phân tích đánh giá tổng hàm lượng asen trong một số loài cá biển trên địa bàn thành phố đà nẵng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

1

2

MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài [3, 4]
Thiên nhiên đã ban tặng cho Đà Nẵng một vùng biển dài, rộng, đẹp đem lại
nhiều giá trị lớn về mặt kinh tế xã hội cho thành phố. Bên cạnh việc khai thác tiềm
năng của biển thì vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường biển cần được xã
hội quan tâm nhiều hơn.
Các kim loại nặng ( As, Hg, Fe, Pb…) có mặt khắp nơi trong quần thể biển,
đặc biệt là ô nhiễm Asen trong các loài cá biển. Cá biển là động vật thủy sinh có giá
trị kinh tế cao, là nguồn thực phẩm vô cùng phong phú và giàu chất dinh dưỡng nên
được sử dụng phổ biến ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. Asen, còn được gọi
là thạch tín, là một chất cực độc. Độc tính của asen phụ thuộc vào dạng tồn tại hoá
học và trạng thái oxi hoá của nó. Sau khi xâm nhập vào cơ thể cá biển Asen tích tụ,
tồn tại lâu dài và có tính độc hại nên sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm đồng thời có
thể ảnh hưởng tới sức khỏe con người thông qua con đường ăn uống. Asen có thể
gây chết người nếu nhiễm độc cấp tính và khi nhiễm độc mãn tính có thể gây ra 19
loại bệnh khác nhau, trong đó có các bệnh nan y như ung thư da, phổi…
Như vậy, việc xác định tổng hàm lượng As trong cá biển có ý nghĩa rất quan
trọng. Nó góp phần tích cực cho chương trình an toàn thực phẩm quốc gia, đồng
thời có thể đánh giá được sự tích lũy kim loại As trong một số loài cá biển. Từ
những lý do thiết thực trên, chúng tôi thực hiện đề tài :“Phân tích đánh giá tổng
hàm lƣợng Asen trong một số loài cá biển trên địa bàn Thành Phố Đà Nẵng
bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.”
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu phân tích sẽ đánh giá hàm lượng As trong cá biển sẽ góp
phần xây dựng quy trình phân tích có hiệu quả cao cho việc xác định As trong một
số loài cá biển phù hợp với điều kiện phân tích của phòng thí nghiệm ở Việt Nam.

Dựa vào kết quả phân tích được sẽ đánh giá về mức độ ô nhiễm As trong cá
biển nói riêng và vùng biển Đà Nẵng nói chung. Trên cơ sở đó phục vụ cho vấn đề
3

đánh giá mức độ an toàn về hàm lượng As trong cá biển – Nguồn thực phẫm có giá
trị trong nước và xuất khẩu.

4

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái quát về môi trƣờng biển [13, 14, 18]
1.1.1 Đôi nét về nguồn tài nguyên biển
Biển và đại dương là kho tài nguyên phong phú có vai trò rất quan trọng với
con người và hệ sinh thái. Biển chiếm ¾ diện tích trái đất và đóng vai trò quan
trọng trong việc điều hòa khí hậu toàn cầu. Ngoài ra biển còn là môi trường sống
của hàng vạn loài sinh vật lớn nhỏ ( 6.845 loài động vật, trong đó có 2.038 loài cá,
300 loài cua, 300 loài trai ốc, 75 loài tôm, 7 loài mực, 653 loài rong biển ) và là
nơi chứa đựng một nguồn tài nguyên khoáng sản đáng kể.
Ở nước ta có hơn 3000km bờ biển kéo dài từ Bắc vào Nam. Biển Việt Nam có
tính đa dạng sinh học cao với nhiều hệ sinh thái cửa sông đặc thù, vô số rặng san hô
và thảm thực vật biển tạo điều kiện lý tưởng cho các động vật thủy sinh sinh sống
và phát triển. Đây là nguồn lợi hải sản phong phú và đa dạng. Sản lượng khai thác
cho phép hằng năm khoảng 1,4-1,5 triệu tấn. Là một thành phố có diện tích biển
lớn, Đà Nẵng là nơi có nền kinh tế biển phát triển mạnh mẽ. Các ngành đánh bắt
nuôi trồng thủy hải sản, đặc biệt là du lịch biển đã mang lại một nguồn lợi kinh tế
cho thành phố vô cùng lớn. Giao thông biển nối liền nhiều quốc gia và có chi phí
vân tải thấp nhưng đáp ứng khối lượng vận tải lớn. Bên cạnh đó biển đóng một vai
trò rất quan trọng trong vấn đề bảo vệ an ninh quốc gia.
1.1.2 Sự ô nhiễm kim loại nặng trong hải sản
Kim loại nặng là những kim loại có tỉ trọng lớn hơn 5g/cm
3

và thông thường là
những kim loại hoặc á kim có liên quan đến sự ô nhiễm hoăc độc hại. Kim loại hiện
diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng chúng tăng cao do các hoạt
động của con người, đặc biệt là các hoạt động ngành công nghiệp. Kim loại nặng
Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn… không tham gia hoặc ít tham gia vào quá
trình sinh hóa của các thể sinh vật và thường tích lũy trong cơ thể của chúng. Vì vậy
chúng là những nguyên tố độc hại với sinh vật. Ô nhiễm kim loại ở môi trường biển
5

đã tăng trong những năm gần đây. Hàm lượng kim loại nặng trong môi trường biển,
cửa sông, trầm tích gia tăng đã đe dọa sự sống của sinh vật thủy sinh gây nguy cơ
ảnh hưởng tới sức khỏe con người thông qua chuỗi thức ăn.
Các kim loại nặng có mặt trong hải sản là do quá trình thẩm thấu qua da, qua
thức ăn và tích tụ trong nhiều bộ phận khác nhau của sinh vật biển. Nguyên nhân
chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là nước thải công nghiệp và nước thải độc hại
không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu bị đổ vào môi trường.
1.2 Khái quát về nguyên tố Asen[3, 5]
1.2.1 Tính chất lý học của Asen
Asen hay còn gọi là thạch tín, một nguyên tố hóa học có ký hiệu As và số
nguyên tử 33. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) viết về nó vào năm
1250. Một số thông số vật lý của Asen trình bày trong bảng 1
Bảng 1.1. Một số thông số vật lý của Asen
Khối lượng nguyên tử
74,29g.mol
-1

Độ cứng
3,5
Điểm nóng chảy
615

o
C
Điểm sôi
814
o
C
Nhiệt bay hơi
34,76 kJ/mol
Nhiệt nóng chảy
24,44 kJ/mol
Áp suất hơi
100 k Pa tại 874 K
Nhiệt dung riêng
328,88 J/(kg.K)
Lớp vỏ điện tử
[Ar]3d
10
4s
2
4p
3

Độ dẫn điện
3x106 /Ω.m
Độ dẫn nhiệt
50,2 W/(m.K)
Năng lượng ion hóa thứ nhất
947kJ.mol
-1

