Phân tích, đánh giá hàm lượng một vài kim loại trong tôm thẻ chân trắng nuôi ở khu vực xã trung trạch huyện bố trạch tỉnh quảng bình bằng phương pháp f AAS

Lêi c¶m ¬n!
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy Nguyễn
Mậu Thành, người đã rất tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi trong suốt
thời gian thực hiện khóa luận này, đồng thời đã bổ sung nhiều kiến
thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong hoạt động
nghiên cứu khoa học.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô trường Đại
học Quảng Bình, đặc biệt là quý thầy cô bộ môn Hóa học trong khoa
Khoa học Tự nhiên đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập, nghiên cứu và tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất cũng như thời
gian để giúp tôi hoàn thành bài khóa luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ và nhân viên Trung tâm
Kỹ thuật Đo lường Thử nghiệm – Chi cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất
lượng Quảng Bình, đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện khóa luận.
Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã
động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành tốt
khóa luận này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Quảng Bình, tháng 05 năm 2016
Sinh viên
Võ Thị Kim Dung


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của riêng tôi, các số liệu và kết
quả trong khóa luận là trung thực và chưa được công bố trong bất kì một công trình
nào khác.

MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..........................................................................................1
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...............................................................................................2
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................3
A. MỞ ĐẦU ....................................................................................................................4
B. NỘI DUNG .................................................................................................................7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT....................................................................7
1.1. SƠ LƯỢC VỀ XÃ TRUNG TRẠCH ......................................................................7
1.2. KHÁI QUÁT VỀ TÔM THẺ CHÂN TRẮNG ........................................................7
1.2.1. Đặc điểm ................................................................................................................7
1.2.2. Phân bố ..................................................................................................................7
1.2.3. Tập tính ..................................................................................................................8
1.2.4. Sinh sản.................................................................................................................8
1.3. PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ .................................................8
1.3.1. Cơ sở lí thuyết .......................................................................................................8
1.3.2. Đối tượng chính và phạm vi áp dụng ....................................................................8
1.3.3. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử ......................................................................9
1.3.4. Nguyên tắc của phương pháp, thiết bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ......10
1.3.5. Cường độ vạch phổ..............................................................................................12
1.3.6. Cấu trúc vạch phổ ................................................................................................14
1.3.7. Ưu và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử .............................15
1.3.8. Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu ..........................................................................15
1.3.9. Một số yếu tố ảnh hưởng trong phép đo AAS .....................................................17
1.4. MÁY QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ ...................................................18
1.5. PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG BẰNG AAS ..........................................................19
CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM .........................................................20
2.1. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ ......................................................................................20
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................20
2.3.1. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................................................20
2.3.2. Chuẩn bị mẫu .......................................................................................................20

2.3.4. Xử lý sơ bộ, quản lý và bảo quản mẫu phân tích ...............................................22


2.4. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM .............................................................................23
2.5. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ..............................................................................24
2.6. PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG ..........................................................................24
2.7. KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH...................25
2.7.1. Độ đúng ...............................................................................................................25
2.7.2. Độ lặp lại .............................................................................................................26
2.7.3. Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) và độ nhạy ....26
2.8. XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM ......................................................................27
2.8.1. Tính sai số ............................................................................................................27
2.8.2. Phân tích kết quả bằng phương pháp phân tích phương sai một yếu tố ..............28
2.9. CÁCH TIẾN HÀNH ĐO ĐỘ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ CỦA ME THEO
PHƯƠNG PHÁP F- AAS .............................................................................................30
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................32
3.1. THỜI GIAN VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA TÔM THẺ CHÂN TRẮNG ...................32
3.2. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN, KHẢO SÁT GIỚI HẠN PHÁT HIỆN, GIỚI
HẠN ĐỊNH LƯỢNG ....................................................................................................32
3.2.1. Xây dựng đường chuẩn trong phép đo đồng, kẽm, mangan và sắt .....................32
3.5. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG, KẼM, MANGAN VÀ SẮT TRONG TÔM38
3.6. ĐÁNH GIÁ, SO SÁNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN, SẮT VÀ KẼM
TRONG TÔN THẺ CHÂN TRẮNG ............................................................................41
3.6.1. Đánh giá hàm lượng đồng, kẽm, mangan và sắt trung bình trong tôm thẻ chân
trắng tại thời điểm khảo sát ...........................................................................................41
3.6.2. So sánh hàm lượng Me trên hai khu vực xã Trung Trạch .................................42
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................43
1. Kết luận......................................................................................................................43
2. Kiến nghị ...................................................................................................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................44

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI..............................46
PHỤ LỤC ...................................................................................... .P1


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt

Tên
Đồng

Cu

Kẽm

Zn

Mangan

Mn

Sắt

Fe

Đồng, kẽm, mangan và sắt

Me

Độ lệch chuẩn tương đối

RSD

Giới hạn phát hiện

LOD

Giới hạn định lượng

LOQ

Phần triệu

ppm

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

AAS

Quang phổ hấp thụ ngọn lửa

F-AAS

Độ thu hồi

Rev

1

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Quá trình hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang của một nguyên tử............10
Hình 1.2: Sơ đồ khối của phổ kế hấp thụ nguyên tử (F-AAS) dùng ngọn lửa ......10
Hình 1.3: Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ A và nồng độ Cx.......................13
Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử .......................................18
Hình 1.5: Hệ thống máy hấp thu nguyên tử AAS của hãng Varian ......................19
Hình 2.1: Sơ đồ chung về QA/QC trong lấy mẫu và phân tích .............................23
Hiǹ h 2.2: Quy trình xử lý mẫu, phân tích xác định hàm lượng đồng, mangan, sắt
và kẽm trong thịt tôm bằ ng phương pháp F-AAS .................................................24
Hình 3.1: Đường chuẩn xác định đồng trong mẫu tôm .........................................33
Hình 3.2: Đường chuẩn xác định kẽm trong mẫu tôm ..........................................34
Hình 3.3: Đường chuẩn xác định mangan trong mẫu tôm ....................................34
Hình 3.4: Đường chuẩn xác định sắt trong mẫu tôm ............................................35
Hình 3.5: Kết quả xác định đồng, mangan, sắt và kẽm trong tôm thẻ chân trắng 40
Hình 3.6: Kết quả hàm lượng trung bình của Me trong 8 mẫu tôm ở 4 vị trí .......41

2


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Sự xen lẫn và sự trùng vạch của các nguyên tố ............................................17
Bảng 2.1. Thời gian lấy mẫu tôm tại xã Trung Trạch ...................................................21
Bảng 2.2. Thông tin về các mẫu tôm thu được thuộc xã Trung Trạch ..........................21
Bảng 2.3. Điề u kiê ̣n đo F-AAS xác đinh
̣ đồng, kẽm, mangan và sắt trong thịt tôm .....24
Bảng 2.4. Hàm lượng Me theo yếu tố khảo sát .............................................................28
Bảng 2.5. Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều ..............................................................28
Bảng 3.1. Thời gian và khối lượng của tôm thẻ chân trắng nuôi ..................................32
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ đồng .......................................32

Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ kẽm ........................................33
Bảng 3.4. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ mangan ..................................34
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ sắt ...........................................35
Bảng 3.6. Các giá trị a, b, Sy, LOD, LOQ tính từ phương trình chuẩn A = b.C + a .....36
Bảng 3.7. Kết quả xác định độ lặp lại của Me trong các mẫu tôm................................37
Bảng 3.8. Kết quả đánh giá độ đúng của phương pháp AAS xác định .........................38
đồng, kẽm, mangan và sắt trong mẫu tôm .....................................................................38
Bảng 3.9. Kết quả xác định hàm lượng Me trong thịt tôm thẻ chân trắng ....................39
Bảng 3.10. Kết quả phân tích hàm lượng Me trong các mẫu tôm .................................39
Bảng 3.11. Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều của đồng, kẽm, mangan và sắt ...........41
Bảng 3.12. Kết quả so sánh hàm lượng Me theo 2 đợt lấy mẫu....................................42

3


A. MỞ ĐẦU
Tôm được tôn vinh là vua của các loại hải sản bởi giá trị dinh dưỡng cao. Nói
đến các loại tôm thì tôm thẻ chân trắng luôn là thực phẩm hải sản rất được ưa chuộng
từ trước đến nay, thường có mặt trong các bữa ăn của mỗi người. Việc sử dụng thực
phẩm hải sản tươi sống như tôm sẽ đem lại giá trị rất lớn cho hệ tim mạch như: Ngăn
ngừa máu đông, làm cho các tĩnh mạch đàn hồi hơn, giảm cholesterol, giảm nhịp
tim…và sẽ giảm được nguy cơ đột quỵ hay đau tim vẫn là căn bệnh phổ biến hiện nay.
Mặt khác, trong thịt tôm thẻ chân trắng có chứa nhiều vitamin B12, axit béo, Omega 3,
kẽm, iốt, photpho, sắt, canxi, magie, … Nên trong những năm qua ngành nuôi trồng
thuỷ sản nước ta, đặc biệt là nuôi tôm thẻ chân trắng xuất khẩu, phát triển mạnh mẽ
và trở thành một ngành kinh tế quan trọng, có động lực lớn trong việc thúc đẩy và
phát triển kinh tế [3].
Đồng, kẽm, mangan và sắt là một trong những nguyên tố vi lượng quan trọng
trong cơ thể con người. Đồng (Cu) thúc đẩy sự hấp thu và sử dụng sắt để tạo thành
hemoglobin của hồng cầu. Nếu thiếu đồng trao đổi sắt cũng sẽ bị ảnh hưởng, nên sẽ bị

thiếu máu và sinh trưởng chậm. Ngoài ra, đồng còn tham gia vào việc sản xuất năng
lượng, tạo melanin (sắc tố màu đen ở da), ôxy hóa acid béo. Đồng cần thiết cho
chuyển hóa sắt và lipid, có tác dụng bảo trì cơ tim, cần cho hoạt động của hệ thần kinh
và hệ miễn dịch, góp phần bảo trì màng tế bào hồng cầu, góp phần tạo xương và biến
năng Cholesterol thành vô hại. Trong cơ thể người có khoảng từ 80mg đến 99,4 mg
đồng. Hiện diện trong bắp thịt, da, tủy xương, xương, gan và não bộ. Thiếu đồng gây
thiếu máu, tăng cholesterol và sự phát triển bất thường ở xương.. Thiếu đồng còn gây
dung nạp kém glucose. Thiếu đồng khi mang thai có thể khiến thai chậm phát triển
hoặc phát triển bất thường. Là một bệnh hiếm (1/100.000), bệnh Menkes là do đột biến
gen trên nhiễm sắc thể X, khiến nồng độ đồng và ceruloplasmin trong máu thấp, trong
khi niêm mạc ruột, cơ, lách và thận lại tích lũy nhiều đồng [5].
Kẽm (Zn) cần thiết cho cấu tạo thành phần hoạt động của hormon sinh dục
nam testosteron và đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp, cấu trúc,
bài tiết nhiều hormon khác. Kẽm cũng đóng vai trò quan trọng đối với tuyến tiền liệt.
Việc thiếu kẽm có thể gây phì đại tuyến tiền liệt và viêm tuyến tiền liệt, cùng những
thay đổi khác ở tuyến sinh dục quan trọng này. Trong cơ thể có khoảng 2 – 3g kẽm,
hiện diện trong hầu hết các loại tế bào và các bộ phận của cơ thể, nhưng nhiều nhất tại
gan, thận, lá lách, xương, ngọc hành, tinh hoàn, da, tóc móng. Mất đi một lượng
nhỏ kẽm có thể làm đàn ông sụt cân, giảm khả năng tình dục và có thể mắc bệnh vô
sinh. Đàn ông khỏe mạnh mỗi lần xuất tinh chứa khoảng 1mg chất này. Phụ nữ có thai
thiếu kẽm sẽ giảm trọng lượng trẻ sơ sinh, thậm chí có thể bị lưu thai [18]. Thiếu chất
kẽm đưa đến chậm lớn, bộ phận sinh dục teo nhỏ, dễ bị các bệnh ngoài da, giảm khả
4


năng đề kháng… Kẽm cần thiết cho thị lực, còn giúp cơ thể chống lại bệnh tật. Kích
thích tổng hợp protein, giúp tế bào hấp thu chất đạm để tổng hợp tế báo mới, tăng liền
sẹo. Bạch cầu cần có kẽm để chống lại nhiễm trùng và ung thư.
Mangan (Mn) là kim loại đầu tiên được Gabriel Bertrand xem như nguyên tố vi
lượng cơ bản đối với sự sống. Mangan duy trì hoạt động của một số men quan trọng,

