Phân tích hàm lượng thuỷ ngân trong hải sản bằng kỹ thuật HG AAS_Slide

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

PHÂN TÍCH THUỶ NGÂN TRONG THỦY HẢI SẢN BẰNG KỸ THUẬT HG – AAS (HYDRIDE
GENERATION ATOMIC ABSORPION SPECTROMETRY)

GVHD: Phùng Thị Cẩm Hồng
Nhóm 12
1. Nguyễn Thị Mỹ Xuyên - Mssv: 18139230
2. Nguyễn Thị Tú Quyên - Mssv: 18139160
3. Nguyễn Kiều Ngoan - Mssv: 18139113
4. Nguyễn Tấn Đạt - Mssv: 18139021
5. Phùng Ngọc Bảo Nhi - Mssv: 18139134
6. Tô Thị Huỳnh Như - Mssv : 18139142
7. Trương Thị Bích Ngân - Mssv: 18139109


Đặt vấn đê

Tởng quan vê thủy ngân

I. TỞNG QUAN
Tiêu ch̉n vê hàm lượng thủy ngân

Các phương pháp
xác định

Nguyên tắc

Cấu tạo của máy đo

II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS
Cách xác định

Ưu điểm và nhược điểm

III. MỞ RỘNG VÀ KẾT LUẬN


I. TỔNG QUAN
1. Đặt vấn đê
- Trong giai đoạn hiện nay, hàng loạt các vụ ngộ độc thực phẩm liên quan đến các loại gia cầm, gia súc đã làm mọi người hoang mang. Và giờ hải sản là ưu tiên hàng đầu được
nhiều người tiêu dùng lựa chọn. Các thực phẩm hải sản không chỉ đa dạng mà trong hải sản còn chứa hàm lượng protein cao, các dưỡng chất thiết yếu, các axit béo Omega-3, hàm
lượng chất béo bão hồ thấp.

- Tuy nhiên, do mơi trường bị ơ nhiễm làm cho các nguồn hải sản đang bị đe dọa. Mặt khác, hải sản có khả năng tích tụ các chất ô nhiễm, đặc biệt là kim loại nặng. Vì vậy tình
trạng nhiễm kim loại, đặc biệt là thủy ngân trong hải sản đang trở nên báo động. Do đó, việc xác định hàm lượng thủy ngân trong thủy hải sản là vô cùng cần thiết.

- Hàm lượng thủy ngân xác định được là vi lượng, mà thủy ngân lại là kim loại có thể bay hơi ở nhiệt độ thường nên q trình xử lí mẫu rất quan trọng vì nếu phương pháp xử
lí mẫu khơng phù hợp sẽ làm mất một lượng thủy ngân đáng kể làm cho phép phân tích khơng chính xác, dẫn đến kết luận khơng chính xác.

- Một trong những phương pháp phân tích thủy ngân nhạy nhất hiện nay, đang được sử dụng phổ biến là kỹ thuật phân tích phổ hấp thu nguyên tử với bộ hydrua hóa kim loại
(HG-AAS).


I. TỞNG QUAN

2. Tởng quan vê thủy ngân

2.1 Tác hại của thủy ngân

- Thủy ngân là kim loại lỏng khó phân hủy trong mơi trường và tích lũy sinh học trong chuỗi thức ăn. Thủy ngân ít độc, nhưng hơi, các hợp chất và muối của nó rất độc,
có thể gây tổn thương hệ thần kinh, tiêu hóa, hơ hấp, hệ thống miễn dịch và thận. Cho dù ít độc hơn so với các hợp chất của nó nhưng thủy ngân vẫn tạo ra sự ô

nhiễm đáng kể đối với mơi trường vì nó tạo ra các hợp chất hữu cơ trong cơ thể sinh vật.

