xác định kim loại nặng pb, cd trong cây thuốc Đông y bằng phương pháp phổ hấp...

8/12/2019 Xác định kim loại nặng Pb, Cd trong cây thuốc Đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa…

http://slidepdf.com/reader/full/xac-dinh-kim-loai-nang-pb-cd-trong-cay-thuoc-dong-y-bang-phuong 1/98

1

MỞ ĐẦU

Ngày nay, ngườ i ta đã khẳng định đượ c rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai tròcực kỳ quan trọng đối vớ i cơ thể sống và con ngườ i.Tuy nhiên nếu hàm lượ ng lớ n

chúng sẽ gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi

lượ ng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh, ... là những nguyên

nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡ ng và có thể gây tử vong.

Thậm chí, đối vớ i một số kim loại ngườ i ta mớ i chỉ biết đến tác động độc hại của

chúng đến cơ thể.

Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con ngườ i chủ yếu thông qua đườ ng

tiêu hóa và hô hấp. Tuy nhiên, cùng vớ i mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị

hoá, hiện nay môi trườ ng sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng. Các nguồn thải kim

loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nướ c, vào đất, vào thực phẩm rồi

xâm nhập vào cơ thể con ngườ i qua đườ ng ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc. Do

đó việc nghiên cứu và phân tích các kim loại nặng trong môi trườ ng sống, trong dượ c

phẩm và tác động của chúng tớ i cơ thể con ngườ i nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo

vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết. Nhu cầu về dượ c

phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và đượ c toàn xã

hội quan tâm.

Thuốc đông y có thể nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nướ c và không khí. Vì

vậy, trong giai đoạn phát triển mớ i của ngành Dượ c liệu trên thế giớ i nói chung và ở

Việt Nam nói riêng, chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh

học sử dụng làm thuốc mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế các

chất có hại, ảnh hưở ng trực tiếp đến sức khoẻ ngườ i sử dụng.

Xuất phát từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó nhằm góp phần vào công tác đảm

bảo chất lượ ng thuốc đông y chúng tôi thực hiện đề tài: “Xác định kim loại nặng Pb,

Cd trong thuốc đông y bằng phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lử a

(GF-AAS)”

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM



2

Chươ ng 1: TỔNG QUAN

1.1. Giớ i thiệu chung về thuốc đông y1.1.1. Vai trò của các loại thuốc đông y

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đớ i Châu Á, có khí hậu nhiệt đớ i gió mùa.

Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 15-350C, lượ ng mưa lớ n (trung bình 1200 –

2800mm), độ ẩm tươ ng đối cao (trên 80%). Điều kiện khí hậu này rất thuận lợ i cho sự

phát triển của các loài thực vật nói chung và cây dượ c liệu nói riêng. Theo số liệu gần

đây, hệ thực vật Việt Nam đã có khoảng 10.500 loài, trong đó có khoảng 3.200 loài cây

đượ c sử dụng trong y học dân tộc. Theo dự đoán của các nhà khoa học, hệ thực vật

Việt Nam có lẽ gồm khoảng 12.000 loài và là một trong những hệ thực vật phong phú

nhất thế giớ i (trích [11]).

Các hợ p chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đã và đang đóng một vai trò hết

sức quan trọng trong đờ i sống con ngườ i. Chúng đượ c dùng làm thuốc chữa bệnh,

thuốc bảo vệ thực vật, là nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, hươ ng liệu và mỹ

phẩm…Đặc biệt là trong l ĩ nh vực làm thuốc, nguồn dượ c liệu thiên nhiên phong phú

và đa dạng đã cung cấp cho ngành dượ c cả nướ c một khối lượ ng nguyên liệu lớ n để

làm thuốc chữa bệnh cũng như xuất khẩu có giá trị kinh tế cao. Về lâu dài, đối vớ i sự

phát triển các dượ c phẩm mớ i, các sản phẩm thiên nhiên có vai trò rất quan trọng, vì

nhiều chất này có thể là các chất dẫn đườ ng cho việc tổng hợ p các dượ c phẩm mớ i,

hoặc dùng làm các chất dò sinh hóa để làm sáng tỏ các nguyên liệu của dượ c lý học

con ngườ i.

Xu thế chung của nhân loại là trở lại sử dụng các sản phẩm từ thiên nhiên.

Nhiều tác dụng sinh học quí báu của các thảo dượ c đã biết từ lâu dùng để làm thuốc và

các bài thuốc dân gian đượ c truyền từ đờ i này sang đờ i khác đã thể hiện rất hiệu quả

trong việc điều trị bệnh. Ví dụ Nấm Linh Chi đã đượ c nghiên cứu dượ c lý lâm sàng có

tác dụng điều hòa, ổn định áp huyết, giảm cholestrol toàn phần…. hay cây dượ c liệu

Đươ ng Quy có tên khoa học là Angleica Sinensis Diels họ Hoa tán (Umbelliferae) có




3

công dụng cho bổ huyết, nhuận tràng, chữa tê nhức xươ ng khớ p…Ngày nay, hoạt tính

sinh học của các chất có trong thảo dượ c đang đượ c nghiên cứu nhiều hơ n nữa để tìmra những tác dụng mớ i trong việc điều trị bệnh.

1.1.2. Một số tiêu chí an toàn về thuốc đông y

Phần lớ n các kim loại nặng đều độc, có hại cho sức khỏe con ngườ i, như thủy

ngân hữu cơ (đặc biệt là ankyl thủy ngân) rất độc đối vớ i hệ thần kinh trung ươ ng

(TKTƯ ). Cd cũng là 1 nguyên tố độc, tích lũy sinh học, độc cho TKTƯ , Đồng,

Mangan. Magie ở một liều rất nhỏ là những nguyên tố vi lượ ng cần thiết, nhưng ở liều

cao hơ n chúng có thể gấy rối loạn chuyển hóa.

Giớ i hạn kim loại nặng trong thuốc nói chung và trong mỹ phẩm đượ c quy định

trong điều luật về chất độc ở các nướ c, ví dụ điều luật chất độc ở các nướ c Malaysia

năm 1952 đượ c xem xét lại năm 1989 qui định: giớ i hạn (Pb) đối vớ i chế phẩm có

nguồn gốc từ thảo dượ c ≤ 10 ppm: giớ i hạn As đối vớ i thuốc nói chung ≤ 5 ppm, giớ i

hạn Hg ≤ 0,5 ppm (trích [28]).

Một số dượ c điển [38, 48] có đề cập việc kiểm tra kim loại nặng trong thuốc

đông y nhưng chưa có quy định cụ thể về giớ i hạn và phươ ng pháp kiểm tra. Dượ c điển

Việt Nam và dượ c điển nhiều nướ c chưa đưa ra các chỉ tiêu cũng như phươ ng pháp thử

giớ i hạn các nguyên tố độc như Cu, Pb,As, Cd, Hg…đối vớ i thuốc đông y. Gần đây ở

Việt Nam, một số tác giả bướ c đầu đã nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích một số

kim loại như chì, thủy ngân, asen trong dượ c liệu [12]. Ở Trung Quốc gần đây nhiều cơ

sở đã sản xuất dượ c liệu theo tiêu chuẩn trồng dượ c liệu sạch và công bố tiêu chuẩn

chất lượ ng của sản phẩm (ví dụ Tam thất Châu Vân Sơ n ở Vân Nam đã quy định giớ i

hạn kim loại nặng như As, Pb, Hg, Cd và DDT không đượ c quá 1 ppm).

1.2. Các tính chất hóa học và vật lý của Cd, Pb [27, 37, 39]

1.2.1. Các tính chất vật lý

Cadmi là những kim loại màu trắng bạc nhưng ở trong không khí ẩm, chúng dần

dần bị bao phủ bở i màng oxit nên mất ánh kim. Kim loại này mềm và dễ nóng chảy.




4

Chì là kim loại có màu xám xanh, mềm, bề mặt chì thườ ng mờ đục do bị oxy

hóa tạo ra lớ p oxit PbO.Bảng 1.1. Một số hằng số vật lý quan trọng của Cd, Pb

Hằng số vật lý Cd Pb

Khối lượ ng nguyên tử

(đvC)

112,411 207,21

Nhiệt độ nóng chảy (0C) 321,07 327,4

Nhiệt độ sôi ( C) 767 1740

Tỉ khối (25 C) (g/cm ) 8,642 11,350

Năng lượ ng ion hóa thứ

nhất (eV)

8,99 7,42

Bán kính nguyên tử (Ǻ) 1,56 1,75

Cấu trúc tinh thể Lục giác bó chặt Lập phươ ng tâm diện

1.2.2. Tính chất hóa học

• Cd

Trong không khí ẩm, cadmi bền ở nhiệt độ thườ ng như có màng oxit bảo vệ.

Nhưng ở nhiệt độ cao, chúng cháy mãnh liệt tạo thành oxit, Cadmi cháy cho ngọn lửa

màu sẫm.

Ở nhiệt độ thườ ng, cadmi bền vớ i nướ c vì có màng oxit bảo vệ, ở nhiệt độ cao

khử hơ i nướ c biến thành oxit.

Cd + H2O0700 C

→ CdO + H2

Có thế điện cực khá âm. Cadmi tác dụng dễ dàng vớ i axit không phải là chất

oxy hóa giải phóng khí hydro:

E + 2H3O+ + 2H2O = [E(H2O)4]

2+ + H2




5

• Pb

Ở điều kiện thườ ng, chì bị oxy hóa tạo thành lớ p oxit màu xám xanh bao bọc trênmặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxy hóa nữa.

2Pb + O2 → 2PbO

Chì tươ ng tác vớ i halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác:

Pb + X2 → PbX2 (X = halogen)

Chì chỉ tươ ng tác ở trên bề mặt vớ i dung dịch axit clohydric loãng và axit

sulfuric dướ i 80% vì bị bao bở i lớ p muối khó tan (PbCl2 và PbSO4) nhưng vớ i dung

dịch đậm đặc hơ n của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớ p bảo vệ đã

chuyển thành hợ p chất tan:

PbCl2 + 2HCl → H2PbCl4

PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2

Vớ i axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tươ ng tác như là một kim loại.

3Pb + 8HNO3 loãng → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Riêng chì, khi có mặt oxy, có thể tươ ng tác vớ i nướ c:

2Pb + 2H2O + O2 → 2Pb(OH)2

Có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác.

2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O

Chì tươ ng tác vớ i dung dịch kiềm khí đun nóng, giải phóng hydro:

Pb + 2KOH + 2H2O → K2[E(OH)4] + H2

1.2.3. Các hợ p chất Cd, Pb

1.2.3.1. Các oxit

a. Cadmi oxit

CdO có màu từ vàng đến nâu gần như đen tùy thuộc vào quá trình chế hóa nhiệt,

nóng chảy ở 18130C, có thể thăng hoa, không phân hủy khi đun nóng, hơ i CdO rất độc.

CdO không tan trong nướ c chỉ tan trong axit và kiềm nóng chảy:

CdO + 2KOH (nóng chảy) → K2CdO2 + H2O




6

`(Kali cadmiat)

CdO có thể điều chế bằng cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệtphân hydroxit hay các muối carbonat, nitrat:

2Cd + O2 → 2CdO

Cd(OH)2 0t

→ CdO + H2O

CdCO3 0t

→ CdO + CO2

b. Chì oxit

Chì có hai oxit là PbO, PbO2 và cả 2 oxyd hỗn hợ p là chì metaplombat Pb2O3

(hay PbO.PbO2), chì orthoplombat Pb3O4 (hay 2PbO.PbO2).

Mono oxit chì PbO là chất rắn, có hai dạng: PbO-α và PbO- β màu vàng, PbO

tan chút ít trong nướ c nên Pb có thể tươ ng tác vớ i nướ c khi có mặt oxy, PbO tan trong

axit và tan trong kiềm mạnh, khi đun nóng trong không khí bị oxy hóa thành Pb3O4.

Dioxit chì PbO2 là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡ ng tính nhưng tan trong

kiềm dễ dàng hơ n trong axit. Khi đun nóng PbO2 mất dần oxy biến thành các oxit,

trong đó chì có số oxy hóa thấp hơ n:PbO2

0290 320 C − → Pb2O3

0390 420 C − → Pb3O4

0530 550 C − → PbO

(nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng)

Lợ i dụng khả năng oxy hóa mạnh của PbO2 ngườ i ta chế ra acquy chì.

Chì orthoplombat (Pb3O4) hay còn gọi là minium, là hợ p chất của Pb có các số

oxy hóa +2, +4. Nó là chất bột màu đỏ da cam, đượ c dùng chủ yếu là để sản xuất thủy

tinh pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơ n (sơ n trang trí và sơ n bảo vệ cho

kim loại không rỉ).1.2.3.2. Các hydroxit

a. Cadmi hydroxit

Cadmi hydroxit và kẽm hydroxit là kết tủa nhầy, rất ít tan trong nướ c và có màu

trắng.




7

Cd(OH)2 không thể hiện rõ tính lưỡ ng tính: tan trong dung dịch axit, không tan

trong dung dịch kiềm mà chỉ tan trong dung dịch kiềm nóng chảy.Cadmi hydroxit tan trong dung dịch NH3 tạo thành amoniacat:

E(OH)2 + 4NH3 → [E(NH3)4](OH)2

Các hydroxit này đượ c tạo nên khi dung dịch muối của chúng tác dụng vớ i

kiềm.

b. Chì hydroxit

Chì hydroxyd Pb(OH)2 đều là kết tủa rất ít tan, có màu trắng, khi đun nóng,

chúng dễ mất nướ c biến thành oxit PbO, Pb(OH)2 là chất lưỡ ng tính. Khi tan trong axit

các hydroxit tạo nên muối của cation Pb2+.

Pb(OH)2 + 2HCl → PbCl2 + 2H2O

Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh, tạo nên muối hydroxoplombit.

Pb(OH)2 + 2KOH → K2[Pb(OH)4]

1.2.3.3. Các muối

a. Các muối của Cadmi

Các muối halogenua (trừ florua), nitrat, sulfat, perclorat và axetat của Cd(II) đều

dễ tan trong nướ c còn các muối sulfua, carbonat, hay ortho phosphat và muối bazơ ít

tan.

Trong dung dịch nướ c các muối Cd2+ bị thủy phân, muối kẽm thủy phân mạnh

hơ n muối cadmi:

Cd2+ + 2H2O →← Cd(OH)2 + 2H+

Ion Cd2+

có khả năng tạo phức [CdX4]2-

(X = Cl-, Br-

, I-

và CN-

), [Cd(NH3)4]2+

,[Cd(NH3)6]

2+. Các dihalogenua của Cadimi là chất ở dạng tinh thể màu trắng, có nhiệt

độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao.

b. Các muối của chì

Các muối Pb(II) thườ ng là tinh thể có cấu trúc phức tạp, không tan trong nướ c

trừ Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2.




8

Ion Pb(II) có thể tạo nhiều phức vớ i hợ p chất hữu cơ , điển hình là vớ i dithizon ở

pH 8,5 – 9,5 tạo phức màu đỏ gạch.Các dihalogenua chì đều là chất rắn không màu, trừ PbI2 màu vàng, tan ít trong

nướ c lạnh nhưng tan nhiều hơ n trong nướ c nóng.

Tất cả các dihalodenua có thể kết hợ p vớ i halogenua kim loại kiềm MX tạo

thành hợ p chất phức kiểu M2[PbX4]. Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hòa tan

của chì dihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhydric và muối của

chúng.

PbI2 + 2KI → K2[PbI4]

PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4]

1.2.4. Vai trò, chứ c năng và tác dụng sinh hoá của Cd, Pb [6, 13 , 14, 15, 33]

1.2.4.1. Vai trò, chứ c năng và tác dụng sinh hoá của Cd [6, 33]

Đất, cát, than đá, các loại phân phosphat đều có chứa cadmium. Cadmium đượ c

trích lấy từ các kỹ nghệ khai thác các mỏ đồng, chì và kẽm. Nhờ tính chất ít bị rỉ sét

nên cadmium đượ c sử dụng trong việc sản xuất pin (trong điện cực của các loại pin

nickel - cadmium), acquy, mạ kền, hợ p kim alliage, que hàn và trong kỹ nghệ sản xuất

chất nhựa polyvinyl clorua (PVC), trong đó Cadmium đượ c sử dụng như chất làm ổn

định. Bở i lý do này, đồ chơ i trẻ em và các ion hộp làm bằng chất dẻo PVC đều có chứa

cadmium. Cadmium cũng đượ c dùng trong những loại nướ c men, sơ n đặc biệt trong kỹ

nghệ làm đồ sứ, chén…Cụ thể một số ứng dụng của Cadmi như sau:

• Mạ điện (chiếm 7%): Cadmi đượ c mạ lên bề mặt chất điện phân hoặc máy

móc để tạo ra bề mặt sáng bóng và chống ăn mòn.

• Các chất màu (chiếm 15%): Cadmi sulfur (CdS) cho màu từ vàng tớ i cam và

cadmisulfoselenit cho màu từ hồng tớ i đỏ và nâu sẫm. Tất cả các chất màu

này đều đượ c dùng trong công nghiệp nhựa, gốm sứ, sơ n và các chất phủ

ngoài.




9

• Các phụ gia ổn định nhự a (chiếm 10%): Cadmi stearat đượ c sử dụng như

một chất ổn định trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl clorua (PVC).Chúng ổn định các liên kết đôi trong polyme bằng cách thế chỗ các nhóm allyl

đượ c đánh dấu trên nguyên tử clorua không bền. Thêm các muối bari (hoặc

các muối kẽm), các hợ p chất epoxy, các este phosphat hữu cơ để bảo vệ

polyme khỏi clo thừa hoặc các lớ p clorua. Tuy nhiên, các chất ổn định dựa

trên nền Cd không đượ c sử dụng trong sản xuất PVC dẻo để chứa thực phẩm.