tăng cường quá trình tạo xương và mô, ảnh hưởng đến sự tạo thành hoocmon tuyến yên,
vitamin B1 và vitamin C cần thiết cho quá trình tổng hợp protein, làm giảm lượng đường
trong máu nên tránh được bệnh tiểu đường. Nếu thiếu hụt mangan sẽ làm giảm quá trình
đông máu và tăng lượng cholestorol, ảnh hưởng đến sự chuyển giao thông tin di truyền.
Sự chuyển hóa mangan bất thường có thể gây ra bệnh tiểu đường, bệnh béo phì...Tuy
nhiên, nếu hàm lượng mangan vượt quá mức cho phép sẽ dẫn đến hiện tượng ngộ độc,
gây rối loạn hoạt động thần kinh với biểu hiện rung giật kiểu Parkinson [9]. Mangan tham
gia vào sản xuất tác chất trung gian thần kinh dopamin – một chất dẫn truyền xung
thần kinh cảm giác về ý chí và tinh thần sáng tạo của con người. Nếu thiếu mangan, cơ
thể sẽ mất cảm giác sung sướng hay đau buồn, giảm khả năng phản xạ của cơ thể.
Ngoài ra, mangan còn kích thích chuyển hóa chất béo, giảm cholesterol góp phần ngăn
ngừa xơ vữa động mạch.
Sắt (Fe) tham gia cấu tạo nên huyết cầu tố (Hb), cần thiết cho việc vận chuyển
oxi và cacbonic trong máu. Ngoài ra, sắt còn là thành phần của một số enzym như:
cytochrom trong cơ chế sinh nhiệt và các loại enzyme của hệ thống miễn dịch. Sắt
cũng là thành phần cấu tạo của một số loại protein và enzyme, có vai trò trong quá
trình giải phóng năng lượng khi oxy hóa các chất dinh dưỡng và ATP. Nếu thiếu sắt
con người sẽ cảm thấy mệt mỏi, giảm khả năng tập trung, rụng tóc, đau đầu. Ngược lại
khi cơ thể hấp thụ quá nhiều sắt sẽ gây hiện tượng giận dữ, viêm khớp, táo bón [9].
Trung Trạch là một xã gồm 8 thôn thuộc huyện Bố Trạch cách trung tâm
thành phố Đồng Hới khoảng 15 km về phía bắc. Theo thống kê thực tế của xã thì tính
đến năm 2015, trên toàn xã có đến 90% dân cư thu nhập phụ thuộc chủ yếu vào nông
nghiệp, trong đó có rất nhiều hộ dân nuôi tôm thẻ chân trắng, sản lượng lên đến 250
tấn/năm và chuyên cung cấp cho các thương lái ở các tỉnh miền bắc hoặc chợ đầu
mối. Nhưng kiểm soát về chất lượng thì chưa đáng được quan tâm. Nghiên cứu sâu
hàm lượng các kim loại bên trong thịt tôm thẻ chân trắng, không chỉ có ý nghĩa định
hướng cho việc khai thác và sử dụng các nguồn protein và hoạt chất hoá học quý của
chúng, mà còn có ý nghĩa góp phần tạo cơ sở khoa học cho kỹ thuật nuôi, đồng thời
góp phần đánh giá phát hiện ô nhiểm môi trường nhất là khi các trang trại nuôi thuỷ
sản đang được phát triển thành phong trào. Ngoài ra những kết quả nghiên cứu còn

góp phần thiết thực vào việc đánh giá chất lượng mặt hàng tôm thẻ chân trắng đang
là yêu cầu bức xúc của ngành hải sản, khi mà thị trường đang mở rộng sang Mỹ,
5


Nga, Nhật Bản, EU,…. Xuất phát từ các lí do trên em chọn đề tài: “Phân tích, đánh
giá hàm lượng một vài kim loại trong tôm thẻ chân trắng nuôi ở khu vực xã Trung
Trạch huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình bằng phương pháp F-AAS” làm khóa luận
tốt nghiệp cho mình.

6


B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. SƠ LƯỢC VỀ XÃ TRUNG TRẠCH
Xã Trung Trạch nằm sát trung tâm huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình. Xã Trung
Trạch được thành lập năm 1986, có mã hành chính là 19177. Vị trí địa lí cụ thể của xã
Trung Trạch trên bản đồ là 17035’39”B – 106032’48”Đ với vị trí cụ thể như sau: Phía
Tây giáp Thị trấn Hoàn Lão. Phía Nam giáp với xã Đại Trạch. Phía Bắc giáp xã Đức
Trạch và Đồng Trạch. Phía Đông giáp với biển Đông. Xã Trung Trạch thuộc vùng
đồng bằng duyên hải Miền Trung, có địa hình tự nhiên bằng phẳng, độ dốc nền thấp.
Cao độ tự nhiên trung bình 12.26m, cao nhất 18.96m. Khu dân cư có cao độ trung bình
trên 4m so với mực nước biển. Nhìn chung địa hình chia thành 03 vùng rõ rệt: Vùng
đồi cát cao, khu dân cư có độ cao trung bình và khu đồng ruộng và ao hồ có cao độ
thấp hơn. Thu nhập bình quân đầu người 26.3 triệu đồng/người/năm. Xã Trung Trạch
có diện tích là 11,12 km2 và dân số của xã là 4682 người (theo thống kê năm 1999) với
khoảng 1336 hộ dân, xã được chia thành 8 thôn (từ thôn 1 đến thôn 8), phân bố dọc
theo tuyến Quốc lộ 1A, kéo dài từ phía Nam giáp Đại Trạch đến phía Bắc giáp với 02
xã Đồng Trạch và Đức Trạch. Mật độ dân cư ở xã Trung Trạch đạt 421 người/km²

phân bố không đồng đều, tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng gần trục đường quốc lộ
1A còn khu vực đồi núi thưa dân. Sản lượng thu hoạch đạt khoảng 240 tấn/năm.
1.2. KHÁI QUÁT VỀ TÔM THẺ CHÂN TRẮNG
1.2.1. Đặc điểm
Tôm thẻ chân trắng vỏ mỏng có màu trắng đục nên có tên là tôm Bạc, bình
thường có màu xanh lam, chân bò có màu trắng ngà nên gọi tôm chân trắng. Chuỳ là
phần kéo dài tiếp với bụng. Dưới chuỳ có 2 - 4 răng cưa, đôi khi có tới 5 - 6 răng cưa ở
phía bụng. Những răng cưa đó kéo dài, đôi khi tới đốt thứ hai. Vỏ đầu ngực có những
gai gân và gai râu rất rõ, không có gai mắt và gai đuôi (gai telssm), không có rãnh sau
mắt, đường gờ sau chuỳ khá dài đôi khi từ mép sau vỏ đầu ngực. Gờ bên chuỳ ngắn,
chỉ kéo dài tới gai thượng vị.
Có 6 đốt bụng, ở đốt mang trứng, rãnh bụng rất hẹp hoặc không có. Gai đuôi
không phân nhánh. Râu không có gai phụ và chiều dài râu ngắn hơn nhiều so với vỏ
giáp. Xúc biện của hàm dưới thứ nhất thon dài và thường có 3 - 4 hàng, phần cuối của
xúc biện hình roi.
1.2.2. Phân bố
Là loại tôm nhiệt đới, phân bố vùng ven bờ phía Đông Thái Bình Dương, từ
biển Pêru đến Nam Mê-hi-cô, vùng biển Equađo. Hiện tôm chân trắng đã được di

7


giống ở nhiều nước Đông á và Đông Nam á như Trung Quốc, Thái Lan, Philippin,
Indonexia, Malaixia và Việt Nam.
1.2.3. Tập tính
Ở vùng biển tự nhiên, tôm chân trắng thích nghi sống nơi đáy là bùn, độ sâu
khoảng 72 m, có thể sống ở độ mặn trong phạm vi 5 - 50‰, thích hợp ở độ mặn nước
biển 28 - 34‰, pH = 7,7 - 8,3, nhiệt độ thích hợp 25 - 32oC, tuy nhiên chúng có thể
sống được ở nhiệt độ 12 - 28oC. Tôm chân trắng là loài ăn tạp giống như những loài
tôm khác. Song không đòi hỏi thức ăn có hàm lượng đạm cao như tôm sú. Tôm chân

