phân tích đánh giá hàm lượng zn trong một số loại rau cải bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là một nước mà nông nghiệp vẫn giữ vai trò quan trọng trong
nền kinh tế quốc dân, vì vậy vấn đề lương thực, thực phẩm có ý nghĩa vô cùng to
lớn. Rau là nguồn thực phẩm cần thiết và quan trọng cung cấp đầy đủ các chất cho
cơ thể: vitamin, muối khoáng, đạm Đặc biệt là các loại rau cải. Nó không những
đem lại giá trị về kinh tế, dinh dưỡng cao mà nó còn ổn định đời sống hàng ngày
của con người và động vật.
Hiện nay, các quy trình sản xuất rau sạch đã được thực hiện theo những quy
định của bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn nhưng vì một số vấn đề như vốn
đầu tư, trình độ hiểu biết, kỹ thuật canh tác… nên vấn đề rau sạch vẫn chưa đáp
ứng được nhu cầu thực tiễn ở nước ta.
Việc phân tích để tìm ra hàm lượng các kim loại nặng trong rau là một biện
pháp quan trọng góp phần kiểm soát được chất lượng, đảm bảo sự phát triển của
rau xanh. Kẽm trong rau xanh như một hợp phần kim loại của nhiều men mà quan
trọng nhất là men xúc tác cho phản ứng tổng hợp ARN, tổng hợp protein. Thiếu
kẽm có thể làm giảm năng suất tới 50% mà không biểu hiện triệu chứng gì. Ngoài
ra, kẽm là một nguyên tố vi lượng rất quan trọng trong việc đảm bảo sức khoẻ tốt
cho con người. Tuy nhiên kẽm với nồng độ lớn sẽ trở thành chất độc gây cản trở
một số quá trình sinh hóa của con người và thực vật.
Vì vậy, việc xác định Zn cũng như các kim loại khác là việc làm cần thiết. Có
nhiều phương pháp để xác định hàm lượng Zn, tuỳ thuộc vào hàm lượng chất phân
tích mà có thể sử dụng các phương pháp khác nhau. Trong đó, phương pháp hấp
thụ nguyên tử AAS là phương pháp có độ lặp lại, độ nhạy và độ chọn lọc cao. Vì
những lý do trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Phân tích đánh giá hàm lượng Zn
trong một số loại rau cải bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ”
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Các kết quả thu được cuả đề tài góp phân xây dựng phương pháp xác định hàm
lượng Zn trong rau cải bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS).
1

Thông qua đó đánh giá hàm lượng Zn trong các loaị rau cải trên điạ bàn thành
phố Đà Nẵng.
2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về rau cải [16, 19, 23 ]
1.1.1. Đặc điểm và thành phần
Họ Cải (Danh pháp khoa học: Brassicaceae), còn gọi là họ Thập tự (Cruciferae),
là một họ thực vật có hoa. Các loại cây trồng trong họ này gần như đều có chứa chữ
cải trong tên gọi. Bao gồm cải bắp, cải bông xanh, súp lơ, cải brussels, cải xoăn (tất
cả đều là các giống cây trồng từ một loài là Brasica oleracea), cải làn, cải củ Thụy
Điển, cải xoăn nước mặn, cải củ, cải thìa và su hào.
Rau cải có thân thảo sống từ 2 đến 3 tháng, cao 25-70cm. Rễ không phình thành
củ. Lá ở gốc, to, màu xanh nhạt, gân giữa trắng, nạc, phiến hình bầu dục nhẵn,
nguyên hay có răng không rõ, men theo cuống. Hoa màu vàng tươi họp thành chùm
ở ngọn. Quả cải dài 4-11cm, có mỏ.

Cải thảo Cải trắng Cải xanh

Cải xoong Cải thìa
Hình 1.1. Một số hình ảnh về các loại cải
1.1.2. Công dụng của rau cải
Các nhà nghiên cứu khẳng định ăn nhiều rau họ cải như cải bắp, bông cải xanh
và cải bruxen giúp chống lại sự phát triển của bệnh ung thư phổi.
Rau cải xoong có chứa nhiều sắt, nhiều iod giúp cơ thể chống được bệnh còi
xương, bệnh béo phì, bệnh ngoài da, bệnh xơ cứng động mạch ở người cao tuổi.
Rau cải trắng có chứa nhiều chất bổ và vitamin đặc biệt là vitamin C có tác
dụng chống oxy hóa mạnh.
3

Cải thìa có nhiều vitamin A, B, C. Lượng vitamin C của nó rất phong phú,
đứng vào bậc nhất trong các loại rau. Sau khi phơi khô, hàm lượng vitamin C vẫn
còn cao. Cải thìa là thực phẩm dưỡng sinh, ăn vào có thể lợi trường vị, thanh nhiệt,
lợi tiểu tiện và ngừa bệnh ngoài da.
Cải thảo chứa nhiều vitamin A, B, C, E có vị ngọt, tính mát, có tác dụng hạ
khí, làm mềm cổ họng, bớt rát đỡ ho, bổ ích trường vị. Ngoài ra, cải thảo có thể
chữa một số bệnh như sốt rét, viêm bang quang, viêm đường tiết niệu.
Thành phần dinh dưỡng trong cải xanh khá cao, đặc biệt là thành phần diệp
hoàng tố và vitamin K. Ngoài ra, cải xanh còn có rất nhiều vitamin A, B, C, D, chất
caroten, anbumin, a-xit nicotic có tác dụng giải chứng cảm hàn, thông đàm, lợi
khí
1.1.3. Một số tiêu chí rau an toàn [7, 17, 21]
1.1.3.1. Định nghĩa
Trong quá trình gieo trồng, để có sản phẩm rau an toàn nhất thiết phải áp dụng
các biện pháp kỹ thuật và sử dụng một số nguyên liệu như nước, phân bón, thuốc
trừ sâu bệnh. Trong các nguyên liệu này, kể cả đất trồng, đều có chứa những
nguyên tố gây ô nhiễm rau và ít nhiều đều để lại một số dư lượng trên rau sau khi
thu hoạch. Vì vậy, trong thực tế hiện nay hầu như không thể có sản phẩm rau sạch
với ý nghĩa hoàn toàn không có yếu tố độc hại. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng,
những yếu tố này thực sự chỉ gây độc khi chúng để lại một dư lượng nhất định nào
đó trên rau, dưới mức dư lượng này thì không độc hại. Mức dư lượng tối đa không
gây hại cho người có thể chấp nhận gọi là mức dư lượng cho phép (hoặc ngưỡng dư
lượng giới hạn).
Như vậy, những sản phẩm rau không chứa hoặc có chứa dư lượng các yếu tố
độc hại nhưng dưới mức dư lượng cho phép được coi là rau an toàn với sức khỏe
người, nếu trên mức dư lượng cho phép là rau không an toàn.
1.1.3.2. Tiêu chuẩn rau an toàn
Ngày 19/12/2007, bộ trưởng bộ Y tế đã ra quyết định số 46-2007-QĐ-BYT
“Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm’’. Trong

