Nghiên cứu xác định hàm lượng chì trong máu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa bằng lò Graphit

ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM







NGƠ TRUNG HIẾU





NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ
TRONG MÁU BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG
PHỔ HẤP THỤ NGUN TỬ VỚI KỸ THUẬT
NGUN TỬ HĨA BẰNG LỊ GRAPHIT






LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC

THÁI NGUN - 2013
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM






NGƠ TRUNG HIẾU




NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ
TRONG MÁU BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG
PHỔ HẤP THỤ NGUN TỬ VỚI KỸ THUẬT
NGUN TỬ HĨA BẰNG LỊ GRAPHIT



CHUN NGÀNH: HĨA PHÂN TÍCH
MÃ SỐ: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC


Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ LAN ANH






THÁI NGUN - 2013
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu,
kết quả đưa ra trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai cơng bố
trong bất kỳ một cơng trình nào khác.


Tác giả
Ngơ Trung Hiếu


XÁC NHẬN CỦA
KHOA CHUN MƠN

XÁC NHẬN CỦA
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG





PGS.TS Lê Hữu Thiềng







Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tơi xin được gửi tới PGS.TS Lê Lan Anh lời biết ơn chân
thành và sâu sắc nhất. Cơ đã tận tình hướng dẫn trong suốt q trình thực hiện
đề tài để tơi hồn thành bản luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn TS. Vũ Đức Lợi, TS. Phạm Gia Mơn các thầy
cơ, các anh chị và các bạn trong Phòng phân tích Viện Hóa Học Việt Nam đã
giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài. Tơi
cũng xin chân thành cảm ơn đơn vị cơ quan nơi tơi cơng tác đã tạo điều kiện để

tơi học tập, nghiên cứu để hồn thành bản luận văn này.
Cuối cùng tơi xin được cảm ơn những người thân u nhất của tơi, đã ln
động viên, cổ vũ để tơi hồn thành tốt luận văn của mình.
Tơi xin chân thành cảm ơn!


Học viên
Ngơ Trung Hiếu










Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Vạch phổ đặc trưng của chì
Bảng 2.2: Bảng quy hoạch thực nghiệm phân tích phương sai một yếu tố
Bảng 2.3: Phân tích phương sai một yếu tố
Bảng 3.1: Các thơng số máy khảo sát cường độ đèn HCL của Pb
Bảng 3.2: Chương trình nhiệt độ lò graphit khảo sát cường độ đèn HCL của Pb
Bảng 3.3: Kết quả khảo sát cường độ đèn HCL của Pb
Bảng 3.4: Các thơng số máy khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb
Bảng 3.5: Chương trình nhiệt độ khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb

Bảng 3.6: Kết quả khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb
Bảng 3.7: Kết quả khảo sát nhiệt độ tro hóa luyện mẫu của Pb
Bảng 3.8: Kết quả khảo sát nhiệt độ ngun tử hóa mẫu của Pb
Bảng 3.9: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na đến phép đo Pb
Bảng 3.10: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ K đến phép đo Pb
Bảng 3.11: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Ca đến phép đo Pb
Bảng 3.12: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Mg đến phép đo Pb
Bảng 3.13: Kết quả khảo sát ảnh hưởng đồng thời của Na, K, Ca, Mg
Bảng 3.14: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Pb
Bảng 3.15: Kết quả phân tích mẫu Pb-1μg/l
Bảng 3.16: Kết quả phân tích mẫu máu chuẩn
Bảng 3.17: Tổng kết các điều kiện đo phổ GF-AAS của Pb
Bảng 3.18: Hàm lượng Pb trong máu của người bình thường
Bảng 3.19: Hàm lượng Pb trong máu của đối tượng phơi nhiễm chì

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cân bằng của chì trong cơ thể người
Hình 1.2: Q trình tác động của chì lên hệ thống tạo huyết
Hình 1.3: Vòng tuần hồn của chì trong mơi trường
Hình 1.4: Sự phân bố chì trong cơ thể
Hình 2.1: Tóm tắt chương trình nhiệt độ lò graphit
Hình 2.2: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ ngun tử
Hình 2.3: Hệ thống ngun tử hóa bằng lò graphit HGA 600
Hình 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy khơ mẫu đến độ hấp thụ của Pb
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ tro hóa luyện mẫu đến độ hấp thụ của Pb
Hình 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ ngun tử hóa mẫu đến độ hấp thụ của Pb
Hình 3.4: Ảnh hưởng của Na đến độ hấp thụ của Pb

Hình 3.5: Ảnh hưởng của K đến độ hấp thụ của Pb
Hình 3.6: Ảnh hưởng của Ca đến độ hấp thụ của Pb
Hình 3.7: Ảnh hưởng của Mg đến độ hấp thụ của Pb
Hình 3.8: Khoảng tuyến tính của Pb
Hình 3.9: Đồ thị đường chuẩn của Pb
Hình 3.10: Mẫu máu chuẩn






Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1 Giới thiệu chung về ngun tố chì [14] 3

