Xác định kim loại nặng trong thực phẩm bằng phương pháp phổ khối lượng cao tần cảm ứng plasma ICP MS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN
-----------------------

NGUYỄN THỊ NGA

XÁC ĐỊNH KIM LOẠI NẶNG TRONG THỰC PHẨM BẰNG
PHƢƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƢỢNG CAO TẦN CẢM ỨNG PLASMA
ICP-MS

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI – 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN
-----------------------

NGUYỄN THỊ NGA

XÁC ĐỊNH KIM LOẠI NẶNG TRONG THỰC PHẨM BẰNG
PHƢƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƢỢNG CAO TẦN CẢM ỨNG
PLASMA ICP-MS
Chun ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 44 29
ḶN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS LÊ NHƢ THANH

Hà Nội - 2012


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Hệ trang bị ICP-MS
Hình 2.2: Hình ảnh máy ICP – MS (ELAN 9000)
Hình 3.1: Giá trị SDe
Hình 3.2: Ảnh hƣởng của cơng suất cao tần
Hình 3.3: Ảnh hƣởng của lƣu lƣợng khí mang
Hình 3.4: Ảnh hƣởng của thế thấu kính ion
Hình 3.5: Đƣờng chuẩn các kim loại cần phân tích


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Ngƣỡng giới hạn một số kim loại nặng
Bảng 2.1: Hệ số dw% của các mẫu
Bảng 3.1: Số khối và tỉ lệ đồng vị đối với các ngun tố phân tích
Bảng 3.2: Các thơng số tối ƣu cho máy ICP-MS
Bảng 3.3: LOD và LOQ của phép đo ICP-MS
Bảng 3.4: Nồng độ các kim loại trong dung dịch chuẩn kiểm tra
Bảng 3.5: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 1
Bảng 3.6: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 2
Bảng 3.7: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 3
Bảng 3.8: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 4
Bảng 3.9: Hiệu suất thu hồi khi xử lý mẫu theo quy trình 5
Bảng 3.10: Hàm lƣợng các kim loại (mg/kg) trong mẫu thực phẩm khi phân tích
lặp lại
Bảng 3.11: Kết quả phân tích hàm lƣợng các kim loại nặng (mg/kg) trong mẫu thực
phẩm
Bảng 3.12: Hàm lƣợng giới hạn của một số kim loại trong thực phẩm

Bảng 3.13: Danh sách các mẫu có hàm lƣợng một số kim loại vƣợt quá quy định.


MỤC LỤC

CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN................................................................................................ 3
1.1.Tổng quan chung về thực phẩm ....................................................................................... 3
1.1.1. Định nghĩa chung về thực phẩm [15] .......................................................................... 3
1.1.2. Phân loại thực phẩm .................................................................................................... 3
1.2. Chất lƣợng nguồn thực phẩm ở nƣớc ta hiện nay. ......................................................... 3
1.2.1. Các yếu tố gây ô nhiễm nguồn thực phẩm ................................................................... 3
1.2.2. Tình hình ơ nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm hiện nay [ 10, 12 ] ....................... 5
1.3. Ảnh hƣởng của kim loại nặng đến cơ thể sống ............................................................... 7
1.3.1. Cơ chế gây độc của kim loại nặng [4, 9] .................................................................... 7
1.3.1.1.Vùng tác động ............................................................................................................ 7
1.3.1.2. Các yếu tố làm thay đổi độc tính .............................................................................. 8
1.3.2. Các tác dụng độc của kim loại [ 4, 9] ......................................................................... 9
1.3.2.1. Gây ung thƣ ............................................................................................................. 9
1.3.2.2. Giảm chức năng miễn dịch ....................................................................................... 9
1.3.2.3. Ảnh hƣởng hệ thần kinh ........................................................................................... 9
1.3.2.4. Ảnh hƣởng đến thận................................................................................................ 10
1.3. Các phƣơng pháp xác định lƣợng vết kim loại nặng .................................................... 10
1.3.1. Phƣơng pháp phổ khối lƣợng plasma cao tần cảm ứng ICP-MS ............................... 10
1.3.2. Các phƣơng pháp phân tích quang học ...................................................................... 14
1.3.2.1. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS ................................................. 14
1.3.2.2. Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES .................................................. 15
1.3.2.3. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS .................................................. 16
1.3.2.4. Phƣơng pháp huỳnh quang .................................................................................... 18
1.3.3. Các phƣơng pháp phân tích điện hố ......................................................................... 19
1.3.3.1. Phƣơng pháp cực phổ ............................................................................................ 19

1.3.3.2. Phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan ............................................................................ 20
1.4. Phƣơng pháp xử lý mẫu thực phẩm .............................................................................. 21


1.4.1. Nguyên tắc xử lý mẫu ................................................................................................ 21
1.4.2. Một số phƣơng pháp xử lý mẫu thực phẩm xác định hàm lƣợng kim loại nặng ....... 22
Chƣơng 2-THỰC NGHIỆM ................................................................................................ 25
2.1. Đối tƣợng và nội dung nghiên cứu. .............................................................................. 25
2.1.1. Đối tƣợng: .................................................................................................................. 25
2.1.2. Nội dung nghiên cứu.................................................................................................. 25
2.2. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ ........................................................................................ 25
2.2.1. Hóa chất .................................................................................................................... 25
2.2.2. Thiết bị và dụng cụ .................................................................................................... 25
Hệ trang bị của phép đo ICP-MS ......................................................................................... 26
2.3. Lấy mẫu, bảo quản mẫu. ............................................................................................... 27
2.3.1. Lấy mẫu ..................................................................................................................... 27
Chƣơng 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................... 30
3.1. Tối ƣu hoá các điều kiện phân tích bằng phƣơng pháp ICP-MS .................................. 30
3.1.1. Chọn đồng vị phân tích .............................................................................................. 30
3.1.2. Độ sâu mẫu (Sample Depth - SDe):........................................................................... 31
3.1.3. Công suất cao tần (Radio Frequency Power - RFP): ................................................. 31
3.1.4. Lƣu lƣợng khí mang (Nebulized gas flow – NGF) .................................................... 32
3.1.5.Thế thấu kính ion ........................................................................................................ 33
3.2. Đánh giá phƣơng pháp phân tích .................................................................................. 35
3.2.1. Khoảng tuyến tính ...................................................................................................... 35
3.2.2. Đƣờng chuẩn .............................................................................................................. 36
3.2.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng ................................................................ 40
3.3. Xây dựng quy trình xử lý mẫu thực phẩm .................................................................... 46
3.3.1. Các quy trình xử lý mẫu khảo sát .............................................................................. 46
3.3.2. Đánh giá hiệu suất thu hồi ......................................................................................... 47

3.3.3. Độ lặp lại của phƣơng pháp khi phân tích mẫu thực tế ............................................. 56
3.4. Kết quả phân tích hàm lƣợng kim loại nặng trong mẫu thực phẩm.............................. 57
KẾT LUẬN .......................................................................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 64