quyết định này qui định mức dư lượng cho phép trên sản phẩm rau đối với hàm
4

lượng nitrate, kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh và thuốc BVTV. Các mức dư
lượng cho phép này chủ yếu dựa vào qui định của Tổ chức lương nông thế giới
(FAO) và Tổ chức y tế thế giới (WHO). Các cá nhân, tổ chức sản xuất và sử dụng
rau dựa vào các mức dư lượng này để kiểm tra xác định sản phẩm có đạt tiêu chuẩn
an toàn hay không.
Ngoài ra trong thực tế rau an toàn còn phải mang tính hấp dẫn về mặt hình
thức: rau phải tươi, không có bụi bẩn, không có triệu chứng bệnh và được đựng
trong bao bì sạch sẽ.
Yêu cầu về chất lượng rau an toàn phụ thuộc vào điều kiện môi trường canh
tác và kỹ thuật trồng trọt. Yêu cầu về hình thức được thực hiện khi thu hoạch và
trong quá trình bảo quản, đóng gói.
Bảng 1.1. Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực
phẩm ( Ban hành kèm theo quy định số 46/2007/QĐ- BYT ngày 19 tháng 12 năm
2007 của Bộ trưởng Bộ Y Tế).
Thực phẩm Zn (mg/kg)
Sữa và sản phấm sữa 40
Rau, quả 40
Thịt và sản phẩm thịt 40
Cá và sản phẩm cá 100
Chè, sản phẩm chè 40
Cà phê 40
Đồ uống có cồn 2.0
Nước ép rau, quả 5.0
1.1.4. Sự xâm nhập của Zn vào rau cải
Có nhiều yếu tố làm rau bị ô nhiễm, trong đó quan trọng nhất là các yếu tố sau:
dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, dư lượng nitrate (NO
3

-
), sinh vật gây bệnh, dư
lượng kim loại nặng
5

Nguyên nhân của sự ô nhiễm này là do trong thuốc BVTV và phân bón NPK
có chứa một số kim loại nặng. Trong quá trình tưới tiêu, các kim loại nặng này bị
rửa trôi xuống ao hồ, sông rạch, thâm nhập vào mạch nước ngầm gây ô nhiễm
nguồn nước tưới rau. Mặt khác, nguồn nước thải của thành phố và các khu công
nghiệp chứa nhiều kim loại nặng mà người dân thường sử dụng trực tiếp để tưới
rau.
Biện pháp khắc phục sự ô nhiễm này là không trồng rau trong khu vực có chất
thải của nhà máy, các khu vực đất đã bị ô nhiễm do quá trình sản xuất trước đó.
Ngoài ra, không tưới rau bằng nguồn nước có nước thải của các nhà máy công
nghiệp. Quan trọng nhất là sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, thuốc kích
thích …đúng liều lượng, không lạm dụng .
1.2. Vài nét về kim loại kẽm [2]
1.2.1. Trạng thái thiên nhiên
Kẽm là nguyên tố tương đối phổ biến, trữ lượng của nó trong trái đất là
1,5.10
-3
% tổng số nguyên tử.
Khoáng vật chính của Zn là sphalerit (ZnS), calamin (ZnCO
3
), phranclirit hay
ferit kẽm (Zn(FeO
2
)
2
), Zincit (ZnO).

Trong động vật và thực vật có chứa kẽm với hàm lượng nhỏ, trong cơ thể
người chứa khoảng 0.001%, trong 1lít nước biển có chứa 10
-2
mg Zn.
Kẽm trong tự nhiên là hỗn hợp của 4 đồng vị ổn định là Zn
64
, Zn
66
, Zn
67
, và
Zn
68
với đồng vị 64 là phổ biến nhất (48,6% trong tự nhiên). 22 đồng vị phóng xạ
được biết đến phổ biến và ổn định nhất là Zn
65
với chu kỳ bán rã 244,26 ngày, và
Zn
72
với chu kỳ bán rã 46,5 giờ. Các đồng vị phóng xạ khác có chu kỳ bán rã nhỏ
hơn 14 giờ và phần lớn có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 giây.
1.2.2. Tính chất vật lý
Kẽm là một kim loại màu trắng xanh, óng ánh và nghịch từ.Kẽm kim loại cứng
và giòn ở hầu hết cấp nhiệt độ nhưng trở nên dễ uốn từ 100 đến 150 °C. Trên
210°C, kim loại giòn trở lại và có thể được tán nhỏ bằng lực. Kẽm có tính dẫn điện
khá. So với các kim loại khác, kẽm có độ nóng chảy (419,5°C,1F) và điểm sôi
(907°C) tương đối thấp. Điểm sôi của nó là một trong số những điểm sôi thấp nhất
6

của các kim loại chuyển tiếp, chỉ cao hơn thủy ngân và cadmi. Khối lượng riêng lớn

7.13mg/m
3
.
1.2.3. Tính chất hoá học
Kẽm là kim loại hoạt động, có tính khử mạnh, thế điện cực chuẩn của kẽm E
0
Zn
2+
/ Zn

= -0.76 V. Ở nhiệt độ thường, kẽm bền với nước vì trên bề mặt kẽm có
màng oxit hoặc cacbonat bazơ bảo vệ. Ở nhiệt độ cao, khử nước biến thành oxit .
Zn

+ H
2
O → ZnO + H
2
Khi nung nóng, kẽm cháy mãnh liệt tạo oxit, Zn cháy cho ngọn lửa màu lam
sáng chói.
2 Zn + O
2
→ 2 ZnO
Kẽm phản ứng trực tiếp với halogen (X
2
) , lưu hùynh và các nguyên tố khác
như P, Se…
Zn + X
2
→ ZnX

