƣợc nghiền thanh bột mịn,bảo quản trong

bình hút ẩm. Xác định ham lƣợng nƣớc trong mẫu theo công thức sau

sww

sdwdw

100%

Trong đó : dw % la ham lƣợng khô của mẫu

sdw la khối lƣợng của mẫu sau khi sấy khô ( g )

sww la khối lƣợng của mẫu tƣơi ( g )

Ta có bảng hệ số dw% của các mẫu nhƣ sau

Bảng 2.1: Hệ số dw% của các mẫu

STT Mẫu sww (g) sdw (g) dw (%)

1 Bắp cải 230 21,4 9,30

2 Bí ngô 200 29,1 14,50

3 Mƣớp đắng 230 15,8 6,87

4 Rau muống 250 23,2 9,28

5 Ca rốt 265 25,7 9,88

6 Rau ngót 150 28,6 19,07

7 Khoai tây 350 71,8 20,51

8 Xu xu 350 25,8 7,37

29

9 Rau cần 240 19,6 8,17

10 Gan lợn 170 50,2 29,53

11 Thịt lợn 200 52,1 26,05

12 Thịt ga 200 55,4 27,70

30

Chƣơng 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Tối ƣu hoá các điều kiện phân tích bằng phƣơng pháp ICP-MS

3.1.1. Chọn đồng vị phân tích

Trong tự nhiên, các nguyên tố có một số đồng vị. Trong phép phân tích bằng

ICP-MS ngƣời ta thƣờng chọn đồng vị dựa trên ba tiêu chí:

+ Phải la một trong những đồng vị phổ biến nhất trong tự nhiên

+ Ảnh hƣởng bởi sự chèn khối phải không có hoặc bé nhất

+ Sự hiệu chỉnh ảnh hƣởng của các mảnh ion oxit phải đơn giản va cang ít

bƣớc cang tốt.

Tuỳ theo sự phức tạp của nền mẫu ma có thể chọn các đồng vị phân tích

khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết các tác giả đều thống nhất trong việc lựa chọn số

khối phân tích nay chỉ trừ một vai trƣờng hợp đặc biệt . Trong đề tai nay chúng tôi

lựa chọn các đồng vị nhƣ bảng 3.1

Bảng 3.1: Số khối va tỉ lệ đồng vị đối với các nguyên tố phân tích

STT Nguyên tố

phân tích

Số khối

(m/z)

Tỉ lệ đồng vị

(%)

1 Cr 52 83,79

2 Mn 55 100

3 Fe 57 2,12

4 Co 59 100

5 Ni 60 26,22

6 Cu 63 69,17

7 Zn 65 27,90

8 As 75 100

9 Cd 114 28,73

10 Hg 202 29,86

11 Pb 208 52,40

31

Khi phân tích, máy chỉ thu tín hiệu của các đồng vị đa chọn theo nguyên tắc

phân giải khối bằng bộ phân chia tứ cực.

3.1.2. Độ sâu mẫu (Sample Depth - SDe):

SDe la khoảng cách giữa đỉnh cone giao diện đến bên phải vòng dây tạo

plasma (đƣợc biểu diễn trong hình 3.1).

Hình 3.1: Giá trị SDe

SDe có ảnh hƣởng đến nhiều đại lƣợng trong đó có cƣờng độ vạch phổ. Khi

tăng giá trị SDe cƣờng độ vạch phổ giảm dần. Kết quả cho thấy khi công suất cao

tần RF lớn từ 1200W trở lên thì cƣờng độ vạch phổ giảm nhanh hơn.

Trong phép phân tích chúng tôi chọn độ sâu mẫu la 3 mm.

3.1.3. Công suất cao tần (Radio Frequency Power - RFP):

Với mục đích xác định đồng thời lƣợng vết va siêu vết 11 ion kim loại nặng

trong mẫu thực phẩm bằng phƣơng pháp ICP-MS thì việc khảo sát ảnh hƣởng của

công suất cao tần (RF) la rất cần thiết. Tiến hanh tối ƣu thông số nay ở chế độ tự

động sử dụng dung dịch hỗn hợp 11 nguyên tố Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb

nồng độ 5 ppb va Hg 2 ppb, Fe 10 ppb trong HNO3 2%.

Kết quả khảo sát đƣợc biểu diễn trên hình 3.2

32

Hình 3.2: Ảnh hƣởng của công suất cao tần

Các kết quả khảo sát ảnh hƣởng của công suất RFP: Khi tăng công suất RFP

thì cƣờng độ khối phổ của các ion kim loại Cr, Cu, Mn có xu hƣớng giảm sau đó

tăng, xuất hiện cực đại trong khi tín hiệu phổ của Co, Ni tăng sau đó giảm va nếu

tiếp tục tăng công suất RFP thì lại tăng va đạt cực đại ở 1300W va 1250W. Với các

nguyên tố Cd, Hg cƣờng độ tăng liên tục tới khi công suất RFP đạt 1300W sau đó

giảm dần nếu tiếp tục tăng công suất RFP trong khi tín hiệu đo As liên tục tăng va

tín hiệu của Fe va Zn liên tục giảm đến điểm cuối lại tăng. Đƣờng biểu diễn cƣờng

độ vạch phổ của Pb theo công suất RFP dao động liên tục va cực đại ở vùng

1200W. Nhƣ vậy, để xác định đồng thời 11 ion kim loại nặng thì chọn công suất

RFP bằng 1200W la thích hợp nhất.

3.1.4. Lƣu lƣợng khí mang (Nebulized gas flow – NGF)

NGF có ảnh hƣởng đáng kể đến độ nhạy của phƣơng pháp ICP-MS. NGF lớn

lƣợng mẫu đƣợc đƣa vao vùng plasma lớn va ngƣợc lại. Điều nay dẫn đến tỷ lệ tín

hiệu trên một đơn vị nồng độ tăng hoặc giảm, dẫn đến ảnh hƣởng độ nhạy của phép

phân tích. Tuy nhiên không phải khi tăng NGF la cƣờng độ vạch phổ tăng, hoặc khi

giảm NGF la cƣờng độ vạch phổ giảm. Sự tăng hay giảm chỉ nằm trong một phạm

Đồ thị khảo sát công suất RF

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

800.0 900.0 1000.0 1100.0 1200.0 1300.0 1400.0 W

Cps

Cr

Fe

Cu

Co

As

Cd

Hg

Mn

Ni

Zn

Pb

33

vi nhất định va còn tuỳ thuộc vao nhiều thông số khác. Tƣơng tự ta tiến hanh tối ƣu

thông số nay ở chế độ tự động sử dụng dung dịch hỗn hợp 11 nguyên tố Cr, Mn, Co,

Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb nồng độ 5 ppb va Hg 2 ppb, Fe 10 ppb trong HNO3 2%.

Hình 3.3: Ảnh hƣởng của lƣu lƣợng khí mang

Kết quả nghiên cứu cho thấy khi NGF tăng dần thì tín hiệu đo 11 ion kim

loại nặng đều tăng nhƣng nếu NGF quá cao thì cƣờng độ khối phổ lại giảm, nhƣng

mức độ thay đổi rất khác nhau. Đối với nhóm các nguyên tố Cr, Co, Cd, Mn va Fe,

Cu, Zn, Ni, Pb tín hiệu đạt cực đại khi NGF lần lƣợt la 1,00 l/phút va 1,05 l/phút

trong khi đối với As va Hg cƣờng độ phổ khối lớn nhất ở điểm 0,95 l/phút và 0,85

l/phút. Do ham lƣợng các ion kim loại nặng trong các mẫu thực phẩm rất nhỏ nên

chọn tốc độ NGF la 0,95 l/phút la phù hợp nhất với phép đo.