trắng có tốc độ sinh trưởng nhanh, chúng lớn nhanh hơn tôm sú ở tuổi thành niên.
Trong điều kiện tự nhiên từ tôm bột đến tôm cỡ 40 g/con mất khoảng thời gian 180
ngày hoặc từ 0,1 g có thể lớn tới 15 g trong giai đoạn 90 - 120 ngày. Là đối tượng nuôi
quan trọng sau tôm sú.
1.2.4. Sinh sản
Tôm thẻ chân trắng thành thục sớm, con cái có khối lượng từ 30 - 45 g/con là
có thể tham gia sinh sản. Ở khu vực tự nhiên có tôm chân trắng phân bố thì quanh năm
đều bắt được tôm chân trắng. Song mùa sinh sản của tôm chân trắng ở vùng biển lại có
sự khác nhau ví dụ: Ở ven biển phía Bắc Equađo tôm đẻ tử tháng 12 đến tháng 4.
Lượng trứng của mỗi vụ đẻ phụ thuộc vào cỡ tôm mẹ: Nếu tôm mẹ từ 30 - 45g thì
lượng trứng từ 100.000 - 250.000 trứng, đường kính trứng 0.22mm. Sau mỗi lần đẻ hết
trứng, buồng trứng tôm lại phát triển tiếp. Thời gian giữa 2 lần đẻ cách nhau 2 - 3
ngày. Con đẻ nhiều nhất tới 10 lần/năm. Thường sau 3 - 4 lần đẻ liên tục thì có lần lột
vỏ. Sau khi đẻ 14 - 16 giờ trứng nở ra ấu trùng Nauplius. Ấu trùng Nauplius trải qua 6
giai đoạn: Zoea qua 3 giai đoạn, Mysis qua 3 giai đoạn thành Postlarvae. Chiều dài của
Postlarvae tôm P.Vannamei khoảng 0,88 - 3mm.
1.3. PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ [4, 7]
Trong khoảng 10 năm trở lại đây phương pháp này đã được sử dụng để xác định
các kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nước khoáng, y học, sinh học, các sản phẩm
nông nghiệp, rau quả, thực phẩm…có thể nói phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử đã
trở thành một phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều kim loại.
1.3.1. Cơ sở lí thuyết
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) dựa trên cơ sở lí thuyết là sự hấp thụ năng
lượng (bức xạ đơn sắc) của các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức
xạ đơn sắc qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ.
1.3.2. Đối tượng chính và phạm vi áp dụng
Đối tượng chính của phương pháp phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử là phân
tích lượng nhỏ (lượng vết) các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của chất hữu cơ
8

và vô cơ. Với các trang bị và kĩ thuật hiện nay bằng phương pháp này người ta có thể
định lượng được hầu hết các kim loại (khoảng 70 nguyên tố) và một số phi kim đến
giới hạn nồng độ cỡ ppm (microgram, 10-6g) bằng kĩ thuật F-AAS, đến nồng độ ppb
(nanogam, 10-9g) bằng kĩ thuật ETA-AAS với sai số  15% .Với đối tượng đó,
phương pháp phân tích này được sử dụng để xác định các kim loại trong các mẫu
quặng, đất, đá, nước, khoáng, các mẫu của y học, sinh học, các sản phẩm nông nghiệp,
rau quả, thực phẩm, các nguyên tố vi lượng trong phân bón, trong thức ăn gia súc,…
- Đây là phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều nguyên tố.
- Xác định một số phi kim như: Si, P, S, Se, Te. Các phi kim như C, Cl, O, N
không xác định được bằng AAS vì các vạch phân tích của các nguyên tố này nằm
ngoài vùng phổ của máy AAS (190-900nm).
- Một số chất được xác định bằng phương pháp gián tiếp do các chất này không
có phổ hấp thụ nguyên tử (nhờ phản ứng hóa học trung gian có tính chất định lượng
như phản ứng kết tủa, tạo phức,…).
1.3.3. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử
Như chúng ta đã biết, vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là phần
tử cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố hoá học. Trong điều kiện bình
thường nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng lượng dưới dạng các bức xạ. Lúc
này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản. Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng
nhất. Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu chúng ta chiếu một chùm tia sáng
có những bước sóng (hay tần số) xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì các nguyên tử tự
do đó sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ mà nó
có thể phát ra được trong quá trình phát xạ của nó. Lúc này nguyên tử đã nhận năng lượng
của các tia bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao
hơn trạng thái cơ bản. Đó là tính chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi. Quá trình
đó được gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra
phổ hấp thụ nguyên tử. Phổ sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử.
Nếu gọi năng lượng của nguồn bức xạ điện tử đã bị nguyên tử hấp thụ là E thì ta có:
E = Em - E0 = hv

hay E  h

c



Trong đó: E0 và E m là năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và trạng
thái kích thích m; h là hằng số Planck; c là tốc độ ánh sáng trong chân không; 
là độ dài sóng của bức xạ hấp thụ.
Như vậy, ứng với mỗi giá trị năng lượng Ei mà nguyên tử đã hấp thụ ta sẽ
có một vạch phổ hấp thụ với độ dài sóng  đặc trưng cho quá trình đó, nghĩa là
phổ hấp thụ nguyên tử là phổ vạch.

9


Qúa trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhạy, các vạch phổ đặc trưng
và các vạch phổ cuối cùng của các nguyên tố.
Nếu kích thích nguyên tử bằng năng lượng Em ta có phổ phát xạ nguyên tử, bằng
chùm tia đơn sắc ta có phổ hấp thụ nguyên tử.
Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, đám hơi nguyên tử của mẫu trong ngọn lửa
hay trong cuvet graphit là môi trường hấp thụ bức xạ (hấp thụ năng lượng của tia bức
xạ). Phân tử hấp thụ năng lượng của tia bức xạ hv và các nguyên tử tự do trong đám hơi
nguyên tử đó. Do đó muốn có phổ hấp thụ nguyên tử, trước hết phải tạo ra được đám
hơi nguyên tử tự do, sau đó chiếu vào nó một chùm tia sáng có những bước sóng nhất
định ứng với các tia phát xạ nhạy của nguyên tố cần nghiên cứu. Khi đó các nguyên tử
tự do sẽ hấp thụ năng lượng của chùm tia đó và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).

Hình 1.1: Quá trình hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang của một nguyên tử

Trong đó:
Eo: Mức năng lượng ở trạng thái cơ bản.
Em: Mức năng lượng ở trạng thái kích thích.
E : Năng lượng nhận vào (kích thích).
+ hv: Photon kích thích.
- hv : Photon phát xạ.
1.3.4. Nguyên tắc của phương pháp, thiết bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử
Thiết bị cần có: Nguồn bức xạ điện tử đơn sắc (đèn catot rỗng) HCL (Hollow
Cathode Lamp); đèn đốt hỗn hợp khí nhiên liệu và khí oxi hóa, máy tạo bức xạ điện tử
đơn sắc (bằng lăng kính hay cách tử), detector quang và cấu trúc ghi phổ.
Ngọn lửa

I0
1

3

4

5

I
2

Hình 1.2: Sơ đồ khối của phổ kế hấp thụ nguyên tử (F-AAS) dùng ngọn lửa
10


Trong đó: 1. Nguồn bức xạ đơn sắc (HCL);
2. Đèn;