2
Zn + E → ZnX
2
( E là S, Se…)
Zn + P → Zn
3
P
2
Kẽm tác dụng dễ dàng với axit không oxi hóa. Tuy nhiên, kẽm tinh khiết
không tan trong axit .
Zn + 2 H
2
O + 2 H
2
O
+
→ [Zn(H
2
O)
4
]
2+
Kẽm phản ứng mạnh với các axit oxi hóa. Kẽm có thể khử dung dịch HNO
3
rất
loãng đến ion NH
4
+
.
4Zn + 10HNO

3
→ 4Zn(NO
3
)
2
+ NH
4
NO
3
+ 3H
2
Kẽm dễ dàng tan trong dung dịch kiềm giải phóng hidro
Zn + OH
-
+ 2H
2
O → [Zn(OH)
4
]
-2
+ H
2
Kẽm có thể tan ngay trong dung dịch NH
3
Zn + NH
3
+ 2H
2
O → [Zn(NH
3

)
4
(OH)
2
]

+ H
2
Kẽm còn có thể tan trong dung dịch muối NH
4
+
đặc do quá trình thủy phân
muối NH
4
+
tạo sản phẩm phá hủy màng bảo vệ.
7

1.3. Vai trò, chức năng và tính độc của kẽm Zn [ 16, 21, 22]
1.3.1. Tính độc của kẽm
Kẽm là một trong những nguyên tố vi lượng cần thiết cho thực vật, động vật
và con người. Với hàm lượng bé kẽm đóng vai trò là chất dinh dưỡng cần thiết cho
quá trình sinh trưởng phát triển. Kẽm là thành phần cấu tạo nên các ezim, là chất
xúc tác cho một quá trình sinh hóa trong cơ thể thực vật và con người nên hiện
tượng thiếu kẽm sẽ kìm hãm quá trình sinh trưởng phát triển của động thực vật và
con người. Tuy nhiên kẽm với nồng độ lớn sẽ trở thành một chất độc gây cản trở
một số quá trình sinh hóa trong người và thực vật.
Ngộ độc kẽm cấp tính, có thể gây chết người với triệu chứng như: có vị kim
loại khó chịu và dai dẳng trong miệng, đau bụng đi chảy, buồn nôn, mồ hôi lạnh, co
giật, hạ huyết áp, yếu cơ, khó thở, tê liệt, bí tiểu và cuối cùng mạch đập khẽ, nạn

nhân chết sau 10 đến 48 giây.
1.3.2. Vai trò của kẽm đối với thực vật
Nguyên tố kẽm có vai trò trong dinh dưỡng cây trồng như là việc ảnh hưởng
đến sự tổng hợp sinh học axit indol acetic; là thành phần thiết yếu của men metallo-
enzimes carbonic, anhydrase, anxohol dehydrogenase.
Kẽm còn giúp cho việc tăng cường khả năng sử dụng đạm và lân trong cây.
Đặc biệt, kẽm còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp axit nucleic và
protein. Thiếu kẽm có thể làm giảm năng suất tới 50% mà không biểu hiện triệu
chứng gì.
1.3.3. Vai trò của kẽm đối với cơ thể con người
Kẽm là một nguyên tố vi lượng cũng là chất khoáng rất quan trọng trong việc
đảm bảo sức khoẻ tốt cho con người. Cơ thể con người không thể thiếu kẽm, một
người ăn thức ăn thiếu kẽm trong thời gian dài thì sẽ sinh bệnh. Kẽm có thể đem lại
sự miễn dịch đối với cảm lạnh hay cúm. Thị giác, vị giác, khứu giác và trí nhớ có
liên quan đến kẽm và sự thiếu hụt kẽm có thể gây ra sự hoạt động không bình
thường của các cơ quan này.
Đối với đàn ông kẽm có thể ảnh hưởng tới sự phát dục của khí quan sinh thực,
khả năng tình dục và chi phối trạng thái hoạt động của tuyến tiền liệt. Hàm lượng
8

kẽm của tuyến tiền liệt nếu giảm 35% so với hàm lượng bình thường sẽ bị phì đại
nhẹ tuyến tiền liệt, nếu giảm 38% sẽ dẫn tới viêm tuyến tiền liệt mạn tính, giảm
66% sẽ phát triển thành ung thư. Đối với phụ nữ thiếu kẽm có thể dẫn đến tình trạng
không thể mang thai.
1.4. Các phương pháp vô cơ hóa mẫu [ 8, 10, 11]
Để xác định hàm lượng Zn trong rau xanh, trước hết ta phải tiến hành xử lý
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 có thể dẫn đến sai
lệch kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thực
hiện không tốt. Hiện nay, có nhiều kĩ thuật xử lý mẫu phân tích, với đối tượng rau

xanh thì ba kĩ thuật dùng để phá mẫu gồm kĩ thuật vô cơ hoá ướt bằng axit đặc hoặc
oxi hóa mạnh, kĩ thuật vô cơ hoá khô bằng nhiệt độ và phương pháp khô - ướt kết
hợp.
1.4.1. Phương pháp vô cơ hoá mẫu khô
Nguyên tắc: Đối với các mẫu hữu cơ trước hết phải được xay nghiền thành
bột, vữa hay thể huyền phù. Sau đó dùng nhiệt để hoá tro mẫu, đốt cháy chất hữu cơ
và đưa các kim loại về dạng oxit hay muối của chúng.
Cụ thể là: Cân lấy một lượng mẫu nhất định (10 - 15 gam) vào chén nung.
Nung chất mẫu ở nhiệt độ thích hợp, để đốt cháy hết các chất hữu cơ, và lấy bã vô
cơ còn lại của các mẫu là các oxit, các muối…sau đó hoà tan bã thu được trong axit
vô cơ như HCl, HNO
3
…để chuyển các kim loại về dạng ion tự do trong dung dịch.
Yếu tố quyết định dạng tro hoá ở đây là nhiệt độ nung và thời gian nung và các chất
phụ gia thêm vào mẫu khi nung. Nhiệt độ tro hoá các chất hữu cơ thường được chọn
thích hợp trong khoảng 400 – 550
0
C, tuỳ theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích.
Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng:
+ 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.
9

+ 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,…
+ Hay bị mất một số nguyên tố như Cd, Pb, Zn…nếu không dùng chất bảo vệ
và chất chảy.