- Thủy ngân giải phóng từ chất thải có chứa thủy ngân tồn tại trong mơi trường (đất, nước, khơng khí, trầm tích, thực vật..) hoặc tích tụ trong chuỗi thức ăn và vào cơ
thể con người thông qua tiêu thụ cá và hải sản, hoặc hơi thủy ngân trực tiếp hoặc được hấp thụ trên tóc của con người. Để giám sát mức độ thủy ngân trong môi trường
do chất thải thủy ngân cần phân tích các mẫu khác nhau, như các mẫu sinh học (cá và tôm, cua, sò, hến), mẫu môi trường (nước, trầm tích, đất và khơng khí), mẫu thực
vật và con người (tóc, máu và nước tiểu).


I. TỞNG QUAN

2. Tởng quan vê thủy ngân

2.1 Tác hại của thủy ngân

- Các ảnh hưởng độc hại của thủy ngân đã được biết khá rõ. Hơi thủy ngân ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh trung ương và ngoại biên, phổi, thận, da, và mắt. Nó
cũng ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch và gây đột biến. Khi bị nhiễm nặng và thủy ngân tích tụ lâu ngày trong cơ thể, thận bị hư, cột sống cũng bị ảnh hưởng, bị bệnh
Alzheimer và tuyến giáp trạng bị liệt, hệ thống miễn dịch bị nhiễu loạn. Được tổ chức WHO liệt kê vào danh sách một trong những loại hóa chất có ảnh hưởng nghiêm
trọng nhất đến sức khỏe của con người.

- Một trong những chất độc nhất của nó là dimetyl thủy ngân, độc đến mức chỉ vài µL rơi vào da có thể gây tử vong.


I. TỞNG QUAN

2. Tởng quan vê thủy ngân

2.2 Thủy ngân trong mơi trường

- Hàm lượng thủy ngân trong khơng khí nằm trong khoảng từ 2 – 10ng/m3.
- Hàm lượng thủy ngân trong nước mưa dao động từ 5 – 100ng/L.
- Hàm lượng thủy ngân tự nhiên trong nước ngầm và nước bề mặt thường < 0,5μg/L.
- Thực phẩm là nguồn hấp thu thủy ngân chính của con người (khơng kể các nguồn tiếp xúc nghề nghiệp). Cá được cho là nguồn thực phẩm chứa hàm lượng thủy ngân
hữu cơ cao nhất, cá hấp thụ methyl thủy ngân này từ nước khi chúng ăn các sinh vật sống trong nước. Những con cá sống lâu hơn, lớn hơn, thức ăn của chúng là các con cá
khác sẽ tích tụ lượng methyl thủy ngân cao nhất. Lượng hấp thu thủy ngân hàng ngày từ thực phẩm dao động từ 2 - 20μg/L nhưng có thể cao hơn ở những vùng nước bị
nhiễm thủy ngân. Quá trình chế biến và nấu nướng thức ăn không làm giảm lượng thủy ngân này.


I. TỞNG QUAN

2. Tởng quan vê thủy ngân

2.2 Thủy ngân trong môi trường

Hình. Vòng luân chuyển của thủy ngân trong tự nhiên


I. TỞNG QUAN

2. Tởng quan vê thủy ngân

2.3 Ngun nhân cá bị nhiễm thủy ngân

Cá bị nhiễm thủy ngân là do sống trong môi trường ô nhiễm thủy ngân. Các vi sinh vật có thể chuyển thủy ngân (Hg) thành hợp chất metyl thủy ngân CH3Hg+ thơng qua
q trình tích lũy sinh học metyl thủy ngân nằm trong chuỗi thức ăn và tích lũy dần trong cơ thể cá. Các loại cá lớn có lượng nhiễm cao hơn.