MỞ ĐẦU
Xã hội càng phát triển thì nhu cầu của con ngƣời ngày càng tăng. Kinh tế
tăng trƣởng dẫn tới con ngƣời yêu cầu những sản phẩm, dịch vụ tốt nhất. Trong đó
nhu cầu về thực phẩm sạch, an toàn và đảm bảo sức khỏe trở thành nhu cầu thiết
yếu, cấp bách và đƣợc xã hội và ngƣời dân hết sức quan tâm. Tuy nhiên ở nƣớc ta
hiện nay, sự bùng nổ của dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, cơng nghiệp hóa, hiện
đại hóa nhanh chóng đã tạo ra một sức ép lớn tới môi trƣờng sống của ngƣời dân.
Nhu cầu về lƣợng thực phẩm ngày càng tăng trong khi đó diện tích để sản xuất ngày
càng bị thu hẹp.Thêm vào đó do lợi nhuận mà nhiều nhà sản xuất đã sử dụng nhiều
hóa chất, chế phẩm, phụ gia có hại cho sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng vào thực
phẩm từ khâu sản xuất, chế biến, bảo quản…Do đó vấn đề vệ sinh an toàn thực
phẩm hiện nay đang là vấn đề nóng, đƣợc cả nhà nƣớc và ngƣời dân hết sức quan
tâm.
Thực phẩm quan trọng đối với con ngƣời có thể ví nhƣ khơng khí để thở,
nƣớc để uống. Chúng là nguồn cung cấp năng lƣợng, vitamin, khoáng chất cho cơ
thể. Tuy nhiên hiện nay chất lƣợng nguồn thực phẩm đang rất báo động, nhiều
trƣờng hợp bị ngộ độc thức ăn, nhiều căn bệnh ở ngƣời mà nguyên nhân chủ yếu do
con đƣờng ăn uống. Thực phẩm hiện nay có thể bị ơ nhiễm nhiều thứ nhƣ: thuốc trừ
sâu, chất kích thích, thuốc tăng trọng, chất bảo quản….và đặc biệt là ô nhiễm kim
loại nặng. Theo các chuyên gia về vệ sinh an toàn thực phẩm, thực phẩm có thể bị ơ
nhiễm các kim loại nặng (các kim loại có khối lƣợng nguyên tử lớn nhƣ: chì, asen,
kẽm, đồng, thủy ngân, cadmi, crom...) do việc sử dụng các nguyên liệu, phụ gia để
sản xuất, chế biến khơng tinh khiết, có hàm lƣợng kim loại nặng vƣợt mức cho
phép. Khi nhiễm vào cơ thể, kim loại nặng tích tụ trong các mơ. Cơ thể cũng có cơ

chế đào thải, nhƣng tốc độ tích tụ lớn hơn gấp nhiều lần. Ở ngƣời, kim loại nặng có
thể tích tụ vào nội tạng nhƣ gan, thận, thần kinh, xƣơng khớp gây nhiều căn bệnh
nguy hiểm đặc biệt là bệnh ung thƣ.
Vì vậy việc điều tra, đánh giá chất lƣợng nguồn thực phẩm hiện nay là rất
quan trọng, một trong những chỉ tiêu để đánh giá là hàm lƣợng các kim loại nặng.

1


Trong các phƣơng pháp đƣợc sử dụng hiện nay (AAS, AES, UV-VIS, ICP-MS….)
thì phƣơng pháp ICP-MS là một phƣơng pháp ƣu việt vì có thể xác định đồng thời
nhiều kim loại với giới hạn phát hiện thấp. Trong bản luận văn này 11 kim loại Cr,
Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb, Hg, Fe đƣợc xác định trong các mẫu rau, củ, quả và
mẫu thịt bằng phƣơng pháp ICP-MS.

2


CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN
1.1.Tổng quan chung về thực phẩm
1.1.1. Định nghĩa chung về thực phẩm [15]
Thực phẩm hay còn đƣợc gọi là thức ăn là bất kỳ vật phẩm nào, bao gồm chủ
yếu các chất: chất bột (cacbohydrat), chất béo (lipit), chất đạm (protein), hoặc nƣớc,
mà con ngƣời có thể ăn hay uống đƣợc, với mục đích cơ bản là thu nạp các chất dinh
dƣỡng nhằm nuôi dƣỡng cơ thể hay vì sở thích.

1.1.2. Phân loại thực phẩm
Có rất nhiều cách phân loại thực phẩm:
 Theo nguồn gốc: thực phẩm có nguồn gốc động vật (trên cạn, dƣới nƣớc,
trên không…) , thực vật ( rau, củ, quả, hạt,hoa...)

 Theo cách bảo quản: thực phẩm tƣơi, đơng lạnh, đóng hộp….
 Theo cách chế biến : thực phẩm chƣa qua chế biến, thực phẩm đã qua chế
biến …
Ngoài ra hiện nay còn xuất hiện nhiều loại thực phẩm mới do sự phát triển của
xã hội :
 Thực phẩm chức năng
 Thực phẩm dinh dƣỡng
1.2. Chất lƣợng nguồn thực phẩm ở nƣớc ta hiện nay.
1.2.1. Các yếu tố gây ô nhiễm nguồn thực phẩm
 Trong quá trình sản xuất:
+) Các loại cây đƣợc trồng trên các khu đất bị ô nhiễm, tƣới nguồn nƣớc
không đảm bảo, sử dụng quá nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật và thuốc kích thích
tăng trƣởng; tiến hành thu hoạch khi thời gian sử dụng thuốc bảo vệ thực vật vẫn
còn trong giai đoạn gây độc….
+) Các loại con ( gia súc, gia cầm, thủy hải sản….) có chất lƣợng con giống
khơng đảm bảo, trong q trình chăn nuôi sử dụng nguồn thức ăn không sạch, dùng
quá nhiều thuốc kích thích tăng trƣởng dẫn tới chất lƣợng thực phẩm không cao và

3


cịn có thể gây hại cho sức khỏe con ngƣời nếu dƣ lƣợng của chúng còn lại trong
sản phẩm vƣợt quá quy định cho phép.
 Trong quá trình chế biến và bảo quản:
Ngƣời ta sử dụng một số hóa chất, phụ gia trong khi chế biến, bảo quản
nhằm mục đích cho sản phẩm để đƣợc lâu hơn, tránh nấm mốc, hình thức bắt mắt
hơn …..tuy nhiên nếu lạm dụng quá sẽ gây nên tác hại cho ngƣời sử dụng.
TS.BS. Vƣơng Tuấn Anh, Viện Vệ sinh dịch tễ trung ƣơng cho biết, nhóm
nghiên cứu đã tiến hành khảo sát, nghiên cứu tại hai điểm khu vực ven đô TP. Hà
Nội trong mùa mƣa và mùa khô. Điểm thứ nhất là phƣờng Hoàng Liệt (Quận Hoàng