Năng lượng ion hóa thứ hai
1798kJ.mol
-1

Thế tiêu chuẩn (As
3+
/As)
-0.3V

6

Asen là một á kim gây độc mạnh, có hai dạng thù hình là dạng kim loại và
dạng không kim loại. Dạng không kim loại của Asen khi làm ngưng tụ dạng hơi, đó
là chất rắn màu vàng được gọi là Asen vàng, tan trong dung dịch CS
2
. Ở nhiệt độ
thường, Asen vàng dưới tác dụng của ánh sáng nó chuyển nhanh sang dạng kim
loại.
Asen dạng kim loại có màu xám bạc kim loại, có cấu trúc giống phốt pho
đen,dẫn điện, dẫn nhiệt nhưng rất giòn, kết tinh dạng tinh thể dễ nghiền thành bột,
không tan trong CS
2
.
1.2.2 Tính chất hóa học của Asen
Asen là nguyên tố bán kim loại, có tính chất gần giống với tính chất của á kim,
cấu hình lớp vỏ điện tử hóa trị của Asen là 4s
2
4p
3
, trong cấu hình điện tử của Asen

có sự tham gia của obital d, vì vậy có khả năng mở rộng vỏ hóa trị.
Trong các hợp chất Asen có ba giá trị số oxy hóa -3, +3, +5 trong đó số oxy
hóa -3 đặc trưng cho Asen. Asen bền trong không khí khô, nhưng bề mặt bị oxy hóa
dần trong không khí ẩm thành lớp xỉn màu đồng cuối cùng thành màu đen bao
quanh nguyên tố. Khi dun nóng trong không khí , Asen bắt cháy tạo thành
Asentrioxit- thực tế là tetrasen hexaoxit As
4
O
6
, đun nóng trong oxy tạo thành asen
penoxyt- thực tế là tetraasen decaoxyt As
4
O
10
và As
4
O
6
.
Asen không phản ứng với nước trong điều kiện thiếu oxy hoặc các điều kiện
thường. Ở dạng bột nhỏ, Asen bốc cháy trong khí Clo tạo thành triclorua.
2As + 3Cl
2

 2AsCl
3

Khi đun nóng Asen cũng tương tác với brom, iot, lưu huỳnh. Asen được điều
chế như kim loại, khi khử oxit của chúng bằng cacbon hay hydro sẽ thu được
Asen.Nó không tác dụng với axit không có tính oxy hóa nhưng dễ dàng phản ứng

với axit HNO
3
, H
2
SO
4
đặc.
3As + 5HNO
3
+ 2H
2
O  3H
2
SO
4
+ 5NO
Các halogennua được tạo ra khi khí Asen phản ứng với halogen, các hợp chất
này dễ bị thủy phân tạo axit tương ứng trong môi trường nước.
3As + 5Cl
2
+ 2H
2
O  2H
3
AsO
4
+ 10HCl

7

1.2.3. Tính chất hóa học của các hợp chất Asen [6, 8]
 Một số phản ứng đặc trưng của As
+3
:
Các hợp chất As
+3
phổ biến như As
3
O
4
, H
3
AsO
3
, As
2
O
3
, , đều tan trong axit
HNO
3
dặc nóng, NaOH, NH
4
OH, (NH
4
)
2
S và (NH
4
)

2
CO
3

As
2
O
3
+ 8HNO
3
+ 4H
2
O  2H
3
AsO
3
+ 3H
2
SO
4
+ 8NO
As
2
O
3
+ 3(NH
4
)
2
S  2(NH

4
)
3
AsS
3

Cho khí H
2
S qua dung dịch AsCl
3
có kết tủa màu vàng tươi là As
2
S
3
. AsCl
3
là
một hợp chất quan trọng của Asen, nó dễ bay hơi, dễ bị thủy phân trong môi trường
nước.
AsCl
3
+ 3H
2
O  H
3
AsO
3
+ 3HCl
Khi khử H
3

AsO
3
ta thu được khí Asin, có mùi tỏi rất độc.
H
3
AsO
3
+ 3Zn + 6HCl  3ZnCl
2
+ AsH
3
+3H
2
O
H
3
AsO
3
+ CuSO
4
 CuHAsO
3
+ H
2
SO
4

CuHAsO
3
có kết tủa màu vàng lục trong môi trường kiềm, nó tan trong dung

dịch cho màu xanh.
CuHAsO
3
+ NaOH  CuNaAsO
3
+ H
2
O
 Một số phản ứng đặc trưng của As
+5
:
Một số hợp chất quan trọng của As
+5
như As
2
S
5
, H
3
AsO
4
, Ag
3
AsO
4
… Trong
đó As
2
S
5

không tan trong nước và dung dịch HCl, nó chỉ tan trong NaOH, HNO
3
và
NH
4
OH vì vậy dựa vào tính chất này có thể xác định Asen bằng phương pháp khối
lượng.
As
2
S
5
+ 3(NH
4
)
2
S  2(NH
4
)
3
AsS
4

Khi cho axit asenic tác dụng với molidat amoni (NH4)
2
MoO
4
trong môi
trường axit HNO
3
sẽ cho kết tủa màu vàng, muối này dùng để định tính và định

lượng Asen.
H
3
AsO
4
+ 12(NH
4
)
2
MoO
4
+ 21 HNO
3
 (NH
4
)
3
H
4
[As(Mo
2
O
7
)
6
] +
21NH
4
NO
3

+ 10H
2
O
Trong hợp chất này As
+5
có vai trò ion trung tâm điển hình tạo phức dị đa axit
và phức dị đa axit này cũng có thể bị khử về phức dị đa màu xanh.
 Một số phản ứng đặc trưng của AsH
3
:
8

Trong hợp chất AsH
3
, Asen thể hiện số oxi hóa -3, liên kết trong Asin là liên
kết cộng hóa trị, đây cũng là đặc điểm cấu hình điện tử của Asen nguyên có trong
môi trường không khí. Asin có nhiệt độ nóng chảy là -117
0
C, nhiệt độ sôi là là -
62
0
C. AsH
3
thể hiện tính khử mạnh.
-Tác dụng với H
2
SO
4
loãng :
2AsH

3
+ 6H
2
SO
4
 6SO
2
+ AsO
3
+ 9H
2
O
-Tác dụng với I
2
:
AsH
3
+ 4I
2
+ 4H
2
O  H
3
AsO
4
+ 8HI
Một số phản ứng đặc trưng được dung trong phương pháp trắc quang là phản
ứng tạo phức asin với đietyl đithiocacbamat bạc.
1.2.4. Ứng dụng của Asen
Asen được biết đến và sử dụng rộng rãi tại Irac và một vài nơi khác từ thời cổ