1.4.2. Phương pháp vô cơ hoá mẫu ướt
Nguyên tắc chung: Dùng axit đặc có tính oxi hoá mạnh như (HNO
3
, HClO
4
…),
hay hỗn hợp các axit đặc có tính oxi hoá mạnh (HNO
3
+ H
2
O
2
)… để phân huỷ hết
chất hữu cơ và chuyển các kim loại ở dạng hữu cơ về dạng ion trong dung dịch
muối vô cơ. Việc phân huỷ 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, tuỳ thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hoá học của nó. Thời gian
phân huỷ mẫu trong các hệ hở, bình Kendan, ống nghiệm, cốc…thường từ vài giờ
đến vài chục giờ, cũng tuỳ loại mẫu, bản chất của các chất, còn nếu trong lò vi sóng
hệ kín thì chỉ cần vài chục phút. Thường khi phân huỷ xong phải đuổi hết axit dư
trước khi định mức và tiến hành đo phổ.
Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng:
+ Không mất một số kim loại như Pb, Fe, Zn, Cu…
+ Không làm mất chất phân tích
+ Thời gian phân huỷ lâu, thường là từ 10 -12 giờ.
+ Tốn nhiều axit tinh khiết, axit dư nhiều, phải đuổi axit sau khi xử lý.
+ Dễ gây nhiễm bẩn, nếu các hoá chất không có độ sạch cao.
+ Thời gian đuổi axit dư lâu.
1.4.3. Phương pháp vô cơ hoá mẫu khô - ướt kết hợp
Nguyên tắc: mẫu được phân hủy trong chén hay trong cốc nung mẫu. Trước

tiên người ta thực hiện xử lý ướt trong cốc hay chén bằng một lượng nhỏ dung môi
hay hỗn hợp dung môi để phá vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của hợp chất mẫu và tạo
điều kiện giữ một số nguyên tố có thể bay hơi khi nung, sau đó mới đem nung ở
một nhiệt độ thích hợp cho đến tro trắng.
Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng:
+ Hạn chế được sự mất mát của một số chất phân tích do nhiệt độ cao
10

+ Sự tro hóa là triệt để, sau khi hòa tan sẽ được dung dịch mẫu trong
+ Không tốn nhiều dung môi đặc biệt là axit tinh khiết (lượng dung môi chỉ
bằng 1/4 đến 1/3 lượng cần dùng cho xử lý ướt)
+ Thời gian xử lý nhanh và triệt để hơn so với cách xử lý thông thường
+ Không phải đuổi axit dư lâu nên hạn chế được sự nhiễm bẩn do môi trường
+ Phù hợp cho nhiều loại mẫu khác nhau để xác định kim loại và anion
+ Thời gian nung lâu, sử dụng lò nung.
Qua tìm hiểu các tài liệu [8, 10, 11 ] chúng tôi chọn phương pháp vô cơ hóa
mẫu ướt để xác đinh Zn trong mẫu rau cải bằng phương pháp AAS.
1.4.3. 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. Một số
tác nhân vô cơ hóa mẫu thường sử dụng như sau:
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 mẫu 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 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 sau đó mới sử dụng HClO
4
(đặc biệt
11

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.
Qua quá trình tìm hiểu tài liệu và một số công trình nghiên cứu [10, 11 ]

chúng tôi chọn hỗn hợp dung môi sử dụng để vô cơ hóa mẫu ướt mẫu rau cải là
hỗn hợp HNO
3
đặc

và HCl đặc.
1.5. Các phương pháp xác định kẽm trong rau cải [ 7, 11, 12,13]
1.5.1. Phương pháp điện hóa
1.5.1.1. Phương pháp cực phổ cổ điển
Zn có hoạt tính cực phổ, trong nhiều nền cho sóng cực phổ định lượng .
Nguyên tắc của phương pháp là khử ion Zn
2+

trên catot là giọt thủy ngân tạo ra
sóng cực phổ. Phản ứng xảy ra ở catot
Zn
2+

+ 2e = Zn
0
E = - 0,7628 V
Độ nhạy của phương pháp cực phổ không cao, chỉ xác định nồng độ các
nguyên tố trong khoảng 10
-5
– 10
-3
M.
1.5.1.2. Phương pháp Von -Ampe hoà 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. Các quá trình xác định Zn bằng phương pháp von –ampe hòa tan xung
vi phân gồm các giai đoạn:
Giai đoạn 1 : Điện phân làm giàu Zn trên bề mặt vi điện cực (Catot )
Zn
2+
+ ne  Zn
Sau đó để hệ thống nghỉ khoảng 10 đến 20 giây để sản phẩm của sự điện phân
phân bố đều trên bề mặt điện cực catot.
Giai đoạn 2 : Hòa tan sản phẩm điện phân thường là các kim loại kết tủa trên
bề mặt điện cực và ghi dòng hòa tan bằng phương pháp von ampe kết hợp xung vi
phân dưới dạng pic. Trong điều kiện thích hợp cường độ dòng hoà tan tỷ lệ thuận
với lượng kẽm đã kết tủa trên bề mặt điện cực cũng như nồng độ chất cần xác định
trong dung dich.
Độ nhạy của phương pháp cao từ 10
-6
– 10
-8
M và xác định được nhiều kim
loại.
12

1.5.2. Phương pháp quang học [5, 11, 13, 15]
1.5.2.1. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES)
Đây là kỹ thuật phân tích được sử dụng rộng rãi trong phép phân tích, nó cho
phép xác định định tính và định lượng hàm lượng đa lượng hoặc vi lượng của Zn.
Ưu điểm của phương pháp này là phân tích nhanh hàng loạt mẫu, cho độ nhạy và độ
chính xác cao, độ nhạy cỡ 0,001%.
1.5.2.2. Phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS
Phương pháp trắc quang dùng dithizon là một phương pháp tiêu chuẩn để xác
định kẽm, phức của kẽm với dithizon có màu đỏ, có thể chiết ion kẽm ra khỏi dung

dịch dithizon trong CCl
4
, phản ứng tạo phức tại pH = 4-7, tại pH này các ion của
các nguyên tố Cu, Cd, Pb cũng phản ứng với dithizon. Để loại trừ ảnh hưởng của
các nguyên tố này người ta chiết kẽm từ dung dịch nước ở pH = 5 chứa lượng dư
SCN
-
và CN
-
. Các hợp chất oxi hóa dithizon như Cl
2
, Br
2
, I
2
, H
2
O
2
được loại trừ
bằng cách đun sôi dung dịch. Một số chất vô cơ cản trở quá trình chiết và gây đục
CCl
4
, do vậy phải vô cơ hóa bằng H
2
SO
4
, HNO
3
, H

