Tiến hành nghiên cứu các quy trình xử lý mẫu sinh vật chỉ thị, tìm ra quy trình xử lý mẫu tốt nhất ứng dụng cho việc phân tích xác định tổng hàm lượng các kim loại nặng

Website: Email : Tel (: 0918.775.368
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU………………………………………………………………………. 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN……………………………………………………. 6
1.1 Tổng quan về rác thải điện,điện tử ……………………………. ….. 6
1.1.1 Tình hình rác thải điện, điện tử trên thế giới…………………….. 6
1.1.2 Đặc điểm rác thải điện, điện tử…………………………………… 7
1.1.3 Tình hình thu gom, tái chế và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam 10
1.2 Chỉ thị sinh học…………………………………………………………... 12
1.3 Độc tính kim loại nặng…………………………………………………... 16
1.4 Các phương pháp phân tích kim loại nặng………………………………. 19
1.4.1 Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP- MS)………… 19
1.4.2 Các phương pháp khác xác định kim loại nặng……………………. 23
1.5 Các phương pháp xử lý mẫu trầm tích và sinh vật ……………………… 26
1.5.1 Nguyên tắc xử lý mẫu ……………………………………………... 26
1.5.2 Một số phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể xác định hàm
lượng kim loại nặng……………………………………………………….
28
1.5.3 Một số phương pháp xử lý mẫu đất, trầm tích xác định hàm lượng
kim loại nặng……………………………………………………………
29
1.5.4 Một số phương pháp xử lý mẫu thực vật xác định hàm lượng kim
loại nặng…………………………………………………………………..
30
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM……………………………………………… 31
2.1 Đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu………………………….. 31
2.2 Hóa chất và dụng cụ ……………………………………………………... 31
2.3 Lấy mẫu, xử lý mẫu, bảo quản mẫu………………………………………. 33
2.3.1 Lấy mẫu …………………………………………………………… 33
2.3.2 Xử lý mẫu sơ bộ và bảo quản mẫu………………………………… 38

1
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
2.4 Phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể ……………………………. 40
2.5 Xử lý mẫu trầm tích ………….………………………………………… 41
2.6 Xử lý mẫu thực vật………………………………………………………... 41
2.7 Xử lý thống kê số liệu phân tích ………………………………………… 42
2.7.1 Phân tích thành phần chính (PCA)………………………………… 42
2.7.2 Phân tích nhóm (CA)………………………………………………. 43
2.7.3 Phần mềm máy tính ……………………………………………….. 43
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………………………….. 44
3.1 Tối ưu hóa điều kiện phân tích bằng ICP – MS…………………………… 44
3.1.1 Chọn đồng vị phân tích …………………………………………… 44
3.1.2 Độ sâu mẫu ( Sample Depth – SDe)………………………………. 45
3.1.3 Công suất cao tần ( Radio Frequency Power – RFP)……………… 45
3.1.4 Lưu lượng khí mang ( Carier Gas Flow Rate – CGFR)…………… 45
3.1.5 Tóm tắt các thông số tối ưu của thiết bị phân tích…………………. 46
3.2 Đánh giá phương pháp phân tích………………………………………….. 47
3.2.1 Khoảng tuyến tính…………………………………………………. 47
3.2.2 Đường chuẩn……………………………………………………….. 48
3.2.3 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ………………………… 50
3.2.4 Đánh giá độ đúng của phép đo……………………………………... 52
3.3 Lựa chọn và đánh giá các quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể……... 53
3.3.1 Đánh giá hiệu suất thu hồi các quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn
thể………………………………………………………………………….
53
3.3.2 Đánh giá độ chụm ( qua độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu động vật
nhuyễn thể………………………………………………………………...
56
3.4 Đánh giá quy trình xử lý mẫu trầm tích…………………………………. 58
3.4.1 Đánh giá hiệu suất thu quy trình xử lý mẫu trầm tích ……..…… 58

3.4.2 Đánh giá độ chụm (qua độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu trầm tích 60
3.5 Đánh giá quy trình xử lý mẫu thực vật …………………………………... 61
3.5.1 Đánh giá hiệu suất thu quy trình xử lý mẫu thực vật …. …..…… 61
3.5.2 Đánh giá độ chụm (qua độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu thực vật 62
3.6 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng…. 63
2
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
3.7 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích ……….. 66
3.8 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước bề mặt…….. 67
3.9 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu thực vật…………. 69
3.10 Phân tích thống kê đa biến xác định nguồn gốc và phân bố ô nhiễm kim
loại nặng………………………………………………………………………
70
3.10.1 Mẫu trầm tích…………………………………………………….. 70
3.10.2 Mẫu ốc ………………………………………………………….. 75
3.10.3 Mẫu thực vật( cây rau rệu)……………………………………… 79
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN……………………………………………………... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………….. 85

MỞ ĐẦU
Ngành điện tử ngày một phát triển, rác thải từ ngành này ngày một nhiều; làm
tăng nguy cơ ô nhiễm và độc hại tới môi trường. Chính vì vậy, rác thải điện tử là vấn đề
“nóng’’đang được cả thế giới quan tâm, bởi số lượng rác thải điện tử ngày càng nhiều,
trong khi việc xử lý rác thải điện tử đòi hỏi chi phí khá tốn kém. Ngay ở các quốc gia phát
triển, chỉ một phần nhỏ rác thải điện tử được xử lý, còn lại sẽ được thu gom và xuất sang
các nước khác. Tại Việt Nam hiện nay đang có một lượng rất lớn rác thải điện, điện tử vừa
là trong nước thải ra, vừa là nhập khẩu từ nước ngoài về. Lượng rác thải “đặc biệt” này
một phần được xử lý rất thô sơ tại các nhà máy điện tử trong nước, phần lớn còn lại được
thu gom, tái chế tại các làng nghề đồng nát như khu vực Dị Sử- Mỹ Hào- Hưng Yên hay
khu Triều Khúc –Thanh Trì- Hà Nội, và còn có nhiều rác thải điện, điện tử còn lẫn trong