1.2 Tính chất lý, hóa học của chì [14, 19] 3

1.2.1 Tính chất vật lý 3

1.2.2 Tính chất hóa học [14] 5

1.3 Các hợp chất của chì 5

1.3.1 Oxit [14,19] 5

1.3.2 Hydroxit 7

1.3.3 Muối 8

1.4 Các ứng dụng của chì 8

1.4 Độc tính và cơ chế gây độc của chì [5, 6, 15, 16] 10

1.5.1 Độc tính của chì 10

1.5.2 Cơ chế gây độc của chì 12

1.6 Tổng quan bệnh nhiễm độc chì 15

1.6.1 Nhiễm độc chì vơ cơ [5, 6, 9, 16] 16

1.6.2 Nhiễm độc chì hữu cơ [5, 6, 9, 16] 21

1.7 Triệu chứng và cách chuẩn đốn bệnh nhiễm độc chì 22
1.7.1 Triệu chứng nhiễm độc chì [6, 16] 22

1.7.2 Cách chuẩn đốn bệnh nhiễm độc chì [5, 6, 16] 24

1.8 Cách điều trị bệnh nhiễm độc chì 24

1.8.1 Điều trị nhiễm độc chì vơ cơ 24

1.8.2 Điều trị nhiễm độc chì hữu cơ 26

1.9 Các phương pháp phân tích chì trong mẫu sinh học 26

1.9.1 Phương pháp phổ khối lượng kết hợp nguồn cảm ứng cao tần plasma
(ICP-MS) 27

1.9.2 Phương pháp cực phổ xung vi phân (DPP) 27

1.9.3 Phương pháp Von – Ampe hòa tan anot 27

1.10 Phương pháp quang phổ hấp thụ ngun tử 27

1.10.1 Lược sử phát triển phương pháp quang phổ hấp thụ ngun tử AAS 28

1.10.2 Ngun tắc của phép đo 28

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC
NGHIỆM 30

2.1 Đối tượng, mục đính nghiên cứu 30
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 30

2.1.2 Mục đích nghiên cứu 32

2.2 Phương pháp nghiên cứu 32

2.3 Nội dung nghiên cứu 32

2.4 Nghiên cứu thực nghiệm 32

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />2.4.1 Nghiên cứu các điều kiện đo quang phổ hấp thụ của chì 32

2.4.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo quang phổ hấp thụ ngun

tử của chì 36

2.5 Nghiên cứu và lựa chọn phương pháp xử lý mẫu máu 37

2.5.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 37

2.5.2 Phương pháp xử lý mẫu máu 37

2.6 Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo 38

2.7 Trang thiết bị và hóa chất phục vụ nghiên cứu 40

2.7.1 Trang thiết bị 40

2.7.2 Hóa chất và dụng cụ 41

2.8 Chuẩn bị dung dịch hóa chất 42

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 43

3.1 Khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ ngun tử của chì 43

3.1.1 Khảo sát bước sóng hấp thụ 43

3.1.2 Khảo sát khe đo 43

3.1.3 Khảo sát nguồn sáng, cường độ đèn catot rỗng 43

3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng của q trình ngun tử hóa mẫu 45

3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo quang phổ hấp thụ ngun tử
của chì 50

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na 50

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ K 52

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Ca 53

3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Mg 54

3.3 Nghiên cứu loại trừ ảnh hưởng đồng thời của Na, K, Ca, Mg 55

3.3.1 Lựa chọn chất cải biến nền 55

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng đồng thời của các cation 56

3.4 Xây dựng quy trình phân tích mẫu 57

3.4.1 Xác định khoảng tuyến tính của Pb 57

3.4.2 Xây dựng đường chuẩn để phân tích mẫu 58

3.4.3 Giới hạn phát hiện của phương pháp 59

3.4.4 Độ chính xác của phương pháp 60

3.4.5 Quy trình phân tích mẫu máu 61

3.5 Tổng kết các điều kiện đo phổ GF – AAS của Pb 61

3.6 Kết quả phân tích hàm lượng chì trong mẫu máu 62

3.6.1 Kết quả nghiên cứu trên những người bình thường 62

3.6.2 Kết quả nghiên cứu trên những đối tượng phơi nhiễm chì 63

KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 1

MỞ ĐẦU

Ngày nay y học đã khẳng định rằng nhiều ngun tố kim loại có vai trò
quan trọng đối với cơ thể sống và con người. Sự mất cân bằng về hàm lượng
(thiếu hụt hay dư thừa) của nhiều kim loại vi lượng trong các bộ phận của cơ
thể như gan, tóc, máu, huyết thanh… là những ngun nhân hay dấu hiệu của
bệnh tật, đặc biệt là sự có mặt của các kim loại nặng như Cu, Pb, Zn, Cd, Fe…
trong máu và trong huyết thanh con người.
Cùng với sự phát triển của cơng nghiệp và đơ thị hóa hiện nay, mơi
trường sống của con người đang bị ơ nhiễm nghiêm trọng. Các nguồn thải kim
loại nặng từ các khu cơng nghiệp vào khơng khí, nước, đất… có thể xâm nhập
vào cơ thể người thơng qua ăn uống, hít thở dẫn đến hàm lượng của chúng vượt
q giới hạn cho phép (sự nhiễm độc). Do đó, việc xác định hàm lượng các kim
loại nặng trong cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp bảo vệ và chăm sóc
sức khỏe cộng đồng được tốt hơn là một việc làm vơ cùng cần thiết.
Chì (Pb) là một trong những ngun tố độc hại đối với con người và