2
O
2
. Đo mật độ quang của phức
kẽm – dithizon tong pha hữu cơ ở bước sóng 530nm.
1.5.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
AAS là một trong những phương pháp hiện đại, được áp dụng phổ biến trong
các phòng thí nghiệm. Phương pháp này xác định được hầu hết các kim loại trong
mẫu sau khi đã chuyển hóa chúng về dạng dung dịch. Trong phép đo AAS đối với
Zn người ta thực hiện đo với bước sóng bước tối ưu là 213,9 nm, thời gian đo 5
giây, tốc độ bơm khí C
2
H
2
là 2lít/phút, khe đo là 0,7 nm, giới hạn phát hiện Zn
2+
của
phương pháp phân tích: 0.003µg/ml. Phương pháp có độ nhạy cao, kết quả phân
tích ổn định.
Để phù hợp với điều kiện nghiên cứu chúng tôi chọn phương pháp quang phổ
hấp thụ nguyên tử để xác định Zn trong một số mẫu rau cải.
13

1.6. Giới thiệu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [ 5, 13, 15]
1.6.1. Cơ sở lý thuyết của phép đo
1.6.1.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử
Nguyên tử tồn tại ở trạng thái hơi tự do mà bị kích thích bằng một chùm tia
sáng có bước sóng xác định thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ có bước
sóng nhất định ứng với đúng những tia mà nó phát ra trong quá trình phát xạ, gọi là
tia bức xạ cộng hưởng. Lúc này nguyên tử nhận năng lượng, chuyển lên trạng thái

kích thích và phát ra phổ, phổ đó gọi là phổ hấp thụ 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.
1.6.1.2. Cường độ vạch phổ
Trong một vùng nồng độ nhỏ của chất phân tích, mối quan hệ giữa cường độ
vạch phổ hấp thụ và nồng độ N của nguyên tố đó trong đám hơi nguyên tử tự do
cũng tuân theo định luật Lamber-Beer.
I= I
o
. e
-(Kυ.N.L)


Tuy nhiên trong các máy đo AAS, bề dày L phụ thuộc vào cấu trúc của máy
nên L coi như không đổi, D chỉ phụ thuộc vào số nguyên tử N trong môi trường hấp
thụ, nên khi đó biểu thức trên có dạng:
D
۸
= K.N
Mặt khác, giữa số nguyên tử N của nguyên tố trong môi trường hấp thụ và
nồng độ C của nguyên tố cần phân tích trong mẫu cũng có quan hệ nhất định, mối
quan hệ này rất phức tạp, phụ thuộc vào điều kiện nguyên tử hóa mẫu, thành phần
vật lý, hóa học, trạng thái tồn tại của nguyên tố trong mẫu. Kết quả thực nghiệm đã
chỉ ra rằng, trong một giới hạn nhất định của nồng độ C thì mối quan hệ giữa N và
C có thể biểu thị theo công thức :
N = K
a
. C
b

Trong đó K
a
là hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện thực
nghiệm của phép đo phổ. Hệ số b là hằng số bản chất, phụ thuộc vào từng vạch phổ
của từng nguyên tố, b có giá trị bằng 1 hoặc nhỏ hơn 1. Giá trị của b bằng 1 khi
14

nồng độ C nhỏ và ứng với mỗi vạch phổ của mỗi nguyên tố phân tích ta luôn tìm
được một giá trị C bằng C
o
để b bắt đầu nhỏ hơn 1. Biểu thức có dạng:
D = k . C
b
Nếu C < C
o
thì b = 1. Ngược lại nếu C > C
o
thì b <1. Giá trị C được coi là giới
hạn của vùng tuyến tính.
1.6.2. Nguyên tắc và trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
1.6.2.1. Nguyên tắc chung của phương pháp
Phương pháp phân tích này dựa trên cơ sở đo phổ hấp thụ nguyên tử của một
nguyên tố. Vì vậy muốn thực hiện phép đo AAS của một nguyên tố đầu tiên cần
phải 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. Sau
đó, 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 đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ xác định và tạo ra phổ hấp thụ. Và cuối
cùng 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.

1.6.2.2. Trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
Nguồn bức xạ đơn sắc là nguồn phát ra bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần phân
tích, nguồn này sẽ chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do và phải là là nguồn phát ra
bức xạ nhạy của nguyên tố cần phân tích. Ngoài ra, phải tạo được chùm tia phát xạ
thuần khiết bao gồm một số vạch nhạy, đặc trưng của nguyên tố cần phân tích, còn
phổ nền không đáng kể. Bên cạnh đó, chùm tia phát xạ 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).
15

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 kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng
ngọn lửa đèn khí (F- AAS) hoặc kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa (ETA-
AAS). Trong đề tài này chúng tôi sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn
lửa .
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.
Trang bị chỉ thị đo kết quả có thể là một điện 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.
1.6.3. Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu
Nguyên tử hoá mẫu là giai đoạn tạo ra các nguyên tố tự do, là yếu tố sinh ra
phổ AAS. Có hai kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu trong
ngọn lửa của đèn khí với các phép đo ngọn lửa ( Flame: AAS: F-AAS) và kỹ thuật
nguyên tử hóa không ngọn lửa trong cuvet graphit với phép đo không ngọn lửa
(Flame Less: ETA- AAS). Dưới đây là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa.
Theo kỹ thuật này mẫu ở trạng thái dung dịch được dẫn vào buồng để tạo sol khí
sau đó được trộn đều với khí mang và khí cháy (C
2
H
2
) và dẫn tới đèn nguyên tử hóa
mẫu. Nhiệt độ của các loại đèn khí không cao, khoảng 1900- 3300
o
C.
Cơ chế của quá trình nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa:
Nếu năng lượng hóa hơi E
h
< năng lượng nguyên tử hóa E
n
thì các phần tử mẫu
sẽ hoá hơi, nguyên tử hóa sẽ hấp thụ bức xạ tạo phổ AAS. Tức là :
Me
n
X
m (1)
→ Me
n
X