rác thải sinh hoạt.
Tại các làng nghề thu gom tái chế thì rác thải điện, điện tử được tái chế một cách rất
thô sơ thủ công, nước thải của quá trình tái chế được thải trực tiếp xuống mương nước, ao,
hồ ở xung quanh khu vực gần nơi tái chế gây ô nhiễm môi trường.
Để đánh giá sự ô nhiễm môi trường tại khu vực ô nhiễm, người ta có thể lựa chọn
các đối tượng mẫu khác nhau để tiến hành phân tích như mẫu nước, mẫu đất, mẫu trầm
3
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
tích, mẫu sinh vật …Song việc sử dụng các chỉ thị sinh học môi trường sống tại các khu
vực nghiên cứu để đánh giá mức độ ô nhiễm tỏ ra ưu việt hơn hẳn. Bởi vì thông qua chúng
có thể nhận diện được sự có mặt của các chất và đánh giá chất lượng môi trường nhằm
phục vụ cho việc giám sát và quan trắc với ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn.
Chính vì vậy trong bản luận văn này, chúng tôi đã lựa chọn đối tượng phân tích là các
sinh vật chỉ thị môi trường nước (trai, ốc, hến…), sống tại các mương nước, ao, hồ, gần
các bãi thu gom và tái chế rác thải điện, điện tử thuộc khu vực Triều Khúc –Thanh Trì- Hà
Nội, tiến hành nghiên cứu các quy trình xử lý mẫu sinh vật chỉ thị, tìm ra quy trình xử lý
mẫu tốt nhất ứng dụng cho việc phân tích xác định tổng hàm lượng các kim loại nặng.
Đồng thời chúng tôi cũng tiến hành xác định tổng hàm lượng kim loại nặng trong mẫu
trầm tích, mẫu nước, thực vật. Bên cạnh đó ứng dụng phương pháp phân tích đa biến nhằm
tìm ra nguồn phát tán kim loại nặng, mức độ lan truyền ô nhiễm kim loại nặng từ môi
trường vào các sinh vật này. Từ hàm lượng các kim loại nặng trong động vật nhuyễn thể và
trong trầm tích, chúng tôi dựa trên chỉ số sinh học để đánh giá khả năng tích lũy sinh học
đối với từng kim loại trong sinh vật chỉ thị.
4
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về rác thải điện, điện tử
1.1.1 Tình hình rác thải điện, điện tử trên thế giới
Khoa học kỹ thuật phát triển đã kéo theo sự ra đời hàng loạt các thiết bị điện tử. Tuy
nhiên, do các thiết bị điện tử lạc hậu quá nhanh và nhu cầu sử dụng chúng ngày càng

nhiều, trong khi chi phí tái chế loại rác này lại quá cao, Theo số liệu của Cục Bảo vệ môi
trường Mỹ (EPA) chi phí xuất khẩu rác điện tử rẻ hơn 10 lần so với chi phí xử lý trong
nước. Điều đó chính là nguyên nhân đẩy những loại rác này vào con đường... xuất
ngoại.Chỉ riêng tại Mỹ, mỗi năm có khoảng 300.000 – 400.000 tấn rác thải điện tử được
thu gom để tái chế tại, nhưng có tới 50 – 80% “tìm đường” xuất khẩu sang châu lục khác,
đây là một cách làm tiện lợi và rẻ tiền. Một số nước châu Á, chủ yếu là Trung Quốc,
Malaysia và Việt Nam là điểm đến của các loại rác thải này.Tại Liên minh châu Âu, khối
lượng rác điện tử dự kiến tăng từ 3-5% mỗi năm, còn ở các nước đang phát triển, con số
này sẽ tăng gấp 3 lần vào năm 2010. [3], [13]
Vì lợi ích kinh tế, không ít quốc gia đang phát triển đã tiếp nhận và xử lý loại rác thải
này. Nhưng đi kèm với nó là hàng nghìn tấn phế liệu ẩn chứa rất nhiều độc hại. Theo số
liệu thống kê, hiện châu Á đã trở thành núi rác khổng lồ của thế giới phát triển.
5
Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Hình 1 : Rác thải điện tử chất thành đống
Chương trình môi trường Liên hợp quốc UNEP nhận định vấn đề then chốt
hiện nay là phải tạo ra một khuôn khổ toàn cầu về xử lý rác thải độc hại, kể cả việc quản
lý, theo dõi hoạt động vận chuyển rác thải để biết được nguồn gốc và điểm đến của nguồn
rác độc hại. Các tổ chức, các nhà khoa học đang nghiên cứu và tìm ra kinh nghiệm xử lí
các loại rác thải như máy tính, điện thoại, acquy, xe hơi, tàu thủy, các linh kiện điện tử
khác…[3]. Những giải pháp giúp giải quyết tận gốc vấn đề rác thải điện tử là gắn trách
nhiệm với nhà sản xuất việc làm này sẽ mang lại hai lợi ích. Thứ nhất, các nhà sản xuất sẽ
đưa chi phí quản lý rác thải vào giá thành sản phẩm, sẽ thúc đẩy họ thay đổi thiết kế sản
phẩm theo hướng thân thiện với môi trường hơn và kéo dài vòng đời của sản phẩm. Thứ
hai, các nhà sản xuất sẽ buộc phải thiết kế các sản phẩm “sạch” hơn bằng cách loại bớt các
chất nguy hiểm, thay thế các chất gây hại bằng cách sử dụng các vật liệu thay thế an toàn
hơn.
1.1.2. Đặc điểm của rác thải điện tử
Rác thải điện tử chứa rất nhiều các kim loại nặng hoặc những hợp chất độc hại với

con người và môi trường sống. Rác thải điện tử làm ô nhiễm không khí, ô nhiễm đất, ô
nhiễm nguồn nước, gây ra các căn bệnh nguy hiểm. Chất độc sản sinh ra như những chất
liệu không cháy được và các kim loại nặng có thể là mối nguy cơ đối với sức khỏe của
công nhân sản xuất thiết bị và những người sinh sống gần các “núi rác” máy tính phế thải.
Rất nhiều trẻ em địa phương và công nhân làm việc tại những cơ sở tái chế kém chất
6
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
lượng trên đã mắc những chứng bệnh liên quan đến đường hô hấp, bệnh ngoài da, thậm trí
ung thư do linh kiện điện tử.
Theo Ted Smith, giám đốc điều hành Công ty bảo vệ môi trường ở Califonia, mỗi
máy tính có chứa 1.000 – 2.000 chất liệu khác nhau, trong đó có rất nhiều chất độc hại:
“Một số chất chúng ta đã biết từ lâu như chì, thủy ngân, cadmi. Bên cạnh đó, còn có rất
nhiều chất độc thần kinh. Nhiều người cho rằng máy tính là công nghệ sạch, nhưng họ
không biết rằng bên trong máy tính tiềm ẩn những thứ có thể gây hại cho sức khỏe và môi
trường”.
Trong bảng 1 thống kê các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử và tác hại chủ yếu
của chúng. [3]
Bảng 1: Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử
Chất độc hại Nguồn gốc trong rác thải điện tử
Tác hại đối với môi
trường và cơ thể sống
Các hợp chất halogen
Polyclobiphenyl
(PCB)
Tụ điện, máy biến thế
Gây ung thư, ảnh hưởng
đến hệ thần kinh, hệ
miễn dịch, tuyến nội tiết
Tetrabrombisphenol-A
(TBBA)

Polybrombiphenyl
(PBB)
Diphenylete
(DPE)
Chất chống cháy cho nhựa (nhựa
chịu nhiệt, cáp cách điện)
TBBA được dùng rộng rãi trong
chất chống bắt lửa của bản mạch
máy in và phủ lên các bộ phận khác
Gây tổn thương lâu dài
đến sức khỏe, gây ngộ
độc sâu khi cháy
Polycloflocacbon
(CFC)
Trong bộ phận làm lạnh, bọt cách
điện
Khi cháy gây nhiễm độc,
chất phá hủy tầng ozon
Polyvinyclorua (PVC) Cáp cách điện
Cháy ở nhiệt độ cao sinh
ra dioxin và furan
Kim loại nặng và các kim loại khác
7
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
As
Có trong đèn hình đời cũ và lượng
nhỏ ở dạng gali asenua, bên trong
các diod phát quang
Gây ngộ độc cấp tính và
mãn tính