• Sản xuất pin (chiếm 67%): Cd đượ c sử dụng rộng rãi trong sản xuất pin, có

tác dụng đảo ngượ c hoàn toàn các phản ứng điện hóa trong một khoảng rộng

nhiệt độ, tốc độ thải hồi thấp, và dễ thu hồi từ các pin chết. Ngườ i tiêu dùng

sử dụng các pin này trong các hoạt động như: máy đánh răng, cạo râu, khoan

và cưa tay, các thiết bị y học, thiết bị điều khiển thông tin, các dụng cụ chiếu

sáng khẩn cấp, máy bay, vệ tinh nhân tạo và tên lửa, và các trang bị cơ bản

cho các vùng địa cực.

Ngoài ra, các phosphua của cadmi đượ c sử dụng trong đèn hình tivi, đèn phát

huỳnh quang, màn hình tia X, các ống tia catot, và các dải lân quang.

Bên cạnh những tác dụng trên, cadmi là nguyên tố rất độc. Giớ i hạn tối đa cho

phép của cadmi:

Trong nướ c : 0,05 mg/l (hay 50ppb),

Trong không khí : 0,001 mg/m3

Trong thực phẩm : 0,001 – 0,5 µ g/g

Cadmi thườ ng đượ c tìm thấy trong các khoáng vật có chứa kẽm, còn trong khíquyển và nướ c cadmi xâm nhập qua nguồn tự nhiên (như bụi núi lửa, bụi đại dươ ng,

lửa rừng và các đá bị phong hóa, đặc biệt là núi lửa) và nguồn nhân tạo (như công

nghiệp luyện kim, lọc dầu). Cadmi xâm nhập vào cơ thể con ngườ i chủ yếu qua thức ăn

từ thực vật, đượ c trồng trên đất giàu cadmi hoặc tướ i bằng nướ c có chứa nhiều cadmi,

nhưng hít thở bụi cadmi thườ ng xuyên có thể làm hại phổi, trong phổi cadmi sẽ thấm




10

vào máu và đượ c phân phối đi khắp nơ i. Phần lớ n cadmi xâm nhập vào cơ thể con

ngườ i đượ c giữ lại ở thận và đượ c đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) đượ c giữ lạitrong thận. Phần còn lại đượ c giữ lại trong cơ thể và dần dần đượ c tích lũy cùng vớ i

tuổi tác. Khi lượ ng Cadmi đượ c tích trữ lớ n, nó có thể thế chỗ ion Zn2+ trong các enzim

quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu

máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy sống, gây ung thư.

b. Vai trò, chứ c năng và tác dụng sinh hoá của Pb [21]

Chì là một trong những kim loại có ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp chỉ

sau sắt, đồng, kẽm và nhôm. Chì đượ c sử dụng chủ yếu làm nguyên liệu trong sản xuất

acquy. Khi thêm lượ ng nhỏ Asen hoặc antimon vào sẽ làm tăng độ cứng, độ bền cơ học

và chống mài mòn. Các hợ p kim canci – chì, thiếc – chì đượ c dùng làm lớ p phủ ngoài

cho một số loại dây cáp điện. Một lượ ng rất lớ n chì đượ c dùng để điều chế nhiều hợ p

kim quan trọng: thiếc hàn chứa 10 – 80% Pb, hợ p kim chữ in chứa 81% Pb, hợ p kim ổ

trục chứa 2% Pb. Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia Rơ nghen nên đượ c dùng để làm

những tấm bảo vệ khi làm việc vớ i những tia đó. Tườ ng của phòng thí nghiệm phóng

xạ đượ c lót bằng gạch chì.

Trong sản xuất công nghiệp thì chì có vai trò quan trọng, nhưng đối vớ i con

ngườ i và động vật thì chì lại rất độc. Đối vớ i thực vật chì không gây hại nhiều nhưng

lượ ng chì tích tụ trong cây trồng sẽ xâm nhập vào cơ thể con ngườ i và động vật qua

đườ ng tiêu hóa. Do vậy, chì không đượ c sử dụng làm thuốc trừ sâu. Chì kim loại và

muối sulfua của nó đượ c coi như không độc do chúng không bị cơ thể hấp thụ. Tuy

nhiên, các muối chì tan trong nướ c như Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2 rất độc. Chì có tác

dụng âm tính lên sự phát triển của bộ não trẻ em. Chì ức chế mọi hoạt động của các

enzym, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân phá hủy hồng

cầu.

Khi hàm lượ ng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng

oxy để oxy hóa glucoza tạo ra năng lượ ng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể




11

mệt mỏi, ở nồng độ cao hơ n (> 0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếu

hemoglobin. Hàm lượ ng chì trong máu nằm trong khoảng (> 0,5 - 0,8 ppm) gây ra sự rối loạn chức năng của thận và phá hủy não. Xươ ng là nơ i tàng trữ tích tụ vào các mô

mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó.

Tóm lại, khi xâm nhập vào cơ thể động vật, chì gây rối loạn tổng hợ p

hemoglobin, giảm thờ i gian sống của hồng cầu, thay đổi hình dạng sống của tế bào, xơ

vữa động mạch, làm con ngườ i bị ngu dần, mất cảm giác. Khi bị ngộ độc chì sẽ có triệu

chứng đau bụng, tiêu chảy, ăn không ngon miệng, buồn nôn và co cơ .

1.3. Các phươ ng pháp xác định Cd, PbHiện nay, có rất nhiều phươ ng pháp khác nhau để xác định Cd và Pb như

phươ ng pháp phân tích khối lượ ng, phân tích thể tích, điện hóa, phổ phân tử UV-VIS,

sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC), phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên

tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (GF-AAS)…Sau đây là một số phươ ng pháp

xác định Cadmi và chì.

1.3.1. Phươ ng pháp phân tích hóa học [26]

Nhóm các phươ ng pháp này dùng để xác định hàm lượ ng lớ n (đa lượ ng) của các

chất, thông thườ ng lớ n hơ n 0,05%, tức là mức độ miligram. Các trang thiết bị và dụng

cụ cho các phươ ng pháp này là đơ n giản và không đắt tiền.

1.3.1.1. Phươ ng pháp phân tích khối lượ ng

* Nguyên t ắ c: Đây là phươ ng pháp dựa trên sự kết tủa chất cần phân tích vớ i

thuốc thử phù hợ p, sau đó lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân chính xác sản phẩm và từ đó

xác định đượ c hàm lượ ng chất phân tích.

*Cách tiế n hành: vớ i Cd, ngườ i ta thườ ng cho kết tủa dướ i dạng CdS trong môi

trườ ng axit yếu. Còn chì kết tủa dướ i dạng PbSO4, PbCrO4 hay PbMoO4.

Phươ ng pháp này đơ n giản không đòi hỏi máy móc hiện đại, đắt tiền, có độ

chính xác cao, tuy nhiên đòi hỏi nhiều thờ i gian, thao tác phức tạp và chỉ phân tích hàm

lượ ng lớ n, nên không dùng để phân tích lượ ng vết.




12

1.3.1.2. Phươ ng pháp phân tích thể tích

* Nguyên t ắ c: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chínhxác (dung dịch chuẩn) đượ c thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn bộ

lượ ng chất định phân đó. Thờ i điểm thêm lượ ng thuốc thử tác dụng vừa đủ vớ i chất

định phân gọi là điểm tươ ng đươ ng. Để nhận biết điểm tươ ng đươ ng, ngườ i ta dùng các

chất gây ra hiên tượ ng đổi màu hay kết tủa có thể quan sát bằng mắt gọi là các chất chỉ

thị.

*Cách tiế n hành:

• Xác định Cd:

Chuẩn độ Cd2+ bằng EDTA (Etyldiamin tetra axetic hoặc ion của nó) trong môi

trườ ng đệm Urotropin (pH = 5÷6) vớ i chất chỉ thị xylenol da cam (H6Ind). Dung dịch

chuẩn chuyển từ màu đỏ (màu của phức giữa Cd và chỉ thị) sang vàng (màu của chỉ thị

tự do) [36].

Các phản ứng:

H6Ind(vàng) + Cd2+ ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ H4InCd (tím đỏ)

H4InCd (tím đỏ) + H2Y2- ˆ ˆ †‡ ˆ ˆ CdY2- + H6Ind (vàng)

Cũng có thể chuẩn độ Cd2+ ở môi trườ ng kiềm (pH = 10) vớ i chỉ thị ETOO

(ErioCrom T đen).

Phươ ng pháp này cho phép xác định Cadmi ở khoảng nồng độ 10-3M – 10-4M.

• Xác định Pb

Đối vớ i Chì, ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ ngượ c bằng

dung dịch Zn2+ hoặc chuẩn độ thay thế vớ i ZnY2-, chỉ thị ETOO.

- Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ bằng EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm (pH

khoảng 8-12) vớ i chỉ thị ETOO.




13

Pb2++H2Y2-→PbY2-+2H+

Tuy nhiên, chì rất dễ thủy phân nên trướ c khi tăng pH phải cho Pb2+

tạo phức kémbền vớ i tactrat hoặc trietanolamin.

- Cách 2: Chuẩn độ ngượ c Pb2+ bằng dung dịch Zn2+: cho Pb2+ tác dụng vớ i một

lượ ng dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10. Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng

Zn2+ vớ i chỉ thị ETOO.

Pb2++H2Y2-→PbY2-+2H+

H2Y2- (dư) + Zn2+ → ZnY2- + 2H+

ZnInd + H2Y2- → ZnY2- + HInd

(đỏ nho) (xanh)

- Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY2-, chỉ thị ETOO.

Do phức PbY2- bền hơ n ZnY2- ở pH = 10 nên Pb2+ sẽ đẩy Zn2+ ra khỏi phức ZnY2-.

Sau đó, chuẩn Zn2+ sẽ xác định đượ c Pb2+:

Pb2++H2Y2-→PbY2-+Zn2+

ZnInd + H2Y2- → ZnY2- + HInd

(đỏ nho) (xanh)

Trong khóa luận tốt nghiệp của mình, tác giả Trần Đại Thanh [31] đã sử dụng

phươ ng pháp chuẩn độ complexon để xác định chì sau khi đã hấp thụ trên chitosan.

Phươ ng pháp phân tích thể tích có ưu điểm là nhanh chóng và dễ thực hiện, tuy

nhiên cũng giống như phươ ng pháp phân tích khối lượ ng, phươ ng pháp này cũng

không đượ c sử dụng trong phân tích lượ ng vết, vì phải thực hiện quá trình làm giàu

phức tạp.

1.3.2. Phươ ng pháp phân tích công cụ

1.3.2.1. Phươ ng pháp điện hóa [9, 26]

1.3.2.1.1. Phươ ng pháp cự c phổ

Nguyên tắc: Ngườ i ta thay đổi liên tục và và tuyến tính điện áp đặt vào 2 cực để

khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Thông qua chiều cao của




14

đườ ng cong Von- Ampe có thể định lượ ng đượ c ion kim loại trong dung dịch ghi cực

phổ. Vì dòng giớ i hạn Igh ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận vớ i nồng độ ion trongdung dịch ghi cực phổ theo phươ ng trình:

I = k.C

Trong phươ ng pháp phân tích này ngườ i ta dùng điện cực giọt thủy ngân rơ i là

cực làm việc, trong đó thế đượ c quét tuyến tính rất chậm theo thờ i gian (thườ ng 1-

5mV/s) đồng thờ i ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thủy ngân rơ i. Sóng cực phổ

thu đượ c có dạng bậc thang, dựa vào chiều cao có thể định lượ ng đượ c chất phân tích.

Phươ ng pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định cả chất vô cơ và

hữu cơ vớ i nồng độ 10-5 – 10-6M tùy thuộc vào cườ ng độ và độ lặp lại của dòng dư. Sai

số của phươ ng pháp thườ ng là 2-3% vớ i nồng độ 10-3 – 10-4M là 5% vớ i nồng độ 10-

5M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi).

Tuy nhiên, phươ ng pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưở ng của dòng

điện, dòng cực đại, của oxy hòa tan, bề mặt điện cực…

Nhằm loại trừ ảnh hưở ng trên đồng thờ i tăng độ nhạy, hiện nay đã có các

phươ ng pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông

(SQWP)…chúng cho phép xác định lượ ng vết của nhiều nguyên tố.

GS. Petrovic và cộng sự (1998) dùng phươ ng pháp Von-Ampe hòa tan xung vi

phân để xác định đồng thờ i Cd, Pb trong nướ c sau khi tách nó từ axit humic bằng

phươ ng pháp sắc kí bản mỏng. Giớ i hạn của phươ ng pháp này đối vớ i Cd là 0,1ppm.

Tác giả Bùi Văn Quyết [29] đã dùng phươ ng pháp cực phổ để xác định thành

phần phần trăm Pb có thực trong quặng pyrit ở khoảng (0,00031-0,00002)% vớ i xác

suất 95%.

Phươ ng pháp cực phổ xác định Cd và Pb chưa phát huy đượ c hết tính ưu việt

của nó vì vậy phải kết hợ p vớ i làm giàu thì mớ i tăng đượ c độ nhạy.




15

1.3.2.1.2. Phươ ng pháp Von-ampe hòa tan

Về bản chất, phươ ng pháp Von-ampe hòa tan cũng giống như phươ ng pháp cựcphổ là dựa trên việc đo cườ ng độ dòng hoà tan để xác định nồng độ các chất trong dung

dịch. Nguyên tắc gồm hai bướ c:

Bướ c 1: Điện phân làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc,

trong khoảng thờ i gian xác định, tại thế điện cực xác định.

Bướ c 2: Hòa tan kết tủa đã đượ c làm giàu bằng cách phân cực ngượ c điện cực

làm việc, đo và ghi dòng hòa tan. Trên đườ ng Von-ampe hòa tan xuất hiện pic của

nguyên tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận vớ i nồng độ.

Phươ ng pháp Von-ampe hòa tan có thể xác định đượ c cả những chất không bị

khử (hoặc oxy hóa) trên điện cực vớ i độ nhạy khá cao 10-6 – 10-8 M. Phươ ng pháp này

cũng có nhượ c điểm: độ nhạy bị hạn chế bở i dòng dư, nhiều yếu tố ảnh hưở ng (điện

cực chỉ thị, chất nền, tốc độ quét, thế ghi sóng cực phổ…)

Sử dụng phươ ng pháp này để xác định kim loại nặng trong lươ ng thực, thực

phẩm của tác giả Lê Lan Anh, Lê Trườ ng giang, Đỗ Việt Anh và Vũ Đức Lợ i đã thu

đượ c kết quả trong mẫu thức ăn của gà (gà - HMG) dướ i giớ i hạn xác định, còn trong

mẫu ngô hàm lượ ng Cadmi là 0,196 ppm [1].

Tác giả Phan Diệu Hằng [7] đã xác định chì trong mẫu nướ c ngọt giải khát

Sprite bằng phươ ng pháp Von-Ampe hòa tan và kết quả hàm lượ ng chì là (2,70-0,06)

(µg/l).

Còn tác giả Lê Thị Thu [34] đã áp dụng phươ ng pháp von-ampe hòa tan anot và

kỹ thuật đánh rửa bề mặt điện cực tự động xác định đồng thờ i Cd, Cu, Pb trong một số

mẫu nướ c biển và thu đượ c hàm lượ ng chì ở Vũng Tàu là 8,42 µg/l. Quảng Ninh là

10,53 µg/l (đối vớ i trườ ng hợ p mẫu lấy về đượ c lọc qua giấy lọc băng xanh, thêm acid

HNO3 đưa về giá trị pH = 2 rồi phân tích).




16

1.3.2.2. Phươ ng pháp quang phổ

1.3.2.2.1. Phươ ng pháp trắc quang [9, 22]Phươ ng này chính là phươ ng pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV-VIS. Ở

điều kiện thườ ng, các phân tử, nhóm phân tử các chất bền vững và nghèo năng lượ ng,

đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng vớ i năng lượ ng thích hợ p chiếu

vào thì các điện tử hóa trị trong các liên kết (δ, π, n) sẽ hấp thụ năng lượ ng chùm sáng,

chuyển lên trạng thái kích thích vớ i năng lượ ng cao hơ n. Hiệu số giữa hai mức năng

lượ ng (cơ bản E0 và kích thích Em) chính là năng lượ ng mà phân tử hấp thụ từ nguồn

sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất.

Nguyên t ắ c: Phươ ng pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của

một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định vớ i một thuốc thử vô cơ hay hữu

cơ trong môi trườ ng thích hợ p khi đượ c chiếu bở i chùm sáng. Phươ ng pháp định lượ ng

theo phươ ng trình cơ bản:

A = K.C

Trong đó: A: Độ hấp thụ quang của chất

K: Hằng số thực nghiệm

C: Nồng độ của chất phân tích

Phươ ng pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10-5- 10-7M và là

một trong các phươ ng pháp đượ c sử dụng khá phổ biến.

Cd2+ không có phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, do đó ta phải chuyển nó về dạng

hợ p chất phức. Để xác định Cd ngườ i ta có thể cho nó tạo phức vớ i Dithizon (H2Dz).

Sau đó đo độ hấp thụ quang của phức ở bướ c sóng 520 nm. Phức của Cd vớ i dithizon

có thể đượ c chiết bằng CHCl3, phức có màu đỏ có thể xác định bằng phươ ng pháp so

màu. Giớ i hạn phát hiện của phươ ng pháp là 0,02mg/l. Ngoài Dithizon còn có một số

loại thuốc thử khác đượ c dùng trong phân tích trắc quang Cd. Để phân tích định lượ ng

Cd theo phổ UV-VIS ta có thể sử dụng 2 phươ ng pháp: Phươ ng pháp đườ ng chuẩn và

phươ ng pháp thêm tiêu chuẩn.




17

Tươ ng tự ta có thể xác định Pb bằng cách chuyển nó về dạng Chì – dithizonat

trong môi trườ ng pH 5-6. Sau đó, chiết phức này vào dung môi hữu cơ CCl4 hoặcCHCl3 rồi đem đo độ hấp thụ quang của nó tại λ = 510nm. Giớ i hạn của phươ ng pháp

này đối vớ i Pb là 0,05 ppm.

Gao hong – Wen (Trung Quốc) sử dụng dithizon kết hợ p vớ i sử dụng màng lọc

tế bào tách Cd để xác định vi lượ ng Cd (II) trong nướ c biển. Giớ i hạn phát hiện là

0,0006 ppm [43].