3.1.5.Thế thấu kính ion

Tiến hanh tối ƣu thông số nay ở chế độ tự động sử dụng dung dịch hỗn hợp

11 nguyên tố Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb nồng độ 5 ppb va Hg 2 ppb, Fe

10ppb trong HNO3 2%.

Đồ thị khảo sát lưu lượng khí mang

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

0.65 0.75 0.85 0.95 1.05 1.15 1.25

LLKM (L/phút)

Cps

Cr

Fe

Cu

Co

As

Cd

Hg

Mn

Ni

Zn

Pb

34

Hình 3.4: Ảnh hƣởng của thế thấu kính ion

Từ đồ thị khảo sát ảnh hƣởng của thế thấu kính ion có thể thấy khi tăng thế

tín hiệu đo phổ của 11 ion kim loại đều có xu hƣớng tăng dần. Tuy nhiên, từ nhiều

thí nghiệm đo phổ cho thấy nếu chọn thế thấu kính ion quá cao thì sự nhiễu nền va

tín hiệu đo mẫu blank sẽ quá lớn lam giảm độ nhạy của phép đo. Do đó, khi đo phổ

ICP-MS xác định các ion kim loại trên sẽ sử dụng thế thấu kính ion la 7,0V.

Ngoai các thông số trên thì một số thông số khác cũng đƣợc khảo sát va đƣợc

tóm tắt va chỉ ra ở dƣới đây

Bảng 3.2: Các thông số tối ƣu cho máy ICP-MS

Tốc độ khí mang 0,95 l/phút

Tốc độ khí phụ trợ 2,0 l/phút

Lƣu lƣợng khí tạo plasma 15,0 l/phút

Áp suất chân không (khi đo mẫu) 1,0 -1,2. 10-5

Torr

Áp suất chân không (khi để máy

Standby)

2,0 – 3,0. 10-6

Torr

Tốc độ bơm rửa 48 vòng/phút

Đồ thị khảo sát thế thấu kính ion

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

30000.00

2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0V

Cps

Cr

Fe

Cu

Co

As

Cd

Hg

Mn

Ni

Zn

Pb

35

Tốc độ bơm mẫu 26 vòng/phút

Nhiệt độ nƣớc lam mát 200C

Công suất nƣớc lam mát 1750W

Công suất cao tần RFP 1200W

Thế thấu kính ion 7,0V

Thế xung cấp 1000V

Số lần quét khối 5 lần

Thời gian đo cho 1 lần 5,8 giây

Độ sâu mẫu 3 mm

Thời gian bơm lam sạch 120 (giây)

Tốc độ bơm ổn định 0,1 (vòng/giây)

Thời gian bơm ổn định 30 (s)

Nƣớc lam mát 2,4 (lít/phút)

Số lần đo lặp cho 1 điểm 3 (lần)

3.2. Đánh giá phƣơng pháp phân tích

3.2.1. Khoảng tuyến tính

Trong phép đo ICP-MS, việc định lƣợng một nguyên tố dựa vao phƣơng

trình cơ bản: Ims = K.Cb

Trong đó:

Ims: Cƣờng độ (số đếm, CPS) của vạch phổ

K: Hằng số thực nghiệm

C: Nồng độ của nguyên tố trong dung dịch mẫu phân tích

b: Hằng số (0 <b ≤1)

36

Trong một khoảng nồng độ nao đó thì b có giá trị bằng 1. Khi đó, mối quan

hệ giữa Ims va C la tuyến tính:

Ims = K.C

Khoảng nồng độ nay gọi la khoảng tuyến tính của nguyên tố phân tích.

Khoảng tuyến tính của mỗi nguyên tố ở mỗi số khối (m/Z) khác nhau la khác nhau.

Số khối phân tích nao có cƣờng độ (CPS) cang lớn thì khoảng tuyến tính cang hẹp.

Do đó, để xác định các nguyên tố kim loại nặng ta phải xây dựng đƣờng chuẩn để

xác định khoảng tuyến tính của phép đo.

Tuy nhiên trong phƣơng pháp ICP-MS, tín hiệu của phép đo (CPS) có thể

thay đổi trong khoảng giá trị rất lớn (từ vai CPS đến bao hoa, 4.109 CPS) nên

khoảng tuyến tính của phép đo rất rộng (từ vai ppt đến vai chục hay vai trăm ppm).

Do đó, đối với phép đo ICP-MS ngƣời ta thƣờng không chú ý nhiều đến khoảng

tuyến tính. Vì vậy trong đề tai luận văn nay chúng tôi không nghiên cứu đến khoảng

tuyến tính ma chỉ xây dựng đƣờng chuẩn của các nguyên tố.

3.2.2. Đƣờng chuẩn

Đƣờng chuẩn của các kim loại Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb,As, đƣợc xây

dựng với 3 điểm có nồng độ lần lƣợt la: 20 ppb, 100 ppb, 200 ppb.

Đƣờng chuẩn Fe đƣợc xây dựng bởi 3 điểm có nồng độ lần lƣợt la: 100 ppb,

500 ppb, 1000 ppb.

Đƣờng chuẩn của Hg đƣợc xây dựng với 3 điểm có nồng độ lần lƣợt la: 4

ppb, 20 ppb, 40 ppb.

Các thông số máy đo đƣợc chọn nhƣ điều kiện tối ƣu, tiến hanh đo với các

mẫu chuẩn thu đƣợc đƣờng chuẩn của 11 kim loại nặng, kết quả đƣợc trình bay ở

hình 3.5 dƣới đây.

37

ppb

Đƣờng chuẩn As

Số đếm(CPS)

ppb

Đƣờng chuẩn Hg

ppb

Đƣờng chuẩn Mn

38

ppb

Đƣờng chuẩn Pb

ppb

Đƣờng chuẩn Cd

ppb

Đƣờng chuẩn Zn

39

ppb

Đƣờng chuẩn Fe

ppb

Đƣờng chuẩn Cr

ppb

Đƣờng chuẩn Co

40

ppb

Đƣờng chuẩn Ni

ppb

Đƣờng chuẩn Cu

Hình 3.5: Đƣờng chuẩn các kim loại cần phân tích

Các phƣơng trình đƣờng chuẩn đều có hệ số tƣơng quan R gần bằng 1

và cắt qua gốc tọa độ chứng tỏ phƣơng pháp không mắc sai số hệ thống và có

khoảng tuyến tính rộng

3.2.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng

Giới hạn phát hiện (LOD) hay giới hạn định tính đƣợc định nghĩa la nồng độ

nhỏ nhất của chất phân tích ma thiết bị còn có thể phát hiện đƣợc.

Giới hạn định lƣợng (LOQ) la nồng độ nhỏ nhất ma thiết bị đo cho phép định

lƣợng đƣợc với độ chính xác trên 95%.