3. Máy tạo bức xạ điện tử đơn sắc;
4. Detector quang;
5. Cấu trúc ghi phổ.
Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố cần phải
thực hiện các quá trình sau:
1. Chọn các điều kiện và một loại thiết bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ
trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do.
Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu.
2. Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám
hơi nguyên tử tự do vừa điều chế được ở trên. Ở đây, phần cường độ của chùm tia
sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thụ là phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi
trường hấp thụ. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích
được gọi là nguồn phát xạ đơn sắc hay phát xạ cộng hưởng.
3. Hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân li và chọn
vạch phổ hấp thụ nguyên tử đặc trưng của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ
của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ nguyên tử của vạch phổ hấp thụ nguyên
tử. Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C giá trị ảnh hưởng cường độ này phụ
thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích theo phương trình :
A  K  .l.C  lg

I0
I

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử thường dùng chủ yếu 4 loại nguồn
phát tia bức xạ đơn sắc là:
- Đèn catot rỗng (HCL = Hollow Cathode Lamp).
- Đèn phóng điện không điện cực (EDL = Electrodeless Discharge Lamp).
- Đèn phát phổ liên tục đã được biến điệu (D 2 – Lamp, W – Lamp).
- Các loại nguồn đơn sắc khác.
Trong các loại đèn trên, đèn HCL được dùng phổ biến nhất. Đèn HCL chỉ phát ra

những tia phát xạ nhạy của nguyên tố kim loại làm catot rỗng. Các vạch phát xạ của
một nguyên tố thường là các vạch cộng hưởng. Do vậy đèn catot rỗng cũng được gọi
là nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng. Nó là phổ phát xạ của nguyên tố trong môi
trường khí kém.
Về cấu tạo, đèn catot rỗng gồm 3 bộ phận chính:
1. Thân đèn và cửa sổ S (thủy tinh hay thạch anh, trong suốt vùng UV-VIS);
2. Các điện cực anot và catot;
3. Khí chứa trong đèn (khí trơ: He, Ar hay Ne).
11


Anot: W, Pt; catot: ống rỗng, đường kính 3-5mm, chiều dài 5-6mm từ kim loại
cần phân tích (99,9%).
Nguồn nuôi đèn: đèn được đốt nóng đỏ để phát ra chùm tia phát xạ cộng hưởng
nhờ nguồn điện một chiều ổn định (thế 200-220V và I = 3-50mA).
Cơ chế làm việc của đèn HCL: Khi đèn HCL làm việc, catot được nung đỏ, giữa catot
và anot xảy ra sự phóng điện liên tục. Do sự phóng điện đó (U = 300-350V) mà một số
phân tử khí trơ bị ion hóa. Các ion khí trơ vừa được sinh ra sẽ tấn công vào catot làm bề mặt
catot nóng đỏ và một số nguyên tử kim loại trên bề mặt catot bị hóa hơi và nó trở thành
những kim loại tự do. Khi đó dưới tác dụng của nhiệt độ trong đèn HCL đang được đốt
nóng đỏ, các nguyên tử kim loại này bị khích thích và phát ra phổ phát xạ của nó. Đó chính
là phổ vạch của chính kim loại làm catot rỗng. Nhưng vì điều kiện đặc biệt của môi trường
khí trơ có áp suất rất thấp, nên phổ phát xạ đó chỉ bao gồm các vạch nhạy của kim loại mà
thôi. Đó chính là sự phát xạ của kim loại trong môi trường khí kém. Chùm tia phát xạ này là
tia đơn sắc chiếu qua môi trường hấp thụ để thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử.
Thường dùng đèn đơn nguyên tố (phát xạ 1 nguyên tố). Ngoài ra còn dùng đèn
hai nguyên tố (Cu + Mg), (Cu + Cr), (Co + Ni), (K + Na), (Cu + Pb), đèn ba nguyên tố
(Cu + Pb +Zn), đèn sáu nguyên tố (Cu + Mn + Cr + Fe + Co + Ni). Tuy nhiên, những
đèn đơn có độ nhạy cao nhất.
1.3.5. Cường độ vạch phổ

Nghiên cứu sự phụ thuộc cường độ dòng ánh sáng bị hấp thụ của một nguyên tố
vào nồng độ C của nguyên tố đó trong mẫu phân tích, người ta thấy rằng trong phổ hấp
thụ nguyên tử vùng nồng độ C nhỏ, mối quan hệ giữa cường độ của tia sáng bị hấp thụ
và nồng độ của nguyên tố đó trong đám hơi tuân theo định luật Lambert- Beer, nghĩa
là nếu chiếu một chùm sáng cường độ ban đầu là Io qua đám hơi nguyên tử tự do của
nguyên tố phân tích nồng độ là N và bề dày L (cm), cường độ chùm sáng đi ra khỏi
đám hơi là I, thì chúng ta có:
A = lg

I0
= KaNL
I

Trong đó Ka là hệ số hấp thụ nguyên tử đặc trưng cho từng bước sóng của ánh
sáng bị hấp thụ và bản chất của nguyên tử. Độ hấp thụ quang A phụ thuộc vào nồng độ
nguyên tử N và vào bề dày L của lớp hấp thụ. Trong máy đo phổ hấp thụ, L cố định
nên A chỉ còn phụ thuộc N trong môi trường hấp thụ.
Tức là:
A = KN
Trong đó K là hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào: Ka, bề dày lớp hấp thụ và vào
nhiệt độ của môi trường hấp thụ.

12


Giữa N và nồng độ C của nguyên tố trong mẫu có mối quan hệ với nhau rất phức
tạp, nó phụ thuộc vào các điều kiện nguyên tử hoá mẫu, thành phần vật lí, hoá học của
mẫu phân tích và được tính theo biểu thức sau:
F .W.s.n Ro
21

b
N = 3.10
Q.T .n C
T

Đây là công thức tổng quát tính giá trị N trong ngọn lửa nguyên tử hoá mẫu theo
Winefordner và Vicker. Trong đó :
F là tốc độ dẫn mẫu vào hệ thống nguyên tử hoá (ml/phút).
W là hiệu suất aerosol hóa mẫu.
s là hiệu suất nguyên tử hoá.
nRo là số phần tử khí ở nhiệt độ ban đầu, To( K).
nT là số phân tử khí ở nhiệt độ T (K) của ngọn lửa nguyên tử hoá.
Q là tốc độ của dòng khí mang mẫu vào buồng aerosol hoá (lít/phút).
C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong dung dịch mẫu.
Nhiều kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, trong một giới hạn nhất định của nồng độ
C, mối quan hệ giữa N và C được biểu thị bằng biểu thức:
N= KiCb
Trong đó Ki là hằng số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá
hơi và nguyên tử hoá mẫu, b được gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào nguyên tố
và bước sóng của dòng sáng, b ≤ 1; b=1 khi nồng độ C nhỏ và ứng với mỗi vạch phổ
của mỗi nguyên tố phân tích ta luôn luôn tìm được một giá trị Cx = Co để b ban đầu
nhỏ hơn 1, nghĩa là ứng với:
+ Vùng nồng độ Cx < Co thì b=1: Cường độ vạch phổ và nồng độ Cx là tuyến tính.
+ Vùng nồng độ Cx > Co thì 0 cường độ vạch phổ và nồng độ Cx là không tuyến tính nữa.