Nhóm tác giả Zeng, Chunhui, Ying, Min (Trung Quốc) đã nghiên cứu và công

bố thuốc thử 4-[3-[4-(benzazo) phenyl]-1-triazenol]-benzoic acid (p-CADB) tạo phức

màu vớ i cadmi. Phức Cd-(p-CADB) đượ c tạo thành trong môi trườ ng pH = 11 (đệm

Na2B4O7 - NaOH) có ε = 1,1,105 l.mol-1.cm-1, cực đại hấp thụ λ = 482 nm. Khoảng

nồng độ tuân thep định luật Beer là 0- 5 µg/ml [50].

Tác giả Phạm Thị Xuân Lan [14] đã xác định chì bằng phươ ng pháp trắc quang

dùng thuốc thử xylen da cam có độ nhạy cao và kết quả thu đượ c khá chính xác ở điều

kiện tối ưu của phép đo là 12 ml urotropin 10%, 8ml HCl 0,5N, 1,2 ml thuốc thử xylen

dacam 0,05% định mức 25 ml và đo bằng cuvet 50 mm vớ i lọc sáng màu lục.

Phươ ng pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, đượ c

sử dụng nhiều trong phân tích vi lượ ng. Tuy nhiên, nhượ c điểm của phươ ng pháp này

là không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo phức vớ i nhiều ion kim loại.

1.3.2.2.2. Phươ ng phổ phổ phát xạ nguyên tử (AES) [19]

Khi ở điều kiện thườ ng, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượ ng, nhưng

nếu bị kích thích thì các điện tử hóa trị sẽ nhận năng lượ ng chuyển lên trạng thái có

năng lượ ng cao hơ n (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng có xu

hướ ng giải phóng năng lượ ng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dướ i dạng các bức

xạ. Các bức xạ này đượ c gọi là phổ phát xạ nguyên tử.

Phươ ng pháp 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 tươ ng tác vớ i nguồn năng lượ ng phù hợ p.




18

Hiện nay, ngườ i ta dùng một số nguồn năng lượ ng để kích thích phổ AES như ngọn lửa

đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…Nhìn chung, phươ ng pháp AES đạt độ nhạy rất cao (thườ ng từ n.10-3 đến

n.10-4%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thờ i nhiều nguyên tố trong cùng một

mẫu. Vì vậy, đây là phươ ng pháp dùng để kiểm tra đánh giá hóa chất, nguyên liệu tinh

khiết, phân tích lượ ng vết ion kim loại độc trong nướ c, lươ ng thực, thực phẩm. Tuy

nhiên, phươ ng pháp này lại chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ

ra đượ c trạng thái liên kết của nó trong mẫu.

Các tác giả Nguyễn Văn Định, Dươ ng Ái Phươ ng, Nguyễn Văn Đến đã sử dụng

phươ ng pháp này để xác định các kim loại (Sn, Zn, Cd…) tạp chất trong mẫu kẽm tinh

luyện [5].

1.3.2.2.3. Phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [23]

Nguyên t ắ c: Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượ ng cơ

bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượ ng. Tức là nguyên tử ở trạng

thái cơ bản. Song, nếu chiếu vào đám hơ i nguyên tử tự do một chùm tia sáng đơ n sắc

có bướ c sóng phù hợ p, trùng vớ i bướ c sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố

phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ này

đượ c gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử. Vớ i hai kỹ thuật nguyên tử hóa, nên chúng ta

cũng có hai phép đo tươ ng ứng. Đó là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa

(F-AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa

(GF-AAS có độ nhạy cao hơ n kỹ thuật ngọn lửa 50-1000 lần, cỡ 0,1-1ppb).

Cơ sở của phân tích định lượ ng theo AAS là dựa vào mối quan hệ giữa cườ ng

độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức:

Aλ = a.Cx

Có hai phươ ng pháp định lượ ng theo phép đo AAS là: phươ ng pháp đườ ng

chuẩn và phươ ng pháp thêm tiêu chuẩn.




19

Thực tế cho thấy phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như: Độ

nhạy, độ chính xác cao, lượ ng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. Vớ i ưu điểmnày, AAS đượ c thế giớ i dùng làm phươ ng tiêu chuẩn để xác định lượ ng nhỏ và lượ ng

vết các kim loại trong nhiều đối tượ ng khác nhau.

Phép đo phổ AAS có thể phân tích đượ c lượ ng vết của hầu hết các kim loại và

cả những hợ p chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Nó đượ c sử

dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinh học,

dượ c phẩm…

a. Kỹ thuật F-AASĐây là kỹ thuật, ngườ i ta dùng năng lượ ng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hóa

hơ i và nguyên tử hóa mẫu phân tích. Vì thế mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử

hóa mẫu 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 hóa mẫu phân

tích, và mọi yếu tố ảnh hưở ng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưở ng đến

kết quả của phươ ng pháp phân tích.

Ứ ng dụng phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) PGS.TS

Phạm Luận và cộng sự đã phân tích xác định một số kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Co, Cr,

Fe, Mn…) trong máu, huyết thanh và tóc của công nhân khu gang thép Thái Nguyên và

công nhân nhà máy in [19].

Nhiều sinh viên khoa hóa ĐHKHTN đã ứng dụng phươ ng pháp này để xác định

lượ ng vết các kim loại nặng trong các đối tượ ng khác nhau: rau quả, thực phẩm,…[2,

3].

- Nguyễn Thị Hươ ng Lan đã xác định hàm lượ ng Cu, Pb và Zn trong gừng củ

bằng phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. [15]

- Trần Thị Ngọc Diệp nghiên cứu xác định hàm lượ ng Cu, Pb và Zn trong nấm

linh chi bằng phươ ng pháp F-AAS. [3]




20

b. Kỹ thuật GF-AAS

Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa ra đờ i sau k ĩ thuật nguyên tử hóa trongngọn lửa. Nhưng k ĩ thuật này đượ c phát triển rất nhanh và hiện nay đang đượ c ứng

dụng rất phổ biến vì kỹ thuật này có độ nhạy rất cao (mức ppb). Do đó, khi phân tích

lượ ng vết kim loại trong trườ ng hợ p không cần thiết phải làm giàu sơ bộ các nguyên tố

cần phân tích.

Về nguyên tắc, k ĩ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa là quá trình nguyên tử

hóa tức khắc trong thờ i gian rất ngắn nhờ năng lượ ng nhiệt của dòng điện có công suất

lớ n và trong môi trườ ng khí trơ . Quá trình nguyên tử hóa xảy ra theo 3 giai đoạn kế

tiếp nhau: sấy khô, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa 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 nguyên tử hóa mẫu.

PGS. Phạm luận và các cộng sự thuộc trườ ng ĐHKHTN Hà Nội đã nghiên cứu

xác định Cd trong lá cây và cây thuốc Đông Y ở Việt Nam, trong thực phẩm tươ i sống

bằng phổ hấp thụ nguyên tử [17], [18].

GS. Nakashima và các cộng sự thuộc trườ ng ĐHKHTN Okayama (Nhật Bản) đã

đề nghị một quy trình phân tích xác định hàm lượ ng Cd trong nướ c bằng phổ hấp thụ

nguyên tử không ngọn lửa sau khi tách Cd ra khỏi mẫu bằng oxit zirconi. Cực tiểu phát

hiện đạt cỡ vài ng/ml [47].

Các GS. Joseph J. Topping and Wiliam A. MacCrehan (Mỹ, 1974) đã làm giàu

và xác định Cd trong nướ c bằng cột sắc ký pha đảo và phổ hấp thụ nguyên tử [43].

Tác giả Nguyễn Ngọc Sơ n [30] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử

dụng phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GF-AAS để xác định lượ ng

vết chì trong đất hiếm tinh khiết (99,5%) có so sánh vớ i kỹ thuật ICP-MS và có đưa ra

nhận xét: phươ ng pháp GF-AAS có thể xác định tạp chất trong đất hiếm tinh khiết vớ i

độ nhạy và độ chính xác cao. Sự sai khác giữa hai phươ ng pháp GF-AAS và ICP-MS

là rất nhỏ, dướ i 9% đối vớ i Pb.




21

1.3.2.2.4. Phươ ng pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứ ng ICP-MS [25]

Khi dẫn mẫu phân tích vào ngọn lửa plasma (ICP), trong điều kiện nhiệt độ caocủa plasma, các chất có trong mẫu khi đó sẽ bị hoá hơ i, nguyên tử hoá và ion hoá tạo

thành ion dươ ng có điện tích +1 và các electron tự do. Thu và dẫn dòng ion

cho vào thiết bị phân giải phổ để phân chia chúng theo số khối (m/z) sẽ tạo ra phổ khối

của nguyên tố chất cần phân tích. Sau đó, đánh giá định tính và định lượ ng phổ thu

đượ c.

Kỹ thuật phân tích ICP-MS là một trong những kỹ thuật phân tích hiện đại. Kỹ

thuật này đượ c nghiên cứu và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. Vớ i nhiều

ưu điểm vượ t trội của nó, kỹ thuật này đượ c ứng rất rộng rãi trong phân tích rất nhiều

đối tượ ng khác nhau đặc biệt là trong các l ĩ nh 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 môi

trườ ng…

- Tác giả Petet Heitland và Helmut D.Koster [40] ứng dụng phươ ng pháp ICP-

MS để xác định lượ ng vết 30 nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd…trong mẫu nướ c tiểu của trẻ

em và ngườ i trưở ng thành.

- Lê Văn Hậu [8] phân tích đánh giá hàm lượ ng kim loại nặng trong nhựa và

phát tán vào thực phẩm bằng phươ ng pháp ICP-MS.

1.4. Phươ ng pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb [24, 41, 46]

Để xác định hàm lượ ng Cd, Pb trong thảo dượ c, trướ c hết ta phải tiến hành xử lí

mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu (dạng

rắn) về dạng dung dịch. Đây là công việc rất quan trọng vì nó có thể dẫn đến những sai

lệch trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thực

hiện không tốt. Hiện nay có nhiều kỹ thuật xử lí mẫu phân tích, vớ i đối tượ ng thảo

dượ c thì hai kỹ thuật chính dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướ t bằng acid đặc

oxy hóa mạnh (phươ ng pháp xử lý ướ t) và kỹ thuật tro hóa khô (phươ ng pháp oxy hóa

khô).




23

1.4.1.2. Xử lý mẫu trong lò vi sóng (phá mẫu hệ kín)

Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướ t vớ i axit đặc trong lò vi sónghệ kín do có nhiều ưu điểm như: thờ i gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để và

không mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao.

Dướ i tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượ ng

nhiệt cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thờ i do khuếch tán, đối lưu, chuyển động

nhiệt và va chạm của các hạt mẫu vớ i nhau làm chúng bị bào mòn dần, các tác nhân

này tấn công và bào mòn dần các hạt mẫu từ bên ngoài vào, làm cho các hạt mẫu bị

mòn dần và tan hết.

Ngoài ra, trong lò vi sóng còn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân

tử nướ c hấp thụ năng lượ ng vi sóng và do có động năng lớ n nên chúng chuyển động

nhiệt rất mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong ra. Hơ n nữa, do xử lý mẫu trong

hệ kín nên áp suất cao sẽ làm nhiệt độ sôi cao hơ n, đây là tác nhân phân huỷ mạnh nhất

do vậy thúc đẩy quá trình phân huỷ mẫu từ bên trong ra và từ ngoài vào. Do đó, xử lý

mẫu trong lò vi sóng chỉ cần thờ i gian rất ngắn 50 đến 90 phút và rất triệt để.

Tác giả Phạm Thị Thu Hà [6] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng đã

sử dụng phươ ng pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng để xác định hàm lượ ng Cd và Pb

trong thảo dượ c và sản phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử.

Tác giả Cao Thị Mai hươ ng [12] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng

đã sử dụng phươ ng pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng để xác định hàm lượ ng Cr trong

rau xanh bằng phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).

Ư u – nhượ c đ iể m của k ĩ thuật này là:

+ Hầu như không bị mất các chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng.

+ Nhưng nếu xử lý trong các hệ hở thì thờ i gian phân hủy mẫu rất dài, tốn nhiều

axit đặc tinh khiết cao, dễ bị nhiễm bẩn do môi trườ ng hay axit dùng và phải đuổi axit

dư lâu nên dễ bị nhiễm bụi bẩn vào mẫu.




24

1.4.2. Phươ ng pháp xử lý khô

Nguyên t ắ c: Đối vớ i các mẫu hữu cơ trướ c hết phải đượ c xay hay nghiền thànhbột, vữa hay thể huyền phù. Sau đó dùng nhiệt để tro hóa mẫu, đốt cháy chất hữu cơ và

đưa các kim loại về dạng oxyd hay muối của chúng. Cụ thể là: Cân lấy một lượ ng mẫu

nhất định (5-10 gam) vào chén nung. Nung chất mẫu ở một nhiệt độ thích hợ p, để đốt

cháy hết các chất hữu cơ , và lấy bã vô cơ còn lại của mẫu là các oxit, các muối,…Sau

đó hòa tan bã thu đượ c này trong acid vô cơ , như HCl (1/1), HNO3 (1/2),…để chuyển

các kim loại về dạng các ion trong dung dịch. Quyết định việc tro hóa ở đây là nhiệt độ

nung và thờ i gian nung (nhiệt độ tro hóa và thờ i gian tro hóa) và các chất phụ gia thêm

vào mẫu khi nung. Nhiệt độ tro hóa các chất hữu cơ thườ ng đượ c chọn thích hợ p trong

vùng từ 400-5500C, nó tùy theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích.

Tác giả Nguyễn Thị Thơ m [33] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử

dụng phươ ng pháp xử lý khô để xác định hàm lượ ng Cd trong đồ chơ i nhựa bằng

phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).

Tác giả Nguyễn Thị Châm [2] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử

dụng phươ ng pháp xử lý khô để xác định hàm lượ ng Mn trong một số loại rau bằng

phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS).

Ư u – nhượ c đ iể m của k ỹ thuật này là:

+ Tro hóa triệt để đượ c mẫu, hết các chất hữu cơ ,

+ Đơ n giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý không lâu như phươ ng pháp ướ t,

+ Không tốn nhiều axit tinh khiết cao và không có axit dư,

+ Hạn chế đượ c sự nhiễm bẩn do dùng ít hóa chất,

+ Mẫu dung dịch thu đượ c sẽ sạch và trong,

+ Nhưng hay bị mất một số nguyên tố như Cd, Pb, Zn,…nếu không dùng chất

bảo vệ và chất chảy.




26

Nếu vô cơ hóa (thườ ng là nung) lượ ng nhỏ chế phẩm sẽ không đủ độ nhạy, còn vô cơ

hóa lượ ng lớ n rất khó thực hiện.Theo phươ ng pháp ngoài dượ c điển, phươ ng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

là phươ ng pháp xác định đặc hiệu đối vớ i hầu hết các nguyên tố kim loại và giớ i hạn

định lượ ng ở mức dướ i ppm. Các tác giả ở viện kiểm nghiệm đã xây dựng phươ ng

pháp phân tích xác định Cu, Pb (2001), Asen (2003) trong các chế phẩm đông dượ c

bằng AAS [13]. Do đó trong luận văn này chúng tôi chọn phươ ng pháp quang phổ hấp

thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS)để định lượ ng Cd và Pb trong một số thuốc

đông y.

Đối vớ i phươ ng pháp xử lý mẫu thì có thể tiến hành vô cơ hóa mẫu theo phươ ng

pháp tro hóa khô hoặc tro hóa ướ t. Ở đây chúng tôi chọn phươ ng pháp vô cơ hóa ướ t

để tiến hành xử lý mẫu. Đối vớ i phươ ng pháp vô cơ hóa ướ t, có thể xử lý hóa mẫu

trong hệ hở ở điều kiện thườ ng bằng cách sử dụng axit HNO3 65%, H2O2 30% đun vớ i

mẫu đến khi khói màu nâu bốc lên và axit cạn. Cắn đượ c hòa tan trong axit HNO3 2%

và định mức đem đo phổ.

2.1.3. Các nội dung nghiên cứ u

- Khảo sát chọn các điều kiện phù hợ p để đo phổ GF-AAS của Cd và Pb.

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưở ng đến phép xác định Cd và Pb trong phép đo

phổ GF-AAS.

- Khảo sát tìm khoảng tuyến tính và xây dựng đườ ng chuẩn trong từng phép đo.

- Đánh giá sai số và độ lặp lại của phươ ng pháp.

- Đánh giá hiệu suất thu hồi.

- Ứ ng dụng phươ ng pháp xác định Cd và Pb trong một số mẫu thuốc đông y

theo phươ ng pháp đườ ng chuẩn và thêm chuẩn, so sánh GF-AAS vớ i ICP-MS.




27

2.2. Giớ i thiệu về phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử [23, 42, 45]

2.2.1. Nguyên tắc của phươ ng pháp AASTrong điều kiện thườ ng, nguyên tử không thu cũng không phát ra năng lượ ng

dướ i dạng các bức xạ, lúc này nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Nhưng khi nguyên tử ở

trạng thái hơ i tự do, nếu chúng ta kích thích nó bằng một chùm tia sáng đơ n sắc có

năng lượ ng phù hợ p, có độ dài sóng trùng vớ i các vạch phổ phát xạ đặc trưng của

nguyên tố đó thì chúng sẽ hấp thụ các tia sáng đó và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử.

Trên cơ sở xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử, chúng ta thấy phổ hấp thụ

nguyên tử chỉ đượ c sinh ra khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và ở mức năng

lượ ng cơ bản. Vì vậy, muốn thực hiện đượ c phép đo phổ AAS cần phải thực hiện các

công việc sau đây:

1. Chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn, dung dịch) thành trạng thái

hơ i. Đó là quá trình hóa hơ i mẫu.

2. Nguyên tử hóa đám hơ i đó, phân li các phân tử, tạo ra đám hơ i nguyên tử tự

do của các nguyên tố cần phân tích trong mẫu để chúng có khả năng hấp thụ bức xạ

đơ n sắc. Đây là giai đoạn quan trọng nhất và quyết định đến kết quả của phép đo AAS.

3. Chọn nguồn phát tia sáng có bướ c sóng phù hợ p vớ i nguyên tố phân tích và

chiếu vào đám hơ i nguyên tử đó. Phổ hấp thụ sẽ xuất hiện.

4. Nhờ một hệ thống máy quang phổ, ngườ i ta thu toàn bộ chùm sáng sau khi đi

qua môi trườ ng hấp thụ, phân li chúng thành phổ và chọn một vạch phổ cần đo của

nguyên tố phân tích hướ ng vào khe đo để đo cườ ng độ của nó. Trong một giớ i hạn nhất

định của nồng độ, giá trị cườ ng độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ của nguyên tố

cần phân tích theo phươ ng trình:

Aλ = k.C.L

trong đó:

Aλ: Cườ ng độ vạch phổ hấp thụ,

k: Hằng số điều kiện thực nghiệm,




28

L: Chiều dài môi trườ ng hấp thụ (cm),

C: Nồng độ nguyên tố cần xác định trong mẫu đo phổ.5. Thu và ghi lại kết quả đo cườ ng độ vạch phổ hấp thụ.

2.2.2. Hệ thống, trang thiết bị của phép đo AAS

Dựa vào nguyên tắc của phép đo, hệ thống trang thiết bị của máy phổ hấp

thụ nguyên tử gồm các phần sau:

Phần I: Nguồn phát chùm bứ c xạ đơ n sắ c của các nguyên t ố cần phân tích

- Đèn catot rỗng (Hollow Cathode lamp HCL).

- Đèn phòng điện không điện cực (Electrodeless Discharge lamp- EDL).

- Đèn phát phổ liên tục đã biến điệu (D2- lamp hay Xe-lamp)

Phần II: H ệ thố ng nguyên t ử hóa mẫ u phân tích theo hai k ỹ thuật

Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa đèn khí: kỹ thuật này ra đờ i đầu tiên

cùng vớ i sự ra đờ i của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS), nhưng kỹ

thuật này có độ nhạy không cao, thườ ng là trong vùng 0,05- 1ppm. Theo kỹ thuật này,

ngườ i ta dùng năng lượ ng nhiệt ngọn lửa đèn khí để nguyên tử hóa mẫu. Do đó, mọi

quá trình xảy ra trong ngọn lửa khi nguyên tử hóa mẫu đều phụ thuộc vào đặc tính của

ngọn lửa [13]. Nhiệt độ ngọn lửa chính là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hóa

mẫu phân tích.

Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa: kỹ thuật này ra đờ i sau cùng vớ i phép

đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS), nhưng lại có độ nhạy rất cao đạt

đến 0,1ppb và hiện nay đang đượ c ứng dụng rất phổ biến. Trong kỹ thuật này, ngườ i ta

dùng một lò nung bằng graphit (cuvet graphit) hay thuyền lantan để nguyên tử hóa

mẫu. Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa là quá trình nguyên tử hóa mẫu tức

khắc trong thờ i gian rất ngắn nhờ nguồn năng lượ ng của dòng điện có cườ ng độ dòng

rất cao (từ 50 đến 600A) và thế thấp (dướ i 24V) trong môi trườ ng khí trơ Ar. Quá trình

nguyên tử hóa xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hóa luyện mẫu,

nguyên tử hóa để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet. Trong đó hai giai




29

đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa đạt kết quả tốt. Ở giai đoạn nguyên

tử hóa mẫu, dướ i tác dụng của nguồn năng lượ ng, cuvet chứa mẫu phân tích sẽ đượ cnung đỏ ngay tức khắc, mẫu sẽ đượ c hóa hơ i và nguyên tử hóa để tạo ra các nguyên tử

tự do ở trạng thái hơ i có khả năng hấp thụ bức xạ đơ n sắc tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử.

Kỹ thuật này có độ nhạy cao, gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần phép đo trong ngọn

lửa mà lượ ng mẫu tiêu tốn ít (mỗi lần 20-50µl). Do đó, không cần nhiều mẫu phân tích

việc chuẩn bị mẫu cũng dễ dàng, không tốn nhiều hóa chất cũng như các dung môi tinh

khiết cao đắt tiền.

Phần III: H ệ quang học và detector dùng để thu, phân ly toàn bộ phổ của mẫ u

và chọn vạch phổ hấ p thụ cần đ o hướ ng vào nhân quang đ iện để phát tín hiệu hấ p thụ

của vạch phổ .

Phần IV: H ệ thố ng chỉ thị k ế t quả đ ó có nhiề u cách khác nhau, t ừ đơ n giản đế n

phứ c t ạ p:

Các điện kế chỉ năng lượ ng hấp thụ của vạch phổ, các máy tự ghi lại cườ ng độ

vạch phổ dướ i dạng các pic trên băng giấy.

Trang bị AAS hiện đại đầy đủ gồm: hệ thống bơ m mẫu tự động (Auto Sampler),

máy tính và phần mềm chuyên dụng điều khiển mọi quá trình làm việc của phép đo và

xử lý, chỉ hiển thị kết quả đo ra màn hình.

-Phươ ng pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử đã và đang đượ c sử dụng

rộng rãi trong nhiều ngành khoa học bở i nó có nhiều tính năng ưu việt.

- Độ nhạy và độ chọn lọc cao.

- Không cần làm giàu nguyên tố cần xác định.

- Các thao tác thực hiện đơ n giản, dễ làm, có thể xác định đồng thờ i hay liên

tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ (sai số

không quá 15% ở mức ppb)..




30

2.3. Trang thiết bị, dụng cụ và hóa chất

2.3.1. Hệ thống máy phổ

Để xác định lượ ng vết Pb, Cd bằng phươ ng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

không ngọn lửa (GF-AAS), chúng tôi sử dụng hệ thống máy quang phổ hấp thụ

nguyên tử Model AA-6800 (hình 2.1). Đi kèm còn có bình khí Argon tinh khiết

(99,99%), nguồn tạo tia đơ n sắc là đèn catốt rỗng (HCL), Cuvet Graphit loại hoạt hóa

toàn phần, hệ thống làm mát bằng nướ c, bộ lấy mẫu tự động, trang thiết bị phụ trợ khác.

Hình 2.1: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử model AA-6800

của hãng Shimadzu

2.3.2. Hóa chất và dụng cụ

2.3.2.1. Hóa chất- Axit đặc HNO3 65%, HCl 36%, H2SO4 98%, H2O2 30% Merck, loại pA.

- Các dung dịch nền: (NH4)H2PO4 pA 10%, Pd(NO3)2 pA 10%, Mg(NO3)2 pA

10%, Ni(NO3)2..




31

- Dung dịch chuẩn Cd, Pb loại 1000ppm, Merck.

2.3.2.2. Dụng cụ - Bình định mức 10, 25, 50, 100, 250, 1000 (ml)…

- Pipet 1, 2, 5, 10 (ml)…

- Cốc thủy tinh chịu nhiệt 100ml, 250ml..

- Bình keldal dung tích 100ml, chén sứ, phễu lọc, đũa thủy tinh

2.4. Các cách tính toán và xử lý số liệu phân tích

- Giá trị trung bình

- Độ lệch chuẩn

- Sai số và độ dao động

- Độ lặp lại

- Giớ i hạn phát hiện (LOD) và giớ i hạn xác định (LOQ)

- Phươ ng trình hồi quy

- Hiệu suất thu hồi

- So sánh từng cặp dùng chuẩn 2-t




32

Chươ ng 3: THỰ C NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ

3.1. Khảo sát điều kiện đo phổ GF-AAS của Cd và Pb để xây dự ng quy trình đophổ

3.1.1. Khảo sát chọn vạch đo phổ

Mỗi nguyên tử của một nguyên tố hóa học chỉ có thể hấp thụ những bức xạ đặc

trưng có bướ c sóng mà chính nó phát ra trong quá trình phát xạ. Thực tế không phải

mỗi loại nguyên tố có thể hấp thụ đượ c tất cả các bức xạ mà nó phát ra, quá trình hấp

thụ chỉ tốt, nhạy chủ yếu vớ i các vạch đặc trưng. Đối vớ i một nguyên tố vạch phổ nào

có khả năng hấp thụ càng mạnh thì phép đo vạch có độ nhạy càng cao. Như vậy đối vớ imột nguyên tố các vạch phổ khác nhau sẽ có độ nhạy khác nhau, đồng thờ i vớ i mỗi

vạch này có thể có rất nhiều các nguyên tố khác trong mẫu có những vạch phổ gần vớ i

vạch phổ này, nó có thể chen lấn hay gây nhiễu tớ i vạch phổ của nguyên tố phân tích

làm cho việc đo cườ ng độ vach phân tích là rất khó khăn và thiếu chính xác. Vì mục

đích xác định hàm lượ ng Cd, Pb trong thuốc đông y thườ ng có nồng độ rất nhỏ (lượ ng

vết) nên chúng tôi tiến hành khảo sát để tìm ra vạch phổ có độ nhạy cao.

• Đối vớ i Cd: Chỉ có một vạch phổ nhạy là vạch 228,8nm. Vì vậy, chúng tôi chọn

vạch phổ 228,8nm để đo phổ hấp thụ của Cd. Chúng tôi tiến hành khảo sát vớ i dung

dịch Cd 1ppb trong nền HNO3 2% và kết quả chỉ ra ở bảng 3.1.

Bảng 3.1. Khảo sát chọn vạch đo phổ của Cd

Vạch phổ (nm) Abs-lần 1 Abs-lần 2 Abs-lần 3 Abs-TB %RSD

228,8 0,1780 0,1782 0,1782 0,1781 0,07

• Đối vớ i Pb: Chỉ có một vạch phổ nhạy là vạch 217 nm. Vì vậy, chúng tôi chọn

vạch phổ 217nm để đo phổ hấp thụ của Pb. Khảo sát đối vớ i dung dịch chuẩn Pb

trong HNO3 2% và kết quả thu đượ c ở bảng 3.2.




33

Bảng 3.2. Khảo sát chọn vạch đo phổ của Pb

Vạch phổ (nm) Abs-lần 1 Abs-lần 2 Abs-lần 3 Abs-TB %RSD217,0 0,2279 0,2340 0,2383 0,2334 0,52

283,3 0,0995 0,1153 0,1059 0,1069 0,79

Qua kết quả khảo sát ta thấy tại vạch đo 217,0 nm độ hấp thụ của Pb lớ n hơ n và

sai số nhỏ hơ n ở vạch đo 283,3 nm. Do đó, chúng tôi chọn vạch đo của Pb là 217,0 nm.

3.1.2. Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử

Theo nguyên tắc hoạt động của hệ thống đơ n sắc trong máy phổ hấp thụ nguyên

tử, chùm tia phát xạ cộng hưở ng của nguyên tố cần nghiên cứu đượ c phát ra từ đèn

catot rỗng, sau khi đi qua môi trườ ng hấp thụ, sẽ hướ ng vào khe đo của máy, đượ c

chuẩn trực, đượ c phân ly và sau đó chỉ một vạch phổ cần đo đượ c chọn và hướ ng vào

khe đo để tác dụng vào nhân quang điện để phát hiện và xác định cườ ng độ của vạch

phổ. Do vậy khe đo của máy phải đượ c chọn chính xác phù hợ p vớ i từng vạch phổ, có

độ lặp lại cao trong mỗi phép đo và lấy đượ c hết độ rộng vạch phổ.

• Đối vớ i Cd: Chúng tôi khảo sát vớ i dung dịch Cd chuẩn 1,00ppb ở các giá trị khe

đo là 0,2nm; 0,5nm; 1nm; 2nm. Kết quả đượ c chỉ ra ở bảng 3.3.

Bảng 3.3. Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử đối vớ i Cd

Khe đo

(nm)Abs-lần 1 Abs-lần 2 Abs-lần 3 Abs-TB %RSD

0,2 0,1645 0,1638 0,1650 0,1644 0,37

0,5 0,1781 0,1783 0,1780 0,1781 0,08

1 0,1764 0,1759 0,1768 0,1764 0,262 0,1634 0,1623 0,1641 0,1633 0,56

• Đối vớ i Pb: Chúng tôi khảo sát vớ i dung dịch Pb chuẩn 4,00 ppb ở các giá trị khe

đo là 0,2nm; 0,5nm; 1nm. Kết quả đượ c chỉ ra ở bảng 3.4.




34

Bảng 3.4. Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử đối vớ i Pb

Khe đo(nm)

Abs-lần 1 Abs-lần 2 Abs-lần 3 Abs-TB %RSD

0,2 0,2452 0,2579 0,2610 0,2547 0,83

0,5 0,2767 0,2713 0,2798 0,2759 0,43

1 0,2398 0,2720 0,2819 0,2646 2,20

Qua kết quả khảo sát ta thấy tại khe đo 0,5nm độ hấp thụ của Pb, Cd là lớ n nhất

và sai số là nhỏ nhất (100% diện tích vạch phổ nằm trong khe đo).

3.1.3. Khảo sát cườ ng độ dòng đèn catot rỗng (HCL)

Đèn catot rỗng (HCL) là nguồn phát bức xạ cộng hưở ng, nó chỉ phát ra những

tia sáng nhạy của nguyên tố đượ c dùng làm catot rỗng. Đèn HCL làm việc tại mỗi chế

độ dòng nhất định sẽ cho chùm phát xạ có cườ ng độ nhất định. Cườ ng độ làm việc của

đèn HCL có liên quan chặt chẽ tớ i cườ ng độ hấp thụ của vạch phổ. Dòng điện làm việc

của đèn HCL của mỗi nguyên tố là rất khác nhau. Mỗi đèn HCL đều có dòng giớ i hạn

cực đại (Imax) đượ c ghi trên vỏ đèn. Theo lý thuyết và thực nghiệm phân tích phổ hấp

thụ nguyên tử, chỉ nên dùng cườ ng độ trong vùng giớ i hạn từ 60 ÷ 85% dòng cực đại.

Nếu dùng dòng cực đại đèn sẽ rất chóng hỏng, đèn làm việc không ổn định, độ nhạy và

độ lặp lại kém.

Khảo sát cườ ng độ dòng đèn HCL của Cd và Pb để xem xét mối quan hệ giữa

cườ ng độ vạch phổ vớ i cườ ng độ dòng đèn, đồng thờ i chọn ra cườ ng độ dòng đèn thích

hợ p nhất cho hai nguyên tố Cd và Pb.

Vớ i đèn đơ n Cd có Imax = 10mA, Pb có Imax = 15mA, tiến hành khảo sát cườ ng

độ đèn HCL trong vùng 50 – 93% Imax.

• Đối vớ i Cd: Chuẩn bị một dung dịch chuẩn Cd có nồng độ 1ppb, tiến hành đo phổ

GF-AAS của Cd ở các cườ ng độ đèn khác nhau, kết quả thu đượ c ở bảng 3.5:




36

ngoài ra sau các giai đoạn này là giai đoạn làm sạch cuvet. Hai giai đoạn đầu là chuẩn

bị cho giai đoạn nguyên tử hóa đạt kết quả tốt.

3.2.1. Khảo sát nhiệt độ sấy

Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình nguyên tử hóa mẫu. Nó rất cần thiết để

đảm bảo cho dung môi hòa tan mẫu bay hơ i nhẹ nhàng và hoàn toàn, nhưng không làm

bắn, mất mẫu. Nhiệt độ và thờ i gian sấy khô của mỗi loại mẫu phụ thuộc vào bản chất

của các chất ở trong mẫu và dung môi hòa tan nó. Nói chung nhiệt độ sấy khô phù hợ p

đối vớ i đa số các mẫu vô cơ trong dung môi nướ c từ khoảng 1000

C đến 1250

C, trongthờ i gian 25 đến 40 giây, vớ i lượ ng mẫu bơ m vào nhỏ hơ n 100µl. Việc tăng nhiệt độ

sấy ở nhiệt độ phòng đến nhiệt độ sấy mong muốn cần thực hiện từ từ, vớ i tốc độ gia

nhiệt từ 50C/giây đến 80C/giây là phù hợ p. Chúng tôi thực hiện quá trình sấy qua 3

bướ c sau:

* Bướ c 1: Nhiệt độ 900C trong thờ i gian 20 giây, tốc độ tăng nhiệt: 50C/giây.



3.2.2. Khảo sát nhiệt độ tro hóa luyện mẫu

Đây là giai đoạn 2 của quá trình nguyên tử hóa mẫu. Mục đích là tro hóa (đốt

cháy) các hợ p chất hữu cơ và mùn có trong mẫu sau khi đã sấy khô, đồng thờ i cũng để

nung luyện ở một nhiệt độ thuận lợ i cho giai đoạn nguyên tử hóa tiếp theo đạt hiệu suất

cao và ổn định. Giai đoạn này có ảnh hưở ng rất nhiều đến kết quả phân tích, nếu chọn

nhiệt độ tro hóa không phù hợ p thì một số hợ p chất có thể bị phân hủy mất trong giaiđoạn này, nếu nhiệt độ tro hóa là quá cao. Lí thuyết và các kết quả thực nghiệm xác

nhận rằng, tro hóa mẫu từ từ và ở nhiệt độ thấp hơ n nhiệt độ giớ i hạn thì phép đo luôn

luôn cho kết quả ổn định và mỗi nguyên tố đều có một nhiệt độ tro hóa luyện mẫu giớ i

hạn (Tr) trong phép đo GF-AAS.




37

• Đối vớ i Cd: Chuẩn bị dung dịch chuẩn Cd 1ppb, tiến hành đo phổ GF-AAS ở các

nhiệt độ tro hóa khác nhau, kết quả khảo sát đượ c như bảng 3.7 và hình 3.1:Bảng 3.7. Các điều kiện tro hóa mẫu đối vớ i Cd

Nhiệt độ tro hóa

mẫu (0C)400 500 600 700 800 900

Abs-Cd 0,1359 0,1502 0,1784 0,1728 0,1657 0,1598

%RSD 1,583 1,3123 0,4508 1,1824 1,7375 1,2433

Hình 3.1. Đườ ng cong nhiệt độ tro hóa đối vớ i Cd

Từ kết quả thu đượ c ta chọn nhiêt độ tro hóa là 6000C cho các thí nghiệm sau.

• Đối vớ i Pb: Chuẩn bị dung dịch chuẩn Pb 4ppb, tiến hành đo phổ GF-AAS ở các

nhiệt độ tro hóa khác nhau, kết quả khảo sát đượ c như bảng 3.8 và hình 3.2:

Bảng 3.8. Các điều kiện tro hóa mẫu đối vớ i Pb

Nhiệt độ tro hóamẫu (0C)

400 500 600 700 800 900

Abs-Pb 0,1400 0,1426 0,1445 0,1415 0,1414 0,1412

%RSD 0,679 1,5169 0,1406 1,0713 1,6286 1,1652

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

300 500 700 900Nhiệt độ tro hóa mẫu

Abs




38

0,139

0,14

0,141

0,142

0,143

0,144

0,145

400 500 600 700 800 900 1000

Nhiệt độ tro hóa

A b s

Hình 3.2. Đườ ng cong nhiệt độ tro hóa đối vớ i Pb

Từ kết quả thu đượ c ta chọn nhiêt độ tro hóa là 6000C cho các thí nghiệm sau.

3.2.3. Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa

Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình nguyên tử hóa mẫu, nhưng lại là giai

đoạn quyết định cườ ng độ của vạch phổ. Song nó lại bị ảnh hưở ng của 2 giai đoạn trên.

Giai đoạn này đượ c thực hiện trong thờ i gian ngắn, thông thườ ng từ 3- 6 giây. Nhưng

tốc độ gia nhiệt lại rất lớ n để đạt ngay tức khắc đến nhiệt độ nguyên tử hóa và thực

hiện phép đo cườ ng độ vạch phổ. Nghiên cứu giai đoạn này ta thấy, nhiệt độ nguyên tử

hóa của mỗi nguyên tổ rất khác nhau và mỗi nguyên tố cũng có một nhiệt độ nguyên tử

hóa tớ i hạn Ta của nó. Nhiệt độ Ta này phụ thuộc vào bản chất mỗi nguyên tố và thành

phần của mỗi mẫu mà nó tồn tại, nhất là chất nền của mẫu.

• Đối vớ i Cd: Chuẩn bị dung dịch Cd 1ppb. tiến hành đo phổ GF- AAS ở các nhiệt

độ nguyên tử hóa khác nhau, kết quả khảo sát đượ c như bảng 3.9 và hình 3.3:

Bảng 3.9. Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu của CdNhiệt độ nguyên

tử hóa mẫu (0C)1900 2000 2100 2200 2300 2400

Abs-Cd 0,1203 0,1435 0,1713 0,1782 0,1735 0,1647




39

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

1800 2000 2200 2400

Nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu

Abs

Hình 3.3. Đườ ng cong nhiệt độ nguyên tử hóa đối vớ i Cd

Tại nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu 22000C thì cho độ hấp thụ quang lớ n nhất. Vậy

chọn nhiệt độ nguyên tử hóa bằng 22000C cho các thí nghiệm sau.

• Đối vớ i Pb: Chuẩn bị dung dịch Pb 4ppb, tiến hành đo phổ GF- AAS ở các nhiệt độ

nguyên tử hóa khác nhau, kết quả khảo sát đượ c như bảng 3.10 và hình 3.4:

Bảng 3.10. Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu đối vớ i Pb

Nhiệt độ nguyên

tử hóa mẫu (0C)1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

Abs-Pb 0,1259 0,1309 0,1511 0,1744 0,1385 0,1187 0,1151

0,1

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,17

0,18

1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600

Nhiệt độ nguyên tử hoá

A b s

Hình 3.4. Đườ ng cong nhiệt độ nguyên tử hóa đối vớ i Pb




40

Tại nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu 22000C thì cho độ hấp thụ quang lớ n nhất. Vậy

chọn nhiệt độ nguyên tử hóa bằng 22000

C cho các thí nghiệm sau.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưở ng đến phép đo GF-AAS

3.3.1. Ảnh hưở ng của axitTrong phép đo GF-AAS, mẫu phân tích ở dạng dung dịch và trong môi trườ ng

axit để tránh hiện tượ ng thủy phân của các kim loại tạo thành một số hợ p chất khoa tan.

Tuy nhiên, nồng độ và loại axit trong dung dịch mẫu luôn luôn ảnh hưở ng đến cườ ng

độ của vạch phổ của nguyên tố phân tích thông qua tốc độ dẫn mẫu, khả năng hóa hơ i

và nguyên tử hóa của chất mẫu. Các axit càng khó bay hơ i thì càng làm giảm cườ ng độ

vạch phổ, ngượ c lại axit càng dễ bay hơ i càng ít gây ảnh hưở ng hơ n. Vì vậy, cần phải

khảo sát sự ảnh hưở ng của axit và nồng độ của nó đến cườ ng độ hấp thụ của nguyên tố

phân tích.

• Đối vớ i Cd: Chuẩn bị dung dịch Cd 1ppb vớ i ba axit ở các nồng độ khác nhau. rồi

tiến hành đo phổ GF-AAS và thu đượ c kết quả như bảng 3.11.

Bảng 3.11. Ảnh hưở ng của các axit đối vớ i Cd

AxitNồng độ

axit C%0 0,5 1 2 3

HNO3 Abs 0,1763 0,1720 0,1780 0,1782 0,1731

%RSD 1,29 1,50 1,56 0,15 1,75

HClAbs 0,1756 0,1545 0,1659 0,1713 0,1706

%RSD 1,98 1,02 1,58 1,26 1,08

H2SO4 Abs 0,1768 0,1634 0,1579 0,1596 0,1608%RSD 1,18 1,25 0,67 1,90 1,06

• Đối vớ i Pb: Chuẩn bị dung dịch Pb 4ppb vớ i ba axit ở các nồng độ khác nhau, rồi

tiến hành đo phổ GF-AAS và thu đượ c kết quả như bảng 3.12




41

Bảng 3.12. Ảnh hưở ng của các axit đối vớ i Pb

Axit Nồng độ axit C%

0 0,5 1 2 4

HNO3 Abs 0,1570 0,1544 0,1573 0,1571 0,1586

%RSD 1,27 1,44 1,56 1,44 1,93

CH3COOHAbs 0,2830 0,3653 0,4305 0,5916 0,8358

%RSD 1,67 1,55 1,01 1,81 1,82

H2SO4

Abs 0,0966 0,1042 0,1193 0,0206 0,0546

%RSD 1,57 1,55 1,62 1,62 1,52

Qua kết quả khảo sát chúng tôi nhận thấy trong môi trườ ng HNO3 2% cườ ng độ

hấp thụ của Cd, Pb lớ n và ổn định. Do đó, chúng tôi chọn axit HNO3 2% làm môi

trườ ng axit hóa để tiến hành đo Cd và Pb.

3.3.2. Khảo sát ảnh hưở ng của chất cải biến nền

Mặc dù kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa có độ nhạy và độ chính xác cao

nhưng ảnh hưở ng của nền mẫu đến độ hấp thụ của Cd, Pb là rất lớ n, nhất là trong các

nền mẫu phức tạp. Nếu trong mẫu có chứa các hợ p chất bền nhiệt, khó bay hơ i, khó

nguyên tử hóa thì nó sẽ gây khó khăn cản trở cho quá trình hóa hơ i và nguyên tử hóa

các nguyên tố cần phân tích dẫn đến làm giảm độ ổn định và cườ ng độ vạch phổ. Vì

vậy, để kết quả có độ chính xác cao ta phải tìm cách làm giảm hoặc loại trừ sự ảnh

hưở ng của nền mẫu. Để làm đượ c việc này ngườ i ta có thể tăng nhiệt độ nguyên tử hóa

hoặc thêm vào mẫu phân tích chất cải biến hóa học nền mẫu:

- Nhóm các chất khi thêm vào mẫu phân tích tạo thành các hợ p chất dễ bay hơ i,

cho phép loại những thành phần nền ra khỏi mẫu phân tích trướ c khi nguyên tử hóa

chất phân tích. Ví dụ như: axit ascorbic, axit oxalic…

- Nhóm các chất khi thêm vào mẫu phân tích tạo thành các hợ p chất bền nhiệt,

khó bay hơ i. Vì vậy cho phép tăng nhiệt độ tro hóa, nguyên tử hóa, giữ lại chất phân




42

tích đồng thờ i loại thành phần nền khi ở nhiệt độ cao. Thuộc nhóm này có thể nói đến

muối nitrat của Pd, Mg, Ni, Cu hay muối photphat amoni (NH4H2PO4 và (NH4)2HPO4) Đối vớ i Cd: Để chọn đượ c chất cải biến phù hợ p chúng tôi khảo sát đối

vớ i dung dịch chuẩn Cd 1ppb trong HNO3 2% vớ i một số chất cải biến hóa học. Kết

quả đượ c thể hiện qua bảng 3.13 và hình 3.5.

Bảng 3.13. Ảnh hưở ng của một số chất cải biến đến đo phổ đối vớ i Cd

Chất cải

biến

Nồng độ

C%0,01 0,02 0,04 0,06 0,08

Pd(NO3)2Abs 0,1765 0,1769 0,1785 0,1758 0,1773

%RSD 1,89 1,66 0,38 2,65 3,22

Mg(NO3)2 Abs 0,1583 0,1621 0,1598 0,1611 0,1629

%RSD 3,05 2,57 3,67 0,52 4,43

NH4H2PO4 Abs 0,1745 0,1762 0,1721 0,1747 0,1736

%RSD 1,51 2,36 4,25 3,65 4,56

Các chất cải biến Pd(NO3)2, Mg(NO3)2, NH4H2PO4 khi thêm vào mẫu phân tích

tạo thành các hợ p chất bền nhiệt, khó bay hơ i. Vì vậy cho phép tăng nhiệt độ tro hóa,

nguyên tử hóa, giữ lại chất phân tích đồng thờ i loại thành phần nền khi ở nhiệt độ cao.

0,16

0,17

0,18

0,19

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

C% chất cải biến

Abs

Hình 3.5. Ảnh hưở ng chất cải biến đến phép đo phổ




43

Vớ i: ▪ là các điểm của đồ thị khi dùng Mg(NO3)2

♦ là các điểm của đồ thị khi dùng Pd(NO3)2 ▲ là các điểm của đồ thị khi dùng NH4H2PO4

Dựa vào thực nghiệm so sánh RSD%, độ hấp thụ quang khi sử dụng các chất cải

biến trên, chúng tôi chọn Pd(NO3)2 0,04% vì có độ lặp lại tốt (sai số nhỏ), kết quả đo

đượ c ổn định và tín hiệu nền nhỏ.

Đối vớ i Pb: Để chọn đượ c chất cải biến phù hợ p chúng tôi khảo sát đối

vớ i dung dịch chuẩn Pb 4ppb trong HNO3 2% vớ i một số chất cải biến hóa học. Kết

quả đượ c thể hiện qua bảng 3.14 và hình 3.6.

Bảng 3.14. Ảnh hưở ng của một số chất cải biến đến đo phổ đối vớ i Pb

Chất cải

biến

Nồng

độ C%0,01 0,02 0,04 0,06 0,08

Pd(NO3)2

Abs 0,1087 0,1089 0,1097 0,1061 0,1010

%RSD 1,04 2,61 0,47 2,09 2,44

Ni(NO3)2

Abs 0,2005 0,1605 0,1924 0,1661 0,1801

%RSD 1,54 1,13 1,15 1,93 2,10

Mg(NO3)2

Abs 0,1422 0,1489 0,1823 0,1840 0,2652

%RSD 3,35 1,93 3,99 2,11 3,85

Các chất cải biến Pd(NO3)2, Ni(NO3)2, NH4H2PO4 khi thêm vào mẫu phân tích

tạo thành các hợ p chất bền nhiệt, khó bay hơ i. Vì vậy cho phép tăng nhiệt độ tro hóa,

nguyên tử hóa, giữ lại chất phân tích đồng thờ i loại thành phần nền khi ở nhiệt độ cao.




44

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

C% chất cải biến

A b s

Hình 3.6. Ảnh hưở ng chất cải biến đến phép đo phổ

Vớ i: ▪ là các điểm của đồ thị khi dùng Ni(NO3)2 ♦ là các điểm của đồ thị khi dùng Pd(NO3)2

▲ là các điểm của đồ thị khi dùng Mg(NO3)2

Dựa vào thực nghiệm so sánh RSD%, độ hấp thụ quang khi sử dụng các chất cải

biến trên, chúng tôi chọn Pd(NO3)2 0,04% vì có độ lặp lại tốt (sai số nhỏ), kết quả đo

đượ c ổn định và không có tín hiệu nền.

3.4. Đánh giá phép đo GF-AAS

3.4.1. Tổng kết các điều kiện xác định Cd, Pb bằng phép đo phổ GF-AAS

Từ thực nghiệm đã khảo sát, chúng tôi chọn các điều kiện tối ưu để xác định Cd,

Pb bằng phép đo GF-AAS trên hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA-6800

như sau:




45

Bảng 3.15. Tổng kết các điều kiện đượ c chọn để đo phổ GF-AAS

STT Các điều kiện đo Pb Cd1 Vạch phổ đo (nm) 217,0 228,8

2 Cườ ng độ đèn HCL

(mA)

Dùng 73% dòng Imax

ghi trên vỏ đèn

(11mA)

Dùng 80% dòng Imax ghi

trên vỏ đèn.

(8mA)

3 Độ rộng khe đo (nm) 0,5 0,5

4 Bổ chính nền Zeeman Zeeman

5 Tốc độ dòng khí Ar

(lít/phút)

1 1

6 Nhiệt độ sấy khô mẫu

(0C)

130 130

7 Nhiệt độ tro hóa mẫu

(0C)

600 600

8 Nhiệt độ nguyên tử hóa

mẫu (0C)

2200 2200

9 Lượ ng mẫu (µl) 20 20

10 Môi trườ ng dung dịch

mẫu đo phổ

HNO3 2% HNO3 2%

11 Chất cải biến Pd(NO3)2 0,04% Pd(NO3)2 0,04%

12 LOD 0,056 ppb 0,027 ppb

13 LOQ 0,89 ppb 0,18 ppb14 Khoảng tuyến tính 1 ÷ 10 ppb 0,5 ÷ 3 ppb

15 Các điều kiện khác Chọn theo hướ ng

dẫn của máy

Chọn theo hướ ng dẫn

của máy




46

3.4.2. Khảo sát xác định khoảng tuyến tính

Trong phép đo AAS, việc định lượ ng một nguyên tố dựa vào phươ ng trình cơ bản:

Aλ = K. Cb

Trong đó: Aλ : Cườ ng độ hấp thụ của vạch phổ tại bướ c sóng λ

K : Hằng số thực nghiệm

C : Nồng độ của nguyên tố trong dung dịch mẫu đo phổ

b : Hằng số (0 < b ≤ 1)

Trong một khoảng nồng độ nhất định và nhỏ thì b = 1. Khi đó, mối quan hệ giữa

Aλ và C là tuyến tính:

Aλ = K.C

Khoảng nồng độ này gọi là khoảng tuyến tính của nguyên tố phân tích. Khoảng

tuyến tính của mỗi nguyên tố ở mỗi vạch phổ khác nhau là khác nhau.

Để xác định khoảng tuyến tính của phép đo GF-AAS, chúng tôi tiến hành khảo

sát đối vớ i dung dịch Cd 20 ppb, Pb 100ppb và máy tự pha loãng bằng cách hút các thể

tích mẫu khác nhau theo chươ ng trình để có nồng độ Cd trong khoảng 0,5ppb- 8ppb,

Pb 1ppb - 25 ppb.

• Xác định Cd: Do đó, để xác định Cd ta phải xây dựng đườ ng chuẩn để tìm khoảng

tuyến tính của phép đo GF- AAS vớ i nguyên tố Cd.

Để xác định giớ i hạn tuyến tính của vùng tuyến tính ta chuẩn bị một dãy chuẩn

có nồng độ Cd từ 0,5ppb- 8ppb trong môi trườ ng HNO3 2%, Pd(NO3)2 0,04% rồi đo

phổ GF- AAS của dãy mẫu trên theo các điều kiện ở mục 3.4.1. Kết quả đượ c chỉ ra ở bảng 3.16 và hình 3.7.




47

Bảng 3.16. Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Cd

Nồng độ Cd(ppb)

Abs-CdLần 1 Lần 2 Lần 3 TB %RSD

0,5 0,1054 0,1049 0,1074 0,1059 0,13

1,0 0,2030 0,2020 0,2070 0,2040 0,26

1,5 0,3163 0,3087 0,3143 0,3131 0,39

2,0 0,4295 0,4284 0,4171 0,4250 0,68

2,5 0,5240 0,5255 0,5324 0,5273 0,45

3,0 0,6364 0,6361 0,6454 0,6393 0,53

4,0 0,7046 0,7058 0,7193 0,7099 0,81

5,0 0,7338 0,7357 0,7457 0,7384 0,63

6,0 0,7507 0,7532 0,7677 0,7572 0,91

8,0 0,7103 0,7273 0,7680 0,7352 0,98

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 ,0

0 ,1

0 ,2

0 ,3

0 ,4

0 ,5

0 ,6

0 ,7

0 ,8

A b s - C d

N ong do C d ( ppb )

C d

Hình 3.7. Đồ thị khoảng tuyến tính của Cd

Qua kết quả thu đượ c cho thấy khoảng tuyến tính của Cd là 0,5 ppb – 3 ppb.




49

Qua đồ thị ta thấy khoảng tuyến tính của pb từ 1 ppb – 10 ppb.

3.4.3. Xây dự ng đườ ng chuẩn, giớ i hạn phát hiện, giớ i hạn định lượ ng3.4.3.1. Xác định đườ ng chuẩn của Cd

Để xác định đườ ng chuẩn của Cd vớ i phươ ng trình đầy đủ dựa trên kết quả khảo

sát xác định khoảng tuyến tính của Cd theo bảng 3.15 và hình 3.7, chúng tôi tiến hành

khảo sát đối vớ i dung dịch chuẩn Cd 10 ppb và máy tự pha loãng bằng cách hút các thể

tích khác nhau để có nồng độ từ 0,5 – 3ppb, mục đích tăng số điểm trên đườ ng chuẩn

để tăng độ chính xác của phươ ng trình đườ ng chuẩn thu đượ c. Kết quả khảo sát thu

đượ c ở bảng 3.18, sử dụng phần mềm Origin 7.5 để dựng đườ ng chuẩn và thu đượ c kết

quả như hình 3.9.