động vật. Tác dụng hóa sinh chủ yếu của chì là ảnh hưởng đối với sự tổng hợp
máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu. Chì ức chế một số enzim quan trọng của q
trình tổng hợp máu do sự tích lũy các hợp chất trung gian của q trình trao đổi
chất. Một hợp chất trung gian kiểu này là delta-amino levulinic axit (ALA
dehydrase). Một giai đoạn quan trọng của tổng hợp máu là sự chuyển hóa delta-
amino levulinic axit thành porphobilinogen khơng thể xảy ra, kết quả là phá
hủy q trình tổng hợp hemoglobin cũng như các sắc tố hơ hấp khác cần thiết
trong máu như cytochromes[8].
Chì cản trở việc sử dụng oxi và glucoza để sản sinh năng lượng cho q
trình sống. sự cản trở này có thể nhận thấy khi nồng độ chì trong máu khoảng
0,3 ppm. Ở nồng độ cao hơn (>0,3 ppm) có thể gây hiện tượng thiếu máu do sự
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 2

thiếu hemoglobin. Nếu hàm lượng chì trong máu trong khoảng 0,5 – 0,8 ppm
có thể gay ra sự rối loạn chức năng của thận và phá hủy não.
Chì nhiễm vào cơ thể qua da, đường tiêu hóa, hơ hấp. Người bị nhiễm
độc chì sẽ mắc một số bệnh nguy hiểm như thiếu máu, đau đầu, chóng mặt,
sưng khớp [8, 13].
Xuất phát từ những độc tính của chì và những tác dụng hóa sinh của nó
đối với cơ thể con người nên việc xác định hàm lượng chì trong các mẫu sinh
học (máu) là rất cần thiết. Từ u cầu thực tế và cấp bách đó chúng tơi thực
hiện đề tài: “ Xác định hàm lượng chì trong máu bằng phương pháp quang
phổ hấp thụ ngun tử với kỹ thuật ngun tử hóa bằng lò graphit”

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về ngun tố chì [14]
Chì là một trong bảy kim loại (Au, Ag, Cu, Fe, Sn, Pb, Hg) mà con
người đã biết từ thời trung cổ. Hơn bốn nghìn năm trước cơng ngun người cổ
Ai Cập đã dùng chì để đúc tiền, đúc tượng và vật dụng khác.
Chì là ngun tố hóa học thuộc phân nhóm chính nhóm VIA, chu kỳ 6
trong bảng hệ thống tuần hồn, viết tắt là Pb (tiếng la tinh là Plumbum). Cấu
hình electron
82
Pb: [Xe] 4f
14
5d
10
6s
2
6p
2
.

Trong thiên nhiên, chì là ngun tố kém phổ biến. Trữ lượng chì trong
vỏ quả đất là 1,6.10
-4
% tổng số ngun tử. Chì tồn tại trong các hợp chất dưới
dạng khống vật kết hợp với sắt, oxi, lưu huỳnh, cacbon, đặc biệt là trong các
quặng. Khống vật chính của chì là galen (PbS), anglesite (PbSO
4
) và ceussite
(PbCO
3
) trong đó hàm lượng chì lần lượt là 88%, 68% và 77%.
Q trình điều chế chì gồm hai giai đoạn: Đốt cháy galen để chuyển
galen thành oxit rồi dùng than cốc khử oxit thành kim loại ở trong lò đứng.
2PbS + 3O
2
= 2PbO + 2SO
2

PbO + C = Pb + CO
1.2 Tính chất lý, hóa học của chì [14, 19]
1.2.1 Tính chất vật lý
Chì thể hiện rõ rệt nhất tính kim loại trong dãy Ge – Sn – Pb. Nó chỉ tồn
tại ở dạng kim loại với cách gói gém sít sao kiểu lập phương của các ngun tố.
Chì rất nặng nhưng mềm dùng móng tay có thể rạch được và rất dễ dát mỏng.
Một số đặc điểm vật lý quan trọng của chì:
 Tính chất ngun tử:
- Khối lượng ngun tử: 207,21 đvc.
- Bán kính ngun tử: 180 (154) pm.
- Bán kính cộng hóa trị: 147 pm.
- Bán kính Van Der Walls: 202 pm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 4

- Trạng thái oxi hóa (oxit): 4,2 (lưỡng tính).
 Tính chất và hằng số vật lý:
- Bề ngồi: Trắng xám.
- Trạng thái vật chất: Rắn.
- Tỉ khối: 11,34g/cm
3
.
- Điểm nóng chảy: 600,61 K.
- Nhiệt nóng chảy: 327
0
C.
- Điểm sơi: 2022 K.
- Nhiệt độ sơi: 1737
0
C.
 Một số thơng tin khác:
- Độ âm điện: 2,33 (thang Pauling).
- Độ dẫn điện: 4807,7.
- Độ dẫn nhiệt: 28,9 W/(m.K).
- Thế điện cực: -0,126V.
- Năng lượng ion hóa: Bậc 1: 7,42 eV
Bậc 2: 15,03 eV
Bậc 3: 32,0 eV
Bậc 4: 42,3 eV
 Các chất đồng vị ổn định của chì:
- Pb
206
(chiếm 24,1%), ổn định có 124 nơtron.

- Pb
207
(chiếm 22,1%), ổn định có 125 nơtron.
- Pb
208
(chiếm 52,4%), ổn định có 126 nơtron.
Ngồi ra còn có Pb
205
tổng hợp nhân tạo có thời gian bán hủy là 1,53.10
7

năm. Pb
204
(chiếm 1,4%) có thời gian bán hủy là 1,4.10
17
năm. Pb
210
tồn tại ở
dạng vết có thời gian bán hủy là 22,3 năm.
Chì và các hợp chất của chì đều rất độc. Chúng nguy hiểm ở chỗ khó có
những phương tiện để cứu chữa khi bị nhễm độc lâu dài cho nên cần hết sức
cẩn thận khi tiếp xúc với chúng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 5

1.2.2 Tính chất hóa học [14]
Chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hóa học. Ở điều kiện thường
chì bị oxi hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên mặt, bảo vệ
khơng cho chì tiếp xúc bị oxi hóa.
2Pb + O
2

= 2PbO
Nhưng khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngồi và tiếp
tục bị tác dụng.
Chì tương tác với các halogen và nhiều ngun tố phi kim khác.
Pb + X
2
= PbX
2