Ba Chất thu khí màn hình CRT Gây nổ nếu ẩm ướt
Be Bộ chỉnh lưu, bộ phận phát tia Độc nếu nuốt phải
Cd
Pin Ni-Cd sạc lại, lớp huỳnh quang
(đèn hình CRT), mực máy in và
trống, máy photocopy
(trong máy photo), trong bo mạch
và chất bán dẫn.
Độc cấp tính và mãn
tính
Cr(VI) Băng và đĩa ghi dữ liệu
Độc cấp tính và mãn
tính, gây dị ứng
Galli asenua Diod phát quang
Tổn thương đến sức
khỏe
Pb
Màn hình CRT, pin, bản mạch máy
in, các mối hàn
Gây độc với hệ thần
kinh, thận, mất trí nhớ
đặc biệt với trẻ em
Li Pin liti Gây nổ nếu ẩm
Hg
Trong đèn hình màn hình LCD, pin
kiềm và công tắc, trong vỏ máy.
Gây ngộ độc cấp tính và
mãn tính
Ni
Pin Ni-Cd sạc lại hoặc trong màn

hình CRT
Gây dị ứng
Các nguyên tố đất hiếm
( Y, Eu)
Lớp huỳnh quang màn hình CRT Gây độc với da và mắt
Se
Xuất phát từ bộ chỉnh lưu nguồn
điện trong bo mạch, trong máy phô
tô cũ
Lượng lớn sẽ gây hại
cho sức khỏe
Kẽm sunfua
Các bộ phận bên trong màn hình
CRT, trộn với nguyên tố đất hiếm
độc nếu nuốt phải
8
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Các chất khác
Các chất độc hữu cơ
Thiết bị hội tụ ánh sáng, màn hình
tinh thể lỏng LCD
Bụi màu
Hộp màu máy in laser, máy
photocopy
Gây độc đến hệ hô hấp
Chất phóng xạ Thiết bị y tế, detector Gây ung thư
1.1.3. Tình hình thu gom, tái chế và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam
Rác thải điện tử ở các nước phát triển đã và đang được đẩy sang cho các nước đang
và kém phát triển. Ở những nơi này chúng được tái chế và xử lý rất thủ công, gây ô nhiễm
môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe người dân. Rác thải điện tử nhập vào Việt Nam chủ

yếu bằng đường biển. Ở miền Bắc chủ yếu ở cảng Hải Phòng, miền Nam là ở thành phố
Hồ Chí Minh. Ở Hải Phòng có rất nhiều công ty, tổ chức nhập khẩu tàu cũ, các thiết bị
điện tử đã qua sử dụng, rác thải điện tử sau khi nhập về được đưa về các cơ sở tái chế (là
hộ gia đình hoặc một tổ chức kinh tế nhỏ). Riêng đối với “rác” là máy tính, tuy chưa có
thống kê chính thức nhưng theo các chuyên gia ước tính, mỗi tháng có khoảng từ 10.000
đến 20.000 bộ máy tính cũ được nhập khẩu vào nước ta mà chưa có cơ quan nào theo dõi
xử lý.

Hình 2: Thu gom rác thải điện tử
Ngoài rác thải điện tử được nhập về còn có cả rác thải điện tử trong nước (số này
cũng không nhỏ) được người dân thu gom. Chúng được chất thành các đống lớn ở ngoài
9
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
trời, sau khi tái chế thủ công được bán làm nguyên liệu cho các cơ sở sản xuất. Ở các cơ sở
tái chế, rác thải được nhập về từ nhiều nơi thông qua nhiều con đường và dưới nhiều hình
thức.
Việc tái chế thường bao gồm các bước sau:
- Phân loại rác thải nhập về.
- Tách riêng những nguyên liệu khác nhau (nhựa, kim loại…), lấy ra những thứ còn
dùng được. Dây kim loại thì đốt nhựa để lấy kim loại, đối với nhựa thì nghiền nhỏ, rửa
sạch, phơi khô….
- Đóng gói và chuyển đến các nơi tiêu thụ (thường dùng làm nguyên liệu đầu cho các
ngành sản xuất khác ).[14]
Hình 3: Tái chế rác thải điện tử
Hiện nay ở Việt Nam có nhiều hộ gia đình làm nghề thu gom và tái chế rác thải điện
tử, có những nơi cả làng cùng làm nghề này. Việc xử lý và tái chế rác thải điện tử còn rất
lạc hậu. Các công việc này được làm thủ công bằng tay và các thiết bị xử lý rất thô sơ,
thiết bị bảo hộ lao động cho những người tham gia làm hầu như không có, đồng thời họ
còn tận dụng ngay cả nhà mình là nơi chứa, xử lý, tái chế các loại rác thải này. Với các
điều kiện làm việc này, chất độc có thể bám vào quần áo, dính vào tay, ngoài ra chất độc

còn có thể lọt qua đường hô hấp. Các lao động thủ công đập vỡ các thiết bị, làm chảy các
mối hàn chì để tháo rời các chip máy tính đem bán lại. Chì được gom lại, nung nóng trên
chảo, từ đó làm bay các hơi kim loại độc như chì, cadimi, thủy ngân… và giải phóng
10
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
chúng vào không khí dưới dạng hơi sương độc hại. Sau khi các “chip” được lấy ra, chì
được “tự do” chảy xuống đất. Thế nhưng, không mấy người làm nghề này hay biết rằng,
chì nằm trong số những chất độc thần kinh mạnh nhất, gây tác hại đặc biệt lên trẻ em và
những bé sơ sinh. Các phế liệu thừa và nước thải của quá trình ngâm rửa sau khi sử dụng
không được xử lý mà thải ngay ra môi trường. Để thu hồi đồng và vàng trong biến thế máy
tính, bo mạch chủ, chip vi tính, người ta cho nung chảy các thiết bị này. Theo những người
này giải thích “Chúng cho rất nhiều vàng”. Vì vậy, hàm lượng các kim loại độc hại tích lũy
trong đất ngày càng nhiều, không khí cũng bị ô nhiễm nặng. Việc xử lý lạc hậu, không
đúng cách đang làm ô nhiễm nghiêm trọng môi trường sống xung quanh, gây rất nhiều
bệnh nguy hiểm. [4], [3]
1.2. Chỉ thị sinh học
Kiểm tra, đánh giá ô nhiễm môi trường nước thường tiến hành với các mẫu: mẫu
nước, mẫu trầm tích, mẫu thực vật nước hoặc dùng các loại chỉ thị sinh học [46].
Để quan trắc, đánh giá chất lượng nước, thường dựa trên kết quả xác định các thông
số lý hóa và được tiến hành một cách định kì, điều đó có nghĩa là chỉ xác định được chất
lượng nước tại từng thời điểm. Phân tích trầm tích tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn so với phân
tích nước trong việc kiểm tra, đánh giá sự ô nhiễm kim loại ở sông hồ. Mặc dù hàm lượng
kim loại có thể bị biến động theo thời gian nhưng sự biến động đó ít hơn so với sự biến
động hàm lượng kim loại trong nước. Lớp bùn bề mặt thường bị tác động bởi các chất sa
lắng rồi chính nó thải kim loại vào lớp nước phía trên, bề dày vài centimet của lớp bùn
phía trên phản ánh sự thay đổi liên tục hàng ngày mức độ ô nhiễm.
Các sinh vật sống trong nước hấp thu các chất ô nhiễm từ nước hoặc các hạt lắng
đọng dưới đáy và tích tụ trong cơ thể của chúng. Các sinh vật sống có phản ứng khác nhau
khi bị nhiễm các chất độc hại. Một số loài chịu tác động mạnh bởi ngay hàm lượng thấp
của các chất độc hại trong khi một số loài có khả năng tích tụ lượng lớn chất ô nhiễm mà