Bảng 3.18. Kết quả khảo sát đườ ng chuẩn của Cd

Nồng độ (ppb)Abs-Cd

Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB %RSD

0,5 0,1054 0,1049 0,1074 0,1059 0,13

1,0 0,2030 0,2020 0,2070 0,2040 0,26

1,5 0,3163 0,3087 0,3143 0,3131 0,39

2,0 0,4295 0,4284 0,4171 0,4250 0,68

2,5 0,5240 0,5255 0,5324 0,5273 0,45

3,0 0,6364 0,6361 0,6454 0,6393 0,53




50

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Y = A + B * X

Parameter Value Error

------------------------------------------------------------

A -0,00578 0,00372

B 0,21422 0,00191

------------------------------------------------------------

R SD N P------------------------------------------------------------

0,99984 0,004 6 <0.0001------------------------------------------------------------

A b s - C d

Nong do Cd (ppb)

Cd

Data Cd

Hình 3.9. Đườ ng chuẩn của Cd

Tra bảng ta đượ c t(0,95, 5) = 2,015048. Kết quả tính theo phần mềm Origin 7.5

thu đượ c:

Y = A + B.XVớ i A = -0,00578 B = 0,21422 SA = 0,00372 SB = 0,00191 R = 0,99984

∆A = t(0,95, 5).SA = 2,015048.0,00372 = 0,0075

∆B = t(0,95, 5).SB = 2,015048.0,00191 = 0,0038

Phươ ng trình hồi quy đầy đủ của đườ ng chuẩn có dạng Y = A + B.X có dạng

như sau :

Y = A + B.X = (A ± ∆A) + (B ± ∆B).X

Ai = (-0,00578 ± 0,0075) + (0,21422 ± 0,0038). CCd (1)Trong đó : Ai là cườ ng độ hấp thụ thu đượ c khi đo phổ (Abs).

CCd là nồng độ cadmi (ppb)

Kiểm tra sự khác nhau giữa hằng số A của phươ ng trình hồi quy vớ i giá trị 0.




51

Sử dụng phần mềm Excel

SUMMARY OUTPUT

Regression Statistics

Multiple R 0,999840563

R Square 0,999681152

Adjusted R Square 0,99960144

Standard Error 0,004001053

Observations 6

ANOVA

df SS MS F Significance F

Regression 1 0,200764306 0,200764306 12541,1626 3,81281E-08

Residual 4 6,40337E-05 1,60084E-05

Total 5 0,20082834

Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95%

Intercept -0,00578 0,003724778 -1,55177032 0,04566525 0,016121642

X Variable 1 0,214217143 0,001912869 111,9873325 3,8128E-08 0,208906166

Qua kết quả ta thấy giá trị F tính = 12541,1626 có xác suất là 3,8128.10-8 nhỏ

hơ n xác suất ý ngh ĩ a 0,05 nên phươ ng trình hồi quy (1) đượ c chấp nhận.

Vớ i phươ ng trình hồi quy trên ta thấy hệ số của phươ ng trình đáng tin cậy vì P-

value bằng 0,04566525 và 3,8128.10-8 nhỏ hơ n 0,05 (mức ý ngh ĩ a đã chọn) nên các hệ

số đều có ý ngh ĩ a. Hay sự khác nhau giữa hệ số A và 0 không có ý ngh ĩ a thống kê. Nên

phươ ng pháp không mắc sai số hệ thống.

3.4.3.2. Xác định đườ ng chuẩn của Pb

Từ kết quả khảo sát xác định đườ ng chuẩn của Pb trong bảng 3.19, sử dụng

phần mềm Origin 7.5 chúng tôi dựng đồ thị đườ ng chuẩn và phươ ng trình đườ ng chuẩn

của Pb, kết quả đượ c chỉ ra ở hình 3.10




52

Bảng 3.19. Kết quả khảo sát xác định đườ ng chuẩn của Pb

Nồng độ (ppb) Abs-PbLần 1 Lần 2 Lần 3 TB %RSD

1 0,0255 0,0279 0,0252 0,0262 0,15

2 0,0481 0,0485 0,0489 0,0485 0,04

4 0,0878 0,0885 0,0877 0,0880 0,04

6 0,1358 0,1359 0,1360 0,1359 0,01

8 0,1790 0,1818 0,1780 0,1796 0,19

10 0,2299 0,2307 0,2144 0,2250 0,92

0 2 4 6 8 100,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

Y = A + B * X


------------------------------------------------------------

A 0,00304 0,00154

B 0,0221 2,53098E-4

------------------------------------------------------------

R SD N P

------------------------------------------------------------

0,99974 0,00197 6 <0.0001

------------------------------------------------------------

A b s - P b

Nong do Pb

Pb

Data 1-Pb

Hình 3.10. Đườ ng chuẩn của PbTra bảng ta đượ c t(0,95, 5) = 2,015048. Kết quả tính theo phần mềm Origin 7.5

thu đượ c:

Y = A + B.X

Vớ i A = 0,00304 B = 0,0221 SA = 0,00154 SB = 0,000253098 R = 0,99974




53

∆A = t(0,95, 5).SA = 2,015048. 0,00304 = 0,0061

∆B = t(0,95, 5).SB = 2,015048. 0,000253098 = 0,00051Phươ ng trình hồi quy đầy đủ của đườ ng chuẩn có dạng Y = A + B.X có dạng

như sau :

Y = A + B.X = (A ± ∆A) + (B ± ∆B).X

Ai = (0,00304 ± 0,0061) + (0,0221 ± 0,00051). CPb (2)

Trong đó : Ai là cườ ng độ hấp thụ thu đượ c khi đo phổ (Abs).

CPb là nồng độ chì (ppb)

Kiểm tra sự khác nhau giữa hằng số A của phươ ng trình hồi quy vớ i giá trị 0.

Sử dụng phần mềm Excel

SUMMARY OUTPUT

Regression Statistics

Multiple R 0,999737704

R Square 0,999475477

Adjusted R Square 0,999344347Standard Error 0,001974054

Observations 6

ANOVA

df SS MS F Significance F

Regression 1 0,029702032 0,02970203 7621,982993 1,0319E-07

Residual 4 1,55876E-05 3,8969E-06

Total 5 0,02971762

Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95%

Intercept 0,003035068 0,001536062 1,97587604 0,03936365 0,001229724X Variable 1 0,022096438 0,000253098 87,3039689 1,0319E-07 0,021393726

Qua kết quả ta thấy giá trị F tính = 7621,982993 có xác suất là 1,0319.10-7 nhỏ

hơ n xác suất ý ngh ĩ a 0,05 nên phươ ng trình hồi quy (2) đượ c chấp nhận.




54

Vớ i phươ ng trình hồi quy trên ta thấy hệ số của phươ ng trình đáng tin cậy vì P-

value bằng 0,03936365 và 1,0319.10-7

nhỏ hơ n 0,05 (mức ý ngh ĩ a đã chọn) nên các hệ số đều có ý ngh ĩ a. Hay sự khác nhau giữa hệ số A và 0 không có ý ngh ĩ a thống kê. Nên

phươ ng pháp không mắc sai số hệ thống.

3.4.4. Xác định giớ i hạn phát hiện (LOD) và giớ i hạn định lượ ng (LOQ)

3.4.4.1. Giớ i hạn phát hiện (LOD) LOD đượ c xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân tích còn

cho tín hiệu phân tích khác có ngh ĩ a vớ i tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền.• Đối vớ i Cd: Theo phần trên ta có độ lệch chuẩn của phươ ng trình hồi quy là:

Sy = 0,004 và B = 0,21422

Vậy giớ i hạn phát hiện là:

LOD =3 3.0,004

0,21422 y

S

B= = 0,056 (ppb)

• Đối vớ i Pb: Theo phần trên ta có độ lệch chuẩn của phươ ng trình hồi quy là: Sy =

0,00197 và B = 0,0221Vậy giớ i hạn phát hiện là:

LOD = y3. S 3.0,00197

0,0221 B= = 0,0267 (ppb)

3.4.4.2. Giớ i hạn định lượ ng (LOQ)

LOQ đượ c xem như là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống định

lượ ng đượ c vớ i tín hiệu phân tích khác có ý ngh ĩ a định lượ ng vớ i tín hiệu của mẫu

trắng hay tín hiệu nền và đạt độ tin cậy ≥ 95%.• Đối vớ i Cd: Theo phần trên ta có độ lệch chuẩn của phươ ng trình hồi quy là: Sy =

0,004 và B = 0,21422

LOQ đượ c xác định theo công thức:

LOQ = y10. S 10.0,004

0,21422 B= = 0,18 (ppb)




55

• Đối vớ i Pb: Theo phần trên ta có độ lệch chuẩn của phươ ng trình hồi quy là:

Sy = 0,00197 và B = 0,0221LOQ đượ c xác định theo công thức:

LOQ = y10. S 10.0,00197

0,0221 B= = 0,89 (ppb)

3.4.5. Tính nồng độ chất phân tích dự a trên đườ ng chuẩn

Từ phươ ng trình hồi qui tìm đượ c, khi mẫu định phân có tín hiệu phân tích Y0

thì có thể tính đượ c nồng độ chưa biết C0 theo công thức:

B

AYX

0

0

−=

Theo định luật lan truyền sai số, độ lệch chuẩn của nồng độ X0 đượ c tính:

S xo =2

0

2 2

( )11

( )i

i

Abs AbsSy

B n B C C

−+ +

−∑

Nếu mẫu chưa biết đượ c phân tích lặp lại m lần thu đượ c giá trị 0 y thì:

S xo =2

0

2 2

( )1 1

( )i

i

Abs AbsSy

B m n B C C

−+ +

−∑

Trong đó:

Sx0 : độ lệch chuẩn ướ c đoán điều kiện

Abs0: giá trị thực nghiệm thu đượ c khi phân tích mẫu có nồng độ C0

n: số mẫu chuẩn dùng xây dựng đườ ng chuẩn

m: số lần đo lặp của một mẫu phân tích

Kết quả phân tích mẫu chưa biết sẽ đượ c viết dướ i dạng: C0 ± t.Sx0 vớ i bậc tự

do f = n – 2.




56

3.4.6. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo

Để đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo ta dựng đườ ng chuẩn, pha 3 mẫu cónồng độ ở điểm đầu, điểm giữa và điểm cuối của khoảng tuyến tính. Thực hiện đo mỗi

mẫu 8 lần trong các điều kiện như nhau và đã đượ c chọn ở trên.

Sai số tính theo công thức:

% X =( )Abs – Abs

Abs

i t

t

. 100

Trong đó: %X: Sai số phần trăm tươ ng đối

Absi: Độ hấp thụ quang đo đượ c

Abst: Độ hấp thụ quang tìm đượ c theo đườ ng chuẩn

Độ lặp lại của phép đo đượ c xác định theo các đại lượ ng S2 và %RSD. Các đại

lượ ng này đượ c tính theo công thức:

S2 =( )

2Abs

n 1

i Abs∑ −

− và %RSD =

S

bs.100

Trong đó: Abs : độ hấp thụ quang trung bìnhn: số lần đo

S: độ lệch chuẩn

%RSD: hệ số biến động của phép đo

• Đối vớ i Cd:

Kết quả phân tích đượ c chỉ ra trong bảng 3.20




57

Bảng 3.20. Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Cd

Mẫu 1 2 3CCd(ppb) 0,5 1,5 3

Abs 0,1059 0,3131 0,6393

Lần đo Absi %X Absi %X Absi %X

1 0,1032 2,5 0,3112 3,80 0,6494 1,57

2 0,1047 1,13 0,3148 3,73 0,6419 0,40

3 0,1056 0,28 0,3136 0,15 0,6360 0,51

4 0,1048 1,03 0,3126 0,15 0,6129 4,12

5 0,1045 1,32 0,3132 1,30 0,6647 3,97

6 0,1039 1,88 0,3133 3,12 0,6446 0,82

7 0,1028 2,92 0,3156 0,79 0,6331 0,96

8 0,1062 0,28 0,3099 1,02 0,6599 3,2

Atb 0,1044 1,35 0,3122 0,26 0,6428 0,54

S 0,0011 0,002 0,016

%RSD 1,09 0,65 2,53

• Đối vớ i Pb:

Kết quả phân tích đượ c chỉ ra trong bảng 3.21

Bảng 3.21. Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Pb

Mẫu 1 2 3

CPb(ppb) 1 6 10

Abs 0,0262 0,1359 0,2250Lần đo Absi %X Absi %X Absi %X

1 0,0257 1,9 0,1348 0,80 0,2151 4,40

2 0,0263 0,38 0,1359 0,00 0,2232 0,80

3 0,0259 1,14 0,1362 0,22 0,2334 3,73




58

4 0,0258 1,52 0,1361 0,14 0,2242 0,35

5 0,0261 0,38 0,1357 0,14 0,2241 0,46 0,0264 0,76 0,1354 0,36 0,2395 5,55

7 0,0269 2,67 0,1355 0,29 0,2331 3,60

8 0,026 0,76 0,1352 0,51 0,2599 5,28

Atb 0,0261 0,28 0,1356 0,22 0,2284 1,52

S 0,00039 0,0004 0,007

%RSD 1,49 0,34 3,47

Nhận xét: Kết quả khảo sát cho thấy sai số và hệ số biến động của phép đo đều

nhỏ và nằm trong giớ i hạn cho phép. Hệ số biến thiên ở 3 vùng đều khá nhỏ,vì vậy có

thể kết luận sai số của phép đo nhỏ, độ lặp lại của phép đo tốt. Sai số ở giữa đườ ng

chuẩn luôn nhỏ hơ n ở 2 đầu đườ ng chuẩn và tuân theo quy định phân bố sai số Gause.

3.5. Khảo sát chọn điều kiện xử lý mẫu

3.5.1. Xử lý mẫu trong lò nung (cách 1)

Mẫu đượ c tiến hành xử lý theo phươ ng pháp tro hóa khô trong chén sứ như sau:Sơ chế thuốc đông y: 5 mẫu thuốc đông y đượ c cắt nhỏ, phơ i khô.

5 mẫu thuốc đông y đã đượ c sơ chế và 1 mẫu trắng cân mỗi mẫu 0,5 g thuốc

đông y chuyển vào 5 chén nung, thấm ướ t bằng 2 ml axit HNO3 2%, sấy khô, nung.

Tác nhân xử lý tro mẫu: 5ml HNO3 đặc 65%, 1ml H2O2 30%.

Đưa 5 mẫu trên vào lò nung, tiến hành nung ở 5000C trong thờ i gian 2h. Sau đó

chuyển cốc lên bếp, thêm 5ml HNO3 65%, thêm 1ml H2O2 30%, cô cạn mẫu đến muối

ẩm, định mức trong bình định mức 25 ml bằng HNO3 2% và lọc. Đây là dung dịch mẫu

phân tích Pb, Cd.




59

Hình 3.11. Sơ đồ quy trình phá mẫu bằng lò nung

Dung dịch mẫu phân tích thu đượ c đem đo GF-AAS theo các điều kiện ở bảng

3.15 ta thu đượ c kết quả ở bảng 3.22

Bảng 3.22. Kết quả xác định Pb, Cd trong lò nung bằng GF-AASSTT Mẫu thuốc đông y Nồng độ Cd (ppb) Nồng độ Pb (ppb)

1 Cúc hoa 1,15 66,63

2 Kim tiền thảo 3,56 67,89

3 Mộc hươ ng 12,91 68,46

4 Trần Bì 0,41 43,93

5 Sa Sàng 2,84 71,87

Vớ i phươ ng pháp xử lý bằng lò nung, mẫu bị nung ở nhiệt độ cao 5000C nên

làm mất chất phân tích. Vì vậy, đối vớ i hàm lượ ng cỡ ppb thì k ĩ thuật này không tối ưu.

5mẫu thuốcđông y và 1mẫu trắng,

sấy khô

Lònung Mẫu than tro

Dung dịch mẫu phân

tích

Muối ẩm

Nung ở 500 C trong2h

5mlHNO365%, 1ml

H2O2 30%

định mức trong bình 25mlbằng HNO3 2%, lọc




60

3.5.2. Xử lý mẫu trong bình Kendal (cách 2)

Chuẩn bị 5 mẫu thuốc đông y như trên và 1 mẫu trắng. Mẫu đượ c tiến hành xử lýtheo phươ ng pháp xử lý ướ t bằng axit trong bình Kendal như sau: đun cách cát 6 mẫu

trên (chất mẫu và 1ml H2O + 5ml HNO3 65% + 1ml H2O2 30%) đến khi mẫu tan hết,

sau đó cô đuổi axit dư đến còn muối ẩm. Tiến hành định mức trong bình 25ml bằng

dung dịch HNO3 2% và lọc (đây là dung dịch mẫu phân tích Pb, Cd).

Hình 3.12. Sơ đồ quy trình phá mẫu trong bình kendal

Dung dịch mẫu phân tích thu đượ c đem đo GF-AAS theo điều kiện ở bảng 3.15

ta thu đượ c kết quả ở trong bảng 3.23

Bảng 3.23. Kết quả xác định Pb, Cd trong bình kendal bằng GF-AAS

STT Mẫu thuốc đông y Nồng độ Cd (ppb) Nồng độ Pb (ppb)

1 Cúc hoa 1,28 71,87


3 Mộc hươ ng 13,67 69,13

4 Trần Bì 0,56 71,95

5 Sa Sàng 3,91 77,313.5.3. Xử lý mẫu trong lò vi sóng (cách 3)

Mẫu đượ c xử lý như sau:

Cân 0,5g mẫu cho vào ống teflon, sau đó tẩm ướ t bằng 1ml H2O cất, cho tiếp

5ml HNO3 đặc (65%) và 1 ml H2O2 (30%) rồi đóng kín và đưa vào hệ lò vi sóng, thực

hiện chươ ng trình xử lý mẫu trong lò vi sóng, để nguội ở nhiệt độ phòng trướ c khi mở

6 mẫu (chất mẫu, 1ml

H2O, 5mlHNO365%,1ml H2O2 30%)

mẫu

tan định mức trongbình 25ml bằngHNO3 2%, lọc

Đun cách cát

150-1700C

Dung

dịch mẫuphân tích




61

ra, sau đó cô đuổi axit dư đến còn muối ẩm và định mức đượ c dung dịch mẫu để đo

phổ GF-AAS.Mẫu Blank bao gồm 1ml H2O cất, 5ml HNO3 đặc (65%) và 1ml H2O2 (30%).