Chì có thế điện cực âm nên về ngun tắc nó tan được trong các axit,
nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit HCl lỗng và
axit H
2
SO
4
dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl
2
và PbSO
4
).
Với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của
lớp bảo vệ đã được chuyển thành hợp chất tan.
PbCl
2
+ 2HCl = H
2
PbCl
4

PbSO

4
+ H
2
SO
4
= Pb(HSO
4
)
2

Với axit HNO
3
bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại.
3Pb + 8HNO
3 lỗng
= 3Pb(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Khi có mặt của oxi, chì 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
Với dung dịch kiềm, chì có thể tương tác khi đun nóng, giải phóng hidro.
Pb +2KOH +2H
2
O = K
2
[Pb(OH)
4
] + H
2

1.3 Các hợp chất của chì
1.3.1 Oxit [14,19]
Chì có hai loại oxit chính là PbO, PbO
2
và hai loại oxit hỗn hợp là Pb
2
O
3

,
Pb
3
O
4
.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 6

● Monooxit PbO là chất rắn có hai dạng: PbO – α mầu đỏ và PbO – β mầu
vàng. Tinh thể PbO – α thuộc hệ tứ phương và PbO – β thuộc hệ tà
phương. PbO – α có kiến trúc lớp khác thường, mỗi ngun tử kim loại
liên kết với bốn ngun tử oxi tạo thành nhóm PbO
4
hình chóp ngũ giác.
PbO tan ít trong nước có thể tương tác với nước khi có mặt oxi. Khi đun
nóng trong khơng khí nó dễ dàng chuyển hóa thành oxit cao hơn.
PbO Pb
3
O
4

PbO tan trong axit và tan trong kiềm mạnh.
● Đioxit PbO
2
là chất rắn mầu nâu đen. Tinh thể PbO
2
có kiến trúc kiểu
rutin trong đó mỗi ngun tử kim loại được sáu ngun tử oxi bao quanh
kiểu tam giác. PbO
2

khi đun nóng mất dần oxi biến thành các oxit, trong
đó chì có số oxi hóa thấp hơn.


PbO
2
kém hoạt động về mặt hóa học, khơng tan trong nước. Tan trong
kiềm dễ dàng hơn trong axit. Tan trong kiềm, tạo ra hợn chất hidroxo kiểu
M
2
[E(OH)
6
].
PbO
2
+ 2KOH + 2H
2
O = K
2
[Pb(OH)
6
]
Những chất dễ cháy như S, P khi nghiền nát với bột PbO
2
sẽ bốc cháy.
Dựa vào đây PbO
2
được dùng để làm một thành phần của thuốc đầu diêm. Khi
tương tác với axit sunphuric đậm đặc, PbO
2

giải phóng oxi; Với axit clohidric
giải phóng khí clo.
2PbO
2
+ 2H
2
SO
4
= 2PbSO
4
+ 2H
2
O + O
2

PbO
2
+ 4HCl = PbCl
2
+ 2H
2
O + Cl
2
Trong mơi trường axit đậm đặc, PbO
2
oxi hóa Mn (II) đến Mn (VII), ở
mơi trường kiềm mạnh oxi hóa Cr (III) đến Cr (VI).
5PbO
2
+ 2MnSO

4
+ 6HNO
3
= 2HMnO
4
+ 3Pb(NO
3
) + 2H
2
O + 2PbSO
4

3PbO
2
+2Cr(OH)
3
+ 10KOH = 2K
2
CrO
4
+ 3K
2
[Pb(OH)
4
]
Trong thực tế, lợi dụng khả năng oxi hóa mạnh của PbO
2
người ta chế
tạo ra ắc quy chì.
450

0
C
Pb
2
O
3

(vàng đỏ)
Pb
2
O
3

(vàng đỏ)
Pb
2
O
3

(vàng đỏ)
PbO
2

(nâu đen)
290-320
0
C 390-420
0
C 530-550
0

C
450
0
C
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 7

Oxit, hỗn hợp Pb
2
O
3
(PbO.PbO
2
) được xem là chì (II) metaplombat và
oxit hỗn hợp Pb
3
O
4
(2PbO.PbO
2
) được coi là chì (II) orthoplombat.
● Chì metaplombat (Pb
2
O
3
) tồn tại dưới hai dạng tinh thể: Dạng lập phương
mầu vàng – đỏ và dạng đơn tà mầu đen. Đun nóng ở 390 – 420
0
C thành
Pb
3

O
4
, khơng tan trong nước, tác dụng với dung dịch kiềm nóng tạo nên
PbO
2
.
● Chì orthoplombat (Pb
3
O
4
) hay còn gọi là minium là hợp chất của Pb có
các số oxi hóa +2 và +4. Nó là chất ở dạng bột màu đỏ da cam.
Khi tác dụng với dung dịch lỗng của H
2
SO
4
hay HNO
3
nó sẽ tạo nên
muối chì (II) và PbO
2
.
Pb
3
O
4
+ 4HNO
3
= 2Pb(NO
3

)
2
+ PbO
2
+ H
2
O
Pb
3
O
4
+ 2H
2
SO
4
= PbSO
4
+ PbO
2
+ H
2
O
Minium là chất oxi hóa mạnh. Nó bị H
2
, C, CO khử đến chì kim loại ở
nhiệt độ khoảng 300-400
0
C.
Pb
3

O
4
+ H
2
O
2
+ 3H
2
SO
4
= 3PbSO
4
+ 2H
2
O + O
2

Minium ít tan trong nước và độc đối với con người, khi đun nóng nó
phân hủy ở nhiệt độ 550
0
C thành PbO và O
2
. Vì là chất oxi hóa mạnh nên được
dùng chủ yếu để sản xuất thủy tinh, pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất mầu
cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho kim loại khơng bị gỉ).
1.3.2 Hydroxit
Hidroxit Pb(OH)
2
là chất kết tủa, rất ít tan trong nước, có mầu trắng. Khi
đun nóng, Pb(OH)