không chịu một tác động xấu nào, các loài này được dùng làm chỉ thị cho sự ô nhiễm và
gọi là chỉ thị sinh học
• Chỉ

thị sinh học:
11
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Khái niệm chung về chỉ thị sinh học được mọi người thừa nhận là [8 ]
“ Những đối tượng sinh vật có yêu cầu nhất định về điều kiện sinh thái liên quan đến
nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng oxi cũng như khả năng chống chịu một hàm lượng
nhất định các yếu tố độc hại trong môi trường sống và do đó, sự hiện diện của chúng
biểu thị một tình trạng về điều kiện sinh thái của môi trường sống nằm trong giới hạn
nhu cầu và khả năng chống chịu của đối tượng sinh vật đó.”
Sinh vật chỉ thị ở trong bản luận văn này chúng tôi sử dụng là sinh vật tích tụ:là
những sinh vật chỉ thị, không những có tính chất chỉ thị cho môi trường thích ứng mà
còn có thể tích tụ một số chất ô nhiễm nào đó trong cơ thể của chúng với hàm lượng
cao hơn nhiều lần môi trường bên ngoài( kim loại nặng…) [23]. Nhờ đó bằng
phương pháp phân tích hóa sinh hữu cơ cơ thể chúng, ta có thể phát hiện, đánh giá
mức độ ô nhiễm dễ dàng hơn gấp nhiều lần so với phương pháp phân tích thủy hóa.
Việc dùng các cơ thể sống (sinh vật tích tụ) để đánh giá ô nhiễm môi trường tỏ ra ưu
việt hơn hẳn việc phân tích mẫu nước, mẫu trầm tích. Thứ nhất, hàm lượng kim loại nặng
tìm thấy trong cơ thể sống cho ta nhiều thông tin hơn về tác động sinh học của chất ô
nhiễm tới môi trường. Thứ hai, mẫu nước, trầm tích chịu biến động nhiều cả về thời gian,
không gian cho nên việc kiểm tra đánh giá khó khăn, tốn kém về mặt tài chính [40]. Thứ
ba, sinh vật chỉ thị có sự phân bố địa lý rộng, dễ dàng so sánh mức độ ô nhiễm ở các vị trí
khác nhau [30,46]
*
Điều kiện lựa chọn sinh vật tích tụ:
Các sinh vật tích tụ được lựa chọn thỏa mãn yêu cầu sau:
- Đã được định loại rõ ràng.

- Sinh vật có khả năng thể hiện được sự tương quan đơn giản giữa lượng chất ô
nhiễm tích tụ trong cơ thể chúng và nộng độ trung bình của chất ô nhiễm trong môi trường
hoặc trong những chất nền lắng đọng hay trong thức ăn ở bất kì vị trí nào, dưới bất kì điều
kiện nào.
- Sinh vật có thể tích tụ chất ô nhiễm mà không bị chết.
12
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
-Sinh vật có đời sống tĩnh tại để đảm bảo rằng chất ô nhiễm mà nó tích tụ có liên
quan đến khu vực nghiên cứu.
- Sinh vật có số lượng phong phú ở khu vực nghiên cứu và tốt hơn là phân bố rộng
( tối ưu là phân bố toàn cầu) để có thể đối chiếu giữa các khu vực.
-Sinh vật có đời sống dài để có thể lấy mẫu nhiều lần khi cần. Sinh vật có đời sống
dài, trải qua quãng thời gian dài của sự ô nhiễm. Đó cũng là minh chứng cho những tác
động đến môi trường trong thời gian dài, không liên tục.
-Sinh vật có kích thước phù hợp để có thể cung cấp những mô đủ lớn cho việc phân
tích. Đặc tính này cũng cần thiết cho việc nghiên cứu sự tích tụ trong những cơ quan đặc
biệt của cơ thể sinh vật.
-Dễ thu mẫu, sinh vật có thể sống lâu trong điều kiện thí nghiệm.
- Ít biến dị.
Trong thực tế khó có loài sinh vật nào có thể đáp ứng được tất cả các tiêu chí trên.Tuy
nhiên, những sinh vật được lựa chọn cho nghiên cứu chỉ cần đáp ứng được một hay một
vài tiêu chí trên là đủ.[40,46]
Tóm lại các loài sinh vật được dùng làm chỉ thị sinh học tốt với môi trường, trong đó
có ô nhiễm kim loại nặng phải chịu được sự ô nhiễm, tích tụ được các chất ô nhiễm, không
bị chết và phải thích ứng được với sự thay đổi mức hàm lượng chất ô nhiễm. Hơn nữa, các
loài này phải phân bố rộng trong khu vực, có tuổi đời kéo dài, có đủ kích thước để lấy mẫu
và thích ứng được với các xử lý ở phòng thí nghiệm, việc định danh, lấy mẫu dễ dàng. Để
phản ánh tình trạng môi trường ở khu vực nào đó các loài chỉ thị phải cư trú cố định, hoặc
di chuyển chậm và hạn chế [40]. Các loài này phải có khả năng tích tụ các chất ô nhiễm
giống các điều kiện môi trường ô nhiễm môi trường. Chỉ có như vậy mới có thể so sánh

các mẫu lấy từ các khu vực khác nhau [40,46].
* Các sinh vật được lựa chọn để làm chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng:
-Thực vật, tảo sống dưới nước : Có nhiều ưu điểm khi sử dụng đối tượng này như dễ
lấy mẫu, dễ phân biệt, số lượng nhiều, phân bố rộng có khả năng chống chịu với mức ô
nhiễm cao.
13
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
- Cá : Có thể hấp thụ kim loại nặng và nhiều chất ô nhiễm khác. Tuy nhiên, cá là loài
di chuyển nên không dễ dàng xác định mối quan hệ giữa hàm lượng chất ô nhiễm trong cơ
thể chúng với nguồn thải ô nhiễm.
-Động vật giáp xác, hai mảnh, ốc : Động vật hai mảnh thường được sử dụng để đánh
giá ô nhiễm kim loại nặng vì chúng đã được định loại rõ ràng, dễ nhận dạng, có kích thước
vừa phải, số lượng nhiều, dễ tích tụ chất ô nhiễm, có đời sống tĩnh tại và có khả năng sống
dài.
Loài nhuyễn thể có hai vỏ cứng như trai, trùng trục, ốc…là các loài thích hợp dùng
làm chỉ thị sinh học để phân tích xác định lượng vết các kim loại [36]. Chúng có khả năng
tích tụ các kim loại vết như Cd, Hg, Pb …với hàm lượng lớn hơn so với khả năng đó ở cá
và tảo [23]. Trai, ốc có thể tích tụ Cd trong mô của chúng ở mức hàm lượng cao hơn gấp
100.000 lần mức hàm lượng tìm thấy trong môi trường xung quanh [53]. Chúng phân bố ở
các khu vực địa lý rộng, thích ứng được với sự thay đổi nhiệt độ cũng như các điều kiện
môi trường khác. Chúng có đủ loại kích thước, sống cố định và phù hợp với việc xử lý
trong phòng thí nghiệm, cũng có thể nuôi cấy chúng ở các môi trường khác nhau [40]. Mặc
dù các loài này đáp ứng được những tiêu chuẩn khắt khe ở trên nhưng một số nhân tố sinh
học, địa hóa cũng gây ra những biến động về mức ô nhiễm ở ốc, trai, hến. Các yếu tố kích
thước, lượng thịt, mùa sinh sản, nhiệt độ, pH của môi trường là những yêu tố ảnh hưởng
tới sự tích tụ chất ô nhiễm trong cơ thể chúng. Trên thế giới đã có một số công trình nghiên
cứu về hàm lượng kim loại nặng trong mô các loài thân mềm có vỏ cứng, các chương trình
kiểm tra, đánh giá môi trường quốc tế đã thiết lập một số tiêu chuẩn lấy mẫu và xử lý mẫu
để giảm thiểu sai số như: mùa lấy mẫu, lấy mẫu theo độ sâu, kích thước của loài được lựa
chọn làm chỉ thị sinh học [30]. Việc nghiên cứu sử dụng các sinh vật tích tụ để đánh giá ô