41

Đối với hệ thống ICP-MS, LOD va LOQ có thể đƣợc tính theo các công

thức:

LOD = BS

CSTD

.3 (1) LOQ =

BS

CSTD

.10 (2)

Trong đó:

: độ lệch chuẩn mẫu trắng

CSTD : Nồng độ mẫu chuẩn

S: Tín hiệu của mẫu chuẩn (số đếm, CPS)

B: Tín hiệu trung bình của mẫu trắng (số đếm, CPS)

Nhƣ vậy để xác định LOD va LOQ của phép đo, ta tiến hanh đo lặp mẫu

trắng 10 lần rồi tính độ lệch chuẩn theo công thức:

= 1

)( 2

n

BBi (3)

Trong đó:

Bi: Tín hiệu mẫu trắng đo đƣợc ở lần thứ i

B: Giá trị trung bình tín hiệu mẫu trắng của n lần đo lặp

n: Số lần đo lặp

Sau đó tiến hanh đo lặp 10 lần dung dịch chuẩn : Fe có nồng độ 500 ppb, Hg

có nồng độ 20 ppb va các kim loại còn lại có nồng độ 100 ppb, tính số đếm trung

bình rồi thay số liệu vao các công thức (1), (2), (3) ta tính đƣợc các giá trị LOD va

LOQ

42

Bảng 3.3: LOD va LOQ của phép đo ICP-MS

Nguyên

tố

Nồng độ

chuẩn

(ppb)

Tín hiệu

mẫu

trắng

B(CPS)

Tín hiệu

mẫu

chuẩn

S(CPS)

LOD(ppt) LOQ(ppt)

Cr 100 20,243 143030 2,701 5,6 18,9

Co

100 20,016 185366 3,682 5,9 19,8

Ni 100 23,667 50949 4,273 25,1 83,9

Cu 100 15,671 94669 2,451 7,7 25,9

As 100 26,671 35926 4,082 34,1 113,7

Hg 20 10,265 400 0,047 7,2 24,1

Pb 100 30,639 168824 4,653 8,2 27,6

Cd 100 24,016 291450 5,262 5,4 18,1

Zn 100 35,005 200054 6,085 9,1 30,4

Mn 100 28,415 225225 5,533 7,4 24,5

Fe 500 40,616 215962 6,271 43,5 145,2

Kết quả tính toán cho thấy giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lƣợng

(LOQ) của phép đo ICP-MS rất nhỏ (cỡ 10-12

g/ml). LOQ của phƣơng pháp phân

tích có thể đáp ứng lƣợng mẫu khoảng 0,5 gam khi phân tích các mẫu thực phẩm.

3.2.4. Đánh giá độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phép đo

43

Để kiểm tra tính ổn định va chính xác của thiết bị đo, chúng tôi sử dụng ba

dung dịch chuẩn kiểm tra có chứa đồng thời các kim loại với các nồng độ ở khoảng

đầu, giữa va cuối của đƣờng chuẩn để kiểm tra độ đúng va độ chụm của các phép

đo.

+ Dung dịch 1: Fe có nồng độ 100 ppb, Hg có nồng độ 4 ppb, các ion kim

loại còn lại có nồng độ 20 ppb.

+ Dung dịch 2: Fe có nồng độ 500 ppb, Hg có nồng độ 20 ppb, các ion kim

loại còn lại có nồng độ 100 ppb.

+ Dung dịch 3: Fe có nồng độ 1000 ppb, Hg có nồng độ 40 ppb, các ion kim

loại còn lại có nồng độ 200 ppb.

Sử dụng các đƣờng chuẩn đƣợc thiết lập để tìm nồng độ các dung dịch chuẩn

kiểm tra, kết quả thu đƣợc ở bảng 3.4

Bảng 3.4: Nồng độ các kim loại trong dung dịch chuẩn kiểm tra

Nguyên tố Nồng độ

chuẩn (ppb)

Nồng độ xác

định đƣợc

(ppb)

Sai số tƣơng

đối (%)

Độ lệch

chuẩn tƣơng

đối RSD (%)

Cr

20,00 20,00 0,00 1,2

100,00 100,05 0,05 2,0

200,00 198,20 -0,90 2,5

Mn

20,00 20,00 0,00 0,8

100,00 99,90 -0,10 0,7

200,00 198,20 -0,90 2,8

Fe

100,00 100,00 0,00 2,3

500,00 512,75 2,55 0,6

44

1000,00 1014,5 1,45 2,4

Co

20,00 20,00 0,00 2,4

100,00 100,00 0,00 0,4

200,00 197,90 -1,05 1,3

Ni

20,00 20,00 0,00 2,9

100,00 100,00 0,00 1,9

200,00 198,90 -0,55 1,9

Hg

4,00 4,00 0,00 2,1

20,00 20,00 0,00 3,3

40,00 39,20 -2,00 0,6

Cu

20,00 20,00 0,00 4,0

100,00 100,00 0,00 0,3

200,00 198,10 -0,95 0,8

Zn

20,00 20,00 0,00 3,0

100,00 100,20 0,20 0,1

200,00 199,20 -0,40 1,2

Cd

20,00 20,00 0,00 3,9

100,00 100,00 0,00 0,1

200,00 197,40 -1,30 1,6

45

Pb

20,00 20,00 0,00 5,7

100,00 99,50 -0,50 1,0

200,00 197,60 -1,20 2,3

As

20,00 20,00 0,00 1,2

100,00 99,90 -0,10 2,4

200,00 199,40 -0,30 2,2

Trong đó:

+ Sai số tƣơng đối (%) = 𝑛 ồ𝑛𝑔 độ 𝑥 á𝑐 đị𝑛 ℎ đượ𝑐 −𝑛 ồ𝑛𝑔 độ 𝑐 ℎ𝑢 ẩ𝑛

𝑛 ồ𝑛𝑔 độ 𝑐 ℎ𝑢 ẩ𝑛.100%

+ (%) .100%S

RSDX

( S: độ lệch chuẩn của các lần đo lặp nồng độ xác định

đƣợc;

+ X :giá trị trung bình của nồng độ xác định đƣợc

Kết luận: Các kết quả đều cho sai số tƣơng đối từ -2,00 % đến 2,55 % ; nhỏ

hơn rất nhiều so với giới hạn cho phép của AOAC (cấp ham lƣợng ppb cho phép

sai số tƣơng đối la từ -20% đến +10%). Nhƣ vậy, phép đo ICP-MS có độ đúng

(trueness) cao. Mặt khác, RSD (%) từ 0,1 đến 5,7(%) (cấp ham lƣợng ppb cho phép

độ lệch chuẩn tƣơng đối từ -20% đến +10%, cho phép kết luận phƣơng pháp có độ

chụm (precision) cao hay phép đo có độ lặp lại tốt.

Các kết quả khảo sát chỉ ra rằng, phép đo ICP-MS có giới hạn phát hiện va

giới hạn định lƣợng rất nhỏ, khoảng tuyến tính rộng va độ ổn định cao. Vì thế ICP-

MS la một phƣơng pháp rất tốt để phân tích ham lƣợng các kim loại nặng trong mẫu

thực phẩm.

46

3.3. Xây dựng quy trình xử lý mẫu thực phẩm

3.3.1. Các quy trình xử lý mẫu khảo sát

Dƣới đây chúng tôi dựa vao một số quy trình xử lý mẫu thực phẩm theo các

tai liệu khác nhau để đánh gía hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp:

Phƣơng pháp 1: Phá mẫu ƣớt trong bình Kendal với HNO3 đặc va H2O2 đặc

Cân khoảng 0,5g mẫu đa đƣợc nghiền nhỏ trên cân phân tích có độ chính xác

0,0001 gam cho vao bình Kendal, thêm vao mẫu 5ml HNO3 đặc, 1ml H2O2 30%.

Đun cách cát trong 2h, sau đó cô cạn. Hòa tan cặn bằng 5ml HCl 1: 1, lọc vao bình

định mức 25ml va định mức đến vạch bằng nƣớc cất.

Phƣơng pháp 2: Phá mẫu ƣớt trong bình Kendal với HNO3 đặc va H2SO4 đặc

Cân khoảng 0,5g mẫu đa đƣợc nghiền nhỏ trên cân phân tích có độ chính xác

0,0001 gam, thêm 9 ml HNO3 đặc, 3ml H2SO4 đặc, đun trong 3h. Sau đó cho mẫu

bay hơi đến khô, hoa cặn bằng 5ml HCl 1: 1, lọc vao bình định mức 25ml va định

mức đến vạch bằng nƣớc cất.

Phƣơng pháp 3: Phá mẫu ƣớt trong hệ kín dƣới tác dụng của nhiệt tủ sấy, với

HNO3 đặc va H2O2 đặc

Do điều kiện phòng thí nghiệm không có sẵn lò vi sóng nên chúng tôi đa chế

tạo bộ dụng cụ phá mẫu gồm một ống teflon đƣờng kính khoảng 4 cm đƣợc tiện

phía trong để đựng mẫu, phía trên có nắp đậy cũng bằng teflon. Ống nay đƣợc đặt

trong một khối inox đặc đa đƣợc tiện sao cho vừa ống teflon trên, khối inox nay

cũng có một nắp bằng inox có ren để cố định.

Cân khoảng 0,5g mẫu đa đƣợc nghiền nhỏ trên cân phân tích có độ chính xác

0,0001 gam, thêm 3 ml HNO3 đặc, 1ml H2O2 đặc, để trong tủ sấy va đặt nhiệt độ

200oC trong 2h. Sau đó để cho bình nguội, lấy mẫu ra chuyển vao bình định mức 25

ml va định mức tới vạch bằng nƣớc cất 2 lần.

Phƣơng pháp 4: Phá mẫu ƣớt trong hệ kín dƣới tác dụng của nhiệt tủ sấy, với

HNO3 đặc va H2SO4 đặc

Tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp 3 ta cân khoảng 0,5g mẫu đa đƣợc nghiền nhỏ

trên cân phân tích có độ chính xác 0,0001 gam, thêm 3 ml HNO3 đặc, 1ml H2SO4

47

đặc, để trong tủ sấy va đặt nhiệt độ 200oC trong 2h. Sau đó để cho bình nguội, lấy

mẫu ra chuyển vao bình định mức 25 ml va định mức tới vạch bằng nƣớc cất 2 lần.

Phƣơng pháp 5: Phá mẫu ƣớt trong lò vi sóng sử dụng hỗn hợp axit HNO3 đặc va

H2O2 đặc

Cân khoảng 0,5 gam mẫu đa đƣợc nghiền nhỏ trên cân phân tích có độ chính

xác 0,0001 gam, cho vào bình teflon, hoa tan mẫu bằng 3 ml HNO3 đặc, 1 ml

H2O2 trong lò vi sóng trong vòng 20-25 phút. Chƣơng trình xử lý mẫu trong lò vi

sóng đƣợc đặt theo chƣơng trình tối ƣu của lò đối với mẫu thực phẩm.

Khi bình phân huỷ mẫu đa nguội đến nhiệt độ phòng, mở nắp bình, dung

dịch mẫu tan hết, trong suốt, có mau vang nhạt. Chuyển mẫu vao bình định mức 25

ml va định mức đến vạch bằng nƣớc cất.

Tất các các qui trình phá mẫu đƣợc tiến hanh song song với mẫu trắng va

mẫu lặp (3 mẫu), mẫu thêm chuẩn.

3.3.2. Đánh giá hiệu suất thu hồi

Để đánh giá hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp, tiến hanh thêm ham lƣợng

chính xác của các nguyên tố cần phân tích vao mẫu thực phẩm, sau đó xác định hiệu

suất thu hồi qua sự chênh lệch ham lƣợng các nguyên tố giữa mẫu thêm va mẫu

không thêm. Thêm 100µl dung dịch chuẩn đa nguyên tố (15 nguyên tố) chứa các

ion kim loại cần phân tích (trừ Hg) với nồng độ 10 ppm vao mẫu trƣớc khi phá sau

đó tiến hanh mẫu (mẫu thêm, mẫu không thêm va mẫu trắng) theo các quy trình nêu

trên va xác định nồng độ của các ion kim loại sau toan bộ thí nghiệm (phá mẫu, lọc,

định mức, đo….). Các kết quả quy theo nồng độ kim loại trong bình định mức 25

ml. Chúng tôi tiến hanh đánh giá hiệu suất thu hồi qua 3 mẫu rau va 2 mẫu thịt; 5

kim loại đƣợc dùng để đánh giá la Cr, Ni, Cu, Pb, Mn

Bảng 3.5: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 1

Mẫu Kim loại Lƣợng thêm

(ppb)

Lƣợng xác

định đƣợc

(ppb)

Hiệu suất thu

hồi H (%)

48

Bắp cải

Cr 40 36,3 90

Ni 40 37,2 93

Cu 40 36,8 92

Pb 40 37,6 94

Mn 40 36,8 92

Ca rốt

Cr 40 37,7 94

Ni 40 37,3 93

Cu 40 36,5 91

Pb 40 36,4 91

Mn 40 37,1 93

Khoai

tây

Cr 40 36,1 90

Ni 40 37,2 93

Cu 40 37,5 94

Pb 40 36,9 92

Mn 40 37,6 94

Thịt lợn

Cr 40 36,8 92

Ni 40 37,2 93

Cu 40 36,3 91

Pb 40 37,4 94

49

Mn 40 37,8 94

Thịt ga

Cr 40 37,9 95

Ni 40 38,2 96

Cu 40 36,8 92

Pb 40 37,5 94

Mn 40 37,7 94

Bảng 3.6: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 2

Mẫu Kim loại Lƣợng thêm Lƣợng xác

định đƣợc

Hiệu suất thu

hồi H (%)

Bắp cải

Cr 40 35,5 89

Ni 40 36,1 90

Cu 40 35,8 89

Pb 40 37,1 93

Mn 40 36,3 91

Ca rốt

Cr 40 36,7 92

Ni 40 35,6 89

Cu 40 36,7 92

Pb 40 36,4 91

Mn 40 37,2 93

50

Khoai tây

Cr 40 36,1 90

Ni 40 35,2 88

Cu 40 36,5 91

Pb 40 36,3 91

Mn 40 35,7 89

Thịt lợn

Cr 40 36,1 90

Ni 40 36,2 91

Cu 40 36,3 91

Pb 40 35,8 90

Mn 40 36,7 92

Thịt ga

Cr 40 36,9 92

Ni 40 37,2 93

Cu 40 36,8 92

Pb 40 37,5 94

Mn 40 37,1 93

Bảng 3.7: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 3

Mẫu Kim loại Lƣợng thêm

(ppb)

Lƣợng xác

định đƣợc

(ppb)

Hiệu suất thu

hồi H (%)

51

Bắp cải

Cr 40 36,3 91

Ni 40 37,5 94

Cu 40 37,1 93

Pb 40 37,3 93

Mn 40 36,7 92

Ca rốt

Cr 40 36,6 92

Ni 40 36,7 92

Cu 40 36,9 92

Pb 40 37,7 94

Mn 40 37,2 93

Khoai tây

Cr 40 37,2 93

Ni 40 36,8 92

Cu 40 37,2 93

Pb 40 37,5 94

Mn 40 36,9 92

Thịt lợn

Cr 40 37,1 93

Ni 40 37,2 93

Cu 40 36,4 91

Pb 40 37,4 94

52

Mn 40 36,7 92

Thịt ga

Cr 40 36,9 92

Ni 40 36,4 91

Cu 40 37,4 94

Pb 40 36,6 92

Mn 40 37,2 93

Bảng 3.8: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 4

Mẫu Kim loại Lƣợng thêm

(ppb)

Lƣợng xác

định đƣợc

(ppb)

Hiệu suất thu

hồi H (%)

Bắp cải

Cr 40 37,9 95

Ni 40 37,8 95

Cu 40 38,2 96

Pb 40 38,5 96

Mn 40 36.8 92

Ca rốt

Cr 40 37,4 94

Ni 40 37,8 94

Cu 40 36,8 92

Pb 40 37,5 94

53

Mn 40 38,7 97

Khoai tây

Cr 40 37,3 93

Ni 40 37,7 94

Cu 40 36,8 92

Pb 40 37,5 94

Mn 40 38,1 95

Thịt lợn

Cr 40 38,4 96

Ni 40 36,6 92

Cu 40 37,2 93

Pb 40 38,4 96

Mn 40 36,7 92

Thịt ga

Cr 40 37,4 94

Ni 40 37,3 93

Cu 40 38,1 95

Pb 40 37,4 94

Mn 40 37,5 94

Bảng 3.9: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 5

Mẫu Kim loại Lƣợng thêm

(ppb)

Lƣợng xác

định đƣợc

Hiệu suất thu

hồi H (%)

54

(ppb)

Bắp cải

Cr 40 39,1 98

Ni 40 38,5 96

Cu 40 38,2 96

Pb 40 37,9 95

Mn 40 38,3 96

Ca rốt

Cr 40 37,8 94

Ni 40 37,5 94

Cu 40 38,3 96

Pb 40 37,2 93

Mn 40 38,2 96

Khoai tây

Cr 40 37,8 94

Ni 40 36,8 92

Cu 40 37,1 93

Pb 40 37,5 94

Mn 40 37,3 93

Thịt lợn

Cr 40 38,2 96

Ni 40 37,9 95

Cu 40 38,4 96

55

Pb 40 36,5 91

Mn 40 37,4 94

Thịt ga

Cr 40 36,7 92

Ni 40 37,4 94

Cu 40 36,9 92

Pb 40 37,6 94

Mn 40 38,3 96

Nhận xét:

Qua kết quả trên ta thấy khi phá mẫu bằng lò vi sóng (quy trình 5) sẽ cho

hiệu suất thu hồi cao nhất từ 92% tới 97%, chứng tỏ quá trình phá mẫu trong lò vi

sóng đa hạn chế tối đa sự mất mẫu va hỗn hợp axit nay cho phép oxi hóa hoan toan

các kim loại nặng trong mẫu. Đây la phƣơng pháp cho phép xử lý mẫu triệt để nhất.

Tuy nhiên điều kiện trong phòng thí nghiệm không cho phép nên chúng tôi

xem xét các quy trình còn lại va tìm ra quy trình tối ƣu va phù hợp với điều kiện sẵn

có của phòng thí nghiệm.

Hiệu suất theo quy trình 2 la thấp nhất (từ 88% tới 94%) va khi sử dụng axit

H2SO4 không có lợi cho phép đo ICP-MS vì tạo ra các mảnh ion đa phân tử, gây

cản trở phép xác định đồng thời các nguyên tố. Vì vậy ta không sử dụng quy trình 2

và quy trình 4

Do đó ta so sánh giữa quy trình 1 va quy trình 3: Hiệu suất giữa 2 quy trình

la tƣơng đƣơng tuy nhiên do la dụng cụ tự chế nên bề mặt trong của các ồng teflon

không đƣợc đồng đều va nhẵn gây khó khăn khi lam sạch bề mặt (phải tiến hanh

nhƣ khi phá mẫu thật gây tốn axit va thời gian), hơn nữa do bên ngoai bằng inox

nên khi phá mẫu xong cần thời gian dai để lam nguội. Vì vậy chúng tôi đa chọn quy

trình 1 để phá mẫu xác định ham lƣợng kim loại nặng trong các mẫu thực phẩm

56

3.3.3. Độ lặp lại của phƣơng pháp khi phân tích mẫu thực tế

Để kiêm tra độ lặp lại của phƣơng pháp khi áp dụng quy trình xử lý mẫu số 1

chúng tôi tiến hanh lam thí nghiệm với 1 mẫu rau (rau muống) va 1 mẫu thịt (thịt

ga), mỗi mẫu đƣợc tiến hanh thí nghiệm lặp lại 3 lần, đƣợc tiến hanh xử lý trong các

điều kiện giống hệt nhau (cùng các điều kiện phá mẫu, định mức, bảo quản…..) để

kiểm tra độ chính xác của phƣơng pháp khi áp dụng quy trình xử lí mẫu số 1. Ham

lƣợng các kim loại nặng trong các mẫu đo bằng phƣơng pháp ICP – MS thu đƣợc ở

bảng 3.10

Bảng 3.10: Ham lƣợng các kim loại (mg/kg) trong mẫu thực phẩm khi phân tích

lặp lại

Nguyên

tố

Rau muống (mg/kg) CV(%)

Thịt ga (mg/kg) CV(%)

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 1 Lần 2 Lần 3

Cr 2,37 2,36 2,41 1,11 3,26 3,25 3,30 0,81

Co 0,12 0,12 0,13 4,68 0,03 0,04 0,03 17,32

Ni 9,55 9,60 9,58 0,26 2,26 2,28 2,30 0,88

Cu 18,05 18,03 18,09 0,17 11,87 11,82 11,91 0,38

As 1,22 1,19 1,23 1,72 0,19 0,20 0,19 2,99

Hg 7,48 7,42 7,51 0,61 5,42 5,40 5,39 0,28

Pb 2,61 2,63 2,58 0,97 0,69 0,72 0,73 2,92

Cd 0,17 0,18 0,19 5,56 0,003 0,003 0,003 0

Zn 46,40 46,35 46,38 0,05 34,87 34,77 35,01 0,35

Mn 40,15 40,18 40,12 0,07

0,79 0,76 0,80 2,66

57

Nguyên

tố

Rau muống (mg/kg) CV(%)

Thịt ga (mg/kg) CV(%)

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 1 Lần 2 Lần 3

Fe 237,23 236,12 237,32 0,28 54,11 54,14 53,78 0,37

Nhận xét: Các kết quả thu đƣợc đều có hệ số biến thiên CV nhỏ. Điều đó

chứng tỏ phƣơng pháp đa đƣợc thiết lập có độ lặp lại tốt.

Nhƣ vậy với phƣơng pháp xử lý mẫu số 1 đa chọn la một phƣơng pháp tốt để

phân tích ham lƣợng kim loại nặng trong mẫu thực phẩm

3.4. Kết quả phân tích hàm lƣợng kim loại nặng trong mẫu thực phẩm

Chúng tôi sử dụng quy trình phá mẫu đa chọn ở trên để phân tích đồng thời

11 nguyên tố trong các mẫu thực phẩm. Kết quả đƣợc quy về mg kim loại/kg mẫu

khô va mg kim loại/kg mẫu tƣơi.

Bảng 3.11: Kết quả phân tích ham lƣợng các kim loại nặng (mg/kg) trong mẫu thực

phẩm

Nguyên

tố

Rau ngót

Rau muống

Bắp cải

Khô

Tƣơi

Khô

Tƣơi

Khô

Tƣơi

Cr

1,79 0,34 2,38 0,22 2,34 0,22

Co

0,02 0,004 0,13 0,01 0,09 0,008

Ni

13,27 2,53 9,57 0,89 8,91 0,83

Cu

21,80 4,16 18,07 1,68 18,44 1,71

As

0,14 0,026 1,21 0,11 0,04 0,004

Hg

16,89 3,22 7,48 0,69 1,28 0,12

58

Pb

1,50 0,28 2,60 0,24 1,18 0,11

Cd

1,26 0,24 0,17 0,016 0,10 0,009

Zn

176,97 33,75 46,40 4,31 17,50 1,63

Mn

640,36 122,11 40,17 3,73 14,45 1,34

Fe 144,75 27,60 23,23 22,01 96,82 9,00

Nguyên

tố

Khoai tây (mg/kg) Rau cần (mg/kg) Xu xu (mg/kg)

Khô Tƣơi Khô Tƣơi Khô Tƣơi

Cr

2,01 0,41 2,97 0,24 2,01 0,22

Co

0,35 0,07 0,10 0,008 0,07 0,007

Ni

5,68 1,16 6,18 0,51 1,87 0,45

Cu

15,28 3,13 17,63 1,44 12,54 1,31

As

0,07 0,01 1,58 0,12 0,58 0,12

Hg

3,06 0,63 0,20 0,01 0,62 0,01

Pb

0,48 0,10 4,98 0,41 2,69 0,37

Cd

0,18 0,04 0,23 0,02 0,08 0,02

Zn

9,22 1,89 48,08 3,93 8,72 3,54

Mn

4,57 0,934 35,24 2,88 24,21 2,59

59

Fe

37,12 7,61 181,40 14,82 21,94 13,37

Nguyên

tố

Bí ngô (mg/kg) Gan lợn (mg/kg) Ca rốt (mg/kg)

Khô Tƣơi Khô Tƣơi Khô Tƣơi

Cr

3,66 0,53 20,59 6,08 2,85 0,28

Co

0,24 0,03 0,04 0,01 0,08 0,01

Ni

9,49 1,38 5,57 1,64 6,16 0,61

Cu

11,63 1,69 10,78 3,18 15,19 1,51

As

0,11 0,02 0,24 0,07 0,23 0,02

Hg

0,45 0,07 3,22 0,95 7,65 0,76

Pb

2,14 0,31 2,33 0,69 1,06 0,12

Cd

0,10 0,01 0,36 0,11 0,06 0,01

Zn

23,86 3,46 43,32 12,8 22,16 2,19

Mn

19,66 2,85 1,17 0,35 13,04 1,29

Fe

160,50 23,31 118,15 34,9 69,41 6,86

Nguyên

tố

Mƣớp đắng (mg/kg) Thịt ga (mg/kg) Thịt lợn (mg/kg)

Khô Tƣơi Khô Tƣơi Khô Tƣơi

Cr

1,40 0,10 3,27 0,91 3,48 0,91

60

Co

0,07 0,005 0,03 0,01 0,02 0,01

Ni

6,36 0,44 2,28 0,63 2,62 0,68

Cu

17,23 1,18 11,85 3,28 8,41 2,19

As

0,96 0,07 0,18 0,05 0,31 0,08

Hg

9,50 0,65 5,42 1,51 6,55 1,71

Pb

0,93 0,06 0,70 0,19 5,60 1,46

Cd

0,03 0,002 0,03 0,002 0,21 0,05

Zn

37,96 2,61 34,87 9,66 122,64 31,9

Mn

31,53 2,17 0,78 0,22 0,88 0,23

Fe

90,60 6,22 54,14 15,00 54,41 14,2

Nhận xét:

Theo quyết định số : 46/2007/QĐ-BYT ngày 19 tháng 12 năm 2007 của Bộ

Y Tế về việc ban hanh “Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học va hóa học trong

thực phẩm”, chúng tôi trích dẫn một số quy định về giới hạn tối đa kim loại trong

thực phẩm nhƣ sau

Bảng 3.12: Ham lƣợng giới hạn của một số kim loại trong thực phẩm

Tên

kim

loại

Loại thực phẩm Giới hạn (mg/kg)

As

Sản phẩm rau, quả (trừ nƣớc ép rau quả) 1,0

Thịt va sản phẩm thịt 1,0

61

Cd

Thịt trâu, bò, cừu, lợn va gia cầm 0,05

Gan trâu, bò, cừu va lợn va gia cầm 0,5

Rau, quả (trừ rau ăn lá, rau thơm, nấm, rau

ăn thân, rau ăn củ va khoai tây)

0,05

Rau ăn lá, rau thơm, cần tây, nấm 0,2

Rau ăn thân, củ (trừ cần tây va khoai tây) 0,1

Khoai tây (đa bỏ vỏ) 0,1

Các loại rau khác (trừ nấm va ca chua) 0,05

Pb

Thịt trâu, bò, gia cầm, cừu va lợn 0,1

Phần ăn đƣợc của trâu, bò, lợn,gia cầm

(ruột, đầu, đuôi...) 0,5

Rau, bao gồm khoai tây gọt vỏ (trừ cải bắp,

rau ăn lá, nấm, hoa bia va thảo mộc) 0,1

Hg

Thịt va sản phẩm thịt 0,05

Sản phẩm rau, quả (trừ nƣớc ép rau, quả) 0,05

Cu

Thịt va sản phẩm thịt 20

Sản phẩm rau, quả (trừ nƣớc ép rau, quả) 30

Zn

Thịt va sản phẩm thịt 40

Sản phẩm rau, quả (trừ nƣớc ép rau, quả) 40

62

So sánh giữa kết quả phân tích mẫu va quy định trên của Bộ Y Tế ta thấy có

một số mẫu có ham lƣợng kim loại nặng vƣợt quá giới hạn cho phép, đƣợc trình bay

trong bảng dƣới đây.

Bảng 3.13: Danh sách các mẫu có ham lƣợng một số kim loại vƣợt quá quy định.

Kim loại Mẫu vƣợt quá giới hạn cho phép

As Không có mẫu nao vƣợt quá quy định cho phép

Cd Rau ngót (0,24 mg/kg), gan lợn (0,11 mg/kg)

Pb Rau muống (0,24 mg/kg), bí ngô ( 0,31 mg/kg), gan lợn ( 0,69

mg/kg), ca rốt (0,12 mg/kg), thịt ga (0,19 mg/kg), thịt lợn

(1,46mg/kg)

Hg Tất cả các mẫu đều vƣợt quy định ( trừ rau cần va xu xu)

Cu

Không có mẫu nao vƣợt quá quy định cho phép

Zn

Không có mẫu nao vƣợt quá quy định cho phép

Kết luận: Qua khảo sát một số mẫu thực phẩm lấy trên địa ban Ha Nội ta

thấy có một số mẫu có ham lƣợng một số kim loại nặng vƣợt quá quy định cho phép

của bộ y tế. Tuy nhiên cung không thể kết luận la tất cả những mẫu thực phẩm loại

đó đều vƣợt quá quy định. Nhƣng qua đây cũng nhƣ một số thông tin của các cơ

quan chức năng về vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm đa đƣợc thông

báo thì một số thực phẩm hiện nay đa bị nhiễm kim loại nặng vƣợt quá quy định

cho phép ở những mức độ khác nhau. Muốn có kết quả chính xác về mức độ ô

nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm cần phải tiến hanh điều tra, nghiên cứu rộng

trên nhiều loại thực phẩm, ở các vùng miền khác nhau. Đồng thời nghiên cứu quá

trình phát tán kim loại vao thực phẩm để có biện pháp phòng ngừa va kiểm soát.

63

KẾT LUẬN

Sau thời gian tiến hanh nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng

trong thực phẩm chúng tôi đa thu đƣợc các kết quả nhƣ sau:

Chọn các điều kiện phân tích thích hợp các kim loại nặng theo phƣơng pháp

phổ khối lƣợng cao tần cảm ứng plasma (ICP-MS).

Lập đƣờng chuẩn phân tích 11 nguyên tố kim loại nặng Cr, Mn, Co, Ni, Cu,

Zn, As, Cd, Pb, Hg, Fe va đánh giá giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng, độ đúng

va độ lặp lại của phƣơng pháp. Kết quả cho thấy phƣơng pháp có LOD, LOQ thấp,

độ đúng va độ lặp lại cao. Điều nay chứng tỏ phƣơng pháp thích hợp cho phân tích

lƣợng vết kim loại nặng trong thực phẩm.

Đa nghiên cứu 5 quy trình xử lý mẫu bao gồm 2 quy trình xử lý bằng bình

Kendal, 1 quy trình sử dụng lò vi sóng va 2 quy trình dùng ống teflon có bọc inox

kín (đa trình bay ở phần trên). Lựa chọn đƣợc quy trình 1 (sử dụng bình Kendal va

hỗn hợp axit HNO3 và H2O2) phù hợp với trang thiết bị hiện có va có hiệu suất thu

hồi cao (90%-96%) va độ lặp lại tốt.

Phân tích đánh giá ham lƣợng kim loại nặng trong một số mẫu thực phẩm,

đánh giá mức độ ô nhiễm của chúng. Qua kết quả phân tích ta thấy Pb va Hg la 2

kim loại nhiễm ở nhiều mẫu nhất so với các kim loại khác. Cu va Zn không bị quá ở

bất cứ mẫu nao. Các kim loại khác bị nhiễm ở một số mẫu. Tuy nhiên cũng không

thể kết luận về mức độ nhiêm kim loại nặng của các mẫu thực phẩm nói chung vì

các mẫu nghiên cứu ở đây không đại diện. Muốn có kết quả chính xác cần phải

nghiên cứu sâu va rộng hơn (nhiều loại thực phẩm, ở các vùng miền khác nhau….).

Đồng thời nghiên cứu sự phát tán kim loại nặng vao thực phẩm để có biện pháp

phòng ngừa va kiểm soát.

64

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiềng Việt

1. Lê Lan Anh, Lê Trƣờng Giang, Đỗ Việt Anh va Vũ Đức Lợi (1998), “ Phân tích

kim loại nặng trong lƣơng thực, thực phẩm bằng phƣơng pháp Von-Ampe

hoa tan trên điện cực mang thuỷ ngân” , Tạp chí phân tích Hoá, Lý và Sinh

học, Tập 3(2), Trang 21-24.

2. Nguyễn Thị Vân Anh (2008), Nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại

trong thuôc đông y , Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học

Tự nhiên – Đại học Quốc gia Ha Nội.

3. Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu, Phạm Luận (1996), “ Xác định trắc quang Cu,

Ni, Mn, Zn... trong cùng hỗn hợp với pyridin-azo-naphtol (PAN)” , Tạp chí

phân tích Hoá, lý và Sinh học, Tập 1(3+4).

4. Hoang Văn Bính (1996), Độc chất học công nghiệp và dự phòng nhiễm độc trong

sản suất, Tập 1, TP. Hồ Chí Minh.

5. Nguyễn Văn Định, Dƣơng Ái Phƣơng, Nguyễn Văn Đến (2000), Kết hợp phương

pháp phân tích quang phổ phát xạ và hấp thụ nguyên tử để phân tích kim

loại thành phẩm, Hội nghị khoa học phân tích Hoá, Lí va Sinh học việt nam

lần thứ nhất, Ha nội, Việt Nam.

6. http://www.khoahoc.com.vn/doisong/yhoc/suc-khoe/32844_Ha-Noi-Rau-o-nhiem- tu-

ruong-den-cho.aspx

7. Phạm Luận va cộng sự (1995), Xác định các kim loại trong mẫu nước ngọt bằng

phép đo phổ phát xạ nguyên tử, ĐHTH Ha nội.

8. Từ Văn Mạc, Trần Thị Sáu (2000), “ Xác định lƣợng vết các kim loại trong bia

bằng phƣơng pháp cực phổ ” , Tạp chí phân tích Hoá, lí và Sinh học, Tập

1(1+2)

9. Thanh Trinh Thục, Nguyễn Xuân Lang, Bùi Mai Hƣơng, Nguyễn Đoan Huy va

Nguyễn Nhƣ Tùng (2007), Ứng dụng phương pháp cực phổ xác định một số

kim loại nặng trong một số loại thực phẩm và hấp phụ trong đất trồng, Bộ

công nghiệp- Vụ Khoa học công nghệ.

65

10. Lê Ngọc Tú (2006), Độc tố học và an toàn thực phẩm, NXB Khoa học va kỹ

thuật, Ha nội.

11.http://vov.vn/Home/Nhieu-loai-thuc-pham-o-Ha-Noi-nhiem-chi/20115/173986

vov,3/5/2001

12.http://vietbao.vn/Suc-khoe/Lien-tuc-phat-hien-thuc-pham-chua-hoa-chat-doc/

65265784/248/

13.http://vietbao.vn/Xa-hoi/Nhieu-loai-rau-dang-bi-nhiem-kim-loai-nang/1076254/157

14. http://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BB%B1c_ph%E1%BA%A9m

Tiếng Anh

15. Al Moaruf Olukayode Ajasa, Muibat Olabisi Bello, Asiata Omotayo Ibrahim,

Isiaka Ajani Ogunwande, Nureni Olayide Olawore (2004), “Heavy trace

metals and acronutrients status in herbal plants of Nigeria”, Food

Chemistry, Volume 85, pp. 67–71.

16. Angeline M.Stoyanova (2004), “Determination of Cr(VI) by a Catalytic

Spectrometic Method in the presence of p-Aminobenzoic acid”,

Turk.J.Biochem, Volume 29, pp. 367-375.

17. Angeline M.Stoyanova (2004), “Determination of Cr(VI) by a Catalytic

Spectrometic Method in the presence of p-Aminobenzoic acid”,

Turk.J.Biochem, 29(2), pp. 104-207.