Mai) nơi lấy nƣớc tƣới từ sông Tô Lịch và Kim Ngƣu - 2 con sông chứa nƣớc thải
lớn nhất thành phố thông qua trạm bơm và hệ thống kênh dẫn. Điểm nghiên cứu thứ
hai là Long Biên với nguồn nƣớc tƣới chủ yếu là ao chứa nƣớc mƣa và nƣớc sông
Hồng hoặc nƣớc giếng hộ gia đình. Ở mỗi điểm, nhóm nghiên cứu lựa chọn ngẫu
nhiên 6 hộ gia đình tham gia trồng rau với loại rau nghiên cứu chính là rau muống.
TS. Vƣơng Tuấn Anh cho biết: “Mỗi hộ gia đình chúng tơi lấy 6 mẫu. Thƣờng vào
buổi sáng, hộ gia đình tại Hoàng Liệt thu hoạch rau muống và rửa rau tại kênh dẫn
nƣớc tƣới để giữ cho rau ẩm. Sau đó, rau muống đƣợc những ngƣời bán buôn mua
và vận chuyển đến các chợ trong nội thành. Tại Long Biên, nông dân thu hoạch rau
vào buổi chiều và rửa rau bằng nƣớc giếng tại hộ gia đình để giữ ẩm sau đó, để qua
đêm cho tới sáng hôm sau mới mang ra chợ”. [6]
Cùng thời điểm, một nghiên cứu độc lập khác cũng đƣợc tiến hành tại chợ
Hoàng Liệt (gần khu vực nuôi trồng rau bằng nƣớc thải) và chợ Hàng Bè (tập trung
rau từ nhiều khu vực sản xuất khác nhau). Các loại rau chủ yếu là rau húng, rau
mùi, kinh giới, rau muống, rau rút.
Tổng cộng có 96 mẫu rau đƣợc lấy tại Hoàng Liệt và 118 mẫu từ Long Biên.
Sau đó, các mẫu này đƣợc đƣa đi xét nghiệm tại Viện Vệ sinh dịch tễ trung ƣơng.
Kết quả cho thấy, những mẫu rau thu thập đƣợc tại chợ đều ẩn chứa rất nhiều vi
khuẩn coliform và các vi khuẩn gây ra bệnh đƣờng ruột. Đặc biệt, những vi khuẩn
này có nhiều nhất trong các loại rau nhƣ rau muống, rau húng, kinh giới, rau rút [6].

4


“Đa số các mẫu sản phẩm nhƣ mì sợi tƣơi, thực phẩm chay dƣơng tính với
formol, mẫu hoa chuối, bẹ chuối, măng chua có chất tẩy trắng, phẩm mầu…”[11]
Đó là kết luận của các đợt kiểm tra từ tháng 5-10/2011, tại TP HCM và các
tỉnh phía Nam, đoàn kiểm tra của cục an toàn vệ sinh thực phẩm (Bộ Y tế) phát hiện
khoảng 300/440 mẫu sản phẩm có chứa hóa chất độc hại. Tại các tỉnh phía Bắc, phổ
biến tình trạng tƣơng ớt đƣợc sử dụng hoá chất độc hại Rhodamine B để nhuộm

màu. Đặc biệt, có 15% mẫu bún, bánh phở, bánh giị, bánh phu thê có hàn the, phẩm
màu, mì ăn liền và nƣớc giải khát chứa kiềm…Đáng chú ý là sản phẩm ớt tấm
Thành Lộc, loại hũ 50g (lơ hàng có ngày sản xuất 3/7/2011, hạn sử dụng 3/7/2012)
của Công ty Cổ phần sản xuất đầu tƣ thƣơng mại Thành Lộc, chi nhánh trên đƣờng
Cộng Hòa, phƣờng 12, quận Tân Bình, TP.HCM có chứa chất rhodamin B - chất
gây ung thƣ. Sản phẩm mứt kaze lá dứa (thƣờng đƣợc dùng làm bánh kem), loại hũ
1kg (lô hàng có ngày sản xuất 20/10/2011, hạn sử dụng 20/10/2012) của Công ty
TNHH một thành viên sản xuất thƣơng mại dịch vụ Mộc Thủy (đƣờng TA09, tổ 10,
khu phố 3, phƣờng Thới An, Q.12) có chứa chất nhuộm màu cực kỳ nguy hiểm là
malachite green, chỉ dùng trong sản xuất công nghiệp. Trƣớc đó, cơ quan chức năng
đã thanh tra nhiều bếp ăn tập thể, các cơ sở sản xuất mứt, giò, chả, lạp xƣởng… và
phát hiện nhiều mẫu hạt dƣa, ớt bột, tƣơng ớt, gia vị lẩu… không nhãn mác, không
hạn sử dụng, chủ sạp không chứng minh đƣợc nguồn gốc mặt hàng đang bày bán.
Trong đó, hạt dƣa và ớt bộc có chứa chất hóa học độc hại.
1.2.2. Tình hình ơ nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm hiện nay [ 10, 12 ]
Các nhà chuyên môn về vệ sinh an toàn thực phẩm cảnh báo rằng nhiều loại
rau sinh trƣởng trong vùng đất thấp, ao hồ, kênh rạch nhƣ rau muống, rau rút, rau
cần, ngó sen dễ tích tụ những kim loại nặng nhƣ đồng, chì, kẽm, thủy ngân... Các
chất này có trong nƣớc thải chƣa đƣợc xử lý triệt để từ các nhà máy, xí nghiệp, cơ
sở sản xuất.
Đề tài nghiên cứu hàm lƣợng kim loại nặng trong bùn đáy, trong nƣớc và
trong một số loại rau thủy sinh, của TS Bùi Cách Tuyến, Hiệu trƣởng ĐH Nông
Lâm TP HCM, thực hiện trong 2 năm (1999-2000) tại TP HCM cho thấy, nhiều

5


mẫu rau đƣợc lấy phân tích khơng an toàn, rất nhiều loại bị ô nhiễm nặng. Hàm
lƣợng kẽm trong mẫu rau muống ở Bình Chánh cao gấp 30 lần mức cho phép, tại
các ao rau muống ở Thạnh Xuân cao gấp 2-4 đến 12 lần. Hai mẫu rau rút ở Thạnh

Xn có hàm lƣợng chì gấp 8,4-15,3 lần mức cho phép, mẫu rau muống ở Thạnh
Xn có hàm lƣợng chì cao gấp 2,24 lần, mẫu rau muống ở Bình Chánh có hàm
lƣợng chì cao gấp 3,9 lần, mẫu ngó sen ở Tân Bình có hàm lƣợng chì cao gấp 13,65
lần. Hàm lƣợng kim loại đồng tại một ruộng rau muống ở Thạnh Xuân cao gấp 2
lần mức cho phép...[12]
Theo GS-TS Nguyễn Thị Kê, Trƣởng khoa Kiểm nghiệm trung tâm, Viện Vệ
sinh Y tế cơng cộng, ngun nhân chính dẫn đến rau bị nhiễm kim loại nặng, là do
trồng gần cơ sở sản xuất, nguồn nƣớc, vi lƣợng trong phân vƣợt q hàm lƣợng,
bón phân hố học và thời gian khai thác rau. Một số kim loại nặng với hàm lƣợng
thích hợp sẽ có lợi cho cơ thể nhƣng nếu vƣợt quá mức cho phép sẽ gây ngộ độc.
Ngoài ra, một số kim loại khác xâm nhập vào cơ thể ảnh hƣởng đến thần kinh, tóc,
răng, da và có thể gây ung thƣ. [12]
Ơng Huỳnh Thanh Hùng, giảng viên khoa Nơng học ĐH Nơng lâm TP
HCM, cịn cho biết ngƣời trồng rau phần lớn đều sử dụng phân chuồng từ lợn, gà,
trong khi đó những gia súc gia cầm này đƣợc nuôi từ thức ăn tổng hợp là khá phổ
biến. Thức ăn dạng này có nhiều khống vi lƣợng. Hàm lƣợng kim loại trong phân
sẽ xâm nhập vào đất trồng và tồn lƣu trong các loại nông sản đặc biệt là đối với các
loại rau ăn lá nhƣ cải ngọt, cải xanh, xà lách. [12]
Viện Dinh dƣỡng Quốc gia vừa công bố số liệu điều tra khẩu phần ăn của trẻ
từ 24-36 tháng tuổi ở các phƣờng thuộc 4 quận nội thành Hà Nội, gồm: Ba Đình,
Hoàn Kiếm, Đống Đa và Hai Bà Trƣng. Kết quả cho thấy, 12 loại thực phẩm nhƣ:
gạo, thịt lợn, rau muống… có tỷ lệ nhiễm chì và asen rất cao [10]. Theo kết quả xét
nghiệm 12 mẫu thực phẩm cho thấy, nhóm thực phẩm ăn hàng ngày bị nhiễm chì
cao nhất là ở gạo, thịt lợn, rau muống, tôm dảo, cam, quýt… Thực phẩm vƣợt quá
quy định của Bộ Y tế về cadimin nhiều nhất cũng có ở gạo, thịt lợn, thịt bị.
cadimin cũng xuất hiện tại các thực phẩm khác nhƣ trứng gà.