m (k)
→ n Me
(k)
+ mX
n Me
(k)
+ n (h
y
) → Phổ F- AAS
16

Nếu năng lượng hóa hơi E
h
> năng lượng nguyên tử hóa E
n
thì

các phân tử mẫu
sẽ phân ly thành nguyên tử sau đó hóa hơi và hấp thụ tia bức xạ để tạo ra phổ AAS
Me
n
X
m (1)
→ n Me
n
+ mX → nMe
(k)
n Me
(k)
+ n (h

y
) → Phổ F- AAS
Quá trình này có ưu điểm là kích thích êm dịu, an toàn, xác định phần lớn kim
loại. Tuy nhiên, trong ngọn lửa có nhiều cơ chế phụ đó là sự tạo thành các hợp chất
bền nhiệt kiểu MeO (BaO, CaO) ở vỏ ngọn lửa, làm giảm cường độ vạch phổ (V,
W, Al). Ngoài ra, đối với các nguyên tử có năng lượng kích thích thấp như kim loại
kiềm, kiềm thổ tạo ra nhiều ion, thay vì thu phổ nguyên tử ta thu phổ ion. Như vậy
ta phải điều chỉnh ngọn lửa ở nhiệt độ thấp hoặc thêm vào chất phân tích một số
chất có năng lượng ion hóa thấp hơn để thay vì ion hóa nguyên tố phân tích thì ion
hóa chất thêm. Bên cạnh phổ hấp thụ thì có phổ phát xạ của một số nguyên tố vì thế
người ta cho thêm chất nền tránh sự phát xạ.
1.6.4. Phương pháp phân tích định lượng theo AAS
1.6.4.1. Phương pháp đồ thị chuẩn (đường
chuẩn)
Chuẩn bị một
dãy
mẫu dung dịch
chuẩn của chất phân tích
(thông thường
là 5 mẫu
)
và các mẫu phân tích
trong
cùng một điều kiện. Các mẫu dung dịch
chuẩn có nồng độ
tăng dần là
C
1
, C
2

, C
3
, C
4
, C
5

và
mẫu
phân tích là C
x
. Đo mật độ
quang của các dung dịch trên với các điều kiện tối ưu, rồi vẽ đường chuẩn biểu diễn
sự phụ thuộc giữa D và C.
Trên cơ sở đường chuẩn tìm phương trình đường thẳng,
dựa vào phương trình tìm C
x
Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện và rất thích hợp chỉ cần xác định
đường chuẩn có thể phân
tích
hàng loạt mẫu của cùng một nguyên tố, như
trong kiểm tra chất lượng thành
phẩm,
kiểm tra nguyên liệu sản xuất.
1.6.4.2.
Phương pháp thêm tiêu
chuẩn
Nguyên tắc: Dùng ngay mẫu phân tích làm
nền
để chuẩn bị một dãy 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 là
∆C
1
, ∆C
2
, ∆C
3
, ∆C
4
, ∆C
5
như thế chúng ta sẽ
có một
dãy mẫu chuẩn ( bảng 1.2), trong đó C
x
là nồng độ (hàm lượng)
của
nguyên tố
17

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
Nồng độ mẫu phân
tích
C
x
C
x
C
x
C
x
C
x
C
x
Nồng độ thêm vào 0
∆C
1
∆C

2
∆C
3
∆C
4
∆C
5
D
λ
đo được
D
o
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
Đo mật độ quang của dãy dung dịch rồi xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự
phụ thuộc giữa D và C. Sau đó để xác định nồng độ C
x

chưa biết chúng ta có thể
dùng phương pháp nội suy hay ngoại suy từ đồ thị (hình 1.2
)
Ngoại suy Nội suy

Hình 1.2. Đồ thị của phương pháp thêm chuẩn
1.6.5.
Các phương pháp phân tích theo
AAS
Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử để xác định một nguyên tố hay một
hợp
chất người ta có thể tiến hành phân tích ngay chính chất đó theo phổ hấp thụ
nguyên
tử
của nó, như phân tích các kim loại, hay qua việc đo phổ hấp thụ
nguyên tử của
một
chất khác, khi chất phân tích không có tính chất hấp thụ
nguyên tử, nhưng chất này
lại
có một sự tương tác rất định lượng về mặt hóa
học theo một phản ứng hóa học
nhất
định với một kim loại có phổ hấp thụ
nguyên tử nhạy. Do đó xuất hiện hai loại
phương
pháp phân tích định lượng theo
phổ hấp thụ nguyên tử
là
các phương pháp phân tích trực tiếp, cho chất có phổ
AAS hoặc các phương pháp phân tích gián tiếp, cho chất không có phổ
AAS.
18

1.6.5.1. Các phương pháp xác định trực

tiếp
Về nguyên tắc thì tất cả các nguyên tố và các chất có phổ hấp thụ
nguyên
tử
chúng ta đều có thể xác định nó một cách trực tiếp theo phổ hấp thụ
nguyên tử của
nó
từ dung dịch mẫu phân tích. Nghĩa là các phương pháp xác
định trực tiếp chỉ phù
hợp
cho việc xác định các kim loại có vạch phổ hấp thụ
nguyên tử. Vì các kim loại đều
có
phổ hấp thụ nguyên tử của nó trong những
điều kiện nhất định. Theo cách này,
nói
chung trong nhiều trường hợp, mẫu
phân tích trước hết được xử lí theo một cách
phù
hợp để được dung dịch mẫu có
chứa các ion kim loại cần phân tích. Tiếp đó tiến
hành
định lượng nó theo một
trong các cách chuẩn hóa đã biết (như theo phương
pháp
đường chuẩn,
phương pháp thêm, hay phương pháp một mẫu đầu, ). Đây là các phương pháp
phân tích thông thường, đã và
đang
được dùng rất phổ biến, để xác định lượng

vết các kim loại trong các đối tượng
mẫu
hữu cơ và vô cơ khác nhau theo phổ
hấp thụ nguyên tử của nó. Vì thế người ta gọi
đối
tượng của các phương pháp
phân tích này là phân tích kim loại trong các loại mẫu
vô
cơ và hữu cơ.
Khi phân tích các loại mẫu này thì nguyên tắc chung là gồm hai giai
đoạn.
Giai đoạn 1: Xử lí mẫu để đưa nguyên tố kim loại cần xác định có trong mẫu
về
trạng thái dung dịch của các cation theo một kĩ thuật phù hợp, để chuyển
được
hoàn
toàn nguyên tố cần xác định vào dung dịch đo
phổ.
Giai đoạn 2: Phân tích nguyên tố cần thiết theo phổ hấp thụ nguyên tử của
nó
theo những điều kiện phù hợp (một quy trình) đã được nghiên cứu và chọn
ra.
Tất nhiên, ở đây giai đoạn I là cực kỳ quan trọng. Vì nếu xử lí mẫu không tốt
thì
có thể làm mất nguyên tố cần phân tích hay làm nhiễm bẩn mẫu. Nghĩa là việc
xử
lí mẫu không đúng sẽ là một nguồn sai số rất lớn cho kết quả phân tích, mặc
dù
phương pháp phân tích đã được chọn là phù hợp nhất. Vấn đề này đặc biệt có
ý

nghĩa
lớn trong phân tích lượng vết các nguyên
tố.
Các phương pháp phân tích trực tiếp này là thích hợp để xác định các kim
loại,
mà bản thân chúng có phổ hấp thụ nguyên tử. Nhưng trong khoảng năm năm
lại
đây,
nhiều phương pháp phân tích gián tiếp đã xuất hiện để phân tích các chất
không có
phổ
hấp thụ nguyên tử, ví dụ như xác định các Anion, các nhóm phân
19

tử, các hợp chất
hữu
cơ, các dược
phẩm.
1.6.5.2. Phương pháp phân tích định lượng gián tiếp theo AAS
Đây là một phạm vi ứng dụng mới của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử
để
phân
tích các chất không có phổ hấp thụ nguyên tử hay phổ hấp thụ nguyên tử
của nó
kém
nhạy. Các phương pháp này hiện nay đang được phát triển và ứng
dụng để phân
tích
các Anion và các chất hữu
cơ.

Nói chung các phương pháp xác
định gián tiếp các chất không có phổ hấp
thụ
nguyên tử bằng phép đo phổ hấp
thụ nguyên tử được dựa theo hai nguyên tắc
chính.
Nguyên tắc thứ nhất của các phương pháp này là nhờ một phản ứng hóa
học
trung gian có tính chất định lượng của chất ta cần nghiên cứu X (chất X cần
xác
định)
với một thuốc thử thích hợp có phổ AAS trong một điều kiện nhất
định.
Ví dụ xác định Cl
-
dùng AgNO
3
.
Nguyên tắc thứ hai là dựa theo hiệu ứng là khi chất phân tích X có mặt
trong
mẫu với một vùng nồng độ nhất định, thì nó làm giảm hay làm tăng
cường độ,
vạch
phổ hấp thụ nguyên tử của một kim loại một cách tuyến tính.
Ví dụ muốn xác định F
-
người ta dung Mg có nồng độ 2ppm và đo vạch phổ phát xạ
của Mg- 285,20nm.
1.6.6. Các yếu tố ảnh hưởng tới phép đo AAS
1.6.6.1. Các yếu tố vật lý

Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch ảnh hưởng rất nhiều tới hiệu suất
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 ion hóa thường không ảnh hưởng nghiêm trọng tới quá trình phân tích các
kim loại nặng nhưng nó ảnh hưởng rất lớn tới quá trình phân tích các kim loại kiềm
và kiềm thổ. Sự oxi hóa càng mạnh càng làm giảm cường độ vạch phổ hấp thụ
nguyên tử của đám hơi. Để khắc phục hiện tượng này phải thêm vào mẫu phân tích
các nguyên tố có thế ion hóa thấp hơn thế ion hóa của nguyên tố phân tích. Khi đó
sự oxi hóa sẽ xảy ra với nguyên tố được thêm vào.
20

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 thế kích thích phát xạ tương đối
thấp còn các nguyên tố khác thì sự kích thích không đáng kể.
1.6.6.2. Các yếu tố hóa học
Thành phần nền của nguyên tố được 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 và một số loại axit có trong dung dịch 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 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
1.6.6.3. 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 của hiện tượng
này là do nền mẫu phân tích và một số yếu tố khác ( đèn, ngọn lửa, sự tán xạ của
ánh sáng bên ngoài ).
Nền mẫu phân tích bao gồm: sự hấp thu nền mẫu, sự chen lấn của vạch phổ,
sự hấp thu các hạt rắn.
Trong vùng khả kiến thì sự hấp thu nền mẫu 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. Người ta có thể loại nền bằng phương
pháp 2 vạch phổ, phương pháp dùng 2 nguồn sáng liên tục, phương pháp dựa trên
hiệu ứng Zecman và phương pháp dùng nguồn đơn sắc hoạt động 2 chế độ dòng (pp
Smith – Hifetie ).
Sự chen lấn của vạch phổ thường thấy khi có mặt nguyên tố thứ 3 ở trong
mẫu phân tích có nồng độ lớn. Người ta có thể loại sự chen lấn này bằng cách giảm
21

bề rộng khe của hệ đơn sắc, tách bỏ bớt nguyên tố có vạch phổ chen lấn ra khỏi mẫu
phân tích hoặc pha loãng mẫu.
Các hạt rắn nhỏ li ti của mẫu chưa bị hóa hơi và nguyên tử hóa hay các hạt
muội than của nhiên liệu chưa được đốt cháy hoàn toàn thường có ở lớp vỏ của
ngọn lửa, chúng hấp thụ hoặc chắn đường đi của chùm sáng từ đèn chiếu vào môi
trường hấp thụ. Yếu tố này thể hiện rất rõ khi chọn không đúng chiều cao của đèn
nguyên tử hóa mẫu hay hỗn hợp khó cháy không được đốt cháy tốt, thành phần khí
cháy không được chọn phù hợp ( thường là quá dư C
2
H
2
).
Người ta loại trừ yếu tố này bằng cách chỉnh chiều cao ngọn lửa thích hợp,
trộn hỗn hợp khí cháy với tỉ lệ thích hợp hoặc thêm chất phụ gia có nồng độ phù
hợp để ngăn cản sự xuất hiện hợp chất bền nhiệt.
1.6.6. Những ưu điểm và nhược điểm của phép đo AAS
Ưu điểm lớn nhất của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử là có độ nhạy và độ chọn
lọc cao. Gần 60 nguyên tố hóa học có thể xác định trực tiếp được bằng phương
pháp này với độ nhạy 10
-4
→ 10