I. TỔNG QUAN

3. Tiêu chuẩn vê hàm lượng thủy ngân

CÁC TIÊU

Quyết định số 867/1998/Qđ-BYT của Bộ Trưởng Bộ Y Tế ngày

CHUẨN

4/4/1998

NỒNG ĐỘ HG

0,5 mg/kg

Santes Canada

FDA Hoa Kỳ

0,5 mg/kg

1mg/kg


I. TỔNG QUAN

4. Các phương pháp xác định thủy ngân

4.1 Định tính
- Tạo hỗn hống với đồng kim loại
- Phản ứng với Cu2I2

- Phản ứng với Dithizon
- Phản ứng với dd kaliiodua
- Phản ứng với thiếc (II) clorua


I. TỔNG QUAN

4. Các phương pháp xác định thủy ngân

4.2 Định lượng
- Phương pháp so màu với đồng (I) iodua
- Sử dụng huỳnh quang phát hiện thủy ngân trong cá
- Phương pháp chiết đo quang với thuốc thử Dithizon
- Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử với bộ hydrua hóa (HG-AAS) -> Đây là phương pháp phát hiện thủy ngân phổ biến hiện nay vì giới hạn phát hiện của nó
nhỏ (µg/l).


II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

1. Nguyên tắc đo AAS

Chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do và chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên
tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử. Các nguyên tử của ngun tố cần phân tích trong đám hơi đó sẽ hấp thu những tia bức xạ nhất định và tạo ra vạch phổ hấp
thu. Nhờ một hệ thống máy quang phổ mà ta thu được toàn bộ chùm sáng phân li và chọn một vạch phổ hấp thu của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ.


II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

2. Cấu tạo máy đo phổ hấp thu nguyên tử

II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

3. Xác định thủy ngân bằng phổ hấp thu nguyên tử với bộ hydrua hóa (HG-AAS)
3.1 Nguyên tắc
- Mẫu được vơ cơ hóa, thủy ngân trong dd mẫu bị hydrit hóa bằng dòng khí
hidro. Hydrit thủy ngân dễ bay hơi bị cuốn theo dòng khí hidro và được bơm
vào hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử. Tại đây, hidrit thủy phân bị phân
hủy thành hơi thủy ngân và được xác định theo phương pháp quang phổ hấp
thụ nguyên tử không dùng ngọn lửa.

- Các phản ứng xảy ra trong hệ thống bay hơi nguyên tử hydrit:
NaBH4 + HCl = NaCl + BH2 + 2H
4H + HgCl2 = HgH2 + 2HCl
HgH2 = Hg + H2


II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

3. Xác định thủy ngân bằng phổ hấp thu nguyên tử với bộ hydrua hóa (HG-AAS)
3.2 Điều kiện tối ưu của thiết bị



Cường độ đèn : 3mA



Thời gian đọc: 3s



Độ rộng khe : 0.5 nm



Bước sóng: ʎ = 253,7 nm



Tốc độ dòng axit HCl: 6-8ml/phút



Tốc độ khí mang argon: 30 ml/phút



Tốc độ hút mẫu: 8-10 ml/phút



Tốc độ dòng chất khử NaBH4: 6-8ml/phút


II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

3. Xác định thủy ngân bằng phổ hấp thu nguyên tử với bộ hydrua hóa (HG-AAS)
3.4 Xây dựng đường chuẩn và xác định giới hạn phát hiện
Dãy chuẩn được chuẩn bị và được xác định độ hấp thu theo thứ tự bảng sau:

Số bình định mức
Hóa chất
0

1

2

3

4

5

Ch̉n Hg 100 (µg/L) (ml)

0

1

2

5

10

15

HNO3 0,05N định mức đến vạch

100

100

100

100

100

100

Nờng độ Hg (µg/L)

0

1

2

5

10

15

Độ hấp thu của dãy chuẩn

0

0,0043

0,0086

0,0242

0,0615

0,1224


II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

3. Xác định thủy ngân bằng phổ hấp thu nguyên tử với bộ hydrua hóa (HG-AAS)

Xác định đường chuẩn:
Kết luận: đường chuẩn có hệ số tương quan R=1,
điều này có thể nói trong khoảng nồng độ 1-15ppb
độ hấp thu Abs tuyến tính với nồng độ thủy ngân.
Đường chuẩn này được sử dụng xác định hàm lượng
thủy ngân trong những thí nghiệm khảo sát hiệu suất
của các phương pháp xử lí mẫu và khảo sát hàm
lượng thủy ngân trong các mẫu thật.