6

Nhóm nghiên cứu cũng cho rằng, lƣợng cadimin trong gạo chiếm tới 358%,
trong sữa bột là 31% và trong cam là 15,6% lƣợng tối đa cho phép ăn vào hàng
ngày của trẻ dƣới hai tuổi (cân nặng trung bình 13kg). Còn trong thịt lợn đã lên tới
177,5%, thịt bò là 60,58%, tôm rảo là 35,73% và thịt gà là 6,84% so với lƣợng tối
đa cho phép ăn hàng tuần của trẻ.
Theo các bác sĩ, cần thay đổi chế độ ăn nhằm bổ sung thêm các chất sắt và
kẽm để ngăn chặn tình trạng hấp thu chì. [10]
1.3. Ảnh hƣởng của kim loại nặng đến cơ thể sống
1.3.1. Cơ chế gây độc của kim loại nặng [4, 9]
1.3.1.1.Vùng tác động
 Enzym:
Kim loại gây độc bằng cách kìm hãm hoạt động của enzym. Hiệu ứng độc
của nhiều kim loại thƣờng do kết quả của tƣơng tác giữa kim loại và nhóm tiol của
enzym, hoặc do chuyển đổi mất một cofactor kim loại cần thiết của enzym. Ví dụ,
chì làm chuyển đổi mất kẽm của enzym dehydratase của axit -aminolevulinic.
Một cơ chế gây độc khác của kim loại là kìm hãm sự tổng hợp của enzym.
Ví dụ, niken và platin làm kìm hãm sự tổng hợp ra enzym -aminolevulinicsynthetase, do đó phong toả tổng hợp hem vốn là thành phần quan trọng của
hemoglobin và cytocrom.
 Các bào quan dƣới tế bào
Nói chung hiệu ứng độc của kim loại là do phản ứng của chúng với các hợp
phần nội bào. Muốn gây độc, kim loại phải xâm nhập vào bên trong tế bào, do đó
nếu nó là một chất ƣa béo, nhƣ metyl thuỷ ngân chẳng hạn, thì sẽ đƣợc vận chuyển
qua màng tế bào một cách dễ dàng. Khi kim loại liên kết với một protein nó sẽ đƣợc
hấp thu qua đƣờng nội thấm tế bào. Sau khi xâm nhập vào trong tế bào, các kim loại
sẽ tác động đến các bào quan.
Các bào quan dƣới tế bào có thể làm tăng cƣờng hay làm giảm chuyển động
của kim loại qua màng sinh học và làm thay đổi độc tính của nó. Hơn nữa, một số
protein có mặt trong bào tƣơng, trong lyzosom và trong nhân tế bào có thể liên kết

7

với các kim loại độc nhƣ Cd, Pb, Hg do đó làm giảm hoạt tính sinh học của các
protein này. Một số kim loại độc có thể gây hƣ hỏng cấu trúc của lƣới nội thất. Các
ti thể do có hoạt động trao đổi chất cao và có khả năng vận chuyển qua màng một
cách mạnh mẽ nên là một bào quan đích chính, vì vậy các enzym hơ hấp của chúng
dễ dàng bị kìm hãm bởi các kim loại.
1.3.1.2. Các yếu tố làm thay đổi độc tính
 Mức độ và thời gian nhiễm độc
Cũng nhƣ đối với các chất độc khác, tác dụng độc của kim loại liên quan đến
mức độ và thời gian nhiễm độc. Nói chung, mức độ nhiễm độc càng cao thì thời
gian ảnh hƣởng càng kéo dài và hiệu ứng độc càng lớn. Nếu thay đổi liều lƣợng và
thời gian nhiễm độc thì có thể thay đổi bản chất của tác dụng độc. Ví dụ, khi tiêu
hoá dù chỉ một lần nhƣng với lƣợng lớn Cd sẽ dẫn tới rối loạn dạ dày-ruột, trong khi
đó nếu hấp thụ một lƣợng nhỏ Cd trong một thời gian dài sẽ làm rối loạn chức năng
thận.
 Dạng tồn tại hoá học
Dạng tồn tại hoá học của kim loại ảnh hƣởng rất lớn đến độc tính của nó.
Thuỷ ngân là một ví dụ điển hình. Khi ở dạng vơ cơ, thuỷ ngân chủ yếu là những
chất độc thận, nhƣng khi ở dạng hữu cơ nhƣ metyl thuỷ ngân hay etyl thuỷ ngân sẽ
gây độc hệ thần kinh.
 Các yếu tố sinh lý
Cũng nhƣ đối với nhiều chất độc khác, động vật non hay động vật già thƣờng
nhạy cảm với kim loại hơn động vật trƣởng thành. Ví dụ, trẻ em đặc biệt nhạy cảm
với chì do độ nhạy cảm cao hơn, do hấp thu qua đƣờng dạ dày-ruột lớn hơn (có tài
liệu cho rằng lớn hơn 4-5 lần so với ngƣời trƣởng thành). Nhiều bằng chứng cho
thấy trẻ em ở giai đoạn trƣớc khi sinh thƣờng bị nhiễm các kim loại nhƣ chì, thuỷ
ngân ở mức độ lớn hơn mẹ chúng nhiều

8

1.3.2. Các tác dụng độc của kim loại [ 4, 9]
1.3.2.1. Gây ung thƣ
Nhiều kim loại đƣợc coi là tác nhân gây ung thƣ cho ngƣời hay cho động vật
hoặc cả ngƣời và động vật.
Asen và các hợp chất của nó, một số dẫn xuất của crom và niken đều là các
tác nhân gây ung thƣ cho ngƣời. Ngoài ra beri, cadimi có thể là các tác nhân gây
ung thƣ. Các kim loại này gây ung thƣ qua các cơ chế tác động nhƣ thay thế Zn 2+
bởi Ni2+, Co2+ hoặc Cd2+ trong các protein vận chuyển, hoặc gây tổn thƣơng tế bào,
do đó ảnh hƣởng đến tính chính xác của của polymerase vốn tham gia vào sinh tổng
hợp ADN.
1.3.2.2. Giảm chức năng miễn dịch
Khi nhiễm một số kim loại có thể dẫn đến kìm hãm các chức năng miễn dịch.
Các kim loại nặng, các hợp chất cơ kim nhƣ chì, cadimi, niken, asen, metyl thuỷ
ngân… là các chất loại bỏ miễn dịch. Còn các kim loại nhƣ bari, platin là các chất
kích thích miễn dịch. Chúng thƣờng gây ra các phản ứng quá nhạy cảm hay dị ứng.
1.3.2.3. Ảnh hƣởng hệ thần kinh
Do tính nhạy cảm lớn nên hệ thần kinh luôn là mục tiêu tấn công của kim
loại. Dạng thức lí hố của kim loại thƣờng là yếu tố quyết định độc tính. Hơi thuỷ
ngân (dạng kim loại) và metyl thuỷ ngân dễ dàng xâm nhập vào hệ thống thần kinh
và gây tác dụng độc, trong khi các dẫn xuất vơ cơ của nó lại ít có khả năng xâm
nhập vào hệ thống thần kinh nên chúng không phải là những chất độc thần kinh.
Chất hữu cơ của chì chủ yếu là các chất độc thần kinh, cịn các dẫn xuất vô cơ lại
ảnh hƣởng mạnh đến quá trình tổng hợp hem và khi ở mức độ nhiễm cao chúng có
thể gây ra các bệnh về não. Ở trẻ em khi bị nhiễm mức vừa phải cũng có thể dẫn
đến các rối loạn tâm thần.
Các kim loại khác nhƣ trietylen thiếc, vàng, liti…đều có tác dụng độc thần
kinh.