-5
% , nếu dùng kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn
lửa thì có thể đạt đến độ nhạy 10
-7
%. Do vậy, phương pháp này được sử dụng nhiều
để phân tích các lượng vết trong đối tượng y học, sinh học, nông nghiệp và kiểm tra
các chất có độ tinh khiết cao.
Do phương pháp có độ nhạy cao, nên trong nhiều trường hợp không phải làm
giàu nguyên tố cần xác định nên tốn ít mẫu, thời gian và không phải dùng nhiều hóa
chất tinh khiết cao khi làm giàu mẫu nên tránh được sự nhiễm bẩn mẫu khi xử lý
qua các giai đoạn phức tạp.
Ưu điểm thứ ba của phương pháp này là các động tác thực hiện nhẹ nhàng.
Ngoài ra với các trang thiết bị hiện nay người ta có thể xây dựng đồng thời nhiều
nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ (không quá
15% với vùng nồng độ cỡ ppm)
Bên cạnh những ưu điểm phép đo AAS cũng có những hạn chế nhất định.
Trước hết thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cần phải có hệ thống máy đo
tương đối đắt tiền. Mặt khác cũng chính do phép đo có độ nhạy cao, nên sự nhiễm
bẩn có ảnh hưởng đáng kể đối với kết quả phân tích các kim loại lượng vết. Vì thế
22

môi trường không khí của phòng thí nghiệm phải không có bụi. Các dụng cụ, hóa
chất dùng trong các phép đo phải có độ tinh khiết cao. Và cuối cùng phương pháp
phân tích này chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất trong mẫu phân tích, chứ
không cho biết trạng thái liên kết của nguyên tố trong mẫu. Vì thế nó chỉ là phương
pháp phân tích thành phần nguyên tố.
1.6.7. Đối tượng và phạm vi ứng dụng của phép đo AAS
Đối tượng chính của phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử là xác định
lượng vết các kim loại trong các hợp chất vô cơ và hữu cơ với các đối tượng khác
nhau. Đến nay người ta có thể định lượng hầu hết các kim loại ( khoảng 60 nguyên

tố) và một số phi kim đến hàm lượng cỡ vài phần triệu (ppm), với sai số không quá
15%. Các phi kim như C, Cl, O, N, S chưa xác định được bằng phương pháp này vì
vạch phổ phân tích của các phi kim này thường nằm ngoài vùng phổ của các máy
hấp thụ nguyên tử thông dụng( 190- 900nm). Ví dụ C : 165,70 ; N : 134,70 ; O :
130,20 ; Cl : 134,78 ; S : 180,70nm.
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử được ứng dụng rộng rãi để xác định định lượng
các kim loại, các nguyên tố trong đối tượng phân tích khác nhau. Do độ nhạy, độ
chính xác và độ chọn lọc cao mà phương pháp này thường được ứng dụng để xác
định vi lượng các nguyên tố trong phân tích môi trường, phân tích nước, các sản
phẩm công, nông nghiệp, thực phẩm Không ứng dụng cho việc phân tích các
nguyên tố có vạch cộng hưởng ở miền tử ngoại xa ( C, P và các halogen xa ).
1.7. Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lượng kim loại nặng trong rau
xanh trên thế giới và ở Việt Nam [ 1, 22]
1.7.1. Trên thế giới
Trong những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm
là vấn đề đang được quan tâm, nhất là những quốc gia phát triển nhanh về công
nghiệp. Vì vậy việc nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng tích tụ trong rau xanh đã
được nghiên cứu ở rất nhiều công trình trên thế giới.
Tại Bỉ hàm lượng kim loại kim loại nặng trong rau là rất cao, đặc biệt là tại các
thị trấn xung quanh khu vực khai thác mỏ. Hàm lượng kẽm trong rau cải tại thị trấn
La Calamine trong khoảng từ 30,46 đến 40,24mg/kg, cồn tai thị trấn Plombiesres là
23

từ 45,84 đến 50,93mg/kg. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hàm lượng kẽm trong
rau cải khá cao thay đổi tùy theo hàm lượng nguyên tố này trong đất. Bởi vì đất ở
các vùng này của Bỉ bị ô nhiễm bởi những khu vực khai thác mỏ và nung chảy Zn.
Bên cạnh đó thì tại Singapo, Thái Lan hàm loại kim loại nặng trong rau vẫn
còn nằm trong giới hạn cho phép do ở các nước này đã áp dụng các biện pháp trồng
rau an toàn một cách nghiêm ngặt.
1.7.2. Ở Việt Nam

Việc xác định hàm lượng kim loại nặng trong rau được thực hiện tương đối
rộng rãi trên các thành phố Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng Hiện trạng ô nhiễm
kim loại nặng trong rau xanh ở thành phố Hồ Chí Minh đã được công bố trong tài
liệu [1]. Kết quả phân tích hàm lượng kẽm trong rau cải là từ 18,06mg/kg đến
22,82mg/kg. Kết quả vẫn nằm trong giới hạn cho phép theo quyết định số 867/1998
QĐ-BYT ngày 04/4/1998 của Bộ Y tế.
Ngoài ra nhiều đề tài nghiên cứu cho thấy trong tất cả các loại rau thì rau ngổ,
rau muống, rau cải là chứa hàm lượng kim loại nặng nhiều, đặc biệt là rau muống
tại ngoại ô thành phố Hà Nội, hàm lượng kim loại nặng cao hơn từ 5- 10 lần so với
giới hạn 867/1998 của BYT.
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất
2.1.1. Thiết bị
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS- 100 Spectrometer của hãng Perkin Elmer
24

USA sản xuất năm 1996.
Hình 2.1. Các bộ phận của máy AAS
- Máy nén không khí
- Bình khí C
2
H
2
có độ tinh khiết 99,6 %
- Đèn catot rỗng HCL của hãng Perkin Elmer USA
- Các hệ thống dây nối và van xả khí
- Điều khiển toàn bộ hệ thống qua bộ vi xử lý trên máy hoặc sử dụng phần mềm AA
Winlab để điều khiển và xử lý số liệu.
Tất cả các hệ thống đặt trong phòng máy lạnh có điều hòa và quạt thông gió liên

tục.
2.1.2. Dụng cụ
- Bình tam giác, bình Kendan.
- Đũa thủy tinh
- Phễu lọc, giấy lọc
- Cân phân tích điện tử Psecisa XT 220- A
- Cốc thủy tinh 50ml, 100ml, 250ml.
25
Bình cung cấp khí
Máy AAS
Bộ phận hóa
hơi mẫu