xác định kim loại nặng pb, cd trong cây thuốc đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (gf-aas)

MỞ ĐẦU
Ngày nay, người ta đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai trò
cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con người.Tuy nhiên nếu hàm lượng lớn
chúng sẽ gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi
lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh, là những nguyên
nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong.
Thậm chí, đối với một số kim loại người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của
chúng đến cơ thể.
Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đường
tiêu hóa và hô hấp. Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị
hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng. Các nguồn thải kim
loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nước, vào đất, vào thực phẩm rồi
xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc. Do
đó việc nghiên cứu và phân tích các kim loại nặng trong môi trường sống, trong dược
phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo
vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết. Nhu cầu về dược
phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn xã
hội quan tâm.
Thuốc đông y có thể nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nước và không khí. Vì
vậy, trong giai đoạn phát triển mới của ngành Dược liệu trên thế giới nói chung và ở
Việt Nam nói riêng, chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh
học sử dụng làm thuốc mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế các
chất có hại, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người sử dụng.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó nhằm góp phần vào công tác đảm
bảo chất lượng thuốc đông y chúng tôi thực hiện đề tài: “Xác định kim loại nặng Pb,
Cd trong thuốc đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa
(GF-AAS)”
1
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về thuốc đông y
1.1.1. Vai trò của các loại thuốc đông y

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới Châu Á, có khí hậu nhiệt đới gió mùa.
Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 15-35
0
C, lượng mưa lớn (trung bình 1200 –
2800mm), độ ẩm tương đối cao (trên 80%). Điều kiện khí hậu này rất thuận lợi cho sự
phát triển của các loài thực vật nói chung và cây dược liệu nói riêng. Theo số liệu gần
đây, hệ thực vật Việt Nam đã có khoảng 10.500 loài, trong đó có khoảng 3.200 loài cây
được sử dụng trong y học dân tộc. Theo dự đoán của các nhà khoa học, hệ thực vật
Việt Nam có lẽ gồm khoảng 12.000 loài và là một trong những hệ thực vật phong phú
nhất thế giới (trích [11]).
Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đã và đang đóng một vai trò hết
sức quan trọng trong đời sống con người. Chúng được dùng làm thuốc chữa bệnh,
thuốc bảo vệ thực vật, là nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, hương liệu và mỹ
phẩm…Đặc biệt là trong lĩnh vực làm thuốc, nguồn dược liệu thiên nhiên phong phú
và đa dạng đã cung cấp cho ngành dược cả nước một khối lượng nguyên liệu lớn để
làm thuốc chữa bệnh cũng như xuất khẩu có giá trị kinh tế cao. Về lâu dài, đối với sự
phát triển các dược phẩm mới, các sản phẩm thiên nhiên có vai trò rất quan trọng, vì
nhiều chất này có thể là các chất dẫn đường cho việc tổng hợp các dược phẩm mới,
hoặc dùng làm các chất dò sinh hóa để làm sáng tỏ các nguyên liệu của dược lý học
con người.
Xu thế chung của nhân loại là trở lại sử dụng các sản phẩm từ thiên nhiên.
Nhiều tác dụng sinh học quí báu của các thảo dược đã biết từ lâu dùng để làm thuốc và
các bài thuốc dân gian được truyền từ đời này sang đời khác đã thể hiện rất hiệu quả
trong việc điều trị bệnh. Ví dụ Nấm Linh Chi đã được nghiên cứu dược lý lâm sàng có
tác dụng điều hòa, ổn định áp huyết, giảm cholestrol toàn phần…. hay cây dược liệu
Đương Quy có tên khoa học là Angleica Sinensis Diels họ Hoa tán (Umbelliferae) có
2
công dụng cho bổ huyết, nhuận tràng, chữa tê nhức xương khớp…Ngày nay, hoạt tính
sinh học của các chất có trong thảo dược đang được nghiên cứu nhiều hơn nữa để tìm
ra những tác dụng mới trong việc điều trị bệnh.

1.1.2. Một số tiêu chí an toàn về thuốc đông y
Phần lớn các kim loại nặng đều độc, có hại cho sức khỏe con người, như thủy
ngân hữu cơ (đặc biệt là ankyl thủy ngân) rất độc đối với hệ thần kinh trung ương
(TKTƯ). Cd cũng là 1 nguyên tố độc, tích lũy sinh học, độc cho TKTƯ, Đồng,
Mangan. Magie ở một liều rất nhỏ là những nguyên tố vi lượng cần thiết, nhưng ở liều
cao hơn chúng có thể gấy rối loạn chuyển hóa.
Giới hạn kim loại nặng trong thuốc nói chung và trong mỹ phẩm được quy định
trong điều luật về chất độc ở các nước, ví dụ điều luật chất độc ở các nước Malaysia
năm 1952 được xem xét lại năm 1989 qui định: giới hạn (Pb) đối với chế phẩm có
nguồn gốc từ thảo dược ≤ 10 ppm: giới hạn As đối với thuốc nói chung ≤ 5 ppm, giới
hạn Hg ≤ 0,5 ppm (trích [28]).
Một số dược điển [38, 48] có đề cập việc kiểm tra kim loại nặng trong thuốc
đông y nhưng chưa có quy định cụ thể về giới hạn và phương pháp kiểm tra. Dược điển
Việt Nam và dược điển nhiều nước chưa đưa ra các chỉ tiêu cũng như phương pháp thử
giới hạn các nguyên tố độc như Cu, Pb,As, Cd, Hg…đối với thuốc đông y. Gần đây ở
Việt Nam, một số tác giả bước đầu đã nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích một số
kim loại như chì, thủy ngân, asen trong dược liệu [12]. Ở Trung Quốc gần đây nhiều cơ
sở đã sản xuất dược liệu theo tiêu chuẩn trồng dược liệu sạch và công bố tiêu chuẩn
chất lượng của sản phẩm (ví dụ Tam thất Châu Vân Sơn ở Vân Nam đã quy định giới
hạn kim loại nặng như As, Pb, Hg, Cd và DDT không được quá 1 ppm).
1.2. Các tính chất hóa học và vật lý của Cd, Pb [27, 37, 39]
1.2.1. Các tính chất vật lý
Cadmi là những kim loại màu trắng bạc nhưng ở trong không khí ẩm, chúng dần
dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim. Kim loại này mềm và dễ nóng chảy.
3
Chì là kim loại có màu xám xanh, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxy
hóa tạo ra lớp oxit PbO.
Bảng 1.1. Một số hằng số vật lý quan trọng của Cd, Pb
Hằng số vật lý Cd Pb
Khối lượng nguyên tử