II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

3. Xác định thủy ngân bằng phổ hấp thu nguyên tử với bộ hydrua hóa (HG-AAS)
Giới hạn phát hiện được xác định bằng cách đo độ hấp thu của mẫu chuẩn có nồng độ 10 µg/L và mẫu Blank.

Cơng thức tính:

 

Trong đó:
+ Sblank: độ lệch chuẩn của độ hấp thu mẫu Blank.
+ CHg: Nồng độ của chuẩn Hg dùng để xác định giới hạn phát hiện, ở
đây CHg = 10 µg/L .
+ AHg: độ hấp thu trung bình của chuẩn Hg dùng để xác định giới hạn
phát hiện.

 

Trong đó:
+ RSD: Hệ số biến động
+ SHg: độ lệch của chuẩn Hg dùng để xác định giới hạn phát hiện


Kết quả độ hấp thu để xác định giới hạn phát hiện

Số lần đo

Độ hấp thu của chuẩn Hg 10 (µg/L) (AHg)

Độ hấp thu của mẫu Blank

1

0,056

-0,000

2

0,060

-0,002

3

0,059

-0,002

4

0,057

-0,004

5

0,059

-0,003

6

0,058

-0,005

7

0,060

-0,001

8

0,059

-0.006

9

0,057

-0,001

10

0,056

-0,005

TB

0,0581

s

0,001524

0,002025

RSD

2,623

 

LOD

0,697

 

-0,0029


II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

4. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp
4.1 Ưu điểm
- Đây là phương pháp xác định thủy ngân được sử dụng phổ biến hiện nay, vì giới hạn phát hiện nhỏ ( µg /l ).

- Phép đo phổ nguyên tử có độ nhạy và độ chọn lọc cao, tốn ít mẫu phân tích, thời gian phân tích nhanh. Các động tác thực hành thực hiện nhẹ nhàng, nhanh
chóng. Bằng phương pháp này ta có thể xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu. Kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ.

II. KĨ THUẬT PHÂN TÍCH THỦY NGÂN BẰNG HG - AAS

4. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp
4.1 Nhược điểm
- Muốn đo phổ hấp thụ nguyên tử cần phải có một hệ thống máy móc tương đối đắt tiền.
- Do cần có độ nhạy cao nên sự nhiễm bẩn có ý nghĩa lớn đối với kết quả phân tích hàm lượng. Mơi trường khơng khí phòng thí nghiệm phải khơng có
bụi. Các dụng cụ và hóa chất dùng trong phép đo phải có độ tinh khiết cao.

- Vì có độ nhạy cao nên các trang bị máy móc là khá tinh vi và phức tạp, do đó cần phải có kĩ sư lành nghề để bảo dưỡng và chăm sóc.

- Nhược điểm chính là chỉ cho ta biết thành phần nguyên tố của chất phân tích có trong mẫu phân tích, mà khơng chỉ ra được trạng thái liên kết, cấu
trúc của nguyên tố có trong mẫu. 


III. MỞ RỘNG VÀ KẾT LUẬN

Số liệu tham khảo
- Hàm lượng thuỷ ngân trong cá đã được FDA phân tích được (năm 2006)
Cá thu: 0.73 ppm
Cá ngừ: 0.118 ppm
Cá hồi: 0.014 ppm
Cá bơ: 0.058 ppm
Cá đối: 0.046 ppm
- Ngoài ra còn một số loại thuỷ sản khác
+ Tôm: 0.049 ppm
+ Mực: 0.07 ppm


III. MỞ RỢNG VÀ KẾT LUẬN

Phân tích mẫu cá tra ngun con
- Sau q trình phân tích thủy ngân trong mẫu cá, ta thu được hàm lượng thủy ngân như sau:

Hàm lượng Hg(µg/L)

Cá tra nguyên con

Tiêu Chuẩn BYT

77.15

500