9


1.3.2.4. Ảnh hƣởng đến thận
Thận là một bộ phận đào thải chính, do đó cũng là một trong những mục tiêu
tấn công của kim loại.
Cadmi ảnh hƣởng tới các tế bào của các ống đầu gần gây ra bài tiết nƣớc tiểu
có protein phân tử lƣợng thấp, axit amin và glucose.
Crom, platin và dẫn xuất vô cơ thuỷ ngân cũng là tác nhân gây thiệt hại các
ống đầu gần.
Bảng 1.1: Ngƣỡng giới hạn một số kim loại nặng
Kim loại (mg/kg)

Cho ngƣời/ngày

Cu

0,05-0,5

Pb

0,05

Zn

0,3-1,0

Cd

0,0067-0,0083

Fe

0,2-0,6

Mn

0,1

1.3. Các phƣơng pháp xác định lƣợng vết kim loại nặng
1.3.1. Phƣơng pháp phổ khối lƣợng plasma cao tần cảm ứng ICP-MS
Thuật ngữ ICP (Inductively Coupled Plasma) dùng để chỉ ngọn lửa plasma
tạo thành bằng dịng điện có tần số cao (cỡ MHz) đƣợc cung cấp bằng một máy phát
Radio Frequency Power (RFP). Ngọn lửa plasma có nhiệt độ rất cao có tác dụng
chuyển các nguyên tố trong mẫu cần phân tích thành dạng ion.
MS (Mass Spectrometry) là phép ghi phổ theo số khối hay chính xác hơn là
theo tỷ số giữa số khối và điện tích (m/Z).
Từ khi xuất hiện plasma cảm ứng với các tính năng và ƣu điểm về vận hành
hơn hẳn các nguồn hồ quang và tia điện thì một cơng cụ mới đã dần dần đƣợc phát
triển thành một tổ hợp ICP ghép với một khối phổ kế. Hai ƣu điểm nổi bật của ICPMS là có độ phân giải cao và dễ tách các nhiễu ảnh hƣởng lẫn nhau do đó có thể
phát hiện đƣợc hầu hết các nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Phƣơng pháp phân tích

10


này dựa trên các nguyên tắc của sự bay hơi, phân tách, ion hóa của các nguyên tố
hóa học khi chúng đƣợc đƣa vào mơi trƣờng plasma có nhiệt độ cao. Sau đó các ion
này đƣợc phân tách ra khỏi nhau theo tỷ số khối lƣợng / điện tích (m/Z) của chúng,
bằng thiết bị phân tích khối lƣợng có từ tính và độ phân giải cao phát hiện, khuyếch
đại tín hiệu và đếm bằng thiết bị điện tử kĩ thuật số.

Phƣơng pháp ICP – MS ra đời vào đầu những năm 80 của thế kỉ trƣớc và
ngày càng chứng tỏ là kĩ thuật phân tích có ƣu điểm vƣợt trội so với các kĩ thuật
phân tích khác nhƣ quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ plasma
cảm ứng (ICP-AES hay ICP-OES)…Phƣơng pháp ICP-MS hơn hẳn các kĩ thuật
phân tích kim loại nặng khác ở các điểm sau: có độ nhạy cao, độ lặp lại cao, xác
định đồng thời đƣợc hàng loạt các kim loại trong thời gian phân tích ngắn.
* Sự xuất hiện và bản chất của phổ ICP-MS
Dƣới tác dụng của nguồn ICP, các phân tử trong mẫu phân tích đƣợc phân li
thành các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi. Các phần tử này khi tồn tại trong mơi
trƣờng kích thích phổ ICP năng lƣợng cao sẽ bị ion hóa, tạo ra đám hơi ion của chất
mẫu (thƣờng có điện tích +1). Nếu dẫn dịng ion đó vào buồng phân cực để phân
giải chúng theo số khối (m/Z) sẽ tạo ra phổ khối của nguyên tử chất cần phân tích
và đƣợc phát hiện nhờ các detector thích hợp.
Các q trình xảy ra trong nguồn ICP:
- Hóa hơi chất mẫu, nguyên tử hóa các phân tử, ion hóa các nguyên tử, sự
phân giải của các ion theo số khối sẽ sinh ra phổ ICP-MS:
Hóa hơi:

MnXm(r)  Mnxm(k)

Phân li:

MnXm(k)  nM(k) + mX(k)

Ion hóa:

M(k)0 + Enhiệt  M(k)+

- Thu toàn bộ đám hơi ion của mẫu, lọc và phân ly chúng thành phổ nhờ hệ
thống phân giải khối theo số khối của ion, phát hiện chúng bằng detector, ghi lại

phổ.
- Đánh giá định tính, định lƣợng phổ thu đƣợc.

11


Nhƣ vậy thực chất phổ ICP - MS là phổ của các nguyên tử ở trạng thái khí tự
do đã bị ion hóa trong nguồn năng lƣợng cao tần ICP theo số khối các chất.
* Ƣu điểm của phƣơng pháp phân tích bằng ICP-MS
Phép đo phổ ICP - MS là một kỹ thuật mới, ra đời cách đây không lâu nhƣng
đƣợc phát triển rất nhanh và sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhƣ
quá trình sản xuất nhiên liệu hạt nhân, xác định đồng vị phóng xạ, nƣớc làm lạnh sơ
cấp trong ngành hạt nhân (chiếm tỷ trọng 5%); phân tích nƣớc uống, nƣớc biển,
nƣớc bề mặt, đất, bùn, đất hoang, phân tích định dạng Hg, As, Pb và Sn trong
nghiên cứu và bảo vệ môi trƣờng (48%); q trình hố học, chất nhiễm bẩn trong Si
Wafers trong công nghiệp sản xuất chất bán dẫn (33%); máu, tóc, huyết thanh, nƣớc
tiểu, mơ trong y tế (6%); đất, đá, trầm tích, nghiên cứu đồng vị phóng xạ trong địa
chất ( 2%); hoá chất (4%); dấu vết đạn, đặc trƣng vật liệu, nguồn gốc, chất độc
trong khoa học hình sự (1%) và phân tích thực phẩm (1%)...
Ưu điểm phép đo phổ ICP- MS:
- Nguồn ICP là nguồn năng lƣợng kích thích phổ có năng lƣợng cao, nó cho
phép phân tích hơn 70 nguyên tố từ Li – U và có thể xác định đồng thời chúng với
độ nhạy và độ chọn lọc rất cao (giới hạn phát hiện từ ppb-ppt đối với tất cả các
nguyên tố).
- Khả năng phân tích bán định lƣợng rất tốt do khơng cần phải dùng mẫu
chuẩn mà vẫn đạt độ chính xác cao; có thể phân tích các đồng vị và tỷ lệ của chúng.
- Tuy có độ nhạy cao nhƣng nguồn ICP lại là nguồn kích thích phổ rất ổn
định, nên phép đo ICP - MS có độ lặp lại cao và sai số rất nhỏ.
- Phổ ICP - MS ít vạch hơn phổ ICP - AES nên có độ chọn lọc cao, ảnh
hƣởng thành phần nền hầu nhƣ ít xuất hiện, nếu có thì cũng rất nhỏ, dễ loại trừ.