đại. trong thời kì đồ đồng, Asen thường được đưa vào đồng thiếc để làm cho hợp
kim trở nên cứng hơn.
Chì Asenat đã từng được sử dụng nhiều trong thế kỷ 20 làm thuốc trừ sâu cho
các loại cây ăn quả.Lục Scheele hay Asenit đồng, được sử dụng trong thế kỉ 19 như
là tác nhân tạo màu trong các loại sơn.
Asenat đồng cromat (CCA hay tanalith) được dùng trong xử lí chống mối mọt
và bào mòn cho gỗ. phương pháp này được sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia trong
nửa cuối thế kỉ 20, mặc dù gỗ xẻ xử lí bằng CCA đã bị cấm ở nhiều khu vực. việc
hấp thụ trực tiếp hay gián tiếp do việc đốt cháy gỗ xử lí bằng CCA có thể gây tử
vong ở động vật cũng như gây ngộ độc nghiêm trọng ở người, liều tử vong ở người
là khoảng 20mg tro.
Trong các thế kỉ 18, 19, 20 một lượng lớn các hợp chất Asen đã được sử dụng
làm thuốc chữa bệnh, ví dụ như: Arsphenamin và neosalvarsan điều trị bệnh giang
mai, nhưng hiện nay đã loại bỏ bởi các loại kháng sinh hiện đại.
Asen (III) oxit đã được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau trong suốt 200
năm qua, nhưng phần lớn là điều trị ung thư.
Đồng axeto asenit (Cu(C
2
H
3
O
2
)
2
.3Cu(AsO
2
)
2
) được sử dụng làm thuốc nhuộm
màu xanh lục dưới nhiều tên gọi khác nhau.

9

Gali asenua là một vật liệu bán dẫn quan trọng, sử dụng trong công nghệ chế
tạo mạch tích hợp (IC), các mạch này có nhiều ưu điểm hơn so với các mạch dùng
silic.
Asenat hidro chì đã từng được sử dụng nhiều trong thế kỉ 20, làm thuốc trừ sâu
cho cây ăn quả. Việc sử dụng nó đôi khi tạo ra tổn thương não đối với người phun
thuốc này.
1.3. Độc tính của Asen [8, 9, 20]
1.3.1. Tác động sinh hóa
Asen và hợp chất của Asen có mặt ở khắp mọi nơi như trong không khí, đất,
thức ăn, nước uống và có thể xâm nhập vào cơ thể con người theo 3 đường: hô hấp,
da và chủ yếu là ăn uống. Các hợp chất dễ tan của Asen hấp thụ qua đường tiêu hóa
vào máu tới 90% và ra khỏi máu đến các tổ chức rất nhanh, nửa giờ sau khi tiếp xúc
đã tìm thấy liên kết của Asen với protein trong gan, thận, bàng quang, sau 24 giờ,
trong máu chỉ còn lại 0,1%. Asen được đào thải chủ yếu là qua nước tiểu.
Trong các hợp chất của Asen thì As(III) là độc nhất. Mức độ độc hại của các
chất được sắp xếp theo thứ tự: Asin > As(III) > As2O3 > As(V) > Asen hữu cơ.
As(III) thể hiện tính độc bằng cách tấn công lên các nhóm –SH của các enzim, làm
cản trở hoạt động của enzim.
Asen vô cơ là nguyên nhân phá huỷ các mô trong hệ hô hấp, trong gan và
thận. Nó tác động lên các enzym hoạt động đảm bảo cho quá trình hô hấp, ức chế
các enzym hoạt động và phản ứng với các nhóm sulfuahydryl của protein. Nhiều
enzym chứa các nhóm đó cũng bị tác động bởi asenit theo sơ đồ sau:
Enzim
SH
SH
As
2
O

3
3-
Enzim
S
S
As O
2OH
-

Các enzim sản sinh ra năng lượng của tế bào trong chu trình của axit nitric bị
ảnh hưởng rất lớn. Bởi các enzim bị ức chế do tạo thành phức với As(III), dẫn đến
thuộc tính sản sinh ra các phần tử ATP bị ngăn cản.
10

Do sự tương tự về tính chất hóa học với photpho, Asen can thiệp vào một số
quá trình hóa sinh làm rối loạn photpho. Có thể thấy được hiện tượng này khi
nghiên cứu sự phát triển hóa sinh của các chất sản sinh ra năng lượng chủ yếu là
ATP(adenozintriphotphat). Asen phá vỡ việc sản xuất ATP thông qua vài cơ chế.
Asen(III) ở nồng độ cao làm đông tụ các protein do sự tấn công các liên kết
sunfua bảo toàn cấu trúc bậc 2 và 3.
 Như vậy Asen có 3 tác động sinh hóa là: làm đông tụ protein, tạo phức với enzim
và phá hủy các quá trình photpho hóa.
1.3.2. Nhiễm độc cấp tính
Nhiễm độc Asen cấp tính xảy ra do ăn uống phải asen với liều lượng lớn(1-
2g). các nghiên cứu cho thấy triệu chứng nhiễm độc rất đa dạng, phụ thuộc vào hợp
chất Asen đã ăn phải. Có thể gặp các biểu hiện tổn thương thận, rối loạn chức năng
tim mạch, đôi khi xuất hiện phù phổi cấp, suy hô hấp, gan to… Nếu được cứu chữa
kịp thời, bệnh nhân có thể sống sót, nhưng để lại các di chứng nặng nề về não, suy
tủy, suy thận, thiếu máu, giảm bạch cầu, tan huyết, xạm da và tổn thương đa dây
thần kinh ngoại biên.

1.3.3. Nhiễm độc mãn tính
Bệnh nhiễm độc Asen mãn tính do sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm Asen xảy
ra nhiều nơi trên thế giới. Biểu hiện gây ấn tượng mạnh nhất là hình ảnh “Bàn chân
đen” tìm thấy đầu tiên ở Đài Loan năm 1920. nguyên nhân gây bệnh là do dân cư sử
dụng nguồn nước bị nhiễm Asen cao(0,35 – 1,10mg/l) từ các giếng khoan để sinh
hoạt. Asen còn gây hàng loạt các bệnh nội khoa như: gây tăng huyết áp, gây tắc
ngoại vi, bệnh mạch vành, mạch máu não dẫn đến thiếu máu cục bộ cơ tim và não,
là những cơ quan đảm nhận chức năng sống quan trọng. Nguy cơ mắc bệnh viêm
tắc mạch mgoại biên tăng theo thời gian tiếp xúc với Asen ngay ở nồng độ >
0,02mg/l.
Biểu hiện lâm sàn của bệnh rất đa dạng, tác hại rộng rãi tới chức năng của
nhiều hệ cơ quan: thần kinh, tim mạch, tiêu hóa, hô hấp,…Mức độ tổn thương phụ
thuộc vào độ nhạy cảm của từng cá thể, vào liều lượng và thời gian tiếp xúc. Quá
trình phát triển bệnh âm ỉ, kéo dài. Ở giai đoạn sớm thường tìm thấy các tổn thương
11