2
rất dễ mất nước biến thành oxit PbO. Pb(OH)
2
là chất
lưỡng tính tan trong axit tạo nên muối của cation Pb
2+
.
Pb(OH)
2
+ 2HCl = PbCl
2
+ 2H
2
O
Pb(OH)
2
có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh.
Pb(OH)
2
+ 2KOH = 2K
2
[Pb(OH)
4
]
(hidroxo plombit)
Muối hidroxo plombit dễ tan trong nước và bị phân hủy mạnh nên chỉ
bền với dung dịch kiềm dư.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 8

1.3.3 Muối
Các muối Pb(II) thường là tinh thể có cấu trúc phức tạp, khơng tan trong
nước trừ Pb(NO
3
)
2
, Pb(CH
3
COO)
2
và PbSiF
6
.
Ion Pb(II) có thể tạo nhiều phức với hợp chất hữu cơ, điển hình là với
dithizon ở pH = 5,5 ÷ 9,5 tạo phức mầu đỏ gạch. Người ta cũng lợi dụng phản
ứng này để tách chiết chì.
Các dihalogenua chì đều là chất rắn khơng mầu trừ PbI
2
mầu vàng, tan ít
trong nước lạnh nhưng tan nhiều trong nước nóng.
Tất cả các dihalogenua có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MeX
tạo thành hợp chất phức kiểu Me[PbX
3
] hay Me
2
[PbX
4
]. Sự tạo phức này giải
thích khả năng dễ hòa tan của chì dihalogenua trong dung dịch đậm đặc của
axit halogenhidric và muối của chúng.

PbI
2
+ 2KI = K
2
[PbI
4
]
PbCl
2
+ 2HCl = H
2
[PbCl
4
]
1.4 Các ứng dụng của chì
Chì và các hợp chất của chì được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống của
con người. Chì là thành phần chính tạo nên pin, ắc quy, sử dụng cho xe, chì
được sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơn và được sử dụng như thành phần
mầu trong tráng men. Chì được dùng trong dây cáp điện, đầu đạn và các ống
dẫn trong cơng nghiệp hóa học. Những lượng chì lớn được dùng để điều chế
nhiều hợp kim quan trọng như thiếc hàn, hợp kim chữ in, hợp kim ổ trục… Chì
còn được dùng làm các tấm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân do chì hấp thụ tốt
các tia phóng xạ và tia Rơnghen (tường của phòng thí nghiệm phóng xạ được
lót bằng gạch chì mỗi viên thường nặng hơn 10Kg)[4].
 Chì được dùng để làm các tấm điện cực trong ắc quy chì:
Ắc quy chì giống với pin điện ở chỗ nhờ có phản ứng oxi hóa – khử xảy
ra ở trong đó mà sinh ra dòng điện một chiều, nhưng khác ở chỗ sau khi đã
phóng điện ắc quy có thể chuyển được trở lại trạng thái ban đầu, nghĩa là có thể
tích điện trở lại.
Ắc quy chì gồm những cực là những tấm kim loại của chì và Antimon

(9%) phía ngồi có trát lớp bột nhão của PbO và nước. Những tấm cực dương
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 9

Tích điện
Phóng điện
nối liền với nhau đặt xen kẽ với những tấm cực âm cũng nối liền với nhau và
nhúng trong dung dịch H
2
SO
4
38%. Do xẩy ra phản ứng:
PbO + H
2
SO
4
= PbSO
4
+ H
2
O
Nên trên bề mặt các tấm điện cực có lớp PbSO
4
khó tan. Khi cho dòng
điện một chiều đi qua ắc quy, ở các cực xẩy ra các phản ứng sau:
( - ): PbSO
4
+ 2e + 2H
+
= Pb + H
2

SO
4

(Pb
2+
+ 2e = Pb)
( + ): PbSO
4
- 2e + SO
4
2-
+ H
2
O = PbO
2
+ 2H
2
SO
4

Sơ đồ phản ứng chung là:
PbSO
4
+ 2H
2
O Pb + PbO
2
+ 2H
2
SO

4

Như vậy sau khi được tích điện, tấm cực âm của ắc quy biến thành tấm
Pb xốp, tấm cực dương biến thành tấm PbO
2
xốp và nồng độ H
2
SO
4
tăng lên.
Nếu hai cực của ắc quy khơng nối với nhau bằng một dây dẫn thì ắc quy
có thể giữ một thời gian lâu ở trạng thái tích điện. Ngược lại, khi nối hai cực
của ắc quy với một dây dẫn thì có dòng điện chạy qua. Dòng điện sinh ra được
nhờ những phản ứng sau đây xảy ra ở các điện cực:
Cực âm: Cực dương:
Pb + SO
4
2-
= PbSO
4
+ 2e
(Pb = Pb
2+
+ 2e)
PbO
2
+ H
2
SO
4

+ 2H
+
+2e = PbSO
4
+ 2H
2
O
(Pb
4+
+ 2e = Pb
2+
)
Sơ đồ phản ứng chung là:
Pb + PbO
2
+ 2H
2
SO
4
PbSO
4
+ 2H
2
O
Như vậy q trình phóng điện xảy ra ngược với q trình tích điện. Sau
khi phóng điện, các tấm cực âm, cực dương đều biến thành PbSO
4
xốp và nồng
độ H
2