- Vùng tuyến tính trong phép đo ICP - MS rộng hơn hẳn các kỹ thuật phân
tích khác, có thể gấp hàng trăm lần và khả năng phân tích bán định lƣợng rất tốt do
không cần dùng mẫu chuẩn mà vẫn cho kết quả tƣơng đối chính xác.
- Ngồi ra ICP-MS cịn đƣợc sử dụng nhƣ là một detector cho LC, CE, GC...

12


Với nhiều ƣu điểm vƣợt trội, kỹ thuật phân tích ICP - MS đƣợc ứng dụng
rộng rãi để phân tích nhiều đối tƣợng khác nhau đặc biệt là trong các lĩnh vực phân
tích vết và siêu vết phục vụ nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân,
nghiên cứu địa chất và mơi trƣờng...
Một số cơng trình nghiên cứu xác định kim loại nặng bằng phƣơng
pháp ICP-MS:
Peter Heiland và Helmut D. Koster [40] ứng dụng phƣơng pháp ICP-MS để
xác định lƣợng vết 30 nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd … trong mẫu nƣớc tiểu của trẻ em
và ngƣời trƣởng thành.
Marcos Pérez-López và cộng sự [31] phân tích Pb, Cd, Zn và As có trong thịt
một số loài chim hoang dã ở vùng Galicia (Tây Bắc Tây Ban Nha) bằng phƣơng
pháp ICP-MS. Kết quả cho thấy hàm lƣợng Zn trong khoảng 1,47 -2,98ppm, hàm
lƣợng As trong khoảng 1,21 đến 6,88ppm. Hàm lƣợng Pb và Cd trong đó tƣơng đối
cao, có mẫu lên tới trên 18ppm Pb, và hàm lƣợng Cd cao nhất thu đƣợc lên tới
39ppm.
Tác giả Mohamed Maanan [34], trƣờng đại học Nates, Pháp đã sử dụng
phƣơng pháp ICP-MS để phân tích Hg và Pd trong các động vật thân mềm ở vùng
biển. Kết quả cho thấy hàm lƣợng Pb là 9,6 mg.kg−1 và hàm lƣợng Hg là
0,6 mg.kg−1.
Simone Griesel và cộng sự [42] đã sử dụng phƣơng pháp ICP-MS để xác
định hàm lƣợng của 23 nguyên tố kim loại (Be, Al, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co,
Ni, Cu, Zn, As, Se, Rb, Sr, Mo, Pd, Cd, Sn, Pt, Pb) trong máu của hải cẩu ở vùng

biển Wadden, Đức và đảo Danish. Kết quả chỉ ra rằng hàm lƣợng một số nguyên tố
nhƣ As, Cr, Mn, Mo, Se, V trong máu hải cẩu cao hơn so với trong máu ngƣời. Một
số nguyên tố nhƣ Al, Mn, Cu, và Pt khác nhau đáng kể trong máu hải cẩu ở hai
vùng địa lí khác nhau. Sự khác biệt này có thể do ảnh hƣởng của nguồn thức ăn.
Wenling Hu, Fei Zheng và Bin Hu [44] tách và xác định hàm lƣợng của
As(III), As(V), Cr(III), Cr(VI) trong nƣớc tự nhiên sử dụng kỹ thuật sol-gel và ICPMS. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp là 0,7 và 18 ng.L−1 với As(V) và Cr(VI),

13


3,4 và 74 ng.L−1 với As(III) and Cr(III). Độ lệch chuẩn là 3,1; 4,0; 2,8 và 3,9%
(C = 1 ng.mL−1) tƣơng ứng với As(V), As(III), Cr(VI) và Cr(III). Với nƣớc máy và
nƣớc hồ hiệu suất thu hồi đạt đƣợc từ 94 đến 105%.
Hye-Sook Lim, Jin-Soo Lee, Hyo-Taek Chon và Manfred Sager [26] đã đánh
giá sự ô nhiễm các kim loại nặng ở vùng mỏ vàng bạc Songcheon, Hàn Quốc. Các
mẫu đất, nƣớc, thực vật…xung quanh khu mỏ đƣợc thu thập, xử lí sau đó đem xác
định hàm lƣợng kim loại nặng bằng ICP-AES và ICP-MS. Hàm lƣợng As và Hg
trong đất trồng cao hơn rất nhiều so với giới hạn cho phép, kết quả cao nhất lên tới
626mg As/kg và 4,9mg Hg/kg . Hàm lƣợng cao nhất trong cây trồng là 33 mg As/kg
và 3,8 mg Pb/kg (trong củ hành), 0,87mg Cd/kg và 226mg Zn/kg (trong rễ rau
diếp), 16,3 mg Cu/kg (trong lá cây vừng). Điều này đƣợc giải thích do cây trồng
đƣợc trồng trên vùng đất bị ô nhiễm As và các kim loại nặng. Mặt khác hàm lƣợng
cao nhất của As, Cd và Zn đƣợc tìm thấy trong nƣớc suối- nguồn nƣớc uống chủ
yếu của khu vực này- lần lƣợt là: 0,71 mg/L, 0,19 mg/L và 5,4 mg/L, cao hơn rất
nhiều so với giới hạn cho phép của Hàn Quốc.
A.T. Townsend và I. Snape [18] đã tiến hành xác định hàm lƣợng Pb trong
các mẫu trầm tích ở cửa sông thuộc nam Australia bằng phƣơng pháp ICP-MS. Các
mẫu trầm tích ở Brown Bay hàm lƣợng Pb trong khoảng 18–215 mg.kg− 1, còn ở
vùng Broken Hill và Mt Isa Australian hàm lƣợng Pb lần lƣợt từ 35,5 đến 36 và từ
16,0 đến 16,1 mg.kg-1. Còn ở khu vực Wilkes Station hàm lƣợng Pb đƣợc xác định

trong khoảng 13–40 mg.kg− 1.
1.3.2. Các phƣơng pháp phân tích quang học
1.3.2.1. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS
Cơ sở của phƣơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử là sự tƣơng tác
hấp thụ ánh sáng của chất phân tích hay hợp chất của nó với một chùm sáng thích
hợp trong vùng phổ UV-VIS. Đa số việc phân tích các kim loại nặng bằng UV-VIS
cần sử dụng thuốc thử để đƣa ion kim loại về dạng phức có phổ UV-VIS
Phƣơng pháp này cho phép xác định ở khoảng nồng độ 10-7 đến 10-5M và là
phƣơng pháp phổ biến.