Mẫu phân tích thu đượ c đem đo GF-AAS ta thu đượ c kết quả ở bảng 3.24

Bảng 3.24. Kết quả xác định Pb, Cd trong lò vi sóng bằng GF-AAS

STT Mẫu thuốc đông y Nồng độ Cd (ppb) Nồng độ Pb (ppb)

1 Cúc hoa 2,07 76,47


3 Mộc hươ ng 14,06 72,25

4 Trần Bì 0,93 77,50

5 Sa Sàng 4,20 79,11

Bảng 3.25. So sánh kết quả 3 cách xử lý mẫu

MẫuNồng độ Cd (ppb)

Cách 1 Cách 2 Cách 3

Cúc hoa 1,15 1,28 2,07Kim tiền thảo 3,56 3,67 4,23

Mộc hươ ng 12,91 13,67 14,06

Trần bì 0,410 0,56 0,93

Sa sàng 2,84 3,91 4,20

MẫuNồng độ Pb (ppb)

Cách 1 Cách 2 Cách 3

Cúc hoa 66,63 71,87 76,47

Kim tiền thảo 67,89 70,00 74,01

Mộc hươ ng 68,46 69,13 72,25

Trần bì 43,93 71,95 77,50

Sa sàng 71,87 77,31 79,11




62

Qua kết quả khảo sát điều kiện xử lý mẫu theo 3 cách thì chúng tôi thấy rằng khi

xử lý mẫu trong bình Kendal theo cách 2 thờ i gian phá mẫu lâu, tốn nhiều hóa chất tinhkhiết. Phá mẫu bằng lò vi sóng mẫu phá đượ c hoàn toàn, kỹ thuật lò vi sóng tốt nhất

sau đó đến xử lý mẫu ướ t trong bình kendal nhưng do điều kiện không cho phép nên

chúng tôi chọn quy trình xử lý mẫu trong bình Kendal để xử lý tiếp các mẫu còn lại

phục vụ phân tích.

3.6. Thự c nghiệm đo phổ và tính toán kết quả

Để đánh giá các nghiên cứu khảo sát trên, mỗi mẫu phân tích đượ c tiến hành xử lý lặp lại 3 lần, giá trị hàm lượ ng là giá trị trung bình của 3 mẫu phá song song. Sau đó,

chúng tôi tiến hành xác định hàm lượ ng Cd, Pb trong mẫu phân tích bằng phươ ng pháp

đườ ng chuẩn và phươ ng pháp thêm chuẩn.

3.6.1. Xác định Cd bằng phươ ng pháp đườ ng chuẩn và đánh giá hiệu suất thu hồi

3.6.1.1. Xác định Cd, Pb bằng phươ ng pháp đườ ng chuẩnMẫu phân tích đượ c xử lý ướ t trong bình Kendal theo ở mục 3.5.2, tiến hành đo

phổ GF-AAS theo các điều kiện đã chọn ở mục 3.4.1 để xác định nồng độ Cd, Pb. Kết

quả đượ c đưa ra trong bảng 3.26 và bảng 3.27. Kết quả này là kết quả trung bình 3 mẫu

lặp, mỗi mẫu đo 3 lần, đã trừ blank.

• Đối vớ i Cd: Dựa vào đườ ng chuẩn của Cd ta có thể tính đượ c hàm lượ ng Cd có

trong mẫu phân tích. Mẫu thuốc đông y đượ c pha loãng 2,5 lần để có đượ c nồng

độ nằm trong khoảng tuyến tính của đườ ng chuẩn Cd. Sử dụng phươ ng trình hồi

quy thiết lập đượ c ở mục 3.4.2.1 ta tính đượ c nồng độ Cd trong mẫu theo biểu

thức: 0,,

Cd

o Cd

Abs AC

B

−=

Độ lệch chuẩn: Sxo, Cd =2

0, ,6

2 2,

1

( )1 1

( )

Cd i Cd Y

i Cd Cd

i

Abs AbsS

B m n B C C

=

−+ +

−∑




63

6

,

1, 0,36916

i Cd

ii Cd

Abs

Abs == =

∑

6

2,1

( )i Cd Cd

i

C C =

− =∑ 4,375

Vớ i m = 6, n = 3, A = -0,00578, B = 0,21422; SY = 0,004. Thay các giá trị ở

bảng trên vào ta tính đượ c S Xo; vớ i t(0,95; 4) = 2,1318

Kết quả xác định Cd đượ c chỉ ra ở bảng 3.26.

Bảng 3.26. Kết quả xác định Cd trong mẫu thuốc đông y

STTMẫu thuốc

đông y

0,Cd Abs .Cd Xo

C t S ± CCd (ppb)

1 Đươ ng quy 0,03 0,167 ±0,041 0,417 ±0,041

2 Bach thượ c 0,0836 0,417 ± 0,037 1,043 ± 0,037

3 Xuyên khung 1,0323 4,845 ± 0,065 12,114 ± 0,065

4 Bạch truật 0,2657 1,2672 ± 0,029 3,168 ± 0,029

5 Xươ ng truật 0,42215 1,997 ± 0,028 4,994 ± 0,028

6 Sa sàng 0,3293 1,564 ± 0,028 3,910 ± 0,028

7 Sinh thái 0,215 1,030 ± 0,031 2,576 ± 0,0318 Thỏ ty 0,4309 2,038 ± 0,028 5,096 ± 0,028

9 Cúc hoa 0,104 0,512 ± 0,036 1,281± 0,036

10 Sa Sâm 0,1592 0,770 ± 0,033 1,925 ± 0,033

11 Trần bì 0,0428 0,226 ± 0,040 0,566 ± 0,040

12 Mộc hươ ng 1,1657 5,468 ± 0,076 13,671± 0,076

13 Thăng ma 0,4736 2,237 ± 0,029 5,594 ± 0,029

14 Liên nhục 0,0947 0,469 ± 0,037 1,172 ± 0,037

15 Kỳ tử 0,1187 0,581 ± 0,035 1,452 ± 0,035

16 Kim tiền thảo 0,3089 1,469 ± 0,028 3,673± 0,028

• Đối vớ i Pb: Dựa vào đườ ng chuẩn của Pb ta có thể tính đượ c hàm lượ ng Pb có

trong mẫu phân tích. Mẫu thuốc đông y đượ c pha loãng 2,5 lần để có đượ c nồng




64

độ nằm trong khoảng tuyến tính của đườ ng chuẩn Pb. Sử dụng phươ ng trình hồi

quy thiết lập đượ c ở mục 3.4.2.2, ta tính đượ c nồng độ Pb trong mẫu theo biểu

thức: 0,o Pb

Abs AC

B

−=

Độ lệch chuẩn: S xo, Pb =2

0, ,6

2 2,

1

( )1 1

( )

Pb i PbY

i Pb Pb

i

Abs AbsS

B m n B C C

=

−+ +

−∑

6

,1

, 6

i Pb

ii Pb

Abs

Abs =

= =

∑

0,1172

62

,1 ( )Pbi Pb

iC C

=− =∑ 60,83

Vớ i m = 6, n = 3, A = 0,00304, B = 0,0221; SY = 0,00197. Thay các giá trị ở

bảng trên vào ta tính đượ c S Xo; vớ i t(0,95; 4) = 2,1318

Kết quả xác định Pb đượ c chỉ ra ở bảng 3.27

Bảng 3.27. Kết quả xác định Pb trong mẫu thuốc đông y

STT Mẫu thuốc đông y 0,Pb Abs , .o Pb XoC t S ± CPb(ppb)

1 Đươ ng quy 0,0108 0,351 ± 0,178 0,877 ± 0,1782 Bach thượ c 0,0453 1,912± 0,156 4,780± 0,156

3 Xuyên khung 0,6302 28,381 ± 0,581 70, 955 ± 0,581

4 Bạch truật 0,0471 1,995± 0,154 4,989 ± 0,154

5 Xươ ng truật 0,1145 5,045 ± 0,134 12,614 ± 0,134

6 Sa sàng 0,6875 30,971± 0,642 77,432 ± 0,642

7 Sinh thái 0,1153 5,079 ± 0,134 12,699 ± 0,134

8 Thỏ ty 0,5031 22,627 ± 0,446 56,567 ± 0,446

9 Cúc hoa 0,6219 28,002± 0,572 70,011 ± 0,572

10 Sa Sâm 0,1705 7,577 ± 0,146 18,943 ± 0,146

11 Trần bì 0,4213 18,925± 0,361 47,316 ± 0,361

12 Mộc hươ ng 0,6391 28,781 ± 0,590 71,955 ± 0,175




65

13 Thăng ma 0,4196 18,848 ± 0,359 47,123± 0,359

14 Liên nhục 0,0167 0,618 ± 0,174 1,5452 ± 0,17415 Kỳ tử 0,0581 2,491 ± 0,149 6,228 ± 0,149

16 Kim tiền thảo 0,6142 27,655 ± 0,564 69,139 ± 0,564

3.6.1.2. Kết quả đo phổ GF- AAS so sánh vớ i ICP-MS

Phươ ng pháp ICP-MS là một phươ ng pháp chuẩn để đánh giá những phươ ng

pháp khác. Vì vậy, chúng tôi tiến hành đo hàm lượ ng Cd, Pb (ppb) bằng phươ ng pháp

ICP-MS của 5 dung dịch mẫu phân tích và so sánh kết quả thu đượ c vớ i kết quả củaphươ ng pháp GF-AAS chúng tôi đã nghiên cứu (bảng 3.28 ).

Bảng 3.28. Kết quả đo GF-AAS so sánh vớ i ICP-MS

STT Mẫu thuốc đông yNồng độ Cd (ppb)

Nồng độ Pb (ppb)

GF-AAS ICP-MS GF-AAS ICP-MS

1 Mộc Hươ ng 13,671 14,845 71,955 74,835

2 Cúc hoa 1,281 1,651 70,011 74,012

3 Trần bì 0,566 0,718 47,316 48,654

4 Sa Sàng 3,910 4,523 77,432 77,632

5 Kim Tiền Thảo 3,673 3,86 69,139 70,249

Nhận xét: Kết quả nồng độ Pb, Cd thu đượ c bằng ICP-MS cao hơ n GF-AAS.

Tuy nhiên kết quả của hai phươ ng pháp này tươ ng đối lặp nhau. Việc so sánh thống kê

để khẳng định kết quả của hai phươ ng pháp có khác nhau có ngh ĩ a hay không sẽ đượ c

đánh giá ở phần sau (mục 3.6.2.2).




66

3.6.1.3. Hiệu suất thu hồi lượ ng thêm chuẩn

Cách xử lý mẫu vớ i quy trình đượ c trọn như trên. Chúng tôi cũng chọn ra 5 mẫuđể tiến hành làm thêm chuẩn. Đối vớ i mỗi mẫu chúng tôi thêm vào những lượ ng nhất

định Cd và Pb ở điểm đầu, giữa và cuối.

STT Mẫu Thành phần

1

CH Mẫu Cúc hoa không thêm chất phân tích Pb, Cd

CH + t1 Mẫu CH + 1ppb Pb + 0,5ppb Cd

CH + t2 Mẫu CH + 5ppb Pb + 1,5ppb Cd

CH + t3 Mẫu CH + 10ppb Pb + 3ppb Cd

2

MH Mẫu Mộc hươ ng không thêm chất phân tích Pb, Cd

MH + t1 Mẫu MH + 1ppb Pb + 0,5ppb Cd

MH + t2 Mẫu MH + 5ppb Pb + 1,5ppb Cd

MH + t3 Mẫu MH + 10ppb Pb + 3ppb Cd

3

KTT Mẫu Kim tiền thảo không thêm chất phân tích Pb, Cd

KTT + t1 Mẫu KTT + 1ppb Pb + 0,5ppb CdKTT + t2 Mẫu KTT + 5ppb Pb + 1,5ppb Cd

KTT + t3 Mẫu KTT + 10ppb Pb + 3ppb Cd

4

SS Mẫu Sa Sàng Tử không thêm chất phân tích Pb, Cd

SS + t1 Mẫu KTT + 1ppb Pb + 0,5ppb Cd

SS + t2 Mẫu KTT + 5ppb Pb + 1,5ppb Cd

SS + t3 Mẫu KTT+ 10ppb Pb + 3ppb Cd

5

TB Mẫu Trần bì không thêm chất phân tích Pb, CdTB + t1 Mẫu TB + 1ppb Pb + 0,5ppb Cd

TB + t2 Mẫu TB + 5ppb Pb + 1,5ppb Cd

TB + t3 Mẫu TB + 10ppb Pb + 3ppb Cd




67

Hiệu suất thu hồi của từng quy trình phá mẫu tính theo công thức:

H% = .100tc n

t

C C C

−

Trong đó: Cn là nồng độ mẫu thực thu đượ c (ppb)

Ctc là nồng độ mẫu thêm thu đượ c (ppb)

Ct là nồng độ chuẩn thêm vào (ppb)

Bảng 3.29. Hiệu suất thu hồi lượ ng thêm chuẩn của Cd

STT Mẫu thuốcđông y

Nồng độ

mẫu thu

đượ c (ppb)

Nồng độ

chuẩn thêm

vào (ppb)

Nồng độ

thêm vàothu đượ c

(ppb)

Hiệu suấtthu hồi (%)

1

CH 1,2812

CH + t1 1,7438 0,5 0,4626 92,53

CH + t2 2,6219 1,5 1,3407 89,38

CH + t3 4,0232 3,0 2,742 91,43

2

MH 13,6713

MH + t1 14,1304 0,5 0,4591 91,82

MH + t2 15,0353 1,5 1,364 90,93

MH + t3 16,4905 3,0 2,8192 93,97

3

KTT 3,67321

KTT + t1 4,13081 0,5 0,4576 91,52

KTT + t2 5,01821 1,5 1,345 88,67

KTT + t3 6,37171 3,0 2,6985 89,95

4

SS 3,9113

SS + t1 4,3597 0,5 0,4484 89,68

SS + t2 5,2435 1,5 1,3322 88,81




68

SS + t3 6,6238 3,0 2,7125 90,41

5

TB 0,5671TB + t1 1,0172 0,5 0,4501 90,02

TB + t2 1,9015 1,5 1,3344 88,96

TB + t3 3,2561 3,0 2,689 89,63

Bảng 3.30. Hiệu suất thu hồi lượ ng thêm chuẩn của Pb

STTMẫu thuốc

đông y

Nồng độ mẫu thu

đượ c (ppb)

Nồng độ chuẩn thêm

vào (ppb)

Nồng độ

thêm vào

thu đượ c

(ppb)

Hiệu suất

thu hồi (%)

1

CH 70,0112

CH + t1 70,9132 1 0,902 90,2

CH + t2 74,5492 5 4,538 90,76

CH + t3 78,9424 10 8,9312 89,31

2

MH 71,955

MH + t1 72,8511 1 0,8961 89,61

MH + t2 76,579 5 4,624 92,48

MH + t3 81,019 10 9,064 90,64

3

KTT 69,1394

KTT + t1 70,0305 1 0,8911 89,11

KTT + t2 73,6316 5 4,4922 89,84KTT + t3 78,1275 10 8,9881 89,88

4

SS 77,4328

SS + t1 78,3452 1 0,9124 91,23

SS + t2 81,9358 5 4,503 90,06




69

SS + t3 86,3238 10 8,891 88,91

5

TB 47,3167TB + t1 48,2229 1 0,9062 90,62

TB + t2 51,8123 5 4,4956 89,91

TB + t3 56,4655 10 9,1488 91,48

Nhận xét: Hiệu suất thu hồi khi tính trên đườ ng chuẩn đều trên 88%. Điều đó

chứng tỏ phươ ng pháp có độ đúng cao trong cấp hàm lượ ng ppb (yêu cầu ≥ 75%).

3.6.2. Xác định Pb, Cd bằng phươ ng pháp thêm chuẩn

So vớ i phươ ng pháp đườ ng chuẩn, phươ ng pháp thêm chuẩn có nhiều ưu điểm

như: loại trừ ảnh hưở ng của nền mẫu, xác định lượ ng vết trong các nền phức tạp vớ i độ

chính xác cao mà vẫn có thể phân tích hàng loạt đượ c.

Mẫu phân tích sau khi xử lý bằng phươ ng pháp xử lý ướ t trong bình Kendal,

đượ c định mức trong bình 25 ml.

- Tiến hành đo phổ vớ i những điều kiện đã khảo sát đượ c.

- Lập đườ ng thêm chuẩn, nội suy đườ ng thêm chuẩn ta tìm đượ c giá trị Cx.

• Tính toán kết quả theo phươ ng pháp thêm chuẩn

Phươ ng trình đườ ng chuẩn có dạng .Y A B X = +

Theo công thức tính:.

x x

Atg B

C V α = =

Do đó, nồng độ chất phân tích đượ c tính theo công thức:.

x

x

AC

BV

=

Khoảng tin cậy của nồng độ chất phân tích trong mẫu Xo là Xo ± t.So vớ i

2

2 2

1

( )

y

o

i

i

S AbsS

B n B C C

= +

−∑




70

Tiến hành đo phổ mẫu thực và mẫu thêm chuẩn trong các điều kiện đã khảo sát ở

trên. Đối vớ i Cd:

a) Thăng ma: Lấy 2 ml dung dịch mẫu thực vào bình định mức 25 ml và thêm

tiêu chuẩn như trên.