SO
4
giảm xuống. Bởi vậy dựa vào nồng độ của H
2
SO
4
ở trong bình ắc
quy có thể xác định trạng thái tích điện cho ắc quy, nghĩa là biến những cực âm
và cực dương bằng PbSO
4
thành những tấm Pb và tấm PbO
2
.
Mỗi ắc quy chì trên đều cho điện thế khoảng 2V, mắc nối tiếp 3 hay 6 ắc
quy đó nối lại với nhau sẽ được những bộ ắc quy 6V hay 12V theo ý muốn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 10

 Chì được sử dụng trong thành phần mầu của sơn:
Bất cứ loại sơn nào cũng trơng cậy vào các hợp chất chì cho mầu sắc của
nó. Chì trắng hay chì (II) carbonat (PbCO
3
) là một ví dụ điển hình và đã từng
được sử dụng rộng rãi để sơn bề mặt gỗ trong nhà. Các hợp chất chì khác, như
chì cromat (PbCrO
4
) mầu vàng chói, được dùng như phẩm nhuộm mầu. Cũng
như cung cấp mầu sắc cho nước sơn, phẩm nhuộm chì có độ mờ đục cao, vì
vậy chỉ cần lượng hợp chất tương đối nhỏ cũng có thể phủ một bề mặt rộng.
Chì trắng khơng tan trong nước, làm cho sơn khơng thấm nước và dễ lau chùi

với độ bền cao. Chì carbonat cũng có thể trung hòa các sản phẩm mang tính
axit làm mục rữa các loại dầu bóng trong nước sơn, vì thế lớp sơn phủ có độ
bám khơng chảy nhão và chống nứt trong thời gian lâu hơn.
Tuy nhiên do độc tính của chì mà ngày nay hầu hết sơn chì đều bị cấm.
Ngày nay sơn chì được dùng trong việc phục chế và bảo trì các tác phẩm nghệ
thuật và các di tích kiến trúc. Ở Mỹ sơn chì được sử dụng hạn chế trong các
nghành cơng nghiệp nặng như phủ lớp vỏ ngồi tầu thủy.
1.4 Độc tính và cơ chế gây độc của chì [5, 6, 15, 16]
1.5.1 Độc tính của chì
Chì là kim loại tương đối phổ biến trong vỏ trái đất và trong tự nhiên.
Chì nhiễm vào mơi trường qua các nguồn như cơng nghiệp mỏ, than đá, xăng
và hệ thống ống dẫn. Trong khí quyển, chì tương đối giàu hơn so với các kim
loại nặng khác. Nguồn phân tán chính của chì trong khơng khí là do sự đốt
cháy các nhiên liệu trong đó hợp chất của chì làm tăng chỉ số octan được thêm
vào dưới dạng Pb(CH
3
)
4
và Pb(C
2
H
5
)
4
. Cùng với các chất gây ơ nhiễm khác,
chì được loại khỏi khí quyển do các q trình xa lắng khơ và ướt. Kết quả là bụi
thành phố và đất bên đường ngày càng giàu chì với nồng độ điển hình cỡ vào
khoảng 1000 - 4000 mg/kg ở những thành phố đơng đúc [14].
Hình 1.1 chỉ ra lượng chì bị hấp thụ vào cơ thể con người mỗi ngày [14].
Phần lớn người dân thành phố bị hấp thụ chì từ ăn uống 200-300 μg/ngày, nước

và khơng khí cung cấp thêm 10-15 μg/ngày. Tổng số chì bị hấp thụ này có
khoảng 200 μg chì được thải ra, còn khoảng 25 μg được giữ lại trong xương
mỗi ngày.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 11










Hình 1.1: Cân bằng của chì trong cơ thể người
Chì khơng có vai trò sinh học trong cơ thể sống. Sự tiếp nhận chì q
mức sẽ gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ sinh sản, hệ bài tiết, hệ tuần
hồn và hệ miễn dịch. Hệ thống tạo máu mẫn cảm với tác dụng độc hại của chì
nhất. Chì ức chế q trình tạo nhân HEM, có thể quan sát được khi mức chì
trong máu ≤ 15 μg/dl. Nhiễm chì dưới mức gây chết là ngun nhân gây yếu
thận, gây vơ sinh, chết thai, sẩy thai [9].
Đầu thập kỷ 80 bắt đầu có những cơng trình nghiên cứu tính độc hại của
chì và xếp bảng độc hại ngun tố chì, còn trước đó chì vẫn được coi là khơng
có tác dụng gì trong cơ thể. Ủy ban bảo vệ mơi trường của Mỹ xác định độ độc
hại dưới mức gây chết của chì là 10-15 μg/dl (1989), còn những độc hại và độ
gây độc tuyệt đối vẫn còn đang được nghiên cứu.
Mức tiếp xúc chì tối đa hiện nay theo quy định của WHO hiện nay là:
- Nước: 0,01 μg/l
- Khơng khí: 0,5 – 1 μg/m
3

- Nơi ở và làm việc: 30 - 60 μg/m
3

Thực phẩm
(Dạng phức)
Từ khơng khí
Nước
(Dạng hòa tan hoặc phức)



Người
25 μg/ngày
tích tụ trong
xương
10 μg/ngày
200 μg/ngày
200 μg/ngày
Bài tiết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 12