14


Các tác giả Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu, Phạm Luận [3] đã xác định Cu,
Ni, Mn, Zn…với thuốc thử PAN trong cùng một hỗn hợp cho sai số nhỏ hơn 4% ở
các bƣớc sóng khác nhau.
Angeline M.Stoyanova [15,16] đã xác định Cr(VI) bằng phƣơng pháp trắc
quang xúc tác, phƣơng pháp này chủ yếu dựa trên hiệu ứng xúc tác của Cr(VI) đến
phản ứng oxi hoá axit sunfanilic (SA) bằng H2O2 khi có mặt của p-Aminobenzoic
axit (PABA). Sau khi cho thuốc thử 15 phút, đo độ hấp thụ quang tại bƣớc sóng
360nm. Điều kiện tối ƣu của phƣơng pháp đã đƣợc thiết lập: nồng độ SA là 4,3.103

M, nồng độ PABA là 1,0.10-3M, nhiệt độ phản ứng 500C, hệ đệm axit axetic- axit

boric- axit orthophotphoric có pH=6,6. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp là
10ng/ml. Độ lệch chuẩn tƣơng đối từ 2,9 đến 5,8%. Phƣơng pháp này áp dụng
thành công để xác định Cr trong nƣớc thải.
1.3.2.2. Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES
Trong điều kiện bình thƣờng, nguyên tử không thu cũng không phát ra năng
lƣợng, nhƣng nếu cung cấp năng lƣợng cho nguyên tử thì các nguyên tử sẽ chuyển

lên trạng thái kích thích. Trạng thái này không bền, nguyên tử chỉ tồn tại trong một
thời gian cực ngắn 10-8s, chúng có xu hƣớng trở về trạng thái ban đầu bền vững và
giải phóng ra năng lƣợng mà nó hấp thu dƣới dạng bức xạ quang học. Bức xạ này
chính là phổ phát xạ nguyên tử. Các nguồn kích thích phổ phát xạ là ngọn lửa đèn
khí, hồ quang điện dịng xoay chiều và một chiều, tia lửa điện, plasma cảm ứng.
Nhìn chung phƣơng pháp này có độ nhạy khá cao, tốn ít mẫu, có khả năng
phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu nên rất thuận lợi để phân
tích lƣợng vết các kim loại độc trong các đối tƣợng khác nhau.
Tác giả Phạm Luận [7] đã ứng dụng phƣơng pháp AES phân tích một số kim
loại trong nƣớc ngọt, với Na cho giới hạn phát hiện 0,05ppm, K và Li là 0,5ppm và
với Pb là 0,1ppm.
Nguyễn Văn Định và cộng sự [5] đã phân tích các kim loại tạp chất trong
mẫu kẽm tinh luyện cho kết quả hàm lƣợng các kim loại tạp chất nhƣ sau: hàm
lƣợng thiếc lớn nhất 0,007%, sai số tuyệt đối 0,003%; hàm lƣợng niken nhỏ nhất

15


0,0005%, sai số tuyệt đối 0,0002% và hàm lƣợng cadmi là 0,003% và sai số là
0,002%.
S. García Salgado, M.A. Quijano Nieto va M.M. Bonilla Simón [43] sử dụng
phƣơng pháp phát xạ nguyên tử plasma cao tần cảm ứng (ICP-AES) để phân tích
hàm lƣợng As trong mẫu tảo và dịch chiết của nó, nhằm mục đích tìm điều kiện tối
ƣu để bảo quản mẫu. Kết quả chỉ ra rằng với mẫu tảo bảo quản bằng chai nhựa
polystiren ở nhiệt độ +20°C thì As và các hợp chất của nó có thể bảo quản ít nhất 12
tháng. Mặt khác với dịch chiết từ loài tảo Sargasso, As tổng và As(V) có thể bảo
quản ít nhất 15 ngày nếu đựng trong chai polystiren và nhiệt độ -18°C, còn dịch
chiết của loài tảo Hijiki thì có thể bảo quản trong vịng 10 ngày ở nhiệt độ +4°C
trong chai polystiren.
Mustafa Türkmen và cộng sự [36] cũng đã sử dụng phƣơng pháp phổ phát xạ

nguyên tử plasma cao tần cảm ứng (ICP-AES) để phân tích hàm lƣợng các nguyên
tố kim loại nặng trong hải sản ở vùng biển Marmara, Aegean và Mediterranean. Fe
và Zn là hai kim loại có hàm lƣợng rất cao ở tất cả các phần của hải sản. Hàm lƣợng
kim loại trong những phần mà con ngƣời có thể sử dụng đƣợc nhƣ sau: 0,02–
0,37 mg.kg−1 với Cd, 0,04–0,41 mg.kg−1 với Co, 0,04–1,75 mg.kg−1 với Cr, 0,326,48 mg.kg−1 với Cu, 7,46–40,1 mg.kg−1 với Fe, 0,10–0,99 mg.kg−1 với Mn, 0,02–
3,97 mg.kg−1 với Ni, 0,33–0,86 mg.kg−1 với Pb, 4,49–11,2 mg.kg−1 với Zn. Các tác
giả cũng đã cho rằng tất cả các kim loại đƣợc phát hiện trong gan đều lớn hơn trong
thịt. Trong một số vùng, đã có dấu hiệu ơ nhiễm kim loại nặng. Hàm lƣợng Cd và
Cr trong cả thịt và gan, hàm lƣợng Pb trong gan của các mẫu phân tích cao hơn giới
hạn cho phép dƣ lƣợng kim loại nặng trong thực phẩm.
1.3.2.3. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
Khi chiếu một chùm tia sáng có bƣớc sóng xác định ứng đúng với tia phát xạ
nhạy của nguyên tố cần xác định vào đám hơi nguyên tử tự do thì các nguyên tử tự
do sẽ hấp thụ năng lƣợng của các tia chiếu vào và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của
nó. Đo phổ này ta xác định đƣợc ngun tố cần phân tích. Trong phƣơng pháp này
thì q trình chuyển hố chất thành hơi (ngun tử hố mẫu) là quan trọng nhất.

16


Tuỳ thuộc vào kĩ thuật nguyên tử hoá mà ta có phƣơng pháp với độ nhạy khác nhau.
Ví dụ với kĩ thuật ngun tử hố khơng ngọn lửa trong lị graphit GF-AAS cho độ
nhạy cao hơn kĩ thuật nguyên tử hoá ngọn lửa F-AAS khoảng 50-1000 lần. Phƣơng
pháp này đƣợc ứng dụng tƣơng đối rộng rãi vì khả năng phân tích nhanh, độ nhạy,
độ chính xác cao, lƣợng mẫu ít, tự động hoá đƣợc.
I Chuan Chuang và cộng sự [27] đã ứng dụng phƣơng pháp GF-AAS để
phân tích Cd và Pb trong các mẫu thuốc y học cổ truyền Trung Quốc và cho giới
hạn định lƣợng là 2,0pg với Cd và 11,6pg với Pb.
Jozep Szkoda và Jan Zmudzki [28] sử dụng phƣơng pháp F-AAS để xác định
Pb và Cd trong mẫu sinh học cho hiệu suất thu hồi với Pb là 82,0% và Cd là 98,4%.

Al Moauf và cộng sự [14] đã phân tích hàm lƣợng các kim loại nặng và các
nguyên tố vi lƣợng có trong mẫu thực vật bằng phƣơng pháp AAS cho kết quả hàm
lƣợng trung bình của các mẫu nhƣ sau (kết quả tính theo ppm): Trong họ Hyptis
suaveolens có hàm lƣợng Zn là (35,1±0,01), Cu là (24,4±0,01) ở mức cao nhất so
với các mẫu khác. Trong khi đó hàm lƣợng Mn (685±0,02) và Ca (51340±21) cao
nhất trong cây Morinda lucida. Kết quả cũng chỉ ra rằng trong cây Ocimum canum
có hàm lƣợng các nguyên tố K (36600±350), P (3700±35) và Fe (241±0,05) cao
nhất. Còn Na (613±0,60) có mặt nhiều nhất trong cây Anacardium occidentale.
Mohamed Maanan [34] phân tích hàm lƣợng các kim loại nặng trong động
vật thân mềm vùng biển sử dụng phƣơng pháp AAS cho kết quả hàm lƣợng các kim
loại nhƣ sau: 7,2 mg.kg−1 với Cd, 26,8 mg.kg−1 với Cu, 8,0 mg.g−1 với Cr,
292 mg.kg−1 với Zn, 20,8 mg.kg−1 với Mn và 32,8 mg.kg−1 với Ni.
Mehrorang Ghaedi [32] và cộng sự đã sử dụng phƣơng pháp F-AAS để xác
định hàm lƣợng các nguyên tố kim loại nặng sau khi cho qua cột chiết pha rắn.
Phƣơng pháp cho phép xác định Cu(II), Zn(II), Pb(II) và Fe(III) với hệ số tƣơng
quan dƣới 3%.
M. Ghaedi và cộng sự [37] đã định lƣợng các kim loại nặng trong máu bằng
F-AAS, sau khi đƣợc làm giàu bằng bis salicyl aldehyde, 1,3-propan diimine

17


(BSPDI) mang trên than hoạt tính. Kết quả chỉ ra rằng phƣơng pháp này thuận lợi
để xác định Cr3+, Fe3+, Cu2+, Ni2+, Co2+ v Zn2+ trong mỏu.
Latif Elỗi, Zikri Arslan và Julian F. Tyson [29] đã phát triển kĩ thuật dịng
chảy-hiđrua hố-hấp thụ phân tử (FI-HG-AAS) để phân tích hàm lƣợng Pb trong
rƣợu và vang nho. Phƣơng pháp cho khoảng tuyến tính lên tới 8,0 μg.L-1 Pb với hệ
số tƣơng quan 0,998. Sai số tƣơng đối nhỏ hơn 4,58%. Giới hạn phát hiện của
phƣơng pháp là 0,16 μg.L−1.
Daniela Schiavo, José Y. Neira và Joaquim A. Nóbrega [21] đã xác định Cu,

Pb, Cd trong vang nho và nho tƣơi bằng kĩ thuật F-AAS. Phƣơng pháp cho giới hạn
phát hiện là 12,9; 1,8 và 5,3 μg.L−1 tƣơng ứng với Cu, Cd và Pb. Hệ số biến thiên
tƣơng ứng của Cu, Pb, Cd lần lƣợt là 2,7; 2,1 và 2,6%.
N. Pourreza và K. Ghanemi [38] đã phân tích Hg trong nƣớc và cá bằng
phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử hoá hơi lạnh (CV-AAS). Đƣờng chuẩn đƣợc xây
dựng trong khoảng nồng độ từ 0,040 đến 2,40 ng.mL−1 với hệ số tƣơng quan
0.9994. Giới hạn phát hiện dựa trên tính tốn là 0,02 ng.mL−1. Hệ số biến thiên khi
xác định Hg(II) ở nồng độ 0,4 và 2,0 ng.mL−1 lần lƣợt là 2,6 và 1,9%. Các tác giả
cũng đã kết luận phƣơng pháp này có thể ứng dụng để phân tích hàm lƣợng Hg(II)
trong các mẫu nƣớc, nƣớc thải và cá.
1.3.2.4. Phƣơng pháp huỳnh quang
Một chất khi hấp thụ một năng lƣợng ở giới hạn nào đó sẽ làm kích thích hệ
electron của phân tử. Khi ở trạng thái kích thích, phân tử chỉ tồn tại ≤ 10-8s, nó lập
tức trở về trạng thái cơ bản ban đầu và giải phóng năng lƣợng đã hấp thụ. Khi năng
lƣợng giải toả đƣợc phát ra dƣới dạng ánh sáng thì gọi là hiện tƣợng phát quang.
Hố học phân tích sử dụng hiện tƣợng này để định tính và định lƣợng các chất và
gọi là phƣơng pháp phân tích huỳnh quang.
Dong Yan-Jie và Ke Giai [22] sử dụng phƣơng pháp huỳnh quang để xác
định lƣợng vết Pb trên cơ sở cho Pb2+ tạo phức với axit gibberellic theo tỉ lệ Pb2+:
axit là 1: 2 với pH = 7-8. Bƣớc sóng kích thích và phát xạ lớn nhất là 205,0nm và
308,8nm. Phƣơng pháp cho giới hạn phát hiện là 0,52ng Pb/ml.

18


Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang [20] đã xác định lƣợng
vết Cr với thuốc thử 2-hydroxy-1-naphtaldehyene-8-aminoquinoline (HNAAQ)
bằng phƣơng pháp huỳnh quang. Độ nhạy của phép xác định tăng lên trong mơi
trƣờng nƣớc-ancol với tỉ lệ 4/1 theo thể tích, pH =9,4. Trong điều kiện đó phức CrHNAAQ bị kích thích và phát xạ ở bƣớc sóng từ 397-450nm. Giới hạn phát hiện
của phƣơng pháp là 77ng/ml. Khoảng tuyến tính của phƣơng pháp lên đến 25µg/ml.

Phƣơng pháp này đƣợc áp dụng để xác định lƣợng vết Cr trong thịt và gan lợn.
B. W.Bailey, R.M.Donagall and T.S. West [19] sử dụng phƣơng pháp huỳnh
quang để xác định lƣợng siêu vi của Cu(II). Các tác giả đã sử dụng thuốc thử
[Cu(phen)2R oseBengal], phức này đƣợc chiết vào cloroform và pha loãng bằng
axeton. Bƣớc sóng kích thích là 560µm và bƣớc sóng phát xạ là 570µm. Giới hạn
định lƣợng của phƣơng pháp là 10-4-6.10-3ppm.
1.3.3. Các phƣơng pháp phân tích điện hố
1.3.3.1. Phƣơng pháp cực phổ
Nguyên tắc của phƣơng pháp là thay đổi liên tục và tuyến tính điện áp vào
hai cực để khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Trong đó sử
dụng điện cực Hg là điện cực làm việc và một điện cực có thế khơng đổi làm điện
cực so sánh. Đƣờng thu đƣợc là đƣờng phụ thuộc cƣờng độ dòng vào thế áp vào gọi
là đƣờng Von-Ampe hay sóng cực phổ. Thơng qua chiều cao của đƣờng Von-Ampe
có thể định lƣợng đƣợc ion kim loại trong dung dịch ghi cực phổ.
Phƣơng pháp này cho phép xác định cả chất vô cơ và hữu cơ với nồng độ cỡ
10-5M đến 10-6M với sai số khoảng 5%.
Từ Văn Mạc, Trần Thị Sáu [7] đã sử dụng phƣơng pháp cực phổ xung vi
phân xoay chiều xác định lƣợng vết Cu, Pb, Cd trong bia.
Tác giả Thành Trinh Thục và cộng sự [8] áp dụng phƣơng pháp cực phổ để
phân tích Cu, Pb, Zn, Cd trong thực phẩm và hấp phụ đất trồng trong môi trƣờng
đệm axetat với hệ 3 điện cực: điệc cực thuỷ ngân treo HMDE, điện cực so sánh
Ag/AgCl, điện cực phụ trợ Pt.

19