Hình 1.3: Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ A và nồng độ Cx
AB: vùng tuyến tính (b=1), BC: vùng không tuyến tính (b <1)

13


1.3.6. Cấu trúc vạch phổ
Độ rộng của vạch phổ hấp thụ được xác định bởi nhiều yếu tố và nó là tổng của
nhiều độ rộng riêng phần của các yếu tố khác nhau.
Độ rộng toàn phần của vạch phổ hấp thụ:
Ht = Hn + Hd + HL +Hc
Trong đó:
Hn: độ rộng tự nhiên
Hd: độ rộng kép
HL: độ rộng Lorenz
Hc: độ rộng của cấu trúc tinh vi
* Độ rộng tự nhiên Hn: Độ rộng này được quyết định bởi hiệu số của bước
chuyển giữa hai mức năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích
thích. Độ rộng này phụ thuộc vào thời gian lưu của nguyên tử ở trạng thái kích thích
và được tính theo công thức:
H n=

1
2t m

Trong đó tm là thời gian của nguyên tử ở trạng thái kích thích m.
Đa số các trường hợp độ rộng tự nhiên của vạch phổ hấp thụ không
vượt quá 1.10 - 3 cm - 1.
* Độ rộng kép Hd: Độ rộng này được quyết định bởi sự chuyển động nhiệt của
nguyên tử tự do trong môi trường hấp thụ theo hướng cùng chiều hay ngược chiều với

chuyển động của phôton trong môi trường đó. Vì thế nó phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ
của môi trường hấp thụ. Một cách gần đúng độ rộng kép được tính theo công thức:
H d = 1,76.10 5  0

T
M

Trong đó: T là nhiệt độ của môi trường hấp thụ (K), M là nguyên tử lượng của
nguyên tố hấp thụ bức xạ và  0 là tần số trung tâm của vạch phổ hấp thụ.
Độ rộng này của hầu hết các vạch phổ hấp thụ nguyên tử thường nằm trong
khoảng từ n.10-3 cm-1 đến n.10-1 cm-1.
* Độ rộng Lorenz HL: Độ rộng này được quyết định bởi sự tương tác của các
phần tử khí có trong môi trường hấp thụ với sự chuyển mức năng lượng của nguyên tử
hấp thụ bức xạ ở trong môi trường hấp thụ đó.
Độ rộng Lorenz được tính theo công thức:
H L = 12,04.1023.P.  2

2 1 1
(  )
RT A M

Trong đó P là áp lực khí và M là phân tử lượng của khí đó trong môi trường hấp thụ.

14


* Độ rộng của cấu trúc tinh vi Hc: Khi đám hơi nguyên tử hấp thụ năng lượng
được đặt trong một từ trường hay trong một điện trường thì yếu tố này thể hiện rõ.
Công thức trên là công thức tổng quát đầy đủ cho độ rộng của vạch phổ hấp thụ
nguyên tử. Nhưng trong thực tế của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử khi không có tác dụng

của từ trường ngoài và với các máy quang phổ có độ tán sắc nhỏ hơn 2 Ao/ mm, thì lí thuyết
và thực nghiệm chỉ ra rằng: độ rộng chung của một vạch hấp thụ chỉ do ba thành phần đầu
(chiếm 95%) của biểu thức quyết định, nghĩa là: Ht = Hn + Hd + HL
Điều này hoàn toàn đúng đối với các vạch phổ cộng hưởng trong điều kiện môi
trường hấp thụ có nhiệt độ từ 1600-3500oC và áp suất 1atm.
Phương pháp nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa có độ nhạy rất cao.
1.3.7. Ưu và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
a) Ưu điểm
Phép đo có độ nhạy và độ chọn lọc cao nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều
lĩnh vực để xác định vết các kim loại, đặc biệt trong phân tích các nguyên tố vi lượng.
Do có độ nhạy cao nên trong nhiều trường hợp không cần làm giàu nguyên tố
xác định trước khi phân tích.
Có thể xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Các kết
quả phân tích ổn định, sai số nhỏ (  15%).
b) Nhược điểm
Phải có một hệ thống máy đắt tiền. Vì có độ nhạy cao nên sự nhiễm bẩn có thể
ảnh hưởng đến kết quả phân tích hàm lượng vết. Vì thế môi trường trong phòng thí
nghiệm phải không có bụi, các dụng cụ phải sạch, có độ chính xác tiêu chuẩn và hoá
chất phải có độ tinh khiết cao.
Phương pháp chỉ cho biết thành phần nguyên tố mà không cho biết trạng thái
liên kết trong mẫu. Vì thế đây chỉ là phương pháp phân tích nguyên tố.
1.3.8. Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu
Nguyên tử hoá mẫu phân tích là một công việc hết sức quan trọng của phép đo
phổ hấp thụ nguyên tử, bởi vì chỉ có các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi mới cho phổ
hấp thụ nguyên tử, nghĩa là số nguyên tử tự do trong trạng thái hơi là yếu tố quyết định
cường độ vạch phổ hấp thụ và quá trình nguyên tử hoá mẫu thực hiện tốt hay không tốt
đều có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích một nguyên tố. Mục đích của quá
trình này là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích với hiệu suất
cao và ổn định để phép đo đạt kết quả chính xác và có độ lặp lại cao. Đáp ứng mục
đích đó ngày nay người thường dùng hai kĩ thuật đó là kĩ thuật hoá mẫu trong ngọn lửa

đèn khí (F-AAS) và kĩ thuật hoá mẫu không ngọn lửa (ETA -AAS).
a) Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa
15


Theo kĩ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi
và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Vì thế mọi quá trình xảy ra phụ thuộc vào các đặc
trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu là nhiệt độ của ngọn lửa. Đó là
yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích và mọi yếu tố ảnh hưởng đến
nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích.
Nguyên tử hoá mẫu bằng đèn khí, trước hết ta chuẩn bị mẫu ở trạng thái dung
dịch. Sau đó dẫn dung dịch mẫu vào ngọn đèn khí để nguyên tử hoá mẫu. Quá trình
nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa xảy ra theo hai bước kế tiếp nhau.
Bước 1: Phun dung dịch mẫu thành thể các hạt nhỏ sương mù cùng với khí mang và
khí cháy, đó là các sol khí (aerosol), quá trình này gọi là aerosol hoá. Tốc độ dẫn dung
dịch, dẫn khí và kĩ thuật của quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích.
Bước 2: Dẫn hỗn hợp aerosol vào đèn đốt để nguyên tử hoá. Khí mang là một
trong hai khí để đốt, thường là không khí, oxi hay N2O. Tác dụng nhiệt của ngọn lửa
trước hết làm bay hơi dung môi dùng để hoà tan mẫu và các chất hữu cơ (nếu có). Lúc
đó mẫu còn lại là các hạt rắn rất nhỏ trong ngọn lửa. Tiếp đó là quá trình hoá hơi và
nguyên tử hoá các hạt mẫu khô đó. Quá trình này xảy ra theo hai cơ chế chính sau:
Nếu năng lượng (nhiệt độ) hoá hơi (Ehh) của các hợp phần có trong mẫu nhỏ hơn
năng lượng nguyên tử hoá (En) của nó thì xảy ra theo cơ chế 1.
Cơ chế 1: MexRy (r) → MexRy (k) → xMe (k) + yR(k)
Me (k) + h → phổ AAS
Nói chung các muối halogen (trừ F), muối axetat, một số muối nitrat, một số
muối sunphat của kim loại thường xảy ra theo cơ chế này. Cơ chế này cho phép đo
AAS có độ nhạy cao và ổn định.
Ngược lại (Ehh >En) thì sẽ xảy ra theo cơ chế 2.
Cơ chế 2 : MexRy (r) → xMe (r) + yR(k)→ x Me (k)