nhiễm kim loại nặng ở trong nước là vấn đề có tính thực tiễn cao nhằm xây dựng chỉ thị
sinh học riêng phù hợp với điều kiện nước ta, hạn chế những tác động xấu của kim loại
nặng tới môi trường và sức khỏe cộng đồng.
14
Website: Email : Tel (: 0918.775.368

Hình 4: Trai nước ngọt
1.3. Độc tính kim loại nặng
Kim loại nặng là những kim loại có phân tử lượng lớn hơn 52 bao gồm một số
kim loại như: As, Hg, Cu, Cr, Cd, Co, Pb, Zn, Sb, Mn…Những kim loại nặng nguy hiểm
nhất về phương diện gây ô nhiễm môi trường nước là Zn, Cu, Pb, Cd, Hg, Ni, As và Cr.
Trong số những kim loại này có Cu, Ni, Cr và Zn là những nguyên tố vi lượng cần thiết
cho sinh vật thủy sinh, chúng chỉ gây độc ở nồng độ cao.
Nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng:
- Nguồn tự nhiên: kim loại nặng phát hiện ở mọi nơi, trong đá, đất và xâm nhập vào
thủy vực qua các quá trình tự nhiên, phong hóa, xói mòn, rửa trôi.
- Nguồn nhân tạo:các quá trình sản xuất công nghiệp (như khai khoáng, chế biến
quặng kim loại, chế biến sơn, thuốc nhuộm,…), nước thải sinh hoạt, nông nghiệp
( hóa chất bảo vệ thực vật)
Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người. Chúng là các nguyên
tố vi lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các nguyên tố vi lượng này có ảnh hưởng
trực tiếp tới sức khỏe của con người. Sắt giúp ngăn ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là tác nhân
quan trọng trong hơn 100 loại enzyme. Trên nhãn của các lọ thuốc vitamin, thuốc bổ xung
khoáng chất thường có Cr, Cu, Fe, Mn, Mg, K, Zn, chúng có hàm lượng thấp và được biết
đến như lượng vết. Lượng nhỏ các kim loai này có trong khẩu phần ăn của con người vì
15
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
chúng là thành phần quan trọng trong các phân tử sinh học như hemoglobin, hợp chất sinh
hóa cần thiết khác. Nhưng nếu cơ thể hấp thu một lượng lớn các kim loại này, chúng có thể
gây rối loạn quá trình sinh lý, gây độc cho cơ thể.

Kim loại nặng có độc tính là các kim loại có tỷ trọng lớn gấp 5 lần tỷ trọng của
nước. Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào các quá trình sinh hoá trong cơ thể)
và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể con người).
Chúng bao gồm Hg, As, Pb, Cd, Mn, Cu, Cr…Các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể
sinh vật sẽ gây độc tính [23]
Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp, thức ăn hay hấp thụ
qua da được tích tụ trong các mô và theo thời gian sẽ đạt tới hàm lượng gây độc. Các
nghiên cứu đã chỉ ra kim loại nặng gây độc cho các cơ quan trong cơ thể như máu, gan,
thận, cơ quan sản xuất hoocmôn, cơ quan sinh sản, hệ thần kinh gây rối loạn chức nặng
sinh hóa trong cơ thể do đó làm tăng khả năng bị di ứng, gây biến đổi gen. Các kim loại
gây độc thường là tương tác với các hệ enzyme trong cơ thể từ đó ức chế hoạt động của
các enzyme này và dẫn đến sự trao đổi chất của cơ thể sống bị rối loạn. Các kim loại nặng
khi tương tác với các phân tử chất hữu cơ có khả năng sản sinh ra các gốc tự do, là các
phần tử mất cân bằng năng lượng, chứa những điện tử không cặp đôi . Chúng chiếm điện
tử của các phân tử khác để lập lại sự cân bằng của chúng. Các gốc tự do tồn tại trong cơ
thể sinh ra do các phân tử của tế bào phản ứng với oxy (bị oxy hóa), nhưng khi có mặt các
kim loại nặng – tác nhân cản trở quá trình oxy hóa sẽ sinh ra các gốc tự do vô tổ chức,
không kiểm soát được. Các gốc tự do này phá hủy các mô trong cơ thể gây nhiều bệnh tật.
Trong phạm vi bản luận văn này, chúng tôi chỉ trích giới thiệu độc tính của một số
kim loại là chỉ tiêu cần phân tích trong trai, ốc thuộc chương trình nghiên cứu đánh giá môi
trường của EU (2001) cũng như của nhiều quốc gia khác trên thế giới.
-Thủy ngân (Hg): Đây là một chất độc ngấm ngầm, thủy ngân có thể gây ra một loạt
các triệu chứng bao gồm: rối loạn tâm lý, nhức đầu, chảy máu nướu răng, đau ngực, đau
bụng, mệt mỏi kinh niên, dị ứng, nổi mẩn, ảnh hưởng tới sinh sản... ngộ độc thủy ngân có
thể qua thức ăn, nguồn nước, đôi khi cũng có thể do những chất thải công nghiệp hoặc đốt
than đá.
16
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
- Mangan (Mn): là kim loại có trong tự nhiên, mọi người đều bị nhiễm hàm lượng
nhỏ Mn có trong không khí, thức ăn, nước uống. Mn là kim loại vết cần thiết cho sức khỏe