Chì và các hợp chất của chì đều độc, càng dễ hòa tan, độc tính càng cao.
Nếu hít phải nồng độ hơi chì trong khơng khí q 0,15mg/m
3
thì cơng nhân có
thể bị nhiễm độc, nếu ăn phải 1g bụi chì thì có thể bị chết. Hàng ngày một
người hấp thụ 1 mg chì, sau nhiều ngày xuất hiện nhiễm độc mãn tính, liều 1
mg này mới chỉ gấp 3 lần lượng chì vào cơ thể hàng ngày qua ăn uống.
1.5.2 Cơ chế gây độc của chì
Bụi chì vào đường tiêu hóa, khi tới dạ dày bị axit HCl trong dịch vị làm

tan ra và độc tính của nó phụ thuộc vào lượng axit HCl trong dạ dày nhiều hay
ít. Chì qua dạ dày vào ruột, một phần được hấp thu vào máu, phần còn lại
khơng hòa tan, theo phân thải ra ngồi. Chì vào máu tới gan, một phần được
giữ lại biến thành chất khơng độc, thải ra ngồi theo mật và phân, phần còn lại
trong máu thường tập trung ở các phủ tạng như: Gan, thận, lách và nhất là tập
trung ở các đầu xương, dưới dạng chì triphotphat Pb
3
(PO
4
)
2
khơng tan sẽ
chuyển hóa chì dưới dạng mono hydro photphat dibasic PbHPO
4
dễ hòa tan,
làm cho chì từ nơi tích chứa chuyển vào máu và làm phát sinh nhiễm độc. Tình
trạng này có thể xảy ra cả sau khi ngừng tiếp xúc với chì.
Người ta thường thấy có sự phụ thuộc chặt chẽ giữa sự chuyển hóa canxi
và sự tập trung chì trong xương. Nếu tăng canxi thì tăng sự tập trung chì ở
xương. Ngược lại, nếu giảm canxi thì chì trong xương sẽ được huy động vào
máu gây nhiễm độc và lúc đó trong máu có thể xuất hiện hồng cầu hạt kiềm,
báo trước một cơn đau bụng chì. Vậy các ngun nhân gây mất cân bằng canxi
trong xương sẽ huy động chì vào máu gây nhiễm độc cấp tính. Khả năng gây
độc theo cơ chế tiếp xúc với chì rất cao do chì ion bám vào đâu là gây độc cho
tế bào đó. Về tác động lên men thì rất rõ, khi xâm nhập vào cơ thể, chì gây ra
một số rối loạn, chủ yếu là đối với hệ thống tạo huyết.


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 13

Hình 1.2: Q trình tác động của chì lên hệ thống tạo huyết.
Protopocphyrin IV

Ferochelatase
+ Fe
2+

HEM

Hemsinterase + Globin

Hemoglobin


Pb

HOOC-CH
2
-CH
2
-CO~SCoA + NH
2
-CH
2
-COOH
Acid delta aminolevulinic (ALA)
HOOC-CH
2
-CH
2
-CO-CH
2
-NH
2

ALA dehvdratas

Porphobilinozen

Uropocphyrinogen III

Coprocphyrinogen

Decarboxylase


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 14

Hậu quả của q trình tác động lên men trong q trình tạo huyết sẽ gây
lên hàng loạt các biểu hiện sau:
- Giảm hoạt tính men δ ALA dehydrase
- Tích lũy và tăng thải theo nước tiểu axit δ aminolevulinic
- Tang thải theo nước tiểu coproopocphyrin
- Giảm nồng độ hemoglobin
- Giảm số lượng hồng cầu
- Tăng số lượng hồng cầu hạt kiềm
- Tăng sắt huyết thanh
Hàng loạt cơng trình nghiên cứu đã chứng minh tác dụng ức chế các
enzym chứa nhóm –SH của chì.





Phức hợp kim loại nhóm –SH như sau:

Tổng qt R – SH + Pb -> R – SH – PB
Ức chế Glutathion:





Do ngun nhân này H
2
O
2
trong cơ thể tăng lên, giải phóng oxi ngun
tử, tạo gốc tự do. Sự hình thành các gốc tự do q nhiều sẽ gây rối loạn sự cân
bằng nội mơi, phá hủy màng lipid và cấu trúc AND của nhân tế bào gây rất
nhiều các rối loạn bệnh lý…
E-SH + Pb
++

E-SH + Pb

E-S + Pb-SH

SH

SH

E

+ Pb
++

Pb
G-SH + H
2
O
2
G-SSG + 2H
2
O
Glutathion Peroxydase
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 15

1.6 Tổng quan bệnh nhiễm độc chì
Nhiễm độc chì đã xuất hiện ở rất nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở các
nước có ngành khai thác mỏ chiếm ưu thế. Mười năm trở lại đây có nhiều kết
quả nghiên cứu về lưu trình của chì trong mơi trường. Q trình lắng đọng của
chì từ khí quyển lên bề mặt cây cối, nhà cửa, đất đai, nguồn nước. Q trình
vận chuyển chì giữa các thành phần của mơi trường diễn ra liên tục. Chì từ khí
quyển có thể đi vào cơ thể sống qua ơ nhiễm thực phẩm, nước, bụi hay trực tiếp
qua đường hơ hấp gây ra bệnh nhiễm độc chì đối với cơ thể con người. Hình
1.3 chỉ ra vòng tuần hồn của chì trong mơi trường [1].