da, các triệu chứng hay gặp như: biển đổi sắc tố da(pigmentation), dày
sừng(hyperkeratosis) ở lòng bàn chân, bàn tay, đối xứng hai bên, đôi khi kèm theo
các vết nứt nẻ. Các tổn thương có thể phát triển thành ung thư da. Nguy cơ mắc
bệnh tăng ngay cả khi uống nước có nồng độ Asen < 0,05mg/l. Bệnh thường phát
triển sau khi tiếp xúc một thời gian dài ủ bệnh (5-10 năm, có thể lâu hơn).
Ngoài ra, Asen có thể làm tổn thương thần kinh, ảnh hưởng đến việc sinh sản
ưor phụ nữ và tăng nguy cơ mắc bệnh xơ gan, thiếu máu, rối loạn chuyển hóa
protein và đường. điều đáng lo ngại nhất là Asen có thể gây ung thư da, phổ, bàng
quang và thận. Nguy cơ mắc bệnh ung thư tăng theo thời gian tiếp xúc.
1.4.Tình trạng ô nhiễm biển bởi Asen hiện nay [6, 21]
1.4.1. Các dạng Asen trong môi trường biển
Mặc dù nồng độ Asen cao trong nước biển đã được biết đến cách đây hơn 100
năm, nhưng hàm lượng và tính đa dạng của các dạng Asen trong mẫu sinh vật biển
chỉ được đề cập vào khoảng 30 năm trở lại đây. Asen trong nước biển tồn tại chủ

yếu ở dạng vô cơ như Asenate và Asenite, chính vì vậy sinh vật biển cũng không
tránh khỏi sự phơi nhiễm bởi những dạng Asen vô cơ độc này.
Hiện nay, đã phát hiện ra những cơ chế lý thuyết về quá trình dịch chuyển sinh
học và quá trinh giải độc của các sinh vật biển. Kết quả của các quá trình này làm
xuất hiện trong môi trường nước biển hơn 25 dạng Asen. Tuy nhiên sự phân bố
những dạng này thay đổi rõ rệt giữa bốn đối tượng mẫu khác nhau bao gồm nước
biển, trầm tích biển, tảo và động vật.
1.4.2. Các dạng Asen trong cá biển
Hầu hết các công trình nghiên cứu đều cho rằng dạng Asen hữu cơ trong cá
biển là Asenobetaine, ngoài ra còn có các dạng hợp chất Asen hữu cơ khác có mặt
trong cá biển như: Asenocholine (cá nhám), trimethylasine oxit (cá da trơn)… tác
động tới sức khỏe con người thông qua con đường ăn uống. Hàm lượng trung bình
Asen trong cá biển tử 0,6-4,7 ppm, còn trong nước ngọt chỉ khoảng 0,54 ppm, Asen
tập trung nhiều nhất trong gan và mỡ cá. Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ nhiễm asen
trong cá biển, so với cá nước ngọt, tương đối cao. Nguyên nhân Asen có trong nước
biển là từ các nguồn nước chảy qua các vỉa quặng chứa asen đã bị phong hoá, asen
12

từ dạng khó tan chuyển sang dạng có thể tan được trong nước. Thuốc sâu chứa asen
sử dụng trong nông nghiệp, nước thải của các nhà máy hoá chất có asen ngấm theo
kẽ nứt xuống mạch nước ngầm rồi theo dòng chảy đổ ra biển. Cá biển bị nhiễm độc
Asen do sự thẩm thấu qua da hoặc qua con đường ăn uống và tích tụ không tiêu hóa
phân hủy được, khi vượt giới hạn cho phép thì Asen tác động làm ảnh hưởng đến
sinh trưởng và phát triển của cá biển.
1.4.3. Ô nhiễm Asen trên thế giới
Asen (thạch tín) trong nguồn nước là vấn đề nguy hiểm của nhiều quốc gia và
vùng lãnh thổ trên thế giới như: Ấn Độ, Băng-la-đet, Trung Quốc, Mỹ, Ca-na-đa,
Mê-hi-cô Băng-la-đet, nơi được đánh giá là có mức ô nhiễm cao trên thế giới, với
nguy cơ gây tử vong hàng trăm nghìn người. Tại các nước phát triển, asen cũng có
được tìm thấy trong nước và các hoạt động công nghiệp như khai khoáng. Ô nhiễm

asen trong đất và nước đã được phát hiện và nghiên cứu nhiều trên thế giới, trong
đó có vụ ô nhiễm asen trong nước ngầm ở Băng-la-đet được coi là vụ ngộ độc asen
lớn nhất trong lịch sử loài người.Và từ vấn đề ô nhiễm nguồn nước đã dẫn đến
nhiễm độc Asen trong hải sản trong đó cá biển là phổ biến nhất.Các công trình
nghiên cứu cho thấy nếu ăn cá biển trong vùng biển bị ô nhiễm thi con người sẽ bị
nhiễm độc Asen.
Việc khảo sát tình trạng ô nhiễm asen trên thế giới đã được tiến hành bởi
nhiều tổ chức, trong đó có IUPAC. Dựa trên 4 tiêu chí: Tỉ lệ các trường hợp ngộ
độc asen được ghi nhận, khả năng tiêu hóa asen vượt quá 50 μg /l, số người sống ở
các vùng tiếp xúc và khả năng giảm thiểu, khắc phục ô nhiễm của khu vực, IUPAC
đã thiết lập bản đồ ô nhiễm asen trong nước ngầm trên thế giới (hình 1.1).
13


Hình 1.1. Bản đồ ô nhiễm asen trong nước ngầm trên thế giới
Theo như bản đồ trên, khu vực ô nhiễm nặng nề nhất là Bangladesh, trên 10
triệu người có nguy cơ nhiễm độc asen do sống trong các khu vực có nồng độ asen
cao.
Vị trí các nước nhiễm asenic trên thế giới (21/9/2005): Hàm lượng asen trong
nước mưa (µg/l) ở Thái Bình Dương là 0,6; Nhật 1,6; Thụy Điển 2,5; vùng không bị
nhiễm ở Bắc Âu là 0,005 -0,018 (trung bình là 0,08) ; vùng ô nhiễm ở Bắc Âu là
3,6-84 (trung bình là 12,3). Hàm lượng asen ở thế giới trong nước biển 3,7; ở nước
sông là 4; trong nước sông ở Mỹ là 1,5; Nhật 1,7; Liên Bang Đức 3,6; Thụy Điển
0,2-10; Anh là 15. Hàm lượng asen trong nước dưới đất (µg/l) ở Nauy là 0,002-11
(trung bình là 0,02); ở Ireland 0,2-0,4; Liên Xô 3; Nhật 0,3-3,4; Mỹ 1-6; Thụy Điển
0,08-22.
1.4.4. Ô nhiễm Asen tại Việt Nam
Dựa vào nguồn gốc và đặc điểm di chuyển, tập trung của As có thể chia lãnh
thổ Việt Nam ra 3 kiểu vùng có khả năng ô nhiễm As chủ yếu như sau: miền núi,
đồng bằng, đới duyên hải.

Theo điều tra của UNICEF, asen có trong tất cả đất, đá, các trầm tích được
hình thành từ nghìn năm trước tại Việt Nam, với nồng độ khác nhau. Thạch tín từ
đá tan vào các mạch nước ngầm. Vì vậy, mọi nơi trên lãnh thổ Việt Nam đều có
nguy cơ nhiễm asen.
14

Thấy được sự nguy hiểm đến từ tác hại của asen, năm 2006 Bộ Tài nguyên
Môi trường đã tiến hành điều tra chi tiết về tình trạng nhiễm asen tại tất cả các tỉnh
để lập bản đồ ô nhiễm chất này trên cả nước (hình 1.2), nhằm kiểm soát và giảm
thiểu tác hại của asen trong nước sinh hoạt. Đề án do Bộ Tài Nguyên Môi trường
chủ trì, với sự tham gia của các Bộ Y tế, Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, với
tổng kinh phí gần 17,66 tỷ đồng


Hình 1.2. Bản đồ ô nhiễm nước sinh hoạt bởi asen trên toàn quốc
(Nguồn: UNICEF - Phần màu trắng là phần chưa được đánh giá thực trạng)
1.5.Các phƣơng pháp vô cơ hóa mẫu [11, 12]
1.5.1.Phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt
1.5.1.1.Xử lý bằng axit mạnh đặc và có tính oxy hóa
Dùng axit mạnh và đặc (HCl, H
2
SO
4
), hay axit mạnh đặc có tính oxy hóa
mạnh (HNO
3
, HClO
4
), hay hỗn hợp hai axit (HNO
3

+ HCl), hay hỗn hợp 3 axit
(HNO
3
+ H
2
SO
4
+ HClO
4
) để phân hủy mẫu trong điều kiện đun nóng mẫu trong
bình Kendan hay trong ống nghiệm. Lượng axit dùng gấp 15 – 20 lần lượng mẫu.
Thời gian hòa tan mẫu trong các hệ hở hay bình Kendan thường vài giờ tới hàng
chục giờ.
15

Trong quá trình vô cơ hóa mẫu bằng axit có các quá trình vật lý, hóa học xảy ra sự
phá vỡ mạng lưới cấu trúc của chất mẫu, giải phóng chất phân tích, đưa chúng vào
dung dịch dưới dạng các muối tan. Giải phóng chất phân tích về dạng muối tan
trong dung dịch. Phá hủy cấc hợp chất hữu cơ và mùn tạo khí CO
2
, nước và giải
phóng các kim loại trong chất mẫu hữu cơ về dạng muối vô cơ tan tỏng dung
dịch.Tạo hợp chất dễ bay hơi, làm mất đi anion trong phân tử chất mẫu … làm mẫu
bị phân hủy tạo ra các hợp chất khác tan trong dung dịch. Xảy ra các phản ứng hóa
học như: oxy hóa khử, thủy phân, tạo phức, hòa tan, kết tủa … của các phần tử chất
mẫu với các axit dùng để phân hủy mẫu và các chất có trong mẫu với nhau.
1.5.1.2. Xử lý bằng kiềm mạnh đăc nóng
Dùng các dung dịch kiềm mạnh (NaOH, KOH đặc), hay hỗn hợp của kiềm
mạnh và muối kim loại kiềm (NaOH + NaHCO
3

) hay một kiềm mạnh và peroxit
(KOH + Na
2
O
2
), nồng độ lớn (10% - 20%) để phân hủy mẫu phân tích trong điều
kiện đun nóng trong bình Kendan hay trong hộp kín hoặc lò vi sóng. Thời gian 6 –
10
h
đối với bình hở, còn trong lò vi sóng thời gian ngắn hơn 40 – 60 phút.
Trong quá trình vô cơ hóa mẫu có các quá trình vật lý, hóa học phá vỡ cấu
trúc của chất mẫu, chuyển các chất của mẫu vào dung dịch. Các chất của mẫu tương
tác với kiềm tạo ra các sản phẩm tan được. Sinh ra các khí bay ra giúp sự tan của
mẫu tốt hơn. Tạo các hợp chất bền ít phân li và tan trong dung dịch. Tạo ra các sản
phẩm kết tủa khác của chất phân tích tách ra được
1.5.1.3.Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng
Không làm mất chất phân tích nhất là các nguyên tố có hợp chất dễ bay
hơi. Tuy nhiên tốn nhiều kiềm hay axit tinh khiết cao dẫn đến khả năng gây nhiễm
bẩn mẫu cao, sau khi phá mẫu đuổi kiềm hay axit dư khó, tốn nhiều thời gian.
Phương pháp được dùng để xử lí mẫu phân tích kim loại một số anion vô cơ. Không
phân tích các hợp chất hữu cơ nhưng phân tích các kim loại trong mẫu hữu cơ.
1.5.2.Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô
Đây là kĩ thuật xử lí mẫu bằng tác dụng nhiệt (nung). Thực chất đây là bước
đầu tiên trong quá trình xử lí mẫu. Sau khi nung mẫu được hòa tan trong dung môi
thích hợp ( nước, axit, hỗn hợp axit, chất có tính oxy hóa, kiềm, hỗn hợp kiềm, kiềm
16

+ muối của nó,…). Trong quá trình nung cần thêm chất phụ gia để bảo vệ. Nhiệt độ
nung cao, thời gian từ 2 – 3
h

.Trong quá trình vô cơ hóa mẫu có các quá trình vật lý,
hóa học phá vỡ xảy ra làm bay hơi nước hấp thụ và nước kết tinh trong chất mẫu.
Sự tro hóa, đốt cháy các chất mùn, các chất hữu cơ của mẫu, phá vỡ cấu trúc ban
đầu cuẩ chất mẫu, chuyển sang các chất đơn giản. Chuyển dạng các hợp chất phức
tạp của chất mẫu, về dạng đơn giản hơn. Quá trình oxy hóa khử thay đổi hóa trị của
nguyên tố trong các chất mẫu. Giải phóng các khí như: CO, CO
2
, SO
2
…Tương tác
hóa học của các chất với nhau, tương tác với chất phụ gia thêm vào,… tạo ra các
chất lúc đầu không có. Phương pháp vô cơ hóa mẫu này có thao tác và cách làm đơn
giản, không phải dùng nhiều axit đặc, xử lí được triệt để nhất là các mẫu nền hữu
cơ, thời gian rút ngắn, dễ mất chất phân tích, dễ hấp thụ các chất bẩn trong không
khí khi đem ra khỏi quá trình nung, phân tích ion kim loại trong hợp chất hữu cơ,
chất mùn, trầm tích,…
1.5.3.Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô – ướt kết hợp
Thực hiện xử lí ướt sơ bộ trong cốc hay chén nung bằng một lượng nhỏ axit,
chất phụ gia để phá vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của các hợp chất mẫu, tạo điều kiện
giữ một số nguyên tố có thể bay hơi khi nung.
Phương pháp vô cơ hóa mẫu này hạn chế sự mất mát một số chất phân tích, sự tro
hóa là triệt để, sau khi hòa tan sẽ được dung dịch mẫu trong suốt, tốn ít dung dịch
axit (khoảng 1/4 đến 1/3 so với vô cơ hóa ướt), thời gian nhanh hơn, không phải
đuổi axit dư lâu, hạn chế độc hại và nhiễm bẩn mẫu phân tích, trang thiết bị đơn
giản.

Qua quá trình tìm hiểu nghiên cứu nhận thấy phương pháp vô cơ hóa mẫu
ướt có những ưu điểm phù hợp với việc phân tích xác đinh As trong mẫu cá biển
bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS. Vì vậy trong đề tài chúng tôi
chọn phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt bằng hỗn hợp axit.

1.5.4. Tác nhân vô cơ hóa
Khi xử lý mẫu bằng phương pháp vô cơ hóa việc lựa chọn tác nhân oxi hóa
phải căn cứ vào khả năng, đặc tính oxi hóa của thuốc thử và đối tượng mẫu. Dưới
đây là một số tác nhân vô cơ hóa thường sử dụng khi vô cơ hóa mẫu
17

Axit nitric (HNO
3
) là chất được sử dụng rộng rãi nhất để vô cơ hóa mẫu. Đây
là tác nhân vô cơ hóa dùng để giải phóng nhanh vết nguyên tố từ các cốt sinh học và
thực vật dưới dạng muối nitrit dễ tan. Điểm sôi axit nitric ở áp suất khí quyển là
120
0
C, lúc đó sẽ ion hóa toàn bộ các chất hữu cơ trong mẫu phân tích và giải phóng
kim loại dưới dạng ion. Loại mẫu được áp dụng chủ yếu là các mẫu hữu cơ như:
nước giải khát, protein, chất béo, nguyên liệu thực vật, nước thải , một số sắc tố
polime và các mẫu trầm tích.
Axit sunfuaric (H
2
SO
4
) là chất có tính oxi hóa mạnh, có nhiệt độ sôi là 339
0
C.
Khi kết hợp với axit nitric (HNO
3
) sẽ có khả năng phá hủy hoàn toàn hầu hết các
hợp chất hữu cơ. Nếu sử dụng lò vi sóng thì phải vô cơ hóa trước trong cốc thủy
tinh hay thạch anh và giám sát quá trình tăng nhiệt độ của lò. Loại mẫu được áp
dụng: mẫu hữu cơ, oxit vô cơ, hidroxit, hợp kim, kim loại, quặng

Axit pecloric (HClO
4
) có tính oxi hóa mạnh, có thể ăn mòn kim loại, không
phản ứng với các axit khác, phá hủy hợp chất hữu cơ. Do axit pecloric (HClO
4
) có
thể gây nổ mạnh khi tiếp xúc với các nguyên liệu hữu cơ và các chất vô cơ dễ bị oxi
hóa nên thường phải oxi hóa mẫu trước bằng axit nitric (HNO
3
) sau đó mới sử dụng
axit pecloric (HClO
4
) (đặc biệt là trong lò vi sóng). Loại mẫu áp dụng: các mẫu hữu
cơ và vô cơ. Trong nhiều trường hợp ta phải sử dụng hỗn hợp các axit mới có thể vô
cơ hóa mẫu hoàn toàn mẫu.
1.6. Các phƣơng pháp xác định Asen [6, 10]
1.6.1. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp sinh khí Asin (AsH
3
)
Quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) là một kỹ thuật phân tích lượng vết các
nguyên tố phổ biến, được sử dụng nhiều trong các phòng thí nghiệm với độ chọn
lọc, độ lặp cao, có thể phân tích hàng loạt mẫu trong thời gian ngắn, giá thành thiết
bị không quá đắt. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong phân tích định
lượng Asen kết hợp vợi thiết bị tạo khí Hidrua.
Nguyên tắc : Asen trong các đối tượng phân tích có thể tồn tại ở dạng As(III)
hay As(V), hiệu suất tạo khí hidrua của hai dạng này khác nhau nên tất cả Asen
trong mẫu phải được khử về As(III) nhờ tác nhân khử của KI hoặc NaI. Sau đó
As(III) phản ứng với hidro mới sinh (tạo thành khi tác nhân khử Zn hoặc NaBH
4

18

gặp môi trường axit) tạo hợp chất asin – AsH
3
. Khí asin sẽ được dẫn vào bộ phận
nguyên tử hóa mẫu nhờ khí Argon tạo ra đám hơi nguyên tử tự do. Các nguyên tử
này sẽ hấp thụ các tia sáng có bước sóng đặc trưng và cho kết quả độ hấp thụ. Do
As và hợp chất của nó có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp nên ta thường
chọn hệ thống nguyên tử hóa mẫu bằng phương pháp ngọn lửa đèn khí
axetilen/không khí

với độ nhạy cao khoảng 0,5µg/l, giới hạn phát hiện 0,2µg/l,
khoảng nồng độ tuyến tính 1-20µg/ml.
1.6.2.Phương pháp so màu trên giấy tẩm thuỷ ngân bromua hoặc thuỷ ngân
clorua
Khi vô cơ hóa mẫu phân tích, dù tồn tại ở dạng nào thì asen cũng chuyển về
dạng As
5+
( H
3
AsO
4
)
Toàn bộ lượng asen có trong mẫu phân tích được chuyển về asen (III) bằng
dung dịch KI. Sau đó, được khử về dạng asin bằng hiđro mới sinh do phản ứng giữa
Zn và HCl trong thiết bị Gutzeit. Khí asin sinh ra, đi qua cột có quấn giấy tẩm
Pb(CH
3
COO)
2

để loại bỏ H
2
S, và tiếp tục đi vào ống thuỷ tinh dài được gắn chặt với
bình phản ứng, bên trong có đặt giấy tẩm HgCl
2
. Khí asin làm cho giấy tẩm có màu
vàng nâu do phản ứng:
AsH
3
+ 3HgCl
2
= As(HgCl)
3
(vàng nâu) + 3HCl
Chiều cao của đoạn giấy màu vàng tuỳ thuộc vào lượng asin. Đo chiều cao này
ta có thể xác định được lượng asen có trong mẫu phân tích. Phương pháp này có
ngưỡng phát hiện tối thiểu là 1 g asen. Vì AsH
3
rất dễ bay hơi nên dụng cụ xác
định As phải thật kín.
1.6.3.Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS bằng thuốc thử bạc
dietylditiocacbamat (AgDDTC)
Nguyên tắc của phương pháp là phản ứng của asin với AgDDTC tạo thành
hợp chất có màu đỏ khi có mặt piridin (hoặc cloroform). Cường độ màu của dung
dịch tỷ lệ với lượng asen có trong dung dịch.
Lượng asen có trong mẫu sẽ chuyển về asenat bằng dung dịch KI hoặc NaI,
sau đó dưới tác dụng của dòng hiđro mới sinh do phản ứng của Zn với axit HCl
asenat bị khử thành asin. Khí asin tạo thành đi qua ống lọc đã nhồi bông thủy tinh
19

tẩm chì axetat Pb(CH
3
COO)
2
để loại bỏ H
2
S rồi tiếp tục được đi qua ống hấp thụ
chứa AgDDTC trong dung dịch piridin (hoặc cloroform).
Khí asin làm cho dung dịch hấp thụ có màu vàng chuyển sang màu đỏ, cường
độ màu phụ thuộc vào lượng asin. Sau khi phản ứng xong, chuyển dung dịch ở ống
hấp thụ vào cuvet, đậy nắp lại, đo mật độ quang với dung dịch so sánh là mẫu trắng.
Dựa vào đường chuẩn ta tính được hàm lượng asen có trong mẫu cá.
1.6.4. Phương pháp cực phổ Von – Ampe hòa tan
Cở sở phương pháp: xây dựng đường cong phụ thuộc giữa cường độ dòng
điện và hiệu điện thế giữa hai điện cực được đặt trong bình điện phân chứa chất cần
nghiên cứu.
Phương pháp Von-Ampe hòa tan gồm có các giai đoạn chính:
- Khi điện phân làm giàu cần chọn thế thích hợp và giữ không đổi trong suốt
quá trình điện phân. Thông thường người ta chọn thế ứng với dòng khuếch tán giới
hạn của chất cần phân tích và tại thế đó chỉ có một số tối thiểu các chất bị oxi hóa
hoặc khử trên điện cực.
-Các loại phản ứng có thể dùng để kết tủa lên bề mặt điện cực có thể là:
+ Khử ion kim loại trên điện cực thủy ngân:
Me
n+
+ ne + Hg  Me(Hg)
+Khử ion kim loại trên điện cực rắn trơ:
Me
n+
+ ne  Me

-Phản ứng làm giàu chất điện cực dưới dạng hợp chất khó tan hoặc với ion
kim loại dùng làm điện cực hoặc với một ion nào đó trong dung dịch.
-Hấp phụ điện hóa các chất lên bề mặt điện cực làm việc bằng cách thêm vào
dung dịch một thuốc thử có khả năng bị hấp phụ lên bề mặt điện cực, sau khi hấp
phụ nó sẽ tạo phức với ion cần xác định để tập trung ion đó lên bề mặt điện cực.





20

1.7. Giới thiệu về phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS [7, 10]
1.7.1. Cơ sở lý thuyết của phép đo
1.7.1.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử
Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thì
nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng thái
cơ bản. Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tia sáng đơn sắc
có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên
tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ
này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử. Quá trình này gọi là quá trình hấp thụ
nguyên tử. Tuy nhiên, nguyên tử không hấp thụ tất cả các bức xạ mà nó phát ra
trong quá trình phát xạ. Quá trình hấp thụ xảy ra đối với các vạch nhạy, vạch đặc
trưng của nguyên tố đó.
1.7.1.2. Nguyên tắc chung của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
Để thực hiện phép đo AAS của một nguyên tố cần phải thực hiện các quá trình
sau:
- Chọn các điều kiện và trang thiết bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ
trạng thái ban đầu (rắn hoặc dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự
do.

- Chiếu chùm tia bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi
nguyên tử vừa điều chế được ở trên , các nguyên tử của các nguyên tố cần phân tích
trong đấm hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ xác định và tạo ra phổ hấp thụ.
- Nhờ một hệ thống quang học, thu toàn bộ chùm tia sáng, phân ly và chọn
một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo cường độ của nó. Trong
một giới hạn nhất định của nồng độ C, giá trị cường độ này phụ thuộc tuyến tính
vào nồng độ C của nguyên tố ở trong mẫu phân tích theo phương trình : D = k . C
b
với b =1.
1.7.2. Trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
1.7.2.1. Nguồn bức xạ đơn sắc
Là nuồn phát ra chùm bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần phân tích , nguồn
này sẽ chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do và thỏa mãn các yêu cầu sau:
21

- Là nguồn phát ra bức xạ nhạy của nguyên tố cần phân tích
- Phải tạo được chùm tia hát xạ thuần khiết xchir bao gồm một số vạch nhạy,
đặc trưng của nguyên tố cần phân tích, còn phổ nền khồn đáng kể .
- Chùm tia phát xai đơn sắc phải có cường độ cao, bền vững theo thời gian và
không bị các yếu tố vật lý nhiễu loạn.
Các loại máy AAS hiện nay dùng chủ yếu ba loại nguồn đó là : Đèn catot
rỗng, đèn phóng điện không điện cực, đèn phát phổ liên tục đã được biến điệu.Máy
AAnalyst 100 Atomic Absorption Spectrometer sử dụng đèn catot rỗng HCL
(Hollow cathode Lamp) .
1.7.2.2. Hệ thống nguyên tử hóa mẫu
Là bộ phận quan trọng nhất quyết định độ nhạy của phép đo. Bộ phận này
giúp chuyển mẫu cần phân tích từ trạng thái ban đầu thành dạng hơi của các nguyên
tử tự do. Đám hơi của các nguyên tử tự do này chính là môi trường hấp thu bức xạ
và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử .
Hệ thống được chế tạo theo hai loại kỳ thuật nguyên tử hóa mẫu: Với hai kỹ

thuật nguyên tử hóa, nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng. Đó là phép đo
phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa (F- AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo
phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF – AAS có độ nhạy cao hơn kỹ thuật
ngọn lửa 50- 1000 lần, cỡ 0,1- 1 ppb).
Trong đề tài này chúng tôi sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa
đèn khí.
1.7.2.3.Hệ thống quang và detecter
Có nhiệm vụ thu và phân ly và chọn vạch phổ hấp thụ cần đo hướng vào nhân
quang điện (detecter) phát tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ.
1.7.2.4. Trang bị chỉ thị đo kết quả
Bộ phận này có thể là một điên kế chỉ năng lượng hấp thụ của vạch phổ hoặc
là máy tự ghi để ghi lại cường độ vạch phổ dưới dạng các pic. Có thể máy hiện số
Digical hay máy in( printer) để in ngay kết quả đo lên giấy. Thông thường các máy
hiện đại đều nối chung với một máy tính, cho phép điều chỉnh toàn bộ quá trình đo,
tìm điều kiện tối ưu, xử lý kết quả đo.
22

Chúng ta có thể minh họa một hệ thống máy đo phổ hấp thụ nguyên tử như sơ
đồ hình 1.3.

Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo hệ thống máy AAS
a) Hệ 1 chùm tia; b) Hệ 2 chùm tia
1- Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc; 2- Hệ thống nguyên tử hóa mẫu; 3- Hệ thống
đơn sắc và detetctor; 4- Bộ khuếch đại và chỉ thị kết quả đo.
1.7.3. Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu.
Nguyên tử hóa mẫu là giai đoạn tạo ra các nguyên tố tự do, là yếu tố sinh ra
phổ AAS.
* Phép đo phổ F-AAS:
Kỹ thuật F-AAS dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và
nguyên tử hoá mẫu phân tích. Do đó mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoá

mẫu phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí nhưng chủ yếu là
nhiệt độ ngọn lửa. Đây là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích,
mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của
phương pháp phân tích.
* Phép đo phổ GF-AAS:
Kỹ thuật GF-AAS ra đời sau kỹ thuật F-AAS nhưng đã được phát triển rất
23

nhanh, nó đã nâng cao độ nhạy của phép xác định lên gấp hàng trăm lần so với kỹ
thuật F-AAS. Mẫu phân tích bằng kỹ thuật này không cần làm giàu sơ bộ và lượng
mẫu tiêu tốn ít.
Kỹ thuật GF-AAS là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất
ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suất lớn và trong môi trường khí
trơ (Argon). Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: sấy
khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ nguyên tử và cuối cùng
làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố quyết định mọi diễn biến của
quá trình nguyên tử hoá mẫu.
1.7.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới phép đo AAS
1.7.4.1. Các yếu tố vật lý
 Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch
Độ nhớt của dung dịch ảnh hưởng rất nhiều tới hiệu xuất của quá trình nguyên tử
hóa. Độ nhớt của dung dịch càng lớn thì khả năng hút mẫu càng khó, vì thế mỗi quá
trình phân tích mẫu và lập đường chuẩn phải có cùng nồng độ axit, loại axit và
thành phần hóa học, vật lý như nhau.
 Sự kích thích phổ phát xạ
Trong ngọn lửa đèn khí sự kích thích phổ phát xạ thường xảy ra mạnh với các
kim loại kiềm và kiềm thổ. Vì các nguyên tố này có thể kích thích phát xạ tương đối
thấp còn các nguyên tố khác thì sự kích thích không đáng kể.
1.7.4.2. Các yếu tố hóa học
 Thành phần nền của nguyên tố

Yếu tố ảnh hưởng này gọi là matrix effect, nhưng không phải lúc nào cũng
xuất hiện, mà chỉ thấy trong một số trường hợp nhất định, thường đó là các mẫu
chứa các nguyên tố nền ở dạng hợp chất bền nhiệt khó bay hơi và khó nguyên tử
hóa.
 Nồng độ axit trong mẫu
Nồng độ axit trong mẫu luôn có ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ của
nguyên tố phân tích. Ảnh hưởng này thường gắn liền với loại anion của axit. Các
axit khó bay hơi thường làm giảm mạnh cường độ vạch phổ, còn các axit dễ bay hơi
24

thường gây ảnh hưởng nhỏ. Chỉ riêng 2 anion ClO
4
-
và CH
3
COO
-
gây hiệu ứng
dương . Các loại anion khác gây hiệu ứng âm theo thứ tự Cl
-
, NO
3
-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
,

F
-

. Trong phân tích không nên chọn H
2
SO
4
làm môi trường cho phép đo AAS mà
nên dùng HCl, HNO
3
1.7.4.3. Các yếu tố quang phổ
Đó là những quá trình làm cho việc đo ánh sáng hấp thụ bị sai lệch do sự hấp
thu những chất khác ngoài nguyên tố cần phân tích.
Nguyên nhân :
- Do nền mẫu phân tích
- Do các yếu tố khác ( đèn, ngọn lửa, sự tán xạ của ánh sáng bên ngoài )
 Sự hấp thu nền mẫu
Trong vùng khả kiến thì yếu tố này rõ ràng, còn trong vùng tử ngoại thì ảnh
hưởng này rất ít xuất hiện vì phổ nền trong vùng tử ngoại yếu, phụ thuộc rất nhiều
vào thành phần của mẫu nền phân tích .
 Sự chen lấn của vạch phổ
Yếu tố này thường thấy khi có mặt nguyên tố thứ 3 ở trong mẫu phân tích có
nồng độ lớn.
 Sự hấp thụ của các hạt chất rắn
Các hạt rắn nhỏ li ti của vật chất mẫu chưa bị hóa hơi và nguyên tử hóa hay
các hạt muôi than của nhiên liệu chưa được đốt cháy hoàn toàn. Các hạt này thường
có ở lớp vỏ của ngọn lửa, chúng hấp thụ hoă chắn đường đi của chùm sáng từ đèn
chiếu vào môi trường hấp thụ.
1.7.5. Các phương pháp phân tích định lượng [10, 11,16]
1.7.5.1. Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn)

Nguyên tắc: chuẩn bị một dãy dung dịch chất chuẩn cần phân tích có nồng
độ chính xác khác nhau, tăng dần: C
1
, C
2
, C
3
, C
4
, C
5
,…
Thêm thuốc thử phân tích, tạo môi trường phù hợp. Đo mật độ quang cho các dung
dịch chuẩn ta được các giá trị D
1
, D
2
, D
3
, D
4
, D
5
,…Xây dựng đồ thị D = f (C) theo
dạng tuyến tính bậc một: y = a.x + b.
25


Hình 1.4. Đường chuẩn của phương pháp đo quang
Chuẩn bị dung dịch phân tích trong điều kiện tương tự như dung dịch chuẩn,

đưa vào máy đo mật độ quang D
x
, dựa vào phương trình của đồ thị để xác định C
x
.
1.7.5.2. Phương pháp thêm tiêu chuẩn
Nguyên tắc của phương pháp này là người ta dùng ngay mẫu phân tích làm
nền để chuẩn bị một dẫy mẫu đầu, bằng cách lấy một lượng mẫu phân tích nhất
định và gia thêm vào đó những lượng nhất định của nguyên tố cần xác định theo
từng bậc nồng độ
(theo cấp số cộng). Ví dụ lượng thêm vào là ∆C
1
, ∆C
2
, ∆C
3
,
∆C
4
, như thế chúng ta sẽ
có một dẫy mẫu chuẩn như trong bảng sau, trong đó C
x
là nồng độ (hàm lượng) của nguyên tố cần xác định trong mẫu phân tích.
Bảng 1.2. Dãy chuẩn của phương pháp thêm tiêu chuẩn.


C
o

C

1

C
2

C
3

C
4

C
5

Lượng mẫu phân
tích
C
x

C
x

C
x

C
x

C
x

C
x

Lượng thêm vào
0
∆
C
1

∆C
2

∆C
3

∆
C
4

∆C
5

Chất khác
Các chất khác là như nhau
A
λ
đo được
A
o

A
l

A
2

A
3

A
4

A
5


Tiếp đó cũng chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp và một vạch phổ
của nguyên tố phân tích, tiến hành ghi cường độ hấp thụ của vạch phổ đó theo
D
D
5

D
4

D
x

D

3

D
2

D
1

C
1

C
2

C
3

C
x

C
4

C
5

C