người. Mn có thể tìm thấy trong một số loại thức ăn, ngũ cốc, trong một số loài thực vật
như cây chè [52]. Người bị nhiễm Mn trong một thời gian dài thường mắc các bệnh thần
kinh, rối loạn vận động, nhiễm độc mức hàm lượng cao kim loại này sẽ gây các bệnh về hô
hấp và suy giảm chức năng tình dục.
- Đồng (Cu): được dùng nhiều trong sơn chống thấm nước trên tàu thuyền, các thiết
bị điện tử, ống nước. Nước thải sinh hoạt là nguồn chính đưa Cu vào nước. Cu tồn tại ở
hai dạng là: dạng hòa tan và các hạt nhỏ [23]. Cu cần thiết cho chức năng hô hấp của nhiều
sinh vật sống và các chức năng enzym khác. Cu được lưu giữ trong gan tủy sống của
người. Cu với hàm lượng quá cao sẽ gây hư hại gan, thận, hạ huyết áp, hôn mê, đau dạ
dày, thậm chí tử vong. Trai, ốc thường tích tụ lượng lớn Cu trong cơ thể của chúng.[36]
- Kẽm (Zn) là nguyên tố cần thiết cho tất cả cơ thể sống, với con người hàng ngày
cần 9 mg Zn cho các chức năng thông thường của cơ thể [24]. Nếu thiếu Zn sẽ dẫn đến suy
giảm khứu giác, vị giác và suy giảm chức năng miễn dịch của cơ thể. Nguồn ô nhiễm kẽm
chính là công nghiệp luyện kim, công nghiệp pin, các nhà máy rác, các sản phẩm chống ăn
mòn, sơn, nhựa, cao su. Cơ thể con người có thể tích tụ Zn và nếu Zn tích tụ với hàm
lượng quá cao thì chỉ trong thời gian ngắn sẽ gây bệnh nôn mửa, đau dạ dày. Nước chứa
hàm lượng Zn cao rất độc đối sinh vật. Trai, ốc cũng tích tụ một lượng lớn Zn trong cơ thể
chúng [23].
- Asen (As) sinh ra từ các dây chuyền sản xuất hóa phẩm, nhà máy nhiệt điện dùng
than, có trong chất làm rụng lá, thuốc sát trùng, một số loại thủy tinh, chất bảo quản gỗ và
thuốc bảo vệ thực vật. Sự tích tụ cũng như tác động của As đến cơ thể sống phụ thuộc vào
dạng tồn tại của nó. Trong khi các hợp chất As vô cơ rất độc cho hầu hết cơ thể sống thì
các hợp chất hữu cơ của nó chỉ gây độc nhẹ. Asen có thể gây nôn mửa, phá hủy các phân
tử AND và gây ung thư. FAO/ WHO đã đưa ra giới hạn chấp nhận được của hàm lượng As
vô cơ hấp thu hàng tuần là 15µg/kg trọng lượng cơ thể [23].
- Nguồn ô nhiễm Cadimi (Cd) xuất phát từ ô nhiễm không khí, khai thác mỏ, pin
Ni- Cd, nhà máy luyện kim [23]. Nguồn chính thải Cd vào nước là các điện cực dùng trên
17
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
tàu thuyền. Cd tồn tại chủ yếu dưới dạng hòa tan trong nước. Nhiễm độc cấp tính Cd có

các triệu chứng giống như cúm, sốt, đau đầu, đau khắp mình mẩy. Nhiễm độc mãn tính Cd
gây ung thư (phổi, tuyến tiền liệt). EU đã đưa ra giới hạn trên của Cd là 1,0 mg/ kg trọng
lượng tươi trai, ốc loại dùng làm thực phẩm cho người[22]
- Chì (Pb) có trong vũ khí đạn dược, gốm sứ, xăng dầu, thủy tinh chì. Chì cũng
được dùng nhiều trong vật liệu xây dựng, công nghiệp cơ khí, pin. Pb tác động đến hệ thần
kinh, làm giảm sự phát triển não của trẻ nhỏ, gây rối loạn nhân cách ở người lớn, giảm chỉ
số thông minh (IQ). Nó gây áp huyết cao, bệnh tim, gan và bệnh thận mãn tính.Trai, ốc hấp
thụ Pb từ nước, thức ăn phản ánh mức độ ô nhiễm môi trường [36]. EU đã đưa ra giới hạn
trên cho hàm lượng Pb trong trai, ốc là 1,5 mg/ kg trọng lượng tươi (loại dùng làm thực
phẩm cho người ).
1.4. Các phương pháp phân tích kim loại nặng
1.4.1. Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)
Thuật ngữ ICP (Inductively Coupled Plasma) dùng để chỉ ngọn lửa plasma tạo thành
bằng dòng điện có tần số cao (cỡ MHz) được 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 thành dạng ion.
MS (Mass Spectrometry) là phép ghi phổ theo số khối hay chính xác hơn là theo tỷ số
giữa số khối và điện tích (m/Z).
Từ khi xuất hiện plasma cảm ứng với các tính năng và ưu điểm về vận hành hơn hẳn
các nguồn hồ quang và tia điện thì một công cụ mới đã dần dần được phát triển thành một
tổ hợp ICP ghép với một khối phổ kế. Hai ưu điểm nổi bật của ICP-MS là có độ phân giải
cao và dễ tách các nhiễu ảnh hưởng lẫn nhau do đó có thể phát hiện được hầu hết các
nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Phương pháp phân tích này dựa trên các nguyên tắc của
sự bay hơi, phân tách, ion hóa của các nguyên tố hóa học khi chúng được đưa vào môi
trường plasma có nhiệt độ cao. Sau đó các ion này được phân tách ra khỏi nhau theo tỷ số
khối lượng / điện tích (m/z) của chúng, bằng thiết bị phân tích khối lượng có từ tính và độ
phân giải cao phát hiện, khuyếch đại tín hiệu và đếm bằng thiết bị điện tử kĩ thuật số.
18
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Phương pháp ICP – MS ra đời vào đầu những năm 80 của thế kỉ trước và ngày càng

chứng tỏ là kĩ thuật phân tích có ưu điểm vượt trội so với các kĩ thuật phân tích khác như
quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES hay
ICP-OES)…Phương 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 được hàng loạt các kim
loại trong thời gian phân tích ngắn.[9]
*Sự xuất hiện và bản chất của phổ ICP-MS
Dưới tác dụng của nguồn ICP, các phân tử trong mẫu phân tích được phân li thành
các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi. Các phần tử này khi tồn tại trong môi trường kích
thích phổ ICP năng lượng cao sẽ bị ion hóa, tạo ra đám hơi ion của chất mẫu (thường có
điện tích +1). Nếu dẫn dòng ion đó vào buồng phân cực để phân giải chúng theo số khối
(m/Z) sẽ tạo ra phổ khối của nguyên tử chất cần phân tích và được 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: M
n
X
m
(r)  M
n
x
m
(k)
Phân li: M
n
X
m
(k)  nM(k) + mX(k)
Ion hóa: M(k)

0
+ E
nhiệt
 M(k)
+
- Thu toàn bộ đám hơi ion của mẫu, lọc và phân ly chúng thành 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 lượng phổ thu được.
Như vậy thực chất phổ ICP - MS là phổ của các nguyên tử ở trạng thái khí tự do đã bị
ion hóa trong nguồn năng lượng cao tần ICP theo số khối các chất.
* Ưu điểm của phương pháp phân tích bằng ICP-MS
19
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Phép đo phổ ICP - MS là một kỹ thuật mới, ra đời cách đây không lâu nhưng được
phát triển rất nhanh và sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như :quá trình sản
xuất nhiên liệu hạt nhân, xác định đồng vị phóng xạ, nước làm lạnh sơ cấp trong ngành hạt
nhân (chiếm tỷ trọng 5%); phân tích nước uống, nước biển, nước bề mặt, đất, bùn, đất
hoang, phân tích định dạng Hg, As, Pb và Sn trong nghiên cứu và bảo vệ môi trường
(48%); quá trình hoá học, chất nhiễm bẩn trong Si Wafers trong công nghiệp sản xuất chất
bán dẫn (33%); máu, tóc, huyết thanh, nước 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 trưng
vật liệu, nguồn gốc, chất độc trong khoa học hình sự (1%) và phân tích thực phẩm (1%)...
Hình 5: Ứng dụng phương pháp phân tích ICP-MS trong các lĩnh vực
Ưu điểm phép đo phổ ICP- MS:
- Nguồn ICP là nguồn năng lượng kích thích phổ có năng lượng cao, nó cho phép
phân tích hơn 70 nguyên tố từ Li – U và có thể xác định đồng thời chúng với độ nhạy và
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 lượng rất tốt do không cần phải dùng mẫu chuẩn mà
vẫn đạt độ chính xác cao; có thể phân tích các đồng vị và tỷ lệ của chúng.
- Tuy có độ nhạy cao nhưng nguồn ICP lại là nguồn kích thích phổ rất ổn định, nên

phép đo ICP - MS có độ lặp lại cao và sai số rất nhỏ.
20
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
- Phổ ICP - MS ít vạch hơn phổ ICP - AES nên có độ chọn lọc cao, ảnh hưởng thành
phần nền hầu như 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 hàng trăm lần và khả năng phân tích bán định lượng rất tốt do không cần dùng
mẫu chuẩn mà vẫn cho kết quả tương đối chính xác.
-Ngoài ra ICP-MS còn được sử dụng như là một detector cho LC, CE, GC...
Với nhiều ưu điểm vượt trội, kỹ thuật phân tích ICP - MS được ứng dụng rộng rãi để
phân tích 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...
* Một số công trình nghiên cứu xác định kim loại nặng bằng phương pháp
ICP-MS
-Xác định lượng vết một số kim loại nặng trong các loài trai, ốc ở Hồ Tây- Hà Nội
bằng phương pháp ICP-MS. Trong nghiên cứu này tác giả Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh,
Nguyễn Viết Thức đã xác định được lượng vết của 6 kim loại nặng: Cu, Zn, As, Ag, Cd, Pb
bằng phương pháp ICP-MS với mẫu đông khô và mẫu tươi.Căn cứ theo cách phân loại
chất lượng môi trường nước dựa trên làm lượng các kim loại vết trong trai, ốc các tác giả
kết luận nước Hồ Tây bị ô nhiễm nhẹ bởi đồng, bạc, asen, cacdimi, bị ô nhiễm ở mức bình
thường bởi các nguyên tố như kẽm, chì.[6]
-Marcos Pérez-López và cộng sự [41] phân tích Pb, Cd, Zn và As có trong thịt một số
loài chim hoang dã ở vùng Galicia (Tây Bắc Tây Ban Nha) bằng phương pháp ICP-MS.
Kết quả cho thấy hàm lượng Zn trong khoảng 1,47 -2,98ppm, hàm lượng As trong khoảng
1,21 đến 6,88ppm. Hàm lượng Pb và Cd trong đó tương đối cao, có mẫu lên tới trên
18ppm Pb, và hàm lượng Cd cao nhất thu được lên tới 39ppm.
-Tác giả Mohamed Maanan [43], trường đại học Nates, Pháp đã sử dụng phương
pháp ICP-MS để phân tích Hg và Pd trong các động vật thân mềm ở vùng biển. Kết quả
cho thấy hàm lượng Pb là 9,6 mg.kg

−1
và hàm lượng Hg là 0,6 mg.kg
−1
.
21
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
-Simone Griesel và cộng sự [49] đã sử dụng phương pháp ICP-MS để xác định hàm
lượng của 23 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 và đảo Danish.
Kết quả chỉ ra rằng hàm lượng một số nguyên tố như As, Cr, Mn, Mo, Se, V trong máu hải
cẩu cao hơn so với trong máu người. Một số nguyên tố như Al, Mn, Cu, và Pt khác nhau
đáng kể trong máu hải cẩu ở hai vùng địa lí khác nhau. Sự khác biệt này có thể do ảnh
hưởng của nguồn thức ăn.
A.T. Townsend và I. Snape [25] đã tiến hành xác định hàm lượng Pb trong các mẫu
trầm tích ở cửa sông thuộc nam Australia bằng phương pháp ICP-MS. Các mẫu trầm tích
ở Brown Bay hàm lượng Pb trong khoảng 18–215 mg.kg
− 1
, còn ở vùng Broken Hill và Mt
Isa Australian hàm lượng Pb lần lượt từ 35,5 đến 36 và từ 16,0 đến 16,1 mg.kg
-1
. Còn ở
khu vực Wilkes Station hàm lượng Pb được xác định trong khoảng 13–40 mg.kg
− 1
.
1.4.2. Các phương pháp khác xác định kim loại nặng
Ngoài phương pháp ICP - MS, còn rất nhiều phương pháp khác như phương pháp
trọng lượng, chuẩn độ, các phương pháp điện hóa, trắc quang, quang phổ hấp thụ nguyên
tử (F-AAS,GF-AAS,CV-AAS), huỳnh quang tia X (XRF), kích hoạt nơtron (NAA), quang
phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES)…Các phương pháp được sử dụng tùy thuộc theo
từng đối tượng mẫu phân tích, hàm lượng kim loại nặng trong mẫu, điều kiện cụ thể của

phòng thí nghiệm, cũng như yêu cầu về độ chính xác của kết quả phân tích.
Phương pháp huỳnh quang
Một chất khi hấp thụ một năng lượng ở giới hạn nào đó sẽ làm 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 và giải phóng năng lượng đã hấp thụ. Khi năng lượng giải toả được
phát ra dưới dạng ánh sáng thì gọi là hiện tượng phát quang. Hoá học phân tích sử dụng
hiện tượng này để định tính và định lượng các chất và gọi là phương pháp phân tích huỳnh
quang.
Dong Yan-Jie và Ke Gai [28] sử dụng phương pháp huỳnh quang để xác định lượng
vết Pb trên cơ sở cho Pb
2+
tạo phức với axit gibberellic theo tỉ lệ Pb
2+
: axit là 1: 2 với pH =
22
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
7-8. Bước sóng kích thích và phát xạ lớn nhất là 205,0nm và 308,8nm. Phương pháp cho
giới hạn phát hiện là 0,52ng Pb/ml.
Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang [27] đã xác định lượng vết Cr với
thuốc thử 2-hydroxy-1-naphtaldehyene-8-aminoquinoline (HNAAQ) bằng phương pháp
huỳnh quang. Độ nhạy của phép xác định tăng lên trong môi trường nước-ancol với tỉ lệ
4/1 theo thể tích, pH =9,4. Trong điều kiện đó phức Cr-HNAAQ bị kích thích và phát xạ ở
bước sóng từ 397-450nm. Giới hạn phát hiện của phương pháp là 77ng/ml. Khoảng tuyến
tính của phương pháp lên đến 25µg/ml. Phương pháp này được áp dụng để xác định lượng
vết Cr trong thịt và gan lợn.
B. W.Bailey, R.M.Donagall and T.S. West [26] sử dụng phương pháp huỳnh quang để
xác định siêu vi lượng Cu(II). Các tác giả đã sử dụng thuốc thử [Cu(phen)2R oseBengal],
phức này được chiết vào cloroform và pha loãng bằng axeton. Bước sóng kích thích là