(đvC)
112,411 207,21
Nhiệt độ nóng chảy (
0
C) 321,07 327,4
Nhiệt độ sôi (
0
C) 767 1740
Tỉ khối (25
0
C) (g/cm
3
) 8,642 11,350
Năng lượng ion hóa thứ
nhất (eV)
8,99 7,42
Bán kính nguyên tử (Ǻ) 1,56 1,75
Cấu trúc tinh thể Lục giác bó chặt Lập phương tâm diện
1.2.2. Tính chất hóa học
• Cd
Trong không khí ẩm, cadmi bền ở nhiệt độ thường như có màng oxit bảo vệ.
Nhưng ở nhiệt độ cao, chúng cháy mãnh liệt tạo thành oxit, Cadmi cháy cho ngọn lửa
màu sẫm.
Ở nhiệt độ thường, cadmi bền với nước vì có màng oxit bảo vệ, ở nhiệt độ cao
khử hơi nước biến thành oxit.

Cd + H
2
O
0

700 C
→
CdO + H
2
Có thế điện cực khá âm. Cadmi tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất
oxy hóa giải phóng khí hydro:
E + 2H
3
O
+
+ 2H
2
O = [E(H
2
O)
4
]
2+
+ H
2
• Pb
4
Ở điều kiện thường, chì bị oxy hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc trên
mặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxy hóa nữa.
2Pb + O
2
→ 2PbO
Chì tương tác với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác:
Pb + X
2

→ PbX
2
(X = halogen)
Chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohydric loãng và axit
sulfuric dưới 80% vì bị bao bởi lớp muối khó tan (PbCl
2
và PbSO
4
) nhưng với dung
dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã
chuyển thành hợp chất tan:
PbCl
2
+ 2HCl → H
2
PbCl
4
PbSO
4
+ H
2
SO
4
→ Pb(HSO
4
)
2
Với

axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như là một kim loại.

3Pb + 8HNO
3

loãng
→ 3Pb(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Riêng chì, khi có mặt oxy, có thể tương tác với nước:
2Pb + 2H
2
O + O
2
→ 2Pb(OH)
2
Có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác.
2Pb + 4CH
3
COOH + O
2
→ 2Pb(CH
3
COO)
2
+ 2H
2
O

Chì tương tác với dung dịch kiềm khí đun nóng, giải phóng hydro:
Pb + 2KOH + 2H
2
O → K
2
[E(OH)
4
] + H
2

1.2.3. Các hợp chất Cd, Pb
1.2.3.1. Các oxit
a. Cadmi oxit
CdO có màu từ vàng đến nâu gần như đen tùy thuộc vào quá trình chế hóa nhiệt,
nóng chảy ở 1813
0
C, có thể thăng hoa, không phân hủy khi đun nóng, hơi CdO rất độc.
CdO không tan trong nước chỉ tan trong axit và kiềm nóng chảy:
CdO + 2KOH
(nóng chảy)
→ K
2
CdO
2
+ H
2
O
`(Kali cadmiat)
5
CdO có thể điều chế bằng cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệt

phân hydroxit hay các muối carbonat, nitrat:
2Cd + O
2
→ 2CdO
Cd(OH)
2

0
t
→
CdO + H
2
O
CdCO
3

0
t
→
CdO + CO
2
b. Chì oxit
Chì có hai oxit là PbO, PbO
2
và cả 2 oxyd hỗn hợp là chì metaplombat Pb
2
O
3
(hay PbO.PbO
2

), chì orthoplombat Pb
3
O
4
(hay 2PbO.PbO
2
).
Mono oxit chì PbO là chất rắn, có hai dạng: PbO-
α
và PbO-
β
màu vàng, PbO
tan chút ít trong nước nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt oxy, PbO tan trong
axit và tan trong kiềm mạnh, khi đun nóng trong không khí bị oxy hóa thành Pb
3
O
4
.
Dioxit chì PbO
2
là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan trong
kiềm dễ dàng hơn trong axit. Khi đun nóng PbO
2
mất dần oxy biến thành các oxit,
trong đó chì có số oxy hóa thấp hơn:
PbO
2

0
290 320 C−

→
Pb
2
O
3

0
390 420 C−
→
Pb
3
O
4

0
530 550 C−
→
PbO
(nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng)
Lợi dụng khả năng oxy hóa mạnh của PbO
2
người ta chế ra acquy chì.
Chì orthoplombat (Pb
3
O
4
) hay còn gọi là minium, là hợp chất của Pb có các số
oxy hóa +2, +4. Nó là chất bột màu đỏ da cam, được dùng chủ yếu là để sản xuất thủy
tinh pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho
kim loại không rỉ).

1.2.3.2. Các hydroxit
a. Cadmi hydroxit
Cadmi hydroxit và kẽm hydroxit là kết tủa nhầy, rất ít tan trong nước và có màu
trắng.
Cd(OH)
2
không thể hiện rõ tính lưỡng tính: tan trong dung dịch axit, không tan
trong dung dịch kiềm mà chỉ tan trong dung dịch kiềm nóng chảy.
6
Cadmi hydroxit tan trong dung dịch NH
3
tạo thành amoniacat:
E(OH)
2
+ 4NH
3

→
[E(NH
3
)
4
](OH)
2
Các hydroxit này được tạo nên khi dung dịch muối của chúng tác dụng với
kiềm.
b. Chì hydroxit
Chì hydroxyd Pb(OH)
2
đều là kết tủa rất ít tan, có màu trắng, khi đun nóng,

chúng dễ mất nước biến thành oxit PbO, Pb(OH)
2
là chất lưỡng tính. Khi tan trong axit
các hydroxit tạo nên muối của cation Pb
2+
.
Pb(OH)
2
+ 2HCl
→
PbCl
2
+ 2H
2
O
Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh, tạo nên muối hydroxoplombit.
Pb(OH)
2
+ 2KOH
→
K
2
[Pb(OH)
4
]
1.2.3.3. Các muối
a. Các muối của Cadmi
Các muối halogenua (trừ florua), nitrat, sulfat, perclorat và axetat của Cd(II) đều
dễ tan trong nước còn các muối sulfua, carbonat, hay ortho phosphat và muối bazơ ít
tan.

Trong dung dịch nước các muối Cd
2+
bị thủy phân, muối kẽm thủy phân mạnh
hơn muối cadmi:
Cd
2+
+ 2H
2
O
→
¬ 
Cd(OH)
2
+ 2H
+
Ion Cd
2+
có khả năng tạo phức [CdX
4
]
2-
(X = Cl-, Br
-
, I
-
và CN
-
), [Cd(NH
3
)

4
]
2+
,
[Cd(NH
3
)
6
]
2+
. Các dihalogenua của Cadimi là chất ở dạng tinh thể màu trắng, có nhiệt
độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao.
b. Các muối của chì
Các muối Pb(II) thường là tinh thể có cấu trúc phức tạp, không tan trong nước
trừ Pb(NO
3
)
2
, Pb(CH
3
COO)
2.
Ion Pb(II) có thể tạo nhiều phức với hợp chất hữu cơ, điển hình là với dithizon ở
pH 8,5 – 9,5 tạo phức màu đỏ gạch.
7
Các dihalogenua chì đều là chất rắn không màu, trừ PbI
2
màu

vàng, tan ít trong

nước lạnh nhưng tan nhiều hơn trong nước nóng.
Tất cả các dihalodenua có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MX tạo
thành hợp chất phức kiểu M
2
[PbX
4
]. Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hòa tan
của chì dihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhydric và muối của
chúng.
PbI
2
+ 2KI
→
K
2
[PbI
4
]
PbCl
2
+ 2HCl
→
H
2
[PbCl
4
]
1.2.4. Vai trò, chức năng và tác dụng sinh hoá của Cd, Pb [6, 13 , 14, 15, 33]
1.2.4.1. Vai trò, chức năng và tác dụng sinh hoá của Cd [6, 33]
Đất, cát, than đá, các loại phân phosphat đều có chứa cadmium. Cadmium được

trích lấy từ các kỹ nghệ khai thác các mỏ đồng, chì và kẽm. Nhờ tính chất ít bị rỉ sét
nên cadmium được sử dụng trong việc sản xuất pin (trong điện cực của các loại pin
nickel - cadmium), acquy, mạ kền, hợp kim alliage, que hàn và trong kỹ nghệ sản xuất
chất nhựa polyvinyl clorua (PVC), trong đó Cadmium được sử dụng như chất làm ổn
định. Bởi lý do này, đồ chơi trẻ em và các ion hộp làm bằng chất dẻo PVC đều có chứa
cadmium. Cadmium cũng được dùng trong những loại nước men, sơn đặc biệt trong kỹ
nghệ làm đồ sứ, chén…Cụ thể một số ứng dụng của Cadmi như sau:
• Mạ điện (chiếm 7%): Cadmi được mạ lên bề mặt chất điện phân hoặc máy
móc để tạo ra bề mặt sáng bóng và chống ăn mòn.
• Các chất màu (chiếm 15%): Cadmi sulfur (CdS) cho màu từ vàng tới cam và
cadmisulfoselenit cho màu từ hồng tới đỏ và nâu sẫm. Tất cả các chất màu
này đều được dùng trong công nghiệp nhựa, gốm sứ, sơn và các chất phủ
ngoài.
• Các phụ gia ổn định nhựa (chiếm 10%): Cadmi stearat được sử dụng như
một chất ổn định trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl clorua (PVC).
Chúng ổn định các liên kết đôi trong polyme bằng cách thế chỗ các nhóm allyl
8
được đánh dấu trên nguyên tử clorua không bền. Thêm các muối bari (hoặc
các muối kẽm), các hợp chất epoxy, các este phosphat hữu cơ để bảo vệ
polyme khỏi clo thừa hoặc các lớp clorua. Tuy nhiên, các chất ổn định dựa
trên nền Cd không được sử dụng trong sản xuất PVC dẻo để chứa thực phẩm.
• Sản xuất pin (chiếm 67%): Cd được sử dụng rộng rãi trong sản xuất pin, có
tác dụng đảo ngược hoàn toàn các phản ứng điện hóa trong một khoảng rộng
nhiệt độ, tốc độ thải hồi thấp, và dễ thu hồi từ các pin chết. Người tiêu dùng
sử dụng các pin này trong các hoạt động như: máy đánh răng, cạo râu, khoan
và cưa tay, các thiết bị y học, thiết bị điều khiển thông tin, các dụng cụ chiếu
sáng khẩn cấp, máy bay, vệ tinh nhân tạo và tên lửa, và các trang bị cơ bản
cho các vùng địa cực.
Ngoài ra, các phosphua của cadmi được sử dụng trong đèn hình tivi, đèn phát
huỳnh quang, màn hình tia X, các ống tia catot, và các dải lân quang.

Bên cạnh những tác dụng trên, cadmi là nguyên tố rất độc. Giới hạn tối đa cho
phép của cadmi:
Trong nước : 0,05 mg/l (hay 50ppb),
Trong không khí : 0,001 mg/m
3
Trong thực phẩm : 0,001 – 0,5
µ
g/g
Cadmi thường được tìm thấy trong các khoáng vật có chứa kẽm, còn trong khí
quyển và nước cadmi xâm nhập qua nguồn tự nhiên (như bụi núi lửa, bụi đại dương,
lửa rừng và các đá bị phong hóa, đặc biệt là núi lửa) và nguồn nhân tạo (như công
nghiệp luyện kim, lọc dầu). Cadmi xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu qua thức ăn
từ thực vật, được trồng trên đất giàu cadmi hoặc tưới bằng nước có chứa nhiều cadmi,
nhưng hít thở bụi cadmi thường xuyên có thể làm hại phổi, trong phổi cadmi sẽ thấm
vào máu và được phân phối đi khắp nơi. Phần lớn cadmi xâm nhập vào cơ thể con
người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) được giữ lại
trong thận. Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích lũy cùng với
9
tuổi tác. Khi lượng Cadmi được tích trữ lớn, nó có thể thế chỗ ion Zn
2+
trong các enzim
quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu
máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy sống, gây ung thư.
b. Vai trò, chức năng và tác dụng sinh hoá của Pb [21]
Chì là một trong những kim loại có ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp chỉ
sau sắt, đồng, kẽm và nhôm. Chì được sử dụng chủ yếu làm nguyên liệu trong sản xuất
acquy. Khi thêm lượng nhỏ Asen hoặc antimon vào sẽ làm tăng độ cứng, độ bền cơ học
và chống mài mòn. Các hợp kim canci – chì, thiếc – chì được dùng làm lớp phủ ngoài
cho một số loại dây cáp điện. Một lượng rất lớn chì được dùng để điều chế nhiều hợp
kim quan trọng: thiếc hàn chứa 10 – 80% Pb, hợp kim chữ in chứa 81% Pb, hợp kim ổ

trục chứa 2% Pb. Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia Rơnghen nên được dùng để làm
những tấm bảo vệ khi làm việc với những tia đó. Tường của phòng thí nghiệm phóng
xạ được lót bằng gạch chì.
Trong sản xuất công nghiệp thì chì có vai trò quan trọng, nhưng đối với con
người và động vật thì chì lại rất độc. Đối với thực vật chì không gây hại nhiều nhưng
lượng chì tích tụ trong cây trồng sẽ xâm nhập vào cơ thể con người và động vật qua
đường tiêu hóa. Do vậy, chì không được sử dụng làm thuốc trừ sâu. Chì kim loại và
muối sulfua của nó được coi như không độc do chúng không bị cơ thể hấp thụ. Tuy
nhiên, các muối chì tan trong nước như Pb(NO
3
)
2
, Pb(CH
3
COO)
2
rất độc. Chì có tác
dụng âm tính lên sự phát triển của bộ não trẻ em. Chì ức chế mọi hoạt động của các
enzym, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân phá hủy hồng
cầu.
Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng
oxy để oxy hóa glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể
mệt mỏi, ở nồng độ cao hơn (> 0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếu
hemoglobin. Hàm lượng chì trong máu nằm trong khoảng (> 0,5 - 0,8 ppm) gây ra sự
10
rối loạn chức năng của thận và phá hủy não. Xương là nơi tàng trữ tích tụ vào các mô
mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó.
Tóm lại, khi xâm nhập vào cơ thể động vật, chì gây rối loạn tổng hợp
hemoglobin, giảm thời gian sống của hồng cầu, thay đổi hình dạng sống của tế bào, xơ
vữa động mạch, làm con người bị ngu dần, mất cảm giác. Khi bị ngộ độc chì sẽ có triệu

chứng đau bụng, tiêu chảy, ăn không ngon miệng, buồn nôn và co cơ.
1.3. Các phương pháp xác định Cd, Pb
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định Cd và Pb như
phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hóa, phổ phân tử UV-VIS,
sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC), phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên
tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (GF-AAS)…Sau đây là một số phương pháp
xác định Cadmi và chì.
1.3.1. Phương pháp phân tích hóa học [26]
Nhóm các phương pháp này dùng để xác định hàm lượng lớn (đa lượng) của các
chất, thông thường lớn hơn 0,05%, tức là mức độ miligram. Các trang thiết bị và dụng
cụ cho các phương pháp này là đơn giản và không đắt tiền.
1.3.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng
*Nguyên tắc: Đây là phương pháp dựa trên sự kết tủa chất cần phân tích với
thuốc thử phù hợp, sau đó lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân chính xác sản phẩm và từ đó
xác định được hàm lượng chất phân tích.
*Cách tiến hành: với Cd, người ta thường cho kết tủa dưới dạng CdS trong môi
trường axit yếu. Còn chì kết tủa dưới dạng PbSO
4
, PbCrO
4
hay PbMoO
4
.
Phương pháp này đơn giản không đòi hỏi máy móc hiện đại, đắt tiền, có độ
chính xác cao, tuy nhiên đòi hỏi nhiều thời gian, thao tác phức tạp và chỉ phân tích hàm
lượng lớn, nên không dùng để phân tích lượng vết.
1.3.1.2. Phương pháp phân tích thể tích
11
* Nguyên tắc: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chính
xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn bộ

lượng chất định phân đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng vừa đủ với chất
định phân gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng
các chất gây ra hiên tượng đổi màu hay kết tủa có thể quan sát bằng mắt gọi là các chất
chỉ thị.
*Cách tiến hành:
• Xác định Cd:
Chuẩn độ Cd
2+
bằng EDTA (Etyldiamin tetra axetic hoặc ion của nó) trong môi
trường đệm Urotropin (pH = 5÷6) với chất chỉ thị xylenol da cam (H
6
Ind). Dung dịch
chuẩn chuyển từ màu đỏ (màu của phức giữa Cd và chỉ thị) sang vàng (màu của chỉ thị
tự do) [36].
Các phản ứng:
H
6
Ind
(vàng)
+ Cd
2+

ˆ ˆ †
‡ ˆ ˆ
H
4
InCd
(tím đỏ)
H
4

InCd
(tím đỏ)
+ H
2
Y
2-

ˆ ˆ †
‡ ˆ ˆ
CdY
2-
+ H
6
Ind
(vàng)
Cũng có thể chuẩn độ Cd
2+
ở môi trường kiềm (pH = 10) với chỉ thị ETOO
(ErioCrom T đen).
Phương pháp này cho phép xác định Cadmi ở khoảng nồng độ 10
-3
M – 10
-4
M.
• Xác định Pb
Đối với Chì, ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ ngược bằng
dung dịch Zn
2+
hoặc chuẩn độ thay thế với ZnY
2-

, chỉ thị ETOO.
- Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb
2+
bằng EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm (pH
khoảng 8-12) với chỉ thị ETOO.
Pb
2+
+H
2
Y
2-
→PbY
2-
+2H
+
Tuy nhiên, chì rất dễ thủy phân nên trước khi tăng pH phải cho Pb
2+
tạo phức kém
bền với tactrat hoặc trietanolamin.
12
- Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb
2+
bằng dung dịch Zn
2+
: cho Pb
2+
tác dụng với một
lượng dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10. Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng
Zn
2+

với chỉ thị ETOO.
Pb
2+
+H
2
Y
2-
→PbY
2-
+2H
+
H
2
Y
2-
(dư) + Zn
2+
→ ZnY
2-
+ 2H
+
ZnInd + H
2
Y
2-
→ ZnY
2-
+ HInd
(đỏ nho) (xanh)
- Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY

2-
, chỉ thị ETOO.
Do phức PbY
2-
bền hơn ZnY
2-
ở pH = 10 nên Pb
2+
sẽ đẩy Zn
2+
ra khỏi phức ZnY
2-
.
Sau đó, chuẩn Zn
2+
sẽ xác định được Pb
2+
:
Pb
2+
+H
2
Y
2-
→PbY
2-
+Zn
2+
ZnInd + H
2

Y
2-
→ ZnY
2-
+ HInd
(đỏ nho) (xanh)
Trong khóa luận tốt nghiệp của mình, tác giả Trần Đại Thanh [31] đã sử dụng
phương pháp chuẩn độ complexon để xác định chì sau khi đã hấp thụ trên chitosan.
Phương pháp phân tích thể tích có ưu điểm là nhanh chóng và dễ thực hiện, tuy
nhiên cũng giống như phương pháp phân tích khối lượng, phương pháp này cũng
không được sử dụng trong phân tích lượng vết, vì phải thực hiện quá trình làm giàu
phức tạp.
1.3.2. Phương pháp phân tích công cụ
1.3.2.1. Phương pháp điện hóa [9, 26]
1.3.2.1.1. Phương pháp cực phổ
Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục và và tuyến tính điện áp đặt vào 2 cực để
khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Thông qua chiều cao của
đường cong Von- Ampe có thể định lượng được ion kim loại trong dung dịch ghi cực
phổ. Vì dòng giới hạn I
gh
ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ ion trong
dung dịch ghi cực phổ theo phương trình:
13
I = k.C
Trong phương pháp phân tích này người ta dùng điện cực giọt thủy ngân rơi là
cực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1-
5mV/s) đồng thời ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thủy ngân rơi. Sóng cực phổ
thu được có dạng bậc thang, dựa vào chiều cao có thể định lượng được chất phân tích.
Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định cả chất vô cơ và
hữu cơ với nồng độ 10

-5
– 10
-6
M tùy thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng dư. Sai
số của phương pháp thường là 2-3% với nồng độ 10
-3
– 10
-4
M là 5% với nồng độ 10
-5
M
(ở điều kiện nhiệt độ không đổi).
Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng của dòng
điện, dòng cực đại, của oxy hòa tan, bề mặt điện cực…
Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các
phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông
(SQWP)…chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố.
GS. Petrovic và cộng sự (1998) dùng phương pháp Von-Ampe hòa tan xung vi
phân để xác định đồng thời Cd, Pb trong nước sau khi tách nó từ axit humic bằng
phương pháp sắc kí bản mỏng. Giới hạn của phương pháp này đối với Cd là 0,1ppm.
Tác giả Bùi Văn Quyết [29] đã dùng phương pháp cực phổ để xác định thành
phần phần trăm Pb có thực trong quặng pyrit ở khoảng (0,00031-0,00002)% với xác
suất 95%.
Phương pháp cực phổ xác định Cd và Pb chưa phát huy được hết tính ưu việt
của nó vì vậy phải kết hợp với làm giàu thì mới tăng được độ nhạy.
1.3.2.1.2. Phương pháp Von-ampe hòa tan
14
Về bản chất, phương pháp Von-ampe hòa tan cũng giống như phương pháp cực
phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng hoà tan để xác định nồng độ các chất trong
dung dịch. Nguyên tắc gồm hai bước:

Bước 1: Điện phân làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc,
trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.
Bước 2: Hòa tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược điện cực
làm việc, đo và ghi dòng hòa tan. Trên đường Von-ampe hòa tan xuất hiện pic của
nguyên tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ.
Phương pháp Von-ampe hòa tan có thể xác định được cả những chất không bị
khử (hoặc oxy hóa) trên điện cực với độ nhạy khá cao 10
-6
– 10
-8
M. Phương pháp này
cũng có nhược điểm: độ nhạy bị hạn chế bởi dòng dư, nhiều yếu tố ảnh hưởng (điện
cực chỉ thị, chất nền, tốc độ quét, thế ghi sóng cực phổ…)
Sử dụng phương pháp này để xác định kim loại nặng trong lương thực, thực
phẩm của tác giả Lê Lan Anh, Lê Trường giang, Đỗ Việt Anh và Vũ Đức Lợi đã thu
được kết quả trong mẫu thức ăn của gà (gà - HMG) dưới giới hạn xác định, còn trong
mẫu ngô hàm lượng Cadmi là 0,196 ppm [1].
Tác giả Phan Diệu Hằng [7] đã xác định chì trong mẫu nước ngọt giải khát
Sprite bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan và kết quả hàm lượng chì là (2,70-0,06)
(μg/l).
Còn tác giả Lê Thị Thu [34] đã áp dụng phương pháp von-ampe hòa tan anot và
kỹ thuật đánh rửa bề mặt điện cực tự động xác định đồng thời Cd, Cu, Pb trong một số
mẫu nước biển và thu được hàm lượng chì ở Vũng Tàu là 8,42 μg/l. Quảng Ninh là
10,53 μg/l (đối với trường hợp mẫu lấy về được lọc qua giấy lọc băng xanh, thêm acid
HNO
3
đưa về giá trị pH = 2 rồi phân tích).
1.3.2.2. Phương pháp quang phổ
15
1.3.2.2.1. Phương pháp trắc quang [9, 22]

Phương này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV-VIS. Ở
điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử các chất bền vững và nghèo năng lượng,
đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếu
vào thì các điện tử hóa trị trong các liên kết (δ, π, n) sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng,
chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn. Hiệu số giữa hai mức năng
lượng (cơ bản E
0
và kích thích E
m
) chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ nguồn
sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất.
Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của
một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu
cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương pháp định lượng
theo phương trình cơ bản:
A = K.C
Trong đó: A: Độ hấp thụ quang của chất
K: Hằng số thực nghiệm
C: Nồng độ của chất phân tích
Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10
-5
- 10
-7
M và là
một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.
Cd
2+
không có phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, do đó ta phải chuyển nó về dạng
hợp chất phức. Để xác định Cd người ta có thể cho nó tạo phức với Dithizon (H
2

D
z
).
Sau đó đo độ hấp thụ quang của phức ở bước sóng 520 nm. Phức của Cd với dithizon
có thể được chiết bằng CHCl
3
, phức có màu đỏ có thể xác định bằng phương pháp so
màu. Giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,02mg/l. Ngoài Dithizon còn có một số
loại thuốc thử khác được dùng trong phân tích trắc quang Cd. Để phân tích định lượng
Cd theo phổ UV-VIS ta có thể sử dụng 2 phương pháp: Phương pháp đường chuẩn và
phương pháp thêm tiêu chuẩn.
16
Tương tự ta có thể xác định Pb bằng cách chuyển nó về dạng Chì – dithizonat
trong môi trường pH 5-6. Sau đó, chiết phức này vào dung môi hữu cơ CCl
4
hoặc
CHCl
3
rồi đem đo độ hấp thụ quang của nó tại λ = 510nm. Giới hạn của phương pháp
này đối với Pb là 0,05 ppm.
Gao hong – Wen (Trung Quốc) sử dụng dithizon kết hợp với sử dụng màng lọc
tế bào tách Cd để xác định vi lượng Cd (II) trong nước biển. Giới hạn phát hiện là
0,0006 ppm [43].
Nhóm tác giả Zeng, Chunhui, Ying, Min (Trung Quốc) đã nghiên cứu và công
bố thuốc thử 4-[3-[4-(benzazo) phenyl]-1-triazenol]-benzoic acid (p-CADB) tạo phức
màu với cadmi. Phức Cd-(p-CADB) được tạo thành trong môi trường pH = 11 (đệm
Na
2
B
4

O
7
- NaOH) có
ε
= 1,1,10
5
l.mol
-1
.cm
-1
, cực đại hấp thụ λ = 482 nm. Khoảng
nồng độ tuân thep định luật Beer là 0- 5 μg/ml [50].
Tác giả Phạm Thị Xuân Lan [14] đã xác định chì bằng phương pháp trắc quang
dùng thuốc thử xylen da cam có độ nhạy cao và kết quả thu được khá chính xác ở điều
kiện tối ưu của phép đo là 12 ml urotropin 10%, 8ml HCl 0,5N, 1,2 ml thuốc thử xylen
dacam 0,05% định mức 25 ml và đo bằng cuvet 50 mm với lọc sáng màu lục.
Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được
sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này
là không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo phức với nhiều ion kim loại.
1.3.2.2.2. Phương phổ phổ phát xạ nguyên tử (AES) [19]
Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng, nhưng
nếu bị kích thích thì các điện tử hóa trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có
năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng có xu
hướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức
xạ. Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ nguyên tử.
Phương pháp AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của
nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù
17
hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích phổ AES như
ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…

Nhìn chung, phương pháp AES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.10
-3
đến
n.10
-4
%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một
mẫu. Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hóa chất, nguyên liệu tinh
khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương thực, thực phẩm. Tuy
nhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ
ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu.
Các tác giả Nguyễn Văn Định, Dương Ái Phương, Nguyễn Văn Đến đã sử dụng
phương pháp này để xác định các kim loại (Sn, Zn, Cd…) tạp chất trong mẫu kẽm tinh
luyện [5].
1.3.2.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [23]
Nguyên tắc: 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. 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 0,1-1ppb).
Cơ sở của phân tích định lượng theo AAS là dựa vào mối quan hệ giữa cường
độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức:
A
λ
= a.C
x
Có hai phương pháp định lượng theo phép đo AAS là: phương pháp đường

chuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn.
18
Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như: Độ
nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. Với ưu điểm
này, AAS được thế giới dùng làm phương tiêu chuẩn để xác định lượng nhỏ và lượng
vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau.
Phép đo phổ AAS có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại và
cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Nó được sử
dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinh học,
dược phẩm…
a. Kỹ thuật F-AAS
Đây là kỹ thuật, người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hóa
hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích. Vì thế mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử
hóa mẫu phụ thuộc vào các đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu
là nhiệt độ của ngọn lửa. Đó là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hóa mẫu phân
tích, và mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến
kết quả của phương pháp phân tích.
Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) PGS.TS
Phạm Luận và cộng sự đã phân tích xác định một số kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Co, Cr,
Fe, Mn…) trong máu, huyết thanh và tóc của công nhân khu gang thép Thái Nguyên và
công nhân nhà máy in [19].
Nhiều sinh viên khoa hóa ĐHKHTN đã ứng dụng phương pháp này để xác định
lượng vết các kim loại nặng trong các đối tượng khác nhau: rau quả, thực phẩm,…[2,
3].
- Nguyễn Thị Hương Lan đã xác định hàm lượng Cu, Pb và Zn trong gừng củ
bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. [15]
- Trần Thị Ngọc Diệp nghiên cứu xác định hàm lượng Cu, Pb và Zn trong nấm
linh chi bằng phương pháp F-AAS. [3]
19
b. Kỹ thuật GF-AAS

Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa ra đời sau kĩ thuật nguyên tử hóa trong
ngọn lửa. Nhưng kĩ thuật này được phát triển rất nhanh và hiện nay đang được ứng
dụng rất phổ biến vì kỹ thuật này có độ nhạy rất cao (mức ppb). Do đó, khi phân tích
lượng vết kim loại trong trường hợp không cần thiết phải làm giàu sơ bộ các nguyên tố
cần phân tích.
Về nguyên tắc, kĩ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa là quá trình nguyên tử
hóa tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suất
lớn và trong môi trường khí trơ. Quá trình nguyên tử hóa xảy ra theo 3 giai đoạn kế
tiếp nhau: sấy khô, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là
làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn
biến của quá trình nguyên tử hóa mẫu.
PGS. Phạm luận và các cộng sự thuộc trường ĐHKHTN Hà Nội đã nghiên cứu
xác định Cd trong lá cây và cây thuốc Đông Y ở Việt Nam, trong thực phẩm tươi sống
bằng phổ hấp thụ nguyên tử [17], [18].
GS. Nakashima và các cộng sự thuộc trường ĐHKHTN Okayama (Nhật Bản) đã
đề nghị một quy trình phân tích xác định hàm lượng Cd trong nước bằng phổ hấp thụ
nguyên tử không ngọn lửa sau khi tách Cd ra khỏi mẫu bằng oxit zirconi. Cực tiểu phát
hiện đạt cỡ vài ng/ml [47].
Các GS. Joseph J. Topping and Wiliam A. MacCrehan (Mỹ, 1974) đã làm giàu
và xác định Cd trong nước bằng cột sắc ký pha đảo và phổ hấp thụ nguyên tử [43].
Tác giả Nguyễn Ngọc Sơn [30] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử
dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GF-AAS để xác định lượng
vết chì trong đất hiếm tinh khiết (99,5%) có so sánh với kỹ thuật ICP-MS và có đưa ra
nhận xét: phương pháp GF-AAS có thể xác định tạp chất trong đất hiếm tinh khiết với
độ nhạy và độ chính xác cao. Sự sai khác giữa hai phương pháp GF-AAS và ICP-MS
là rất nhỏ, dưới 9% đối với Pb.
20
1.3.2.2.4. Phương pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứng ICP-MS [25]
Khi dẫn mẫu phân tích vào ngọn lửa plasma (ICP), trong điều kiện nhiệt độ cao
của plasma, các chất có trong mẫu khi đó sẽ bị hoá hơi, nguyên tử hoá và ion hoá tạo

thành ion dương có điện tích +1 và các electron tự do. Thu và dẫn dòng ion
cho vào thiết bị phân giải phổ để phân chia chúng theo số khối (m/z) sẽ tạo ra phổ khối
của nguyên tố chất cần phân tích. Sau đó, đánh giá định tính và định lượng phổ thu
được.
Kỹ thuật phân tích ICP-MS là một trong những kỹ thuật phân tích hiện đại. Kỹ
thuật này được nghiên cứu và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. Với nhiều
ưu điểm vượt trội của nó, kỹ thuật này được ứng rất rộng rãi trong phân tích rất nhiều
đối tượng khác nhau đặc biệt là trong các lĩnh vực phân tích vết và siêu vết phục vụ
nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân, nghiên cứu địa chất và môi
trường…
- Tác giả Petet Heitland và Helmut D.Koster [40] ứng dụng phương pháp ICP-
MS để xác định lượng vết 30 nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd…trong mẫu nước tiểu của trẻ
em và người trưởng thành.
- Lê Văn Hậu [8] phân tích đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong nhựa và
phát tán vào thực phẩm bằng phương pháp ICP-MS.
1.4. Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb [24, 41, 46]
Để xác định hàm lượng Cd, Pb trong thảo dược, trước hết ta phải tiến hành xử lí
mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu (dạng
rắn) về dạng dung dịch. Đây là công việc rất quan trọng vì nó có thể dẫn đến những sai
lệch trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thực
hiện không tốt. Hiện nay có nhiều kỹ thuật xử lí mẫu phân tích, với đối tượng thảo
dược thì hai kỹ thuật chính dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướt bằng acid đặc
oxy hóa mạnh (phương pháp xử lý ướt) và kỹ thuật tro hóa khô (phương pháp oxy hóa
khô).
21
1.4.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxy hóa mạnh)
Nguyên tắc chung: dùng axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO
3
, HClO
4

…) hay
hỗn hợp các axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO
3
+ HClO
4
) hoặc hỗn hợp một axit
mạnh và một chất oxy hóa (HNO
3
+ H
2
O
2
)…để phân hủy hết chất hữu cơ và chuyển
các kim loại ở dạng hữu cơ về dạng các ion trong dung dịch muối vô cơ. Việc phân hủy
có thể thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ mở (áp suất thường).
Lượng axit thường phải dùng gấp từ 10-15 lần lượng mẫu, tùy thuộc mỗi loại mẫu và
cấu trúc vật lý hóa học của nó. Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ hở, bình Kendan,
ống nghiệm, cốc, thường từ vài giờ đến hàng chục giờ, cũng tùy loại mẫu, bản chất
của các chất, còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần vài chục phút. Thường khi
phân hủy xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đo phổ.
1.4.1.1. Xử lý mẫu trong bình kendal (phá mẫu hệ hở)
Phương pháp này đơn giản, không cần dụng cụ phức tạp và cho kết quả khá
chính xác.
Các axit được sử dụng trong phá mẫu hệ hở như: HF, HCl, H
2
SO
4
, HClO
4
…, tùy

theo loại mẫu và nguyên tố cần phân tích mà ta có quy trình phân tích phù hợp. Ví dụ
như để xác định các nguyên tố dễ bay hơi như Hg thì cần khống chế nhiệt độ <120
0
C,
để phá các mẫu chứa nhiều SiO
2
cần cho thêm HF…
Tác giả Nguyễn Thị Thơm [33] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử
dụng phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cd trong đồ
chơi nhựa bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
Tác giả Đỗ Văn Hiệp [10] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng
phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cu và chì trong rau
xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)
22
1.4.1.2. Xử lý mẫu trong lò vi sóng (phá mẫu hệ kín)
Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướt với axit đặc trong lò vi sóng
hệ kín do có nhiều ưu điểm như: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để và
không mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao.
Dưới tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượng
nhiệt cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lưu, chuyển động
nhiệt và va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mòn dần, các tác nhân
này tấn công và bào mòn dần các hạt mẫu từ bên ngoài vào, làm cho các hạt mẫu bị
mòn dần và tan hết.
Ngoài ra, trong lò vi sóng còn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân
tử nước hấp thụ năng lượng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển động
nhiệt rất mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong ra. Hơn nữa, do xử lý mẫu trong
hệ kín nên áp suất cao sẽ làm nhiệt độ sôi cao hơn, đây là tác nhân phân huỷ mạnh nhất
do vậy thúc đẩy quá trình phân huỷ mẫu từ bên trong ra và từ ngoài vào. Do đó, xử lý
mẫu trong lò vi sóng chỉ cần thời gian rất ngắn 50 đến 90 phút và rất triệt để.
Tác giả Phạm Thị Thu Hà [6] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng đã

sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng để xác định hàm lượng Cd và Pb
trong thảo dược và sản phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử.
Tác giả Cao Thị Mai hương [12] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng
đã sử dụng phương pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng để xác định hàm lượng Cr trong
rau xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
Ưu – nhược điểm của kĩ thuật này là:
+ Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng.
+ Nhưng nếu xử lý trong các hệ hở thì thời gian phân hủy mẫu rất dài, tốn nhiều
axit đặc tinh khiết cao, dễ bị nhiễm bẩn do môi trường hay axit dùng và phải đuổi axit
dư lâu nên dễ bị nhiễm bụi bẩn vào mẫu.
23
1.4.2. Phương pháp xử lý khô
Nguyên tắc: Đối với các mẫu hữu cơ trước hết phải được xay hay nghiền thành
bột, vữa hay thể huyền phù. Sau đó dùng nhiệt để tro hóa mẫu, đốt cháy chất hữu cơ và
đưa các kim loại về dạng oxyd hay muối của chúng. Cụ thể là: Cân lấy một lượng mẫu
nhất định (5-10 gam) vào chén nung. Nung chất mẫu ở một nhiệt độ thích hợp, để đốt
cháy hết các chất hữu cơ, và lấy bã vô cơ còn lại của mẫu là các oxit, các muối,…Sau
đó hòa tan bã thu được này trong acid vô cơ, như HCl (1/1), HNO
3
(1/2),…để chuyển
các kim loại về dạng các ion trong dung dịch. Quyết định việc tro hóa ở đây là nhiệt độ
nung và thời gian nung (nhiệt độ tro hóa và thời gian tro hóa) và các chất phụ gia thêm
vào mẫu khi nung. Nhiệt độ tro hóa các chất hữu cơ thường được chọn thích hợp trong
vùng từ 400-550
0
C, nó tùy theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích.
Tác giả Nguyễn Thị Thơm [33] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử
dụng phương pháp xử lý khô để xác định hàm lượng Cd trong đồ chơi nhựa bằng
phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
Tác giả Nguyễn Thị Châm [2] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử

dụng phương pháp xử lý khô để xác định hàm lượng Mn trong một số loại rau bằng
phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS).
Ưu – nhược điểm của kỹ thuật này là:
+ Tro hóa triệt để được mẫu, hết các chất hữu cơ,
+ Đơn giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý không lâu như phương pháp ướt,
+ Không tốn nhiều axit tinh khiết cao và không có axit dư,
+ Hạn chế được sự nhiễm bẩn do dùng ít hóa chất,
+ Mẫu dung dịch thu được sẽ sạch và trong,
+ Nhưng hay bị mất một số nguyên tố như Cd, Pb, Zn,…nếu không dùng chất
bảo vệ và chất chảy.
24
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng và mục tiêu
Hiện nay, cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ thì vấn đề ô nhiễm
đất, nước và không khí đang ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm các kim loại
nặng. Đối với nền Y học trong nước cũng như trên thế giới, thảo dược là nguồn nguyên
liệu thuốc quý và cần thiết trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Thảo
dược có thể bị nhiễm các chất độc hại từ môi trường, do đó ngoài việc nghiên cứu
những hoạt tính sinh học đáng quý từ thảo dược, cũng cần phải kiểm tra hàm lượng của
các chất có hại, ảnh hưởng đến chất lượng thuốc và có hại đến sức khỏe con người.
Đặc biệt là phải giám sát hàm lượng các kim loại nặng vì chỉ cần một lượng rất nhỏ của
chúng cũng có thể gây ngộ độc cao đối với người sử dụng.
Chính vì vây, đối tượng và mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu xác định
kim loại nặng Pb, Cd trong thuốc đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
không ngọn lửa (GF-AAS).
2.1.2. Phương pháp ứng dụng để nghiên cứu
Một số dược điển [38, 48] có đề cập việc kiểm tra kim loại nặng trong thuốc có
nguồn gốc từ thảo dược nhưng chưa có đủ qui định cụ thể về giới hạn của các kim loại
nặng cũng như phương pháp kiểm tra chúng. Phương pháp xác định giới hạn của các

kim loại nặng cũng như phương pháp kiểm tra chúng. Phương pháp xác định giới hạn
kim loại nặng đang được sử dụng là phương pháp so màu (phản ứng với Na
2
S hoặc
thioacetamid) giữa dung dịch chế phẩm đã được xử lý so với dung dịch Pb đã biết
chính xác nồng độ [28]. Khác với xác định Pb, xác định giới hạn kim loại nặng là xác
định tổng số kim loại nặng qui về Pb (so sánh với mẫu chuẩn Pb), phương pháp này
cho phản ứng với tất cả kim loại nặng nên không đặc hiệu đối với một nguyên tố kim
loại. Độ nhạy của phương pháp ở mức ppm. Phương pháp này không thích hợp khi cho
áp dụng cho các chế phẩm thuốc thảo dược do chúng thường chứa các chất có màu.
25