18. A. Manivannan, R. Kawasaki, D. A. Tryk and A. Fujishima (2004),

“Interaction of Pb and Cd during anodic stripping voltammetric analysis at

boron-doped diamond electrodes”, Electrochimica Acta, 49(20), pp. 3313-

3318.21. A.T. Townsend and I. Snape (2008), “Multiple Pb sources in

marine sediments near the Australian Antarctic Station, Casey” , Science of

The Total Environment, 389(2-3), pp 466-474.

19. B. W.Bailey , R.M.Donagall and T.S. West (2001), “A spectrofluorimetric

method for the determination of submicrogam amounts of copper”, Talanta,

13(12), pp. 1661 -1665.

20. Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang. (2001). “Highly sensitive

spectrofluorimetric determination of trace amount of Chromium with 2-

66

hydroxy- 1- naphtaldehyene- 8- aminoquinoline”, Analytical letters, 34(8),

pp. 1341- 1352.

21. Daniela Schiavo, José Y. Neira and Joaquim A. Nóbrega (2008), “Direct

determination of Cd, Cu and Pb in wines and grape juices by thermospray

flame furnace atomic absorption spectrometry”, Talanta, In Press,

Corrected Proof, Available online.

22. Dong Yan-Jie, Ke Gai (2006), “The application of gibberellic acid to the

determination of trace amounts of lead by spectrofluorimetry”, Journal of

the Chinese Chemical Society, 52(6), pp. 1131-1135.

23. F.Queirolo, S.Stegen, M.Restovic, M.Paz, P.Ostapzuk, M.J.Schwuger, L.Munoz

(2000), “ Total arsenic, lead, anh cadmium levels in vegetables cultivated

at the Andean villages of northern Chile”, Sci Total Environ, 255(1-3), pp.

75-84.

24. Gil Ho Hwang, Won Kyu Han, Joon Shik Park and Sung Goon Kang (2008),

“Determination of trace metals by anodic stripping voltammetry using a

bismuth-modified carbon nanotube electrode”, Talanta, 76(2), pp. 301-308.

25. He Xu, Liping Zeng, Dekun Huang, Yuezhong Xian and Litong Jin (2008), “A

Nafion-coated bismuth film electrode for the determination of heavy metals

in vegetable using differential pulse anodic stripping voltammetry: An

alternative to mercury-based electrodes”, Food Chemistry, 109(4), pp.

834-839.

26. Hye-Sook Lim, Jin-Soo Lee, Hyo-Taek Chon and Manfred Sager (2008),

“Heavy metal contamination and health risk assessment in the vicinity of

the abandoned Songcheon Au–Ag mine in Korea”, Journal of

Geochemical Exploration, 96(2-3), pp. 223-230.

27. I Chuan CHUANG, Yeou-Lih HUANG, Te-Hsien LIN (1999), “Determination

of lead and cadmium in Chinese crude drugs by graphite funace atomic

absorption spectrometry”, The Japan Society for Analytical Chemistry, 15,

pp. 1133-1136.

67

28. Jozep Szkoda and Jan Zmudzki (2005), “Determination of lead and cadmium in

biological material by graphite furnace atomic absorption spectrometry

method”, Bull Vet Inst Pulawy, 4, pp. 89-92.

29. Latif Elçi, Zikri Arslan and Julian F. Tyson (2008), “Determination of lead in

wine and rum samples by flow injection-hydride generation-atomic

absorption spectrometry”, Journal of Hazardous Materials, In Press,

Corrected Proof, Available online.

30. Locatelli C. (2000), “Proposal of new analytical procedures for heavy metal

determination in mussels, clams and fishes”, Food additives and

contaminants, 7, pp. 769-774.

31. Marcos Pérez-López, María Hermoso de Mendoza, Ana López Beceiro and

Francisco Soler Rodríguez (2008), “Heavy metal (Cd, Pb, Zn) and

metalloid (As) content in raptor species from Galicia (NW Spain)”,

Ecotoxicology and Environmental Safety, 70(1), pp. 154-162.

32. Mehrorang Ghaedi, Khodabakhsh Niknam, Ardeshir Shokrollahi, Ebrahim

Niknam, Hamid Reza Rajabi and Mustafa Soylak (2008), “Flame atomic

absorption spectrometric determination of trace amounts of heavy metal

ions after solid phase extraction using modified sodium dodecyl sulfate

coated on alumina”, Journal of Hazardous Materials, 155(1-2), pp. 121-

127.

33. M.G.M Alam, E.T. Snow, A Tanaka (2002), “ Arsenic and heavy metal

contamination of vegetables grown in Samta village, Bangladesh”, Asenic

Exposure and health effects, 5, pp. 103-114.

34. Mohamed Maanan (2008), “ Heavy metal concentrations in marine molluscs

from the Moroccan coastal region”, Environmental Pollution, 153(1), pp.

176-183.

35. Mónica Cecilia Vargas Mamani, Luiz Manoel Aleixo, Mônica Ferreira de

Abreu, Susanne Rath (2005), “Simultaneous determination of cadmium and

68

lead in medicinalplants by anodic stripping voltammetry”, Journal of

Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 37, pp. 709–713.

36. Mustafa Türkmen, Aysun Türkmen, Yalçın Tepe, Alpaslan Ateş and Kutalmış

Gökkuş (2008), “Determination of metal contaminations in sea foods from

Marmara, Aegean and Mediterranean seas: Twelve fish species”, Food

Chemistry, 108(2), pp. 794-800.

37. M. Ghaedi, A. Shokrollahi, A.H. Kianfar, A.S. Mirsadeghi, A. Pourfarokhi and

M. Soylak (2008), “The determination of some heavy metals in food

samples by flame atomic absorption spectrometry after their separation-

preconcentration on bis salicyl aldehyde, 1,3 propan diimine (BSPDI)

loaded on activated carbon”, Journal of Hazardous Materials, 154(1-3), pp.

128-134.

38. N. Pourreza and K. Ghanemi (2008), “Determination of mercury in water and

fish samples by cold vapor atomic absorption spectrometry after solid phase

extraction on agar modified with 2-mercaptobenzimidazole”, Journal of

Hazardous Materials, In Press, Corrected Proof, Available online.

39. Petrovic, Dewal (1998), Analytical letter, 31(12), pp. 2077-2091.

40. Peter Heitland and Helmut D. Koster (2006), “Biomonitoring of 30 trace

elements in urine of children and adultus by ICP-MS”, Clinica Chimica

Acta, 365(1-2), pp. 310-318.

41. R. Agraz, M. T. Sevilla and L. Hernandez (1995), “ Voltammetric quantification

and speciation of mercury compounds”, Journal of Electroanalytical

Chemistry, 390(1-2), pp. 47-57.

42. Simone Griesel, Antje Kakuschke, Ursula Siebert and Andreas Prange (2008),

“Trace element concentrations in blood of harbor seals (Phoca vitulina)

from the Wadden Sea”, Science of The Total Environment, 392(2-3), pp.

313-323.

69

43. S. García Salgado, M.A. Quijano Nieto and M.M. Bonilla Simón (2008),

“Assessment of total arsenic and arsenic species stability in alga samples

and their aqueous extracts”, Talanta, 75(4), pp. 897-903.

44. Wenling Hu, Fei Zheng and Bin Hu (2008), “Simultaneous separation and

speciation of inorganic As(III)/As(V) and Cr(III)/Cr(VI) in natural waters

utilizing capillary microextraction on ordered mesoporous Al2O3 prior to

their on-line determination by ICP-MS”, Journal of Hazardous

Materials, 151( 1), pp. 58-64.