560µm và bước sóng phát xạ là 570µm. Giới hạn định lượng của phương pháp là 10
-4
-6.10
-
3
ppm
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
Khi chiếu một chùm tia sáng có bước sóng xác định ứng đúng với tia phát xạ nhạy
của nguyên tố cần xác định vào đám hơi nguyên tử tự do thì các nguyên tử tự do sẽ hấp
thụ năng lượng của các tia chiếu vào và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nó. Đo phổ này
ta xác định được nguyên tố cần phân tích. Trong phương pháp này thì quá trình chuyển hoá
chất thành hơi (nguyên tử hoá mẫu) là quan trọng nhất. Tuỳ thuộc vào kĩ thuật nguyên tử
hoá mà ta có phương pháp với độ nhạy khác nhau. Đây là phương pháp được sử dụng khá
phổ biến để phân tích các kim loại nặng. Hầu hết các kim loại nặng đều có thể xác định
được bằng kĩ thuật này. Có thể xác định trưc tiếp các kim loại bằng kĩ thuật ngọn lửa (F-
AAS) không hoặc bằng kỹ thuật nguyên tử không ngọn lửa dùng lò graphit (GF-AAS) cho
phép xác định các kim loại nặng với giới hạn phát hiện cỡ ppb hay nhỏ hơn. Kỹ thuật hấp
thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV-AAS) sử dụng hệ hydrua hóa cho phép xác định các
nguyên tố có khả năng tạo hợp chất hydrua với độ chọn lọc, độ nhạy cao.
Jozep Szkoda và Jan Zmudzki [33] sử dụng phương pháp F-AAS để xác định Pb và
Cd trong mẫu sinh học cho hiệu suất thu hồi với Pb là 82,0% và Cd là 98,4%.
23
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Mohamed Maanan [43] phân tích hàm lượng các kim loại nặng trong động vật thân
mềm vùng biển sử dụng phương pháp AAS cho kết quả hàm lượng các kim loại như 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 và 32,8 mg.kg
−1
với Ni.
Al Moauf và cộng sự [20] đã phân tích hàm lượng các kim loại nặng và các nguyên
tố vi lượng có trong mẫu thực vật bằng phương pháp AAS cho kết quả hàm lượng trung
bình của các mẫu như sau (kết quả tính theo ppm): Trong họ Hyptis suaveolens có hàm
lượng Zn là (35,1±0,01), Cu là (24,4±0,01) ở mức cao nhất so với các mẫu khác. Trong
khi đó hàm lượng Mn (685±0,02) và Ca (51340±21) cao nhất trong cây Morinda lucida.
N. Pourreza và K. Ghanemi [45] đã phân tích Hg trong nước và cá bằng phương pháp
hấp thụ nguyên tử hoá hơi lạnh (CV-AAS). Đường chuẩn được xây dựng trong khoảng
nồng độ từ 0,040 đến 2,40 ng.mL
−1
với hệ số tương quan 0,9994. Giới hạn phát hiện dựa
trên tính toán là 0,02 ng.mL
−1
. Hệ số biến thiên khi xác định Hg(II) ở nồng độ 0,4 và
2,0 ng.mL
−1
lần lượt là 2,6 và 1,9%. Các tác giả cũng đã kết luận phương pháp này có thể
ứng dụng để phân tích hàm lượng Hg(II) trong các mẫu nước, nước thải và cá.
Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES).
Trong điều kiện bình thường, nguyên tử không thu cũng không phát ra năng lượng,
nhưng nếu cung cấp năng lượng cho nguyên tử thì các nguyên tử sẽ chuyển lên trạng thái
kích thích. Trạng thái này không bền, nguyên tử chỉ tồn tại trong một thời gian cực ngắn

10
-8
s, chúng có xu hướng trở về trạng thái ban đầu bền vững và giải phóng ra năng lượng
mà nó hấp thu dưới dạng bức xạ quang học. Bức xạ này chính là phổ phát xạ nguyên tử.
Các nguồn kích thích phổ phát xạ là ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện dòng xoay chiều và
một chiều, tia lửa điện, plasma cảm ứng.
Nhìn chung phương pháp này 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 lượng vết các
kim loại độc trong các đối tượng khác nhau.
24
Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Tác giả Phạm Luận [11] đã ứng dụng phương pháp AES phân tích một số kim loại
trong nước, đối với Na cho giới hạn phát hiện 0,05ppm, K và Li là 0,5ppm và với Pb là
0,1ppm.
Mustafa Türkmen và cộng sự [44] cũng đã sử dụng phương pháp phổ phát xạ nguyên
tử plasma cao tần cảm ứng (ICP-AES) để phân tích hàm lượng các nguyên tố kim loại
nặng trong hải sản ở vùng biển Marmara, Aegean và Mediterranean. Fe và Zn là hai kim
loại có hàm lượng rất cao ở tất cả các phần của hải sản. Hàm lượng kim loại trong những
phần mà con người có thể sử dụng được như 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 đã cho rằng tất cả các
kim loại được phát hiện trong gan đều lớn hơn trong thịt. Trong một số vùng, đã có dấu
hiệu ô nhiễm kim loại nặng. Hàm lượng Cd và Cr trong cả thịt và gan, hàm lượng Pb trong
gan của các mẫu phân tích cao hơn giới hạn cho phép dư lượng kim loại nặng trong thực
phẩm.
1.5. Các phương pháp xử lý mẫu trầm tích, sinh vật
1.5.1. Nguyên tắc xử lý mẫu [10]
Xử lý mẫu là quá trình hoà tan và phá huỷ cấu trúc của chất mẫu ban đầu, giải phóng
và chuyển các chất cần xác định về dạng đồng thể phù hợp với phép đo đã chọn, từ đó xác
định hàm lượng chất mà chúng ta mong muốn.
Để vô cơ hoá mẫu, chuyển chất phân tích về dạng phù hợp với phương pháp phân
tích, có hai phương pháp phổ biến hiện nay là xử lý ướt và xử lý khô:
Kỹ thuật xử lý ướt: là kỹ thuật dùng các axit mạnh, đặc và nóng, kiềm mạnh đặc,
nóng hoặc hỗn hợp axit hay hỗn hợp kiềm... để phân huỷ mẫu trong điều kiện đun nóng
trong bình Kendan, trong hộp kín hay trong lò vi sóng.
Kỹ thuật xử lý khô: là kỹ thuật nung để xử lý mẫu trong lò nung ở nhiệt độ thích hợp
(450
0
C - 700
0
C), sau đó hoà tan bã mẫu bằng dung dịch muối hay axit phù hợp. Khi nung,

các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt cháy hoàn toàn thành CO
2
và H
2
O.
25