Me (k) + h → phổ AAS
Các loại hợp chất muối của kim loại với sunphat, photphat, silicat, flo thường
theo cơ chế 2. Cơ chế này không ổn định nên phép đo AAS kém ổn định. Vì thế người
ta thường thêm vào mẫu các muối halogen hay axetat của kim loại kiềm làm nền để
hướng các quá trình xảy ra theo cơ chế 1 ưu việt và có lợi hơn.
b) Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa
Ra đời sau kĩ thuật nguyên tử hoá trong ngọn lửa, nhưng kĩ thuật này được phát triển
rất nhanh và hiện nay đang được ứng dụng rất phổ biến vì kĩ thuật này cung cấp cho phép
đo AAS có độ nhạy rất cao mức ng - ppb, có khi gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần phép đo
trong ngọn lửa. Do đó khi phân tích lượng vết các kim loại trong nhiều trường hợp không
cần thiết phải làm giàu các nguyên tố cần phân tích. Đặc biệt là khi xác định các nguyên tố
vi lượng trong các loại mẫu của y học, sinh học, dược phẩm, thực phẩm, nước giải khát…
16


Tuy có độ nhạy cao nhưng trong một số trường hợp độ ổn định của phép đo
không ngọn lửa kém phép đo trong ngọn lửa do ảnh hưởng của phổ nền. Để khắc phục
vấn đề trên người ta lắp thêm hệ thống bổ chính nền vào máy đo phổ hấp thụ. Đặc
điểm nữa của phép đo không ngọn lửa là cần lượng mẫu tương đối nhỏ từ 20-50  L .
Về nguyên tắc là quá trình nguyên tử hoá xảy ra tức khắc trong thời gian rất ngắn
nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn 200 ÷ 500A và trong môi trường khí trơ.
Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hoá luyện
mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong
cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình hoá mẫu.
+ Sấy khô mẫu: Giai đoạn này rất cần thiết nhằm đảm bảo cho dung môi hoà
tan mẫu bay hơi nhẹ nhàng và hoàn toàn, nhưng không làm mất mẫu do bị bắn,
nhiệt độ sấy: 80-150 oC, thời gian sấy 20-30 giây.
+ Tro hoá luyện mẫu: Mục đích chính là để đốt cháy (tro hoá) các hợp chất hữu
cơ và mùn có trong mẫu sau khi đã sấy khô, đồng thời cũng là để nung luyện mẫu ở
một nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hoá tiếp theo đạt hiệu suất cao và ổn

định. Nhiệt độ tro hoá: 400-1500oC, thời gian 20-30 giây.
+ Nguyên tử hoá: Giai đoạn này được thực hiện sau giai đoạn sấy và tro hoá song
lại bị ảnh hưởng bởi hai giai đoạn trên, thời gian thực hiện giai đoạn này ngắn, thường
vào khoảng 3 ÷ 6 giây, tốc độ tăng nhiệt rất lớn.
Nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá của mỗi nguyên tố rất khác nhau. Mỗi
nguyên tố cần một nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá giới hạn của nó.
Thường dùng các phương pháp không dùng ngọn lửa sau: dùng lò graphit, dùng
hồ quang điện, dùng tia lửa điện và dùng plasma tần số vô tuyến (cao tần).
1.3.9. Một số yếu tố ảnh hưởng trong phép đo AAS
Những yếu tố đó là: Sự hấp thụ nền; sự xen phủ các vạch phổ; sự hấp thụ của các
hạt rắn; độ nhớt và sức căng bề mặt ngoài của dung dịch mẫu; hiệu ứng lưu lại; sự ion
hóa của chất phân tích; sự phát xạ của nguyên tố phân tích.
Các yếu tố hóa học: Nồng độ axit và loại axit trong dung dịch mẫu; ảnh hưởng
của các cation trong mẫu; ảnh hưởng của các anion trong mẫu; thành phần nền của
mẫu; ảnh hưởng của dung môi hữu cơ.
Bảng 1.1. Sự xen lẫn và sự trùng vạch của các nguyên tố
Nguyên tố có vạch chen lấn

Nguyên tố và vạch phân
tích (nm)

Vạch chen lấn

Nồng độ xuất hiện sự
xen lấn (ppm)

Al – 308,315

V - 308,211

800

Cu – 324,754

Eu - 324,753

254

17


Fe – 271,903

Pt – 271,904

54

Mn – 403,307

Ga – 403,298

25

Zn – 213,856

Fe – 213,850

200

1.4. MÁY QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS: atomic absorption

spectrometer)
- Nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng của nguyên tố cần phân tích: Thường là đèn
catot rỗng HCL (Hollow Cathode Lamp) hoặc đèn phóng điện không cực EDL
(Electronic Discharge Lamp).
- Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích, có hai loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu:
+ Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa, sử dụng khí C2H2 và không khí nén hoặc
oxit nitơ (N2O), gọi là Flame AAS.
+ Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa, sử dụng lò đốt điện, gọi là ETA-AAS
(Electro -Thermal-Atomization AAS).
- Bộ đơn sắc có nhiệm vụ thu nhận, phân ly và ghi tính hiệu bức xạ đặc trưng
sau khi được hấp thu.
- Hệ điện tử/ máy tính để điều khiển và xử lý số liệu.

1.
2.
3.
4.

Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử
Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc.
Hệ thống nguyên tử hoá mẫu.
Hệ thống phân li quang học và ghi nhận tín hiệu.
Bộ phận khuyếch đại và hiển thị kết quả đo.

5. Máy tính điều khiển.
Máy AAS có thể phân tích các chỉ tiêu trong mẫu có nồng độ từ ppb - ppm. Mẫu
phải được vô cơ hóa thành dung dịch rồi phun vào hệ thống nguyên tử hóa mẫu của
máy AAS. Khi cần phân tích nguyên tố nào thì ta gắn đèn cathode rỗng của nguyên tố
đó. Một dãy dung dịch chuẩn của nguyên tố cần đo đã biết chính xác nồng độ được đo
song song. Từ các số liệu đo được ta sẽ tính được nồng độ của nguyên tố cần đo có

trong dung dịch mẫu đem phân tích.

18




Ưu điểm của máy AAS :
Độ chính xác của máy AAS cao.



Độ lặp lại rất tốt.
Độ nhạy: rất nhạy, đo dược hàm lượng tới ppb (microgam/ kg).



Chi phí đầu tư thấp so với máy ICP-OES.



Phân tích được rất nhiều nguyên tố và thời gian phân tích nhanh.



Hình 1.5: Hệ thống máy hấp thu nguyên tử AAS của hãng Varian
1.5. PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG BẰNG AAS [4, 7]
Việc xác định định lượng theo AAS dựa trên phương trình của định luật
Bouguer-Lambert-Beer:
A    .l.C  lg

I0
I

Trong đó:
A là độ hấp thụ.
I0, I là cường độ bức xạ trước và sau khi bị các nguyên tử hấp thụ tại bước sóng  .
 là hệ số hấp thu nguyên tử tùy thuộc vào từng nguyên tố tại bước sóng  .

l là độ dày lớp hơi nguyên tử.
N là nồng độ nguyên tử chất phân tích trong lớp hơi.
Việc xác định định lượng được thực hiện theo các phương pháp sau:
- Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn).
- Phương pháp thêm tiêu chuẩn.
- Phương pháp đồ thị không đổi.
- Phương pháp dùng một mẫu chuẩn.
Các kiểu phương pháp phân tích theo AAS.
- Phương pháp phân tích trực tiếp cho chất có phổ hấp thụ nguyên tử.
- Các phương pháp phân tích gián tiếp cho chất không có phổ AAS.

19


CHƯƠNG 2
NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM
2.1. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ
- Dụng cụ thủy tinh: Các ống nghiệm thủy tinh chịu nhiệt 30 ml có nắp xoáy;
Cốc thủy tinh chịu nhiệt, thể tích 100 ml, 250 ml, 1000 ml; Bình định mức thủy tinh,
thể tích 25 ml, 50 ml, 100 ml, 1000 ml.
- Thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử Analyst 400 của hãng Perkin Elmer tích

hợp ba kỹ thuật ngọn lửa; Các pipette Eppendorf và đầu hút.
- Cân phân tích, bếp điện, máy xay, bộ dao mổ y tế.
2.2. HÓA CHẤT
- Các hóa chất sử dụng có độ tinh khiết PA của Merck của Đức chuyên dùng
cho phép đo AAS: dung dịch chuẩn đồng (1000 ± 2 ppm), kẽm (1000 ± 2 ppm),
mangan (1001  2 ppm) và dung dịch chuẩ n sắt (998 ± 2 ppm), axít HNO3 và HCl đă ̣c,
H2O2 đặc, nước cấ t hai lần.
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Phạm vi nghiên cứu: Một số hộ nuôi tôm thẻ chân trắng thuộc khu vực xã Trung
Trạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình.
- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 11 năm 2015 đến tháng 05 năm 2016 (trong đó
tháng đầu tiên là nghiên cứu tài liệu; 4 tháng tiếp theo là lấy mẫu tôm thẻ chân trắng
và tiến hành phân tích, đánh giá; tháng cuối cùng là viết bài khóa luận).
2.3.2. Chuẩn bị mẫu
Mẫu tôm thẻ chân trắng được lấy ở 4 ao nuôi của 4 hộ dân trong 4 thôn (thôn 1,
2, 5 và 7) tại xã Trung Trạch huyện Bố Trạch. Các ao được lựa chọn để lấy mẫu là
những ao đang được dùng thường xuyên cho việc nuôi tôm thẻ chân trắng và đạt hiệu
quả tốt.
Mẫu được lấy ở trạng thái sống, sau đó được phẩu thuật rửa sạch sẽ, trước khi
tiến hành đo các chỉ tiêu. Các mẫu tôm được lấy vào 2 đợt (đơ ̣t 1: 01/12/2015 và tôm
đã nuôi được 75 ngày tuổi, đơ ̣t 2: 27/12/2015). Mỗi đơ ̣t gồ m 4 mẫu đươ ̣c phân loa ̣i
theo kích cở từ nhỏ đế n lớn theo chiề u dài, cân nặng của tôm, mỗi mẫu gồ m 3 ÷ 6 cá
thể , lấ y theo phương pháp tổ hơ ̣p. Mẫu tôm thẻ chân trắng được chuyển ngay về phòng
thí nghiệm sau khi lấy mẫu và được xử lý sơ bộ trước khi tiến hành phân tích: Rửa
sạch phần vỏ và tráng bằng nước cất, sau đó dùng dao inox tách lấy phần thịt. Mẫu
được xay nhuyễn, cất trong tủ lạnh sâu nếu chưa tiến hành phân tích ngay. Các mẫu
tôm được ký hiệu Tij, trong đó: i = 1  n (thứ tự đợt lấy mẫu), j = 1  m (vị trí lấy
mẫu). Lấy mẫu phân tích là khâu quan trọng quyết định độ chính xác của kết quả phân

20


tích. Qúa trình lấy mẫu phải đảm bảo đủ các yếu tố của QA/QC trước lúc (chuẩn bị),
trong lúc lấy mẫu và sau khi đã lấy xong mẫu cũng như vận chuyển và bảo quản
chúng. Đó là cả một quá trình mà mọi người đều phải thực hiện đúng các quy trình lấy
mẫu, có như thế mới có được mẫu để phân tích cho ra kết quả phản ánh đúng thực tế
của đối tượng cần nghiên cứu, phân tích [18].
Lấy đường quốc lộ 1A làm chuẩn thôn 1 và thôn 2 nằm về hướng Đông – Bắc
của đường quốc lộ 1A, thôn 5 và thôn 7 nằm về hướng Đông - Nam của đường quốc lộ
1A. Đồng thời chia làm hai đợt lấy mẫu có thời gian lấy mẫu cách nhau khoảng 1
tháng nhằm khảo sát, đánh giá sự thay đổi hàm lượng của các kim loại Cu, Zn, Mn, Fe
theo địa điểm và thời gian.
Cách lấy mẫu: việc lấy mẫu được thực hiện theo quy định giới hạn tối đa ô
nhiễm sinh học và hoá học trong thực phẩm, cụ thể: Theo quyết định số 46/ 2007/QĐBYT của bộ trưởng Bộ Y tế [11]. Lấy mẫu.
- Thời gian lấy mẫu:
Bảng 2.1. Thời gian lấy mẫu tôm tại xã Trung Trạch
Đợt lấy
mẫu

Đợt 1:
Tháng 12

Đợt 2:
Tháng 2

Số lượng
mẫu

Thời gian

Điều kiện thời tiết

Buổi sáng, từ 8h10h30’, Thứ ba, ngày

Trời lạnh, nhiệt độ không khí
khoảng 200C, trước thời điểm lấy
mẫu một ngày trời có mưa dông,

01 tháng 12 năm 2015

4

thời điểm lấy mẫu trời không
mưa.

Buổi chiều, từ 14hTrời nắng nhẹ, nhiệt độ không khí
16h30’, chủ nhật, ngày
khoảng 270C.
27 tháng 12 năm 2015

4

2.3.3. GHI CHÉP LẬP HỒ SƠ MẪU KHI LẤY
Khi lấy mẫu, mỗi mẫu phải có ghi chép lập hồ sơ đầy đủ. Hồ sơ lấy mẫu tôm tại xã
Trung Trạch được thể hiện cụ thể ở bảng sau:
Bảng 2.2. Thông tin về các mẫu tôm thu được thuộc xã Trung Trạch
Ký hiệu mẫu

Chủ hộ nuôi tôm

Số lượng
cá thể (tôm)

1

T1,1

Hoàng Tuấn Kiên

4

2

T1,2

Nguyễn Thị Yển

3

3

T1,5

Hoàng Hải Thành

6

4

T1,7

Lê Công Minh

4

TT

21