Hình 1.3: Vòng tuần hồn của chì trong mơi trường
Động vật
Cây
Sơn

Hàn

Khơng khí thở
Nước uống
Bụi
Thực phẩm
Người
Nguồn chì
t
ự nhi
ên

Giao
thơng
Cơng nghiệp
năng lượng

Nước
thải
Khí quyến Đất
Nước
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 16

Hiện nay ở Việt Nam, nhiễm độc chì được xếp vào danh mục bệnh nghề
nghiệp được bảo hiểm [15]. Những bệnh nhân nhiễm độc chì phần lớn được
xác định chủ yếu về mặt cận lâm sàng. Đó cũng là khuynh hướng phát hiện
bệnh sớm nhờ có những phương pháp xét nghiệm sinh hóa ngày càng phong
phú và chính xác.
Nhiễm độc chì gồm hai loại: Nhiễm độc chì vơ cơ và nhiễm độc chì hữu cơ.
1.6.1 Nhiễm độc chì vơ cơ [5, 6, 9, 16]
Nhiễm độc chì vơ cơ thường gặp ở các cơng nhân khai thác và chế biến
quặng chì hoặc quặng có nhiễm lẫn chì, sản xuất ắc quy, chế tạo đầu đạn…
Tại Rumani, Lilis và cộng sự thấy rằng các cơng nhân khai thác mỏ chì
làm việc sau 10 năm đã có tổn thương thận, Vaskov quan sát 30 cơng nhân thì
thấy 21 người tổn thương chức năng thận sau 10 năm tiếp xúc với quặng chì và
tử vong. Tại Chicago (Mỹ) trong 3 năm có 9.853 trường hợp nhiễm độc chì,
trong đó 5% là trẻ em.
Tại Đức trong vòng 15 năm, trong số những người đến khám bệnh tại
các cơ sở y tế có 11.581 người được chuẩn đốn là nhiễm độc chì, trong số đó
có 22 người tử vong do nhiễm độc chì.
Ở Việt Nam, theo Dương Thu Hương, tại Hải Phòng năm 1978 có 47%
cơng nhân tiếp xúc với hơi chì có hàm lượng chì trong máu cao q mức cho
phép, năm 1982 tỷ lệ này là 10,2%, năm 1989 tỷ lệ này chiếm 9,1% và đến năm
1991 tỷ lệ này còn 6,2%. Theo một tổng kết của Viện Y học lao động Việt Nam
năm 1992 tỷ lệ thấm nhiễm chì của ngành hóa chất là 12%, ngành in là 8,7%.
Theo Hồng Văn Bính, ở miền nam Việt Nam tỷ lệ thấm nhiễm chì ở
ngành in là 52%, các cơ sở nhỏ lẻ tỷ lệ này lên đến 83%. Theo Đỗ Hàm, tại

Thái Ngun số bệnh nhân được giám định nhiễm độc chì nghề nghiệp năm
1991 là 51 bệnh nhân, năm 1998 là 62 bệnh nhân, năm 2000 là 57 bệnh nhân
[16] .
a) Các nguồn tiếp xúc với chì
 Nguồn tiếp xúc với chì mang tính nghề nghiệp
Chì được sử dụng trong rất nhiều ngành, đặc biệt là các nguồn sau:
- Các mỏ chì và kẽm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu /> 17

- Luyện chì và kẽm
- Cơng nghiệp xây dựng: Sản xuất những ống dẫn nước, nước thải
- Sản xuất ắc quy: Ắc quy là một hệ điện hóa hay còn gọi là một
mạch điện hóa. Nguồn ắc quy được chia làm hai loại chính: Ắc quy axit và ắc
quy kiềm. Những cơng nhân bị nhiễm độc chì chủ yếu do tiếp xúc với loại ắc
quy axit.
- Một số muối và oxit chì được dùng làm chất mầu để sản xuất sơn,
vecni, men và chất dẻo [16].
 Nguồn tiếp xúc với chì khơng mang tính nghề nghiệp [6, 9]
Nguồn chì từ khí quyển: Chì do con người thải vào khơng khí và dựa
trên cơ sở tính tốn từng nguồn chì trong mơi trường gây ơ nhiễm cho vật ni,
cây trồng dùng làm thức ăn. Thực tế cho thấy sự ơ nhiễm chì trên bề mặt trái
đất đã tăng gấp 10 lần so với lượng chì vốn có do q trình hình thành đất.
Nhiều cơng trình nghiên cứu đã xác định rằng hàm lượng chì trên mặt thảm
thực vật tỷ lệ thuận với hàm lượng chì trong khơng khí. Chì nhiễm vào vật
ni, cây trồng phụ thuộc hàm lượng chì tồn tại trong mơi trường. Những khu
vực rừng cây, đồng cỏ, khu vực trồng trọt gần các trục đường giao thơng lớn
thường có hàm lượng chì trên 950 μg/g (vì trong xăng chạy ơtơ, xe máy có pha
một lượng chì lớn)
Nguồn chì từ nước: Chì trong nước của lớp vỏ trái đất có hàm lượng
khoảng 0,02 μg/l. Chì trong hệ thống đường ống cấp nước là nguồn chì gây ơ

nhiễm hiển nhiên ở hầu hết các quốc gia trên thế giới. Hệ thống các mối hàn
nối, vòi đồng là nguồn chì gây ơ nhiễm nước. Mặt khác nước mềm có chứa
hàm lượng canxi thấp, khơng tạo thành một lớp carbonat chì ở trong các đường
ống bằng chì, do đó chì hòa tan vào nước. Lượng chì trong nước xâm nhập vào
cơ thể thường kín đáo và dễ bị bỏ qua.
Nguồn chì do dùng đồ tráng men, đánh bóng đồ vật, cắt kính: Đồ tráng
men có lượng chì lớp trong lớp men, nếu sử dụng đựng đồ ăn, thức uống thì
lượng chì sẽ gây ơ nhiễm vào cơ thể. Khi đựng đồ ăn có tính axit thì lượng chì
hòa tan vào thức ăn càng nhiều. Bột dùng đánh bóng đồ vật, đồ thủy tinh cũng
là nguồn cung cấp chì làm nhiễm độc cho con người.
Chì từ nguồn thuốc màu, sơn, phấn, bút chì: Chì dùng trong chì màu, sơn
với hàm lượng 500 – 500.000μg/g, đây là nguồn chì gây nhiễm độc chì lớn ở
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />