Phân tích hàm lượng đạm và đánh giá hàm lượng các nguyên tố iốt, canxi, thuỷ ngân, asen, selen trong tôm cua ở hai vùng biển nghệ an hà tĩnh

Më đầu

Trớc đòi hỏi ngày càng cao về lơng thực, thực phẩm nhằm đáp ứng
nhu cầu tiêu dùng của con ngời trên thế giới, nhng song song với vấn đề đó
thì an toàn thực phẩm ngày càng đợc chú ý và đề cập nhiều, nó đóng vai trò
quan trọng trong chiến lợc bảo vƯ søc kh con ngêi.

Việc đảm bảo vệ sinh an toàn thực không những làm giảm bệnh tật,
tăng tuổi thọ, tăng cờng sức lao động mà còn góp phần vào phát triển kinh
tế, văn hoá xà hội, giữ uy tín cho thơng hiệu sản phẩm hàng hoá sản xuất và
xuất khẩu, uy tín quốc gia và sự quan tâm của chính phủ đối với ngời dân,
nhiều vụ ngộ độc thực phẩm xảy ra, có thể do quá trình chế biến thực phẩm
nhng có một nguyên nhân mà ta phải quan tâm nữa là do thành phần, hàm
lợng các nguyên tố độc hại hơn møc cho phÐp trong thùc phÈm cã thĨ g©y
ra mét số bệnh ảnh hởng sự sống của động vật và hơn tất cả là sức khoẻ con
ngời.

Biển là nguồn tài nguyên vô cùng to lớn đối với con ngời. Ngày nay,
với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, sự phát triển của nghành công
nghiệp nên tài nguyên biển đợc khai thác nhiều do sự khai thác không đúng
cách, do tràn dầu, chất thải công nghiệp, do ý thức của ngời dân nên một số
nguồn biển bị ô nhiễm nặng, điều đó ảnh hởng ®Õn c¸c sinh vËt biĨn.

Tôm biển và cua biển (ghẹ) là đối tợng quan trọng của ngày thuỷ sản
chiểm 70 80% tổng kinh nghạch xuất khẩu. Tôm, cua biển có giá trị
dinh dỡng cao, tổ chức cơ thịt vững chắc, mùi vị thơm ngon hấp dẫn, xuất
khẩu tôm của Việt Nam tăng trởng liên tục hàng năm. Tôm của Việt Nam
có mặt trên 70 thị trờng của khắp các châu lục trên thế giới, có hơn 50 mặt
hàng đông lạnh xuất khẩu, đợc chế biến ở nhiều dạng sản phẩm khác nhau
nh tơi sống, đông lạnh, các sản phẩm chế biến sẵn.

Hàm lợng các nguyên tố iốt, canxi, thuỷ ngân, asen, selen thờng có mặt
trong động vật thuỷ sản nhất là trong động vật giáp xác tôm, cua nên phân
tích hàm lợng các nguyên tố có mặt trong tôm cua rất đợc chú trọng. Vì
vậy, chúng tôi chọn đề tài: Phân tíPhân tích hàm lơng đạm và đánh giá hàm l-
ợng các nguyên tố iốt, canxi, thuỷ ngân, asen, selen có mặt trong tôm
cua ở hai vùng biển Nghệ An Hà Tĩnh làm nội dung nghiên cứu cho
luận văn CHTS của mình.

Nội dung chính của luận văn nhằm giải quyết những vấn đề sau:

1

- Tìm hiểu đặc tính sinh hoá của các nguyên tố I, Ca, Hg , Se, As
- Nguyên cứu quy trình phân tích hàm lợng đạm theo phơng pháp

Kendal.
- Nguyên cứu quy trình phân tích hàm lợng các nguyên tố trên theo

phơng pháp kích hoạt nơtron NAA
- Nguyên cứu quy trình phân tích hàm lợng các nguyên tố trên theo

phơng pháp AAS
- Từ kết quả phân tích rút ra những kết luận cần thiết về an toàn thực
phẩm trong tôm, cua ở hai vùng biển trên.

Ch¬ng I
Tỉng quan tµi liƯu
1.1 . Đặc trng sinh hoá của các nguyên tố canxi, iốt, thuỷ ngân , selen,
asen. [3,6,8,14,16,19,22,24,32,33]
1.1.1 . Đặc trng sinh hoá của iốt [14,22,24]

Iốt đợc phát hiện ra vào năm 1811 khi đổ axit sufuric đặc vào muối còn
lại sau khi đà tách soda khỏi tro của rong biển. Trong thiên nhiên, iốt năm ở
dạng những hợp chất khác nhau của đồng vị bền 127I. Trong các lò phản ứng
hạt nhân, bằng cách phân huỷ các nguyên tử của các nguyên tố nặng bị phân
huỷ tạo thành hàng loại đồng vị phóng xạ của iốt: 125I, 129I , 131I...
Ièt thuéc nhóm halogen. Các nguyên tử halogen chỉ còn thiếu một điện
tử nữa ở lớp ngoài cùng là có đợc lớp vỏ của khí hiếm, nên dễ dàng kết hợp
thêm một electron tạo thành ion mang điện tích âm hoặc dễ tạo thành một

2

liên kết cộng hoá trị. Do đó, iốt nói riêng, nhóm halogen nói chung là

những nguyên tố không kim loại điển hình.

Trong thiên nhiên, iốt đợc tìm thấy ở trạng thái khí, iốt rắn có áp suất

hơi rất lớn nên ở nhiệt độ thờng nó bay hơi rõ rệt và khi đun nóng nhanh nó

thăng hoa mà không nóng chảy. Hơi iốt có màu tím và hoá rắn khi làm

lạnh. Trong kĩ thuật ngời ta lợi dụng tính thăng hoa này để tinh chế iốt.

Mặc dù khối lợng nguyên tử lớn, iốt có khả năng chuyển từ trạng thái

rắn thành trạng thái lỏng ở nhiệt độ thờng. Điều đó đợc giả định rằng iốt có

năng lợng phân ly thấp. Độ bay h¬i cao cđa ièt cã ý nghÜa to lín trong sự

phân bố iốt trong khí quyển và trong các quá trình địa hoá của sự di chuyển

iốt trên lục địa.

Trong thiên nhiên, iốt bắt gặp chủ yếu ở dạng hai muối iođua và iôđat

(số oxi hoá -1 và+ 5). Tuy nhiên, các muối iôđua dễ dàng oxi hoá bởi oxi,

ozon, bằng sự oxi hoá của nitơ với sự tham gia của CO2 và nớc, giải phóng

iốt tự do, iốt tự do lại bị oxi hoá tiếp để tạo HIO3. Cứ nh thế, sự phụ thuộc

vào các yếu tố môi trờng xung quanh, các điều kiên oxi hoá khử, bức xạ tử

ngoại, đồng thời có mặt của ozon, H2S và những khí khác trong khí quyển,

iốt có thể tạo thành nhiều dạng hợp chất hoá học có số oxi hoá khác nhau từ

-1 đến + 7. Iot tạo đợc các hợp chất hữu cơ nh CH3I, CH2I, CHI3 . . .Ngoài

ra, iốt dễ dàng tơng tác với các sol khí rắn có nguồn gốc khoáng và hữu cơ

và bị hấp thụ mạnh trên bề măt của chúng. Sự đa dạng của các dạng hoá

học của các hợp chất iốt, đặc biệt là các dạng ở thể khí dễ di động, xác định

sự có mặt của iốt trong các mẫu khí quyển.

Sự phụ thuộc pH vào môi trờng, iốt có thể thể hiên tính oxi hóa hoặc

tính khử. Trong môi trờng kiềm, nó bị oxi hoá tới iốđat, hoà tan iôt trong n-

ớc. Còn trong môi trờng axit thì ngợc lại iốt bị khử tới trạng thái phân tử và

bị bay hơi. Điều này thực sự có ý nghĩa trong các quá trình chuyển hoá iôt

trong thiên nhiên.

Là chất không có cực, iốt tan tơng đối ít trong nớc, nhng lại tan nhiều
trong dung môi hữu cơ. Trong dung dich nớc có chứa iôđua (HI , KI) iôt) iôt

tan mạnh hơn nhờ phản ứng tạo phức kêt hợp:

I2 + I- = I3- k = 710

Trong dung dich tinh bột loÃng, iôt dù chỉ những dấu vết cũng cho màu

xanh thẫm. Các nhà phân tích đà dựa vào khả năng tan mạnh trong những

dung môi không trộn lẫn với nớc để chiết iôt ra khỏi các hỗn hợp. Các nhà

3

phân tích cũng dựa vào khả năng tạo màu của iôt với hồ tinh bột để phát
hiện và xác định i«t.

Ièt cã nhiỊu trong níc biển ở trạng thái vô cơ và hữu cơ, trong nớc của
lỗ khoan dầu mỏ và trong các loại rau cỏ ở biển nh rau câu, rong, tảo, rau
cỏ ở các vùng nớc ngọt nh các loại nấm và các động vật thân mềm, tôm,
cua. Iốt là nguyên tố vi lợng có vai trò quan trọng đối với cơ thể sống, với
một liều lợng thích hợp, iốt sẽ làm tăng năng suất cây trồng, đặc biệt là cây

ăn củ và ăn quả. Động vật thiếu iốt sẽ mắc bệnh tuyến giáp và giảm năng
suất sinh sản sữa một cách rõ rệt.

Trong cơ thể con ngời, iốt là một nguyên tố dinh dỡng, đóng vai trò quan
trọng trong chức năng tuyến giáp. Thiếu iôt sẽ dẫn đến bệnh biếu cổ và
bệnh đần độn. Việc bổ sung iốt băng muối iotđat thông qua việc dùng muối
ăn đà đợc cơ quan sức khoẻ thế giới WHO khuyến cáo là an toàn và rất
công hiệu.

Các hợp chất của iôt còn đợc sử dụng rộng rÃi trong công nghiệp, trong
y học và trong nông nghiệp.
1.1.2 . Đặc trng sinh ho¸ cđa canxi [3,6,14,22]

Can xi là nguyên tố phổ biển chiếm 1,5 % tổng số nguyên tử trong vỏ
trái đất. Canxi là kim loại màu xám bạc, mềm, đợc điều chế bằng phơng
pháp điện phân từ florua canxi. Là kim loại tập trung chủ yếu ở hợp chất
cácbonat tồn tại trong thiên nhiên dới dạng canxit, đá vôi, đá phấn... Nó
cháy với ngọn lửa màu vàng- đỏ và tạo một lớp nitrua che phủ có màu trắng
khi để ngoài không khí.

Canxi có trong xơng động vật, trong mô thực vật và trong nớc thiên
nhiên. Xơng ngời chứa 80% Ca3(PO4)2 và 13% CaCO3. Ngoài ra canxi còn
có trong huyết thanh dới dạng muối phốt phát và xitrat. Canxi là một kim
loại sinh học rất quan trọng đối với cơ thể con ngời, nó là một
metalloenzym đóng vai trò xúc tác cho một số quá trình trong cơ thể, là một
cation chính trong các vật liệu cấu trúc của xơng và mang, có chức năng
truyền tín hiệu đối với các hoạt động hocmôn, kích thích sự co cơ và các tín
hiệu thần kinh, khơi mào cho sự đông máu và bền hoá cấu trúc prôtêin. Ion
Ca2+ có vai trò kích thích hoạt động của tim, nhờ ion Ca2+ mà khi gặp không
khí máu đông lại cho nên không bị mất hết máu khi bi bị thơng. Canxi là

một thành phÇn quan träng trong khÈu phÇn dinh dìng. Sù thiÕu hụt rất nhỏ
của nó ảnh hởng tới sự hình thành và phát triển của xơng và răng. Thừa

4

canxi cã thĨ dÉn tíi sái thËn. Vitamin D lµ cần thiết tới sự hấp thụ canxi.
Trong tôm, cua hàm lợng canxi rất cao, việc phân tích hàm lợng đánh giá đ-
ợc giá trị dinh dỡng của sản phẩm.
1.1.3. Đặc trng sinh hoá của thuỷ ngân [16,22,24]

Thuỷ ngân đợc xếp vào nhóm nguyên tố kẽm gồm: kẽm, cadimi và
thuỷ ngân, do có cấu trúc tạo electron hoàn toàn tơng tự và là những nguyên
tố d cuối cùng (trong mỗi chu kỳ tơng ứng), do đó ở thuỷ ngân có cấu trúc
d10 của lớp electron sát lớp ngoài cùng hoàn toàn bền vững. Do sự khác
nhau về cấu trúc của lớp kề ngoài cùng nên thuỷ ngân cũng nh những
nguyên tố thuộc phân nhóm kẽm có tính chất rất khác với phân nhóm canxi
tuy có số electron hoá trị nh nhau.

Nhờ sự hoàn chỉnh của lớp kề ngoài cùng nên thuỷ ngân và các nguyên
tố tơng tự nó thể hiện mức oxi hoá +2. Do tính chất bền đặc biệt của 6s2 nên
thế oxi hoá của thuỷ ngân rất cao và cao hơn tất cả những nguyên tố d khác.
Đặc điểm này của thuỷ ngân thể hiện ở tất cả các tính chất của nó gây ra
nên sự sai khác cơ bản giữa nó với kẽm và cadimi. Do tính bền của cấu hình
(n-1)d10 nên đa số các hợp chất của các nguyên tố kẽm đa số không có màu.

Trong vỏ trái đất, thuỷ ngân ở dạng hỗn hợp của 7 đồng vị bền. Ngời ta
cũng đà diều chế nhân tạo đợc nhiều đồng vị phóng xạ của thuỷ ngân.
Trong thiên nhiên, ngoài các khoáng vật, ngời ta còn gặp thuỷ ngân ở dạng
tự do. Do đứng sau hiđrô nên thuỷ ngân chỉ tan trong các axit có anion
mang tính oxi hoá mạnh. Thuỷ ngân tác dụng với lu huỳnh và iốt ở ngay

điều kiện thờng. Thuỷ ngân dễ tạo hợp kim với các kim loại khác, các hợp
kim của thuỷ ngân đợc gọi là các hỗn hống.

Trong đời sống và trong công nghiệp, thuỷ ngân vẫn đợc sử dụng rộng
rÃi trong nhiều lĩnh vực nh: sản xuất bóng đèn, phích nớc, điện phân dung
dịch muối ăn, các hệ thống điều khiển đóng ngắt mạch. Hỗn hỗng thuỷ
ngân với bạc và thiếc đợc dùng trong kĩ thuật trám răng. Thuỷ ngân đợc sử
dụng rộng rÃi trong việc tách vàng, sử dụng trong phong vũ biểu, nhiệt biểu
đèn cao áp và các loại bơm chân không. Các sunfua thuỷ ngân đợcdụng
trong nghành sản xuất phẩm nhuộm. Các muối thuỷ ngân ở dạng tan đợc sử
dụng để chữa các bệnh về da, các chất hữu cơ chứa thuỷ ngân đợc sử dụng
rộng rÃi trong khư trïng, thc diƯt nÊm . . .

Tuy nhiên các dẫn xuất của thuỷ ngân và thuỷ ngân nguyên chất cực
kỳ độc, trong đó metyl thuỷ ngân đợc xem là hợp chất độc nhÊt. Sù metyl

5

hoá xảy ra không cần enzim hoặc qua hoạt động của vi khuẩn. Sau khi
metyl thuỷ ngân đợc sinh ra, ngay lập tức nó đi vào thực phẩm chủ yếu là ở
tôm cá bằng sự khuyết tán nhanh và bị giữ chặt trong thịt. Sự xâm nhập
hàng ngày từ 3 7 mg/ kg trọng lợng cơ thể sẽ gây ra hiệu ứng có hại cho
hệ thần kinh. Những ngời tiêu thụ cá lớn có thể đạt tới mức 200 mg/ lít
metyl thuỷ ngân trong máu, tơng ứng với 50 mg/g thuỷ ngân trong tóc dẫn
tới hiệu quả là hệ thần kinh bị phá huỷ có thể gây chết ngời (5%). Bào thai
thì thờng rủi ro hơn, số liệu gần đây cho thấy hàm lợng tóc của ngời mẹ từ
50 mg/g trở lên sẽ dẫn tới rối loạn hệ thần kinh ë thÕ hÖ con.

Trong tôm, cua hàm lợng thuỷ ngân rất cao đặc biệt là methyl thuỷ
ngân, vì vậy việc xác định hàm lợng thuỷ ngân trong tôm cua biển rất quan

trọng vì qua đó có thể đánh giá đợc mức xâm nhập thuỷ ngân từ các hải sản
này đến khu vực ngời dân.
1.1.4. Đặc trng sinh hoá của asen [1,9,14,24,28,321]

Asen là nguyên tố phổ biến thứ hai mơi theo khối lợng trên vỏ trái đất,
thứ mời bốn trong nớc biển, asen là một trong những loại chất gây độc cho
loài nguời đợc biết đến lâu đời nhất (thạch tím), là nguyên tố có cấu hình
s2p3, lại có obitan d trống nên ngoài khả năng kết hợp thêm 3 electron của
những kim loại hoạt động, asen vừa có khả năng tạo nên hai loại liên kết
cộng hoá trị nữa. Vì vậy asen có số oxi hoá là -3, 0, +3, +5.

Asen ë d¹ng đơn chất và dạng hợp chất đều có tính chất vừa của kim
loại vừa của không kim loại. Hay nói cách khác nó là nguyên tố nửa kim
loại.

Dạng không kim loại của asen đợc tạo nên khi ngng tụ hơi của chúng, là
chất rắn màu vàng nên gäi lµ asen vµng, asen vµng kÐm bỊn, ë nhiƯt ®é th-
êng díi t¸c dơng cđa ¸nh s¸ng nã chun nhanh sang d¹ng kim lo¹i.
D¹ng kim lo¹i cđa asen cã màu bạc, dẫn điện, dẫn nhiệt nhng giòn dễ
nghiền thành bét, kh«ng tan trong CS2.

Trong m«i trêng biển asen đà biết trớc hơn 100 năm, nhng các dạng của
asen chỉ đợc đề cập vào khoảng 30 năm gần đây. Trong nớc biển asen tồn
tại chủ yếu ở hai dạng asenat và asenit do đó sinh vật biển không thể tránh
khỏi sự phơi nhiễm này. Dạng asen chính trong động vật biển là
asenobenta, một dạng muối asen bậc bốn, dạng này đợc xác định có trong
tôm hùm panulinus bởi phổ NMR và X-Ray sau khi đợc phân lập, sau đó d-
ợc tìm thấy trong cá mập nhám, tôm hïm, cua , t«m. . .

6

Nguyên tố asen tạo nên hyđrua AsH3 (asin) là chất khí không màu, có
mùi tỏi, rất ®éc. Asin cã thĨ ®iỊu chÕ b»ng c¸ch cho mi của chúng tác
dụng với axít. Lợi dụng dụng cụ này mà ngời ta dụng bộ dụng cụ rất đơn
giản để tách asen và phát hiện ra những hợp chất bị đầu độc bởi asen.

Trong nông nghiệp asen đợc dùng để điều chế thuốc trừ sâu. Trong công
nghiệp asen đợc dùng để điều chế thuỷ tinh trong suốt và chế chất màu. Vai
trò của asen tuy không lớn nhng ảnh hởng của nó đến động vật và con ngời
rất lớn, asen và những hợp chất của nó là những chất độc, nhất là các hợp
chất của asen. Cơ quan sức khoẻ thế giới (WHO) đà sắp xếp asen vào
nguyên tố độc nhóm A gồm: Hg, Pb, Se, Cd, và As và thờng xuyên đa ra
những số liệu về hàm lợng tối đa cho phép có thể xâm nhập vào cơ thể hàng
ngày, giúp các nớc làm cơ sở để kiểm tra, phát hiện, cảnh báo ô nhiễm môi
trờng.

Bảng 1. Giá trị liều gây chết trung bình trên chuột của các hợp chất asen

Hợp chất DL50 (*) Hỵp chÊt DL50 (*)

Asin (AsH3) 3 Arsphenamin 100
Axita Arsannilic 216
Asenit kali 4 250
Melarsoprol 700-1800
As2O3 20 Axit monometalyasoic

(MMA)

20
Asenat canxi

Strychnin 16 Aspirin 1200

1.1.5. Đặc trng sinh hoá của selen [1,8,9,19,33]
Nguyên tố selen đợc tìm ra năm 1817. Là nguyên tố thuộc nhóm p, có

cấu hình electron hoá trị s2p4. Về tính chất hoá học, selen rất giống lu huỳnh
có các mức oxi hoá là -2, 0, +2, +4, +6. Về tác dụng sinh học, selen lần đầu
tiên đợc chú ý tới do độc tính của nó. Liều độc của các hợp chất của selen t-
ơng đơng với liều độc các hợp chất của asen (liều gây chết ngời là 0,1g).
Trong nửa đầu thế kỷ XIX, hầu nh chỉ có những thông báo về những tác hại

7

của các hợp chất chứa selen đối với sức khoẻ của con ngời và động vật. Tuy
nhiên lợi ích của selen cũng dần dần đợc phát hiện và đợc nghiên cứu kỹ,
đặc biệt là sau những công trình của Schwarz vào năm 1958.

Selen có trong thành phần chất đạm động vật và thực vật. Selen, đặc
biệt là nhóm S- SeH đợc coi là nhóm hoạt động của rất nhiều men trong
cơ thể, selen còn có thành phần trong coenzym A và trong nhiều hợp chất
có hoạt tính sinh học rất mạnh. Selen đảm bảo cho sự toàn vện của cơ, của
hồng cầu, của thuỷ tinh thể. Selen tham gia vào sự tổng hợp ARN, đặc biệt
selen đẩy mạnh quá trình tổng hợp coenzym Q10 là một chất antioxydant
cần thiết là chất sinh học có khả năng phá huỷ các lipoperoxit và trung hoà
các gốc tự do sinh bệnh. Selen còn xúc tác cho các quá trình tổng hợp các
glubumin miễn dịch, làm tăng miễn dịch tế bào, đảm bảo chức phận tiêu
hoá lipit trong tơy t¹ng, tham gia sù vËn chun ion qua màng tế bào, có
khả năng làm chậm quá trình lÃo hoá, chống sự tổn hại của hệ tim mạch.
Thiếu selen, cơ thể sẽ không thể tổng hợp đợc vitamin C.

§èi víi thùc vËt, selen hÊp thụ qua rễ đợc dùng để tổng hợp axit amin
trong đó lu huỳnh đợc thay bằng selen, các axit amin này sau đó đợc gắn
trong chất đạm trong cây.
Trong công nghiệp, selen là nguyên tố có ứng dụng quan trọng trong ngành
công nghiệp luyện kim, kỹ thuật bán dẫn và ®iƯn tư, c«ng nghiƯp cao su,
trong c«ng nghiƯp ®å gèm và thuỷ tinh.

Bắt đằu từ năm 1960, việc dùng selen trong thú y đạt đợc những thành
tựu lớn. Các hợp chất của selen còn đợc dùng để chữa bệnh cho ngời nh một
số bệnh ngoài da, bệnh về tim mạch, chữa thấp khớp cấp và mÃn tính. Một
số hợp chất hữu cơ của selen đợc dùng có kết quả trong chống hiện tợng
khoáng phản vệ. Ngoài những u điểm kể trên, đối với cơ thể con ngời, selen
và những hợp chất của nó rất độc. Chỉ với một lợng nhỏ selen trong không
khí cũng có thể gây ra nguy hại cho hệ hô hấp, gây nên chứng đau đầu. Các
halogen của selen gây ra rối loạn hệ tuần hoàn và hệ thần kinh. Theo tài
liệu, hàm lợng Se có tác dụng tốt đối với con ngời là 0,8 - 1,7 M ngoài
khoảng nồng độ này sự có mặt của Se là phản tác dụng. Theo Viện Hàn
Lâm khoa học Mỹ lợng Se đa vào hàng ngày từ 50 - 200g/ngày đối với ng-
ời trởng thành là hợp lý.
1.2 . Giới thiệu về tôm, cua [3,4,5,13]
1.2.1. T«m [4,5,13]

8

Tôm là một đối tợng rất quan trọng trong nghành thuỷ sản. Với giá trị
dinh dỡng cao chứa nhiều chất đạm, vitamin và các chất bột hơn các chất vi
lợng. So với thịt nạc, lợng đạm trong tôm biển cao hơn đến 20%, ít chất béo
hơn khoảng khoảng 40%, vitamin hơn khoảng 40%. Hàng năm lợng tôm
xuất khẩu ngày càng tăng rất nhiều thi trờng trên thế giới nh Nhật Bản,

Trung Quốc, Mỹ. Có rất nhiều loại tôm nh tôm thẻ chân trắng (tên tiÕng
Anh : White Leg shrimp), t«m só (Penaeus monodo), t«m càng xanh
(Macrobrachium rosenbergii) ... Khảo sát ở Nghệ An và Hà Tĩnh có hơn
20 loại tôm thuộc 8 giống, 6 họ trong đó có tôm he, tôm bột, tôm sắt, tôm
đất, tôm hùm...trữ lợmg 610-810 tấn. Tôm với cấu tạo bên ngoài tôm có các
bộ phân sau: Chuỷ có dạng lới cứng, có răng ca, mũi khứu giác và râu, có
chân hàm, chân cặp bụng, có bộ phận sinh dục ở dới bụng. Tôm là động vật
ăn tạp u các động vật, thích ăn các loại giáp xác, tôm trong tự nhiên ăn 85
% là giáp xác, cua nhỏ, và động vật nhuyễn thể hai mảnh vỏ, còn lại 15% là
cá nhỏ, giun nhiều tơ, thuỷ sinh vật. Tôm bắt mồi bằng càng và đẩy thức ăn
vào miệng để gặm thời gian tiêu hoá 4-5giờ trong dạ dày. Tôm trải qua rất
nhiều quá trình lột xác, thời gian lột xác phụ thuộc vào nhiệt độ, giới tính,
kích cỡ, thức ăn, và sinh lí của chúng. Tôm nhỏ có tốc độ tăng trởng đặc
biệt (%/ngày) nhanh hơn tôm lớn, tôm đực sinh trởng nhanh hơn tôm cái
nhất là giai đoạn về sau. Theo y học cổ truyền tôm có vị ngọt, tính ấm, bổ
thận tráng dơng, thông sữa, giải độc.Tôm biển có hàm lợng các nguyên tố
kim loai nặng là rất cao, nhiều nhất là chì (Pb), thuỷ ngân (đặc biệt là metyl
thuỷ ngân), cadimi(Cd), asen(thạch tím)....đà gây ra ngộ độc thực phẩm,
chính vì vậy việc đánh giá hàm lợng các nguyên tố rất quan trọng ảnh hởng
đến sức khoẻ của ngêi sư dơng.
1.2.2. Cua [3,5]

Cũng giống nh tôm, cua cũng là một đối tợng quan trọng của ngành
thuỷ sản. Thịt cua vừa ngon vừa có giá trị dinh dỡng cao. Cứ 100gam cua
biển thị chứa tới 15gam chất đạm, 2,6gam chất bột, 141mg canxi, 191mg
photpho, 0,8 mg sắt cùng với nhiều nguyên tố vi lợng và vitamin, đặc biệt là
vitamin A. Cua thờng gặp là cua càng xanh (tên tiếng Anh:Scylla serrata var
paramamosain). Vòng đời của cua biển trải qua nhiều giai đoạn khác nhau,
mỗi giai đoạn là một tập tính và c trú khác nhau, cua chịu nhiệt ở nhiệt độ

thấp (ở nớc ta cua biĨn thÝch nghi ë nhiƯt ®é 25-290C). Cua thích sống ở nơi

có nhiều thực vật thuỷ sinh, những vùng bán ngập, có bờ để rào, tìm nơi trú

9

ẩn nhất là thời điểm lột xác. Tính ăn của cua biển tuỳ thuộc vào giai đoạn
phát triển nhu cầu ăn của nó khá lớn nhng nó có khả năng nhịn ăn từ 10-15
ngày. Cua có đôi mắt kép rất phát triển có khả năng phát hiện mồi từ bốn
phía và có khả năng hoạt động về ban đêm, khứu gi¸c cđa chóng rÊt ph¸t
triĨn gióp ph¸t hiƯn con måi từ xa. Cua di chuyển bằng cách bò ngang và tự
vệ bằng đôi càng to và khoẻ.

Đặc biệt tính ăn của cua tuỳ thuộc vào giai đoạn phát triển, giai đoạn
ấu trùng cua thích ăn thực vật và động vật phù du, sau đó cua con chuyển
dần sang ăn tạp rong to, nhuyễn thể, giáp xác, từ 5-7cm thích ăn giáp xác,
cua lớn hơn thích ăn nhuyễn thể và còn có thể ăn cua nhỏ hoặc cá. Cua có
tính lạnh, có vị hàn, thanh nhiệt, giúp liền xơng nhanh. Và cũng nh tôm cua
cũng có hàm lợng kim loại năng khá cao vì vậy việc phân tích đánh giá
thành phần của chúng cũng rất quan trọng.
1.2. Các phơng pháp xác định iot, canxi, thủy ngân, selen và asen
1.2.1. Các phơng pháp xác định iot [7,11,17,19,24]

Có rất nhiều phơng pháp để xác định iốt, trong hầu hết các trờng hợp có
rất nhiều ion gây cản trở do đó phải tách iốt ra khỏi các hợp chất đi kèm.
Phơng pháp đáng tin cậy để tách iốt là chiết bằng dung môi hữu cơ với các
dung môi có thể chiết là tetraclorua cácbon (CCl4), clorofoc (CHCl3),
toluen, benzen. . .

Chng cất cũng là một phơng pháp khá phổ biến nhng phơng pháp nhạy

hơn cả và đơn giản nhất để xác định iốt là dựa trên việc đo cờng độ màu
dung dich lỏng của triiốtđua I3- hoặc dung dịch của iốt trong dung môi hữu
cơ. Phơng pháp nhạy hơn nữa là hồ tinh bột. Ngoài ra còn có phơng pháp
xúc tác cho việc xác định iốt dựa trên cơ sở phản ứng Ce(IV) và axit asenơ
(H3AsO3) đợc sử dụng rộng rÃi trong thời gian gần đây.

Với hàm lợng vết iôt thờng đợc xác định bằng phơng pháp đồng vị
phóng xạ, phơng pháp rơnghen và có thể xác định bằng phơng pháp so
màu.
1.2.1.1. Xác định iốt với hå tinh bét [7,24]

Ièt®ua bị oxi hóa tới iốt, sau đó iốt phản ứng với hồ tinh bột để tạo
thành một phức màu xanh. Màu của phức phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và
biến mất ở 400 oC 500oC. Để tăng độ nhạy của phơng pháp, iốtđua đợc
oxi hoá tới iôtđat, sau đó iôtdua đợc thêm vào để giải phóng iốt, khi đó độ
nhạy tăng lên 6 lần.

10

IO3- + 5 I- + 6 H+ = 3I2 + 3H2O
Dung dÞch nớc brôm đợc sử dụng rộng rÃi nh một chất oxi hoá nhiều
hơn so với những chất khác. Brôm d đợc đuổi bằng đun sôi dung dịch hoặc
đợc che bằng phenol trong tribrômphenol. Nhng nếu dừng quy trình chng
cất iôt thì lợng lớn ion clorua cản trở việc xác định iốt.
1.2.1.2. Xác định lợng nhỏ iôt bằng phơng pháp so màu [11,17,19]
Iốt tồn tại trong các hợp chất ở các dạng hoá trị -1, +1, +3, +4, +5, +7.
Tuỳ theo hoá trị, nó là chất khử hay chất oxi hoá. Các phơng pháp so màu để
xác định iôt đợc chia làm 2 nhóm. Nhóm thứ nhất dựa trên phơng pháp sử
dụng phản ứng oxi hoá tạo ra I2, IO3-, IO4- rồi đợc xác định. Nhóm thứ hai là
phơng pháp chiết so màu cũng dựa trên sự tạo thành I2 rồi xác định trực tiếp

hoặc kết hợp với chất màu hữu cơ. Phơng pháp so màu xác định hàm lợng vết
từ 0,02- 2 mg I/lit với qui trình đạt đến độ nhạy 0,02 mg/lít. Phơng pháp này
đơn giản đạt độ nhạy và độ chính xác cao, kết quả ổn định.
1.3.2. Các phơng pháp xác định canxi, thủy ngân, asen và selen
[8,11,17,19,30]
1.3.2.1. Phơng pháp sắc ký lỏng cao áp hiệu năng cao(HPLC)
[17,19,25,26]
Sắc ký là một nhóm phơng pháp hoá lý dùng để tách các thành phần
của một hỗn hợp. Sự tách sắc ký đợc dựa trên sự phân chia khác nhau vào
hai pha luôn tiếp xúc và không trộn lẫn nhau, một pha tĩnh và một pha
động.

Sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phơng pháp phân tích dựa trên
nguyên tắc hoá lí (hấp phụ và nhả liên tục chất hấp phụ) và dựa vào sự hỗ
trợ của các thiết bị dựa trên nguyên tắc quang điện để phát hiện ra nồng độ
của chất phân tích. Việc sử dụng các chất nhồi có kích thớc nhỏ (5 -10 m)
làm cho hiệu quả tách của phơng pháp này tốt hơn so với phơng pháp lỏng
cổ điển.
HPLC là một cột sắc ký lỏng (column chromatograph) đi kèm với một máy
dò tìm (detector) nhạy để có thể phát hiện đợc các chất tách ra trong quá
trình chạy sắc ký. Với những tiến bộ về cột, máy dò tìm (detector) đÃ
chuyển sắc ký cột thành phơng pháp phân tích có tốc độ nhanh và hiệu suất
cao. Loại này cần phải có hệ thống bơm cao áp để đẩy pha động với áp suất
cao lên khoảng 30 Mpa (300 atm) nhằm tạo dòng chảy với lu lợng vµi

11

mililit/phút qua cột tách. Lợng mẫu phân tích bằng HPLC chỉ cần khoảng
20l.

Sắc ký lỏng hiệu năng cao có khả năng tách các hợp chất đặc thù nh:
- Các hợp chất tự nhiên không bền.
- Các hợp chất kém bền nhiệt, các chất dễ nổ.
Điều khác biệt giữa HPLC và GC là trong phơng pháp HPLC, mẫu chỉ cần
làm hoà tan mà không cần làm bay hơi, do đó HPLC có thể phân tích đợc
các chất mà không sợ gây ra sợ phân huỷ nhiệt trong quá trình phân tÝch.

H×nh 1: Sơ đồ hoạt động của thiết bị HPLC
1.3.2.2. Phơng pháp phân tích phổ phát xạ nguyên tử (AES) [10,17,18,32]

Phơng pháp phổ AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên
tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tơng tác với một
nguồn năng lợng phï hỵp. HiƯn nay ngêi ta dïng mét sè ngn năng lợng
để kích thích phổ AES: ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, tia
laze, Plastma cao tần cảm ứng (ICP), tia X....trong đó ngọn lửa đèn khí, hồ
quang điện, tia lửa điện đà đợc sử dụng lâu đời nhng độ nhạy không cao.
Còn ICP, tia laze là những nguồn mới đợc đa vào sử dụng hơn khoảng chục
năm trở lại đây và chúng cho độ nhạy cao nên là nguồn đợc sử dụng phổ
biến, có nhiều u việt. Đặc biệt nếu dùng máy hiện đại với nguồn kích ICP
có thể đạt tới 10-5- 10-6% lại ít tốn mẫu, có thể phân tích nhiều nguyên tố
trong cùng một mẫu mà không phải tách riêng chúng.

12

Vì vậy, đây là phơng pháp kiểm tra đánh giá hoá chất, nguyên liệu tinh
khiết, phân tích lợng vết ion kim loại độc trong thực phẩm rất tốt. Tuy
nhiên, phơng pháp này chỉ cho biết thành phần nguyên tố của mẫu phân
tích chứ không cho biết trạng thái liên kết của từng nguyên tố có trong mẫu
và hơn nữa độ chính xác của phép phân tích còn phụ thuộc rất nhiều vào
việc chuẩn dÃy mẫu đầu nên sai số không nhỏ.

1.3.2.3. Phơng pháp cực phổ và vôn- amphe hoà tan [10,17,24,25]

Nhóm các phơng pháp phân tích cực phổ và von-ampe là những phơng
pháp quan trọng nhất trong số các phơng pháp phân tích điện hóa. Các ph-
ơng pháp này đều dựa trên lý thuyết về quá trình điện cực, phụ thuộc chủ
yếu vào việc đa chất điện hoạt từ trong lòng dung dịch đến bề mặt điện cực
làm việc và ghi ®êng von-ampe (®êng biĨu diƠn sù phơ thc cêng ®é dòng
Faraday vào giá trị thế của điện cực làm việc so với điện cực so sánh).

SP SP: ngn ®iƯn
SW: cÇu chia thÕ
SW W: điện cực làm việc
V R: điện cực so sánh
A: điện cực phù trợ
i V: von kÕ
i: ®iƯn kÕ

R

A W

H×nh 2: Sơ đồ thiết bị phân tích von-ampe

Trong các phơng pháp phân tích von-ampe, điện cực làm việc thờng
dùng là: điện cực giọt Hg, điện cực rắn làm từ platin, vàng, bạc hoặc
cacbon kính.

Phơng pháp phân tích cực phổ sử dụng ®iƯn cùc giät Hg, hay dïng lµ
®iƯn cùc giät treo (HMDE), điện cực giọt rơi (DME), và điện cực giọt tĩnh
(SMDE). Điện cực là giọt Hg lỏng hình cầu có đờng kính khá nhỏ

(d=1mm), đợc rơi ra từ một mao quản có chiều dài khoảng 10-15cm, với đ-

13

êng kÝnh trong kho¶ng 30 - 50 cm, mao qu¶n đợc nối với bình chứa Hg

bằng một ống dẫn nhỏ polietilen.

Trong điện cực giọt rơi, giọt Hg liên tục đợc hình thành ở đầu ống mao

quản và rơi ra do lực hấp dẫn, kích thớc và chu kì (hay tốc độ chảy) của giọt

Hg đợc điều khiển bởi kích thớc mao quản và chiều cao của bình chứa Hg.

Tốc độ đó đợc quy ớc tính bằng khối lợng Hg rơi ra khỏi mao quản trong

một đơn vị thời gian (theo mg/s). Thông thờng ngời ta chọn kích thớc mao

quản và chiều cao bình chứa sao cho tốc độ chảy khoảng 1,5 4,0 mg/s.

Chu kì mỗi giọt khoảng từ 2 6s

Trong điện cực giọt treo (thờng dùng trong phân tích von-ampe hoà

tan và von-ampe vòng), giọt Hg có kích thớc nhỏ, có thể thay đổi đợc tùy

theo yêu cầu thực nghiệm. Giọt đợc hình thành rất nhanh và đợc giữ ở đầu

mao quản trong quá trình đo. Điện cực so sánh thờng hay sử dụng điện cực

Ag/AgCl hay điện cực calomen bÃo hòa. Điện cực so sánh phải có thế ổn

định. Với kỹ thuật quét thế, kỹ thuật ghi dòng hiện đại đà tăng độ phân giải,

tăng độ nhạy lên rất nhiều. Có thể kể đến:

- Cực phổ sóng vuông (SqW)

- Cực phổ dòng xoay chiều hình sin (AC)

- Cực phổ xung thờng và xung vi phân (NP và DP)

- Các phơng pháp von ampe trên điện cực đĩa quay

- Phân tích điện hóa hòa tan

Độ nhạy đối với các phơng pháp xác định nh sau:

Bảng 2: Độ nhạy của các phơng pháp

- Cực phổ cổ điển (DC) 104 106

- Cực phổ sóng vuông và xung vi ph©n M
10–6 – 10–8

M
- Von ampe hòa tan anot điện cùc giät Hg treo 10–6 – 10–9

M
- Von ampe hßa tan anot dùng cực màng Hg 108 1010

trên cực rắn ®Üa M

Cã thÓ thấy các phơng pháp phân tích điện hóa rất phong phú và đa dạng.
Phạm vi đối tợng nghiên cứu rộng, cả hợp chất vô cơ và hàng loạt hợp chất
hữu cơ các loại.

14

Phơng pháp cực phổ xung vi phân là phơng pháp phân tích điện hóa
hiện đại, đợc cải tiến cả về kỹ thuật quét thế và kỹ thuât ghi dòng, khắc
phục đợc đa số nhợc điểm của phơng pháp cực phổ cổ điển và phơng pháp
xung thờng.
Sự phụ thuộc dòng cực đại trong cực phổ xung vi phân vào các thông số của
quá trình đo cực phổ đợc tính toán lý thuyết cho hệ thức sau:

i = nFSC (D/πtx)1/2 P (σ2 - 1)/[(σ+P)(1+Pσ)]
Trong ®ã
n: số e trao đổi trong phản ứng điện cực
F: h»ng sè Faraday
S: diƯn tÝch bỊ mỈt ®iÖn cùc
C: nång ®é chÊt ®iƯn ho¹t
D: hƯ sè khch t¸n
tx: thêi gian mét xung
σ = exp(nFDE/(2RT))
P = exp[(nF/(RT))(E - E1/2 + DE/2)]
DE: biên độ xung
R: h»ng sè khÝ
T: nhiƯt ®é Kelvin
E1/2: thÕ b¸n sãng

Tại thế đỉnh píc, P = 1 thì phơng trình (1.1) còn lại là
i = nFSC (D/πtx)1/2 (σ - 1)/(σ+1)
Ep = E1/2 - DE/2
B¸n chiỊu rộng của píc đợc xác định bởi công thức:
W1/2 = 2RT/(nF) cosh–1[2 + cosh(nFDE/(2RT))]

15

(a) (b) (c)

tchu k× 10.0

E E 0,5-5 s 7.5 DC

txung 5.0
2.5
1-50 ms 0.0

DC 150 NP

2-5mV 100

2-5mV μ
 50
Ei NP
0
E= 10-100 mV
40 DP
EnÒn DP 2-5mV
30

t t 20
10
Giät Giät Giät Giät
r¬i r¬i r¬i r¬i 0

E, V SCE

Hình 3: Sơ đồ biểu diễn sự biến thiên thế theo thời gian và dạng sóng cực
phổ trong một số phơng pháp

(a): ThÕ biÕn thiªn trong thêi gian ®o cùc phỉ
(b): Thế biến thiên trong 1 chu kì giọt (thời điểm ghi dòng)
(c): Sãng cùc phæ
DC: Cùc phỉ cỉ ®iĨn NP: Cùc phỉ xung thêng
DP: Cùc phæ xung vi phân
1.4. Phơng pháp kích hoạt nơtron (NAA) [3,24,25]
1.4.1. Đặc điểm về phơng pháp kích hoạt nơtron.
Phân tích kích hoạt nơtron thuộc một nhóm rất rộng lớn và đa dạng
các phơng pháp phân tích hiện đại có tên gọi chung là "Các phơng pháp hoá
phóng xạ" (Radio Chemical Menthods) hay "Các phơng pháp dựa trên đặc
tính phóng xạ". Phân tích kích hoạt dựa trên nguyên tắc cơ bản: Các vật liệu
cần phân tích đợc chiếu xạ bởi chùm nơtron, deutron, triton,3 He ion, hoặc
các prôton, quá trình xảy ra trong các lò phản ứng hạt nhân. Sự hình thành

16

và phát triển của nhóm phân tích nay gắn liền với sự phát triển của ngành
vật lý học hạt nhân và những tiến bộ của ngành kĩ thuật đo lợng các bức xạ
hạt nhân và gắn liền với hoạt động của lò phản ứng hạt nhân. Kết quả của
sự chiếu xạ là các hạt nhân bền của các nguyên tố khác nhau trong mẫu

phân tích qua tơng tác hạt nhân tạo thành các hạt nhân phóng xạ, nghĩa là
mẫu đợc kích hoạt. Các nhân phóng xạ đợc tạo thành không bền và phân rÃ
kèm theo những bức xạ đặc trng, vÝ dô:

64Zn + n 65Zn +.
ở đây 65Zn là các đồng vị phóng xạ và phân rà theo sơ đồ:

65Zn ( T1/2 =243,5 ngµy)

1,115 MeV


64Zn(stable)
Tuú thuộc vào các chùm hạt sử dụng để kích hoạt và các phản ứng hạt nhân
mà các nguyên tố của mẫu phân tích đợc chiếu xạ sẽ tạo thành các nhân
phóng xạ đặc trng làm chỉ thị cho việc nhận diện các nguyên tố. Sự kích
hoạt cũng để xác định hàm lợng các nguyên tố bởi vì hoạt độ phóng xạ tỉ lệ
với nhân đa vào chiếu xạ. Quá trình kích hoạt về cơ bản dạng hoá học của
các nguyên tố không thay đổi. Sau kích hoạt sự nhận diện và hoạt độ của
nhân phóng xạ tạo thành đợc xác định bằng phơng pháp đo đếm dựa trên
các tính chất của đồng vị cần nghiên cứu, đặc biệt năng lợng của các bức xạ
phát ra cũng nh chu kỳ bán rà T1/2 của các đồng vị. Việc đo bức xạ của đồng
vị tạo thành có thể tiến hành ngay trong khi chiếu xạ kích hoạt hoặc sau khi
ngừng chiếu xạ hoặc sau khi đà làm nguội một thời gian.

Theo Zolotol, cã thĨ ph©n chia các phơng pháp phân tích dựa trên đặc
tính phóng xạ thành 4 nhóm chính:

- Nhóm các phơng pháp kích hoạt phóng xạ
- Nhóm các phơng pháp pha loÃng đồng vị

- Nhóm các phơng pháp dựa trên hấp thụ và khuếch tán bức xạ hạt
nhân (dựa trên hiệu ứng Moesbauer)
- Nhãm c¸c phơng pháp phóng xạ thuần tuý.

17

Phæ biÕn nhÊt là nhóm các phơng pháp kích hoạt phóng xạ (Radio
activation). Trong nhóm này có vị trí quan trọng hàng đầu là phơng pháp
kích hoạt nơtron (NAA), vì có các u ®iĨm sau ®©y:

- Nơtron trung hoà điện nên có khả năng xuyên mạnh vµo vËt chÊt.
- Tiết diện kích hoạt tơng đối lớn.
- Khi chiếu xạ không làm thay đổi thành phần hoá học của nguyên
tố và mẫu có thể không bị phân huỷ (INAA).
- Độ nhạy cao (có thể phân tích ®Õn cì 10-3 ppm)
- Có khả năng phân tích đa nguyên tố trong mét mÉu vµ nhiỊu mÉu
trong mét lóc.
Nguyên tắc cơ bản của NAA là bắn nơtron vào mẫu nghiên cứu mà
kết quả là các nhân phóng xạ tơng ứng đợc tạo thành theo các kiÕu ph¶n
øng: (n,); (n,p); (n, ); n,2n); (n,f). VËy mét phản ứng hạt nhân đợc viết
ở dạng tổng quát sau:

A(n,b)B*
Trong ®ã :
A là hạt nhân của nguyên tố cần phân tích
B* là hạt nhân của đồng vị phóng xạ đợc tạo thành sau phản ứng
n là nơtron của nguồn
b có thể là proton (p), hạt alpha (), hạt gamma (), hat nơtron (n)
ở nớc ta, phơng pháp NAA đà đợc nghiên cứu và sử rộng rộng rÃi kể
từ khi phục hồi lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt ngày 20/3/1984.

Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt nguyên là lò TRIGAM MARK II do Mỹ giúp
chính quyền cũ xây dựng vào năm 1960 và đợc hoàn thành năm 1963. Cho
đến trớc năm 1975 lò hoạt động ít có hiệu quả. Trớc thời điểm kết thúc
chiến tranh, Mỹ đà rút hết thanh nhiên liệu và chuyển về nớc, lò ngừng hoạt
động. Ngày 20 tháng 3 năm 1984 lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt hoàn thành
công trình khôi phục và mở rộng, chính thức đa vào hoạt động trở lại với
công suất 500kW .
Lò hạt nhân Đà Lạt là loại lò nghiên cứu cỡ nhỏ, chủ yếu tạo ra nguồn
nơtron nhiệt, rất thích hợp cho các nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng
dụng, nhất là phân tích kích hoạt.
Nhiên liệu của lò này (từ năm 1984 - 2007) do Liên Xô sản xuất, là hợp
kim nhôm - uran. Cấu hình vùng hoạt hiện nay gồm 100 bó nhiên liệu với
độ giàu của U235 là 36%, cuối năm 2007 đổi sang sử dụng loại nhiên liệu

18

thấp là 18%. Chất phản xạ xung quanh vùng hoạt bằng Be và grafit, chất
phản xạ phía trên và dới vùng hoạt là nhôm và nớc, chất làm chậm và chÊt
t¶i nhiƯt b»ng níc thêng.

Lò có nhiều kênh chiếu mẫu khác nhau :
a - Các kênh ít:

- M©m quay cã  = 4,27.1012 n/cm2.s,
- BÉy n¬tron cã  = 2,21.1013 n/cm2.s,
b - Các kênh chiếu khô:
- Kªnh 7 - 1 cã  = 2.1012 n/cm2.s,
- Kªnh 13 - 2 cã  = 2.1012 n/cm2.s,
- Cét nhiÖt cã  = 5,5.109 n/cm2.s,
c - Các kênh ngang số 3, số 4 và kênh 1- 4 thờng đợc sử dụng trong

vật lý và vật lý lò .
Với là thông số nơtron nhiệt, đó là số nơtron trên 1 cm2/giây
1.4.2. Cơ sở lý thuyết về phơng pháp
1.4.2.1. Nguyên lý của phơng pháp
Phơng pháp phân tích kích hoạt nơtron dựa trên sự bắn phá chùm
nơtron vào mẫu phân tích. Quá trình tơng tác của nơtron với trơng hạt nhân
của các nguyên tử có trong mẫu, các phản ứng xảy ra tạo thành đồng vị
phóng xạ.
1.4.2.2. Cách tính toán
Dựa vào số liệu thực nghiệm và tính toán ta có thể xác định hàm lợng
nguyên tố bằng phơng pháp tuyệt đối
m(g) = A.M/6,203.1023. ¥. [-exp(-  tl).exp(-  tl). (1- exp(-  tc))]
Trong ®ã:
 : h»ng sè ph©n r·= 0,693/T1/2
R: tèc độ tạo thành đồng vị phóng xạ. R = N
: ®é phỉ biÕn của đồng vị bền
Ơ: tiết diện phản ứng hạt nhân;
: Thông lợng nơtron ( n/cm2.sec)
m(g): khối lợng nguyên tố cần phân tích có trong mẫu
M: nguyên tử lợng của nguyên tố ®ã
tl : thêi gian nguéi
tc : thời gian đo hoạt độ phóng xạ của nguyên tố
T1/2 : chu kú bán huỷ của động vị phóng xạ cần xác định

19

Tuy nhiên, khi tính toán theo phơng pháp tuyệt đối thờng có nhiều nguyên

nhân dẫn đến sai số nh: độ phổ biến đồng vị, thông lợng nơtron, tiết diện

phản ứng, chu kỳ bán rÃ...nên ít đợc dùng. Khi phân tích bằng kích hoạt

nơtron, ngời ta thờng dùng phơng pháp so sánh. Cơ sở của phơng pháp là:

Mẫu chuẩn và mẫu phân tích đợc xử lý đồng thời trong cùng một điều kiện.

Hàm lợng các nguyên tố đợc xác định theo c«ng thøc:

Xp = Xc.Sp.Mc/Sc.Mp

Trong ®ã :

-Xp, Xc là hàm lợng nguyên tố cần xác định có trong mẫu phân tích

và mẫu chuẩn. .

- Sp, Sc là hoạt độ phóng xạ của nguyên tố trong mẫu phân tích và

mẫu chuẩn .

- Mp, Mc là khối lợng mẫu phân tích và mẫu chuẩn.

1.4.3. Phân loại các phơng pháp phân tích kích hoạt

1.4.3.1. Phân loại theo năng lợng nơtron

- Kích hoạt nơtron ở vùng nơtron nhiệt

Năng lợng của nơtron: En = 0,005 - 0,1 eV. Phản ứng xảy ra chủ yếu

là (n,). Phơng pháp đợc ứng dụng để phân tích hầu hết các nguyên tố, đạt

độ nhạy cao vì tiết diện nơtron tơng đối lớn. Tuy nhiên các phơng pháp này

không đợc sử dụng để phân tích các nguyên tố nhẹ (A<20) do tiết diện phản

ứng của chúng bé hoặc do đồng vị tạo thành bởi nơtron nhiệt có thời gian

bán rà rất bé

- Kích hoạt nơtron ở vùng nơtron cộng hởng

Năng lợng nơtron: En = 0,1 eV - 0,1MeV. Ph¶n øng x¶y ra chđ u cịng là

(n,). Phơng pháp đợc áp dụng để phân tích các mẫu chứa tạp chất (B,

Cd...) hấp thụ mạnh nơtron với nơtron cộng hởng lớn hơn tiết diện phản ứng

với nơtron nhiệt nh Co, Au, Zn, Ru....

- Kích hoạt nơtron ở vùng nơtron nhanh

Năng lợng nơtron E n > 1 MeV. Phản ứng (n ,p), (n,), (n, 2n) xảy ra.

Phơng pháp đợc sử dụng để phân tích các nguyên tố nhẹ có A <20.

1.4.3.2. Phân loại theo qui trình phân tích đợc sử dụng

- Phân tích kích hoạt nơtron dụng cụ (INAA)

Nguyên tắc của phơng pháp INAA là mẫu phân tích không bị phá

huỷ (không xử lý hoá) và chỉ có thể áp dụng thuận lợi khi tỉ số hoạt độ

matrix và nguyên tố quan tâm thấp hoặc bằng không, cũng nh kh«ng cã sù

20