Thăng maNồng độ Cd chuẩn đượ c

thêm (ppb)

Độ hấp thụ quang của

Cd (AbsCd)

C0 0,0 0,1496

C1 0,4 0,2173

C2 0,8 0,3703

C3 1,2 0,4366

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,20,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

Y = A + B * X


------------------------------------------------------------A 0,15135 0,00445

B 0,266 0,00595

------------------------------------------------------------

R SD N P------------------------------------------------------------

0,9995 0,00532 4 5,00377E-4

------------------------------------------------------------

A b s - C d

CCd

(ppb)

Cd Data 1Cd

Hình 3.13. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu thăng ma




71

Các đại lượ ng khác đượ c tính theo các biểu thức sau:

4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

A X

B=

2

42 2

1

1

4 ( )

y

Xe

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Bảng 3.31. Kết quả xác định Cd bằng phươ ng pháp thêm chuẩn của mẫu thăng

ma

Abs E X S X . E X X t S ±

Thăng ma 0,29345 0,0468 0,569 0,569 ± 0,13618

Vì mẫu thực đượ c pha loãng 12,5 lần nên nồng độ Cd trong mẫu thăng ma là:

0,569ppb * 12,5 ± 0,2 = 7,11 ± 0,13 (ppb)

b) Xuyên Khung: Lấy 2 ml dung dịch mẫu thực vào bình định mức 25 ml và

thêm tiêu chuẩn như trên.

Xuyên khungNồng độ Cd chuẩn đượ c

thêm (ppb)


Cd (AbsCd)

C0 0,0 0,2219

C1 0,4 0,2975

C2 0,8 0,3785

C3 1,2 0,4580




72

0 ,0 0 ,2 0 ,4 0 ,6 0 ,8 1 ,0 1 ,2

0 , 2 0

0 , 2 5

0 , 3 0

0 , 3 5

0 , 4 0

0 , 4 5

0 , 5 0

0 , 5 5

0 , 6 0

Y = A + B * X

P a ra m e te r V a lu e E r ro r

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A 0 ,2 2 0 5 8 0 ,0 0 1 4 7

B ,0 ,1 9 7 3 3 0 ,0 0 1 9 7- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

R S D N P

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -0 ,9 9 9 9 0 ,0 0 1 7 6 4 < 0 .0 0 0 1

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A b s - C d

CC d

( p p b )

C d

D a t a 1 C d

Hình 3.14. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu xuyên khung


4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

X

AC

B=

2

42 2

1

1

4 ( ) X

y

C

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Tính toán như trên tươ ng tự ta có hàm lượ ng Cd trong mẫu xuyên khung là:

CX ± t. SCx = 13,97 ± 0,01 (ppb)

c) Cúc hoa: Lấy 5 ml dung dịch mẫu thực đượ c pha loãng vào bình định mức

25 ml và thêm tiêu chuẩn như trên.

Cúc hoa Nồng độ Cd chuẩn đượ c

thêm (ppb)


Cd (AbsCd)

C0 0,0 0,1315

C1 0,4 0,1783

C2 0,6 0,1959

C3 1,2 0,3587




73

0 ,0 0 ,1 0 ,2 0 ,3 0 ,4 0 ,5 0 ,6

0 , 0 6

0 , 0 8

0 , 1 0

0 , 1 2

0 , 1 4

0 , 1 6

0 , 1 8

0 , 2 0

0 , 2 2

0 , 2 4

Y = A + B * X

P a ra m ete r V a lu e E r ro r- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A 0 ,0 6 9 8 6 6 ,0 0 9 9 9 E -4B 0 ,2 5 1 8 0 ,0 0 1 6 1

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

R S D N P

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -0 ,9 9 9 9 6 7 ,1 8 3 3 1 E - 4 4 < 0 .0 0 0 1- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A b s - C d

CC d

( p p b )

C d D a t a 1 C d

Hình 3.15. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu Cúc hoa


4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

X

AC

B=

2

42 2

1

1

4 ( ) X

y

C

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Tính toán như trên tươ ng tự ta có hàm lượ ng Cd trong mẫu Cúc hoa là:

CX ± t. SCx = 1,38 ± 0,01 (ppb)

d) Mộc Hươ ng: Lấy 5 ml dung dịch mẫu thực đượ c pha loãng 2 lần vào bình

định mức 25 ml và thêm tiêu chuẩn như trên.

Mộc hươ ng

Nồng độ Cd chuẩn đượ c

thêm (ppb)


Cd (AbsCd)

C0 0,0 0,1315

C1 0,2 0,1603

C2 0,4 0,1919

C3 0,6 0,2207




74

0 ,0 0 ,1 0 ,2 0 , 3 0 ,4 0 , 5 0 , 60 , 1 2

0 , 1 4

0 , 1 6

0 , 1 8

0 , 2 0

0 , 2 2

Y = A + B * X

P a r a m e t e r V a l u e E r r o r

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -A 0 ,1 3 1 2 2 7 ,4 0 8 1 E - 4

B 0 ,1 4 9 6 0 ,0 0 1 9 8

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

R S D N P

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

0 , 9 9 9 8 2 8 ,8 5 4 3 8 E - 4 4 1 ,7 5 1 0 9 E - 4

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A b s - C d

CC d

( p p b )

C d

D a t a 1 - C d

Hình 3.16. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu Mộc hươ ng


4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

X

AC

B=

2

42 2

1

1

4

( )

X

y

C

i

S AbsS

B

B C C

= +

−

∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Tính toán như trên tươ ng tự ta có hàm lượ ng Cd trong mẫu Mộc hươ ng là:

CX ± t. SCx = 13,13 ± 0,04 (ppb)

e) Sa Sàng: : Lấy 5 ml dung dịch mẫu thực từ bình định mức 25 ml và thêm tiêu

chuẩn như trên.

Sa Sàng

Nồng độ Cd chuẩn đượ c

thêm (ppb)


Cd (AbsCd)

C0 0,0 0,1607

C1 0,2 0,2025

C2 0,4 0,2494

C3 0,6 0,2946




75

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,60,14

0,16

0,18

0,20

0,22

0,24

0,26

0,28

0,30

0,32

Y = A + B * X

Param e te r Va lue E rro r

------------------------------------------------------------A 0,15951 0 ,00135

B 0,2243 0,00361------------------------------------------------------------

R S D N P

------------------------------------------------------------

0 ,99974 0,00161 4 2,58395E -4

------------------------------------------------------------

A b s

CCd

C d

Da ta 1Cd

Hình 3.17. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu Sa sàng


4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

X

AC

B=

2

42 2

1

1

4( )

X

y

C

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Tính toán như trên tươ ng tự ta có hàm lượ ng Cd trong mẫu Sa sàng là:

CX ± t. SCx = 3,55± 0,04 (ppb)

Kết quả xác định Cd bằng đườ ng chuẩn và thêm chuẩn của phươ ng pháp GF-

AAS tươ ng đối lặp (ở mức ppb). Việc so sánh thống kế để khẳng định kết quả của hai

phươ ng pháp có khác nhau có ngh ĩ a hay không đượ c đánh giá ở phần dướ i đây.




76

Đối vớ i Pb:

a) Thăng ma: Lấy 2 ml dung dịch mẫu thực vào bình định mức 25 ml và thêmtiêu chuẩn như trên.

Thăng maNồng độ Pb chuẩn đượ c

thêm (ppb)


Pb (AbsPb)

C0 0,0 0,0548

C1 2,0 0,0834

C2 4,0 0,1125

C3 5,0 0,1272

0 1 2 3 4 5

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,10

0,11

0,12

0,13

Y = A + B * X

Param eter Value Error------------------------------------------------------------A 0,05466 1,89232E-4B 0,01448 5,6418E-5

------------------------------------------------------------

R SD N P------------------------------------------------------------0 ,99998 2,16678E-4 4 <0.0001

------------------------------------------------------------

A b s - P b

CPb

(ppb)

P b Data 1Pb

Hình 3.18. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu thăng ma


4

1

4

ii

Abs

Abs == ∑ ; A X

B=

2

42 2

1

1

4 ( )

y

Xe

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91




77

Bảng 3.32. Kết quả xác định Pb bằng phươ ng pháp thêm chuẩn của mẫu thăng

ma Abs E X

S X . E X

X t S ±

Thăng ma 0,094475 0,025683 3,774 3,774 ± 0,074

Vì mẫu thực đượ c pha loãng 12,5 lần nên nồng độ Pb trong mẫu thăng ma là:

3,774ppb * 12,5 ± 0,074 = 47,18 ± 0,13 (ppb)

b) Xuyên Khung: Lấy 2 ml dung dịch mẫu thực từ bình định mức 25 ml và

thêm tiêu chuẩn như trên.

Xuyên khungNồng độ Pb chuẩn đượ c

thêm (ppb)


Pb (AbsPb)

C0 0,0 0,0865

C1 2,0 0,1056

C2 4,0 0,1363

C3 5,0 0,1441

0 1 2 3 4 50,07

0,08

0,09

0,10

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

Y = A + B * X

Param eter Value Error------------------------------------------------------------A 0,07962 5,33898E-4B 0,01341 1,59178E-4

------------------------------------------------------------

R SD N P------------------------------------------------------------

0 ,99985 6,11334E-4 4 1,49854E-4------------------------------------------------------------

A b s - P b

CPb

(ppb)

Pb

Data 1Pb

Hình 3.19. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu xuyên khung




78


4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

X

AC

B=

2

42 2

1

1

4 ( ) X

y

C

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Tính toán như trên tươ ng tự ta có hàm lượ ng Pb trong mẫu xuyên khung là:

CX ± t. SCx = 71,69 ± 0,59(ppb)

c) Cúc hoa: Lấy 2 ml dung dịch mẫu thực từ bình định mức 25 ml và thêm tiêu

chuẩn như trên.

Cúc hoaNồng độ Pb chuẩn đượ c

thêm (ppb)


Pb(AbsPb)

C0 0,0 0,0855

C1 2,0 0,1165C2 4,0 0,1501

C3 5,0 0,1632

0 1 2 3 4 5

0 , 0 8

0 , 0 9

0 , 1 0

0 , 1 1

0 , 1 2

0 , 1 3

0 , 1 4

0 , 1 5

0 , 1 6

0 , 1 7

Y = A + B * X

P a r a m e te r V a lu e E r r o r- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A 0 ,0 8 5 5 1 0 ,0 0 1 2 2

B 0 ,0 1 5 7 5 3 ,6 4 1 5 E - 4- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

R S D N P

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

0 ,9 9 9 4 7 0 ,0 0 1 4 4 5 ,3 4 0 7 9 E - 4

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A b s - P b

CP b

( p p b )

P b

D a t a 1 P b

Hình 3.20. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu Cúc hoa




79


4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

X

AC

B=

2

42 2

1

1

4 ( ) X

y

C

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Tính toán như trên tươ ng tự ta có hàm lượ ng Pb trong mẫu Cúc hoa là:

CX ± t. SCx = 67,86 ± 0,56 (ppb)

d) Mộc Hươ ng: Lấy 2 ml dung dịch mẫu thực từ bình định mức 25 ml và thêm

tiêu chuẩn như trên.

Mộc hươ ngNồng độ Pb chuẩn đượ c

thêm (ppb)


Pb (AbsPb)

C0 0,0 0,0815

C1 2,0 0,1201C2 4,0 0,1607

C3 5,0 0,1809

0 1 2 3 4 5

0 ,08

0 ,10

0 ,12

0 ,14

0 ,16

0 ,18

Y = A + B * X

P a ra m e te r V a lu e E rro r

-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A 0 ,0 8 1 0 4 5 ,8 1 0 8 7 E -4

B 0 ,0 1 4 2 9 2 1 ,7 3 2 4 7 E -4

--- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

R S D N P---- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

0 ,9 9 9 9 2 6 ,6 5 3 6 6 E -4 4 < 0 .0 0 0 1

--- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A b s -

P b

CP b

( p p b )

P b D a t a 1 P b

Hình 3.21. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu Mộc hươ ng




80


4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

X

AC

B=

2

42 2

1

1

4 ( ) X

y

C

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Tính toán như trên tươ ng tự ta có hàm lượ ng Pb trong mẫu Mộc hươ ng là:

CX ± t. SCx = 70,87 ± 0,33 (ppb)

e) Sa Sàng: Lấy 2 ml dung dịch mẫu thực từ bình định mức 25 ml và thêm tiêu

chuẩn như trên.

Sa Sàng Nồng độ Pb chuẩn đượ c

thêm (ppb)

Độ hấp thụ quang của Pb

(AbsPb)

C0 0,0 0,1021

C1 2,0 0,1382C2 4,0 0,1776

C3 5,0 0,1991

0 1 2 3 4 5

0 , 1 0

0 , 1 2

0 , 1 4

0 , 1 6

0 , 1 8

0 , 2 0

Y = A + B * X

P a ra m ete r V a lu e E rro r- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - -

A 0 ,1 0 1 0 1 0 ,0 0 1 5B 0 ,0 1 6 2 6 4 4 ,4 7 8 0 4 E -4- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - -

R S D N P- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - -0 ,9 9 9 4 7 0 ,0 0 1 7 2 4 5 ,3 4 6 2 3 E -4

- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - -

A b s - P b

CPb

( p p b )

P b D a t a 1 P b

Hình 3.22. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu Sa sàng




81


4

1

4

i

i

Abs

Abs ==

∑ ;

X

AC

B=

2

42 2

1

1

4 ( ) X

y

C

i

S AbsS

B B C C

= +

−∑

Tra bảng: t(0,95; 2) = 2,91

Tính toán như trên tươ ng tự ta có hàm lượ ng Pb trong mẫu Sa sàng là:

CX ± t. SCx = 77,63 ± 0,77 (ppb)

Kết quả xác định Pb bằng đườ ng chuẩn và thêm chuẩn của phươ ng pháp GF-

AAS tươ ng đối lặp (ở mức ppb). Việc so sánh thông kế để khẳng định kết quả của hai

phươ ng pháp có khác nhau có ngh ĩ a hay không đượ c đánh giá ở phần dướ i đây.

3.6.2.1. So sánh kết quả phươ ng pháp đườ ng chuẩn và thêm chuẩn

• Đối vớ i Cd:

Mẫu

Nồng độ Cd theo

phươ ng pháp đườ ng

chuẩn (ppb)

Nồng độ Cd theo

phươ ng pháp thêm

chuẩn (ppb)

Thăng ma 5,59 7,11

Xuyên khung 12,11 13,97

Cúc hoa 1,28 1,38

Mộc hươ ng 13,67 13,13Sa Sàng 3,91 3,55




82

So sánh từng cặp dùng chuẩn 2-t:N Mean StDev SE Mean

đường chuẩn 5 7,31 5,35 2,4

thêm chuẩn 5 7,83 5,62 2,5

Difference = mu (đường chuẩn) - mu (thêm chuẩn)

Estimate for difference: -0,52

95% CI for difference: (-8,51. 7,48)

T-Test of difference = 0 (vs not =):

T-Value = -0,15 P-Value = 0,885 DF = 8

Vì P = 0,885 > 0,05 nên hai giá trị trung bình khác nhau không có ý ngh ĩ a

thống kê. Vậy phươ ng pháp đườ ng chuẩn và thêm chuẩn sự sai khác không có ý ngh ĩ a thống

kê.


Mẫu

Nồng độ Pb theo

phươ ng pháp đườ ng

chuẩn (ppb)

Nồng độ Pb theo

phươ ng pháp thêm

chuẩn (ppb)

Thăng ma 47,12 47,18

Xuyên khung 70, 95 71,69

Cúc hoa 70,011 67,86

Mộc hươ ng 71,95 70,87

Sa Sàng 77,43 77,63




83

Two-sample T for đường chuẩn vs thêm chuẩn

N Mean StDev SE Mean

đường chuẩn 5 67,5 11,7 5,3

thêm chuẩn 5 67,1 11,7 5,2

Difference = mu (đường chuẩn) - mu (thêm chuẩn)

Estimate for difference: 0,44


T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = 0,06

P-Value = 0,954 DF = 8

Vì P = 0,954 > 0,05 nên hai giá trị trung bình khác nhau không có ý ngh ĩ a

thống kê. Vậy phươ ng pháp đườ ng chuẩn và thêm chuấn sự sai khác không có ý ngh ĩ a thống

kê.

3.6.2.2. So sánh vớ i kết quả ICP-MS

• Đối vớ i Cd

STT Mẫu thuốc đông yNồng độ Cd (ppb)

GF-AAS ICP-MS

1 Mộc Hươ ng 13,671 14,845

2 Cúc hoa 1,281 1,651

3 Trần bì 0,566 0,718

4 Sa Sàng 3,910 4,523

5 Kim Tiền Thảo 3,673 3,86




84

So sánh từng cặp dùng chuẩn 2-t:

Two-sample T for GF-AAS vs ICP-MSN Mean StDev SE Mean

GF-AAS 5 4,62 5,27 2,4

ICP-MS 5 5,12 5,66 2,5

Difference = mu (GF-AAS) - mu (ICP-MS)



T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = -0,14 P-Value = 0,888

DF = 8

Vì P = 0,888 > 0,05 nên hai giá trị trung bình khác nhau không có ý ngh ĩ a thống

kê. Vậy phươ ng pháp GF-AAS và ICP-MS khác nhau không có ý ngh ĩ a thống kê.


STT Mẫu thuốc đông y Nồng độ Pb (ppb)

GF-AAS ICP-MS

1 Mộc Hươ ng 71,955 74,835

2 Cúc hoa 70,011 74,012

3 Trần bì 47,316 48,654

4 Sa Sàng 77,432 77,632

5 Kim Tiền Thảo 69,139 70,249

So sánh từng cặp dùng chuẩn 2-t:Two-sample T for GF-AAS vs ICP-MS

N Mean StDev SE Mean

GF-AAS 5 67,2 11,6 5,2

ICP-MS 5 69,1 11,7 5,2

Difference = mu (GF-AAS) - mu (ICP-MS)




85


95% CI for difference: (-18,88, 15,07)T-Test of difference = 0 (vs not =): T-Value = -0,26 P-Value = 0,802

DF = 8

Vì P = 0,802 > 0,05 nên hai giá trị trung bình khác nhau không có ý ngh ĩ a thống

kê. Vậy phươ ng pháp GF-AAS và ICP-MS khác nhau không có ý ngh ĩ a thống kê.




86

KẾT LUẬN

Trên cơ sở những nghiên cứu ở trên, vớ i mục đích ứng dụng phươ ng pháp GF-AAS vào việc xác định Pb, Cd trong thuốc đông y đã đạt đượ c một số kết quả như sau:

1. Chọn đượ c các thông số máy phù hợ p để đo phổ GF-AAS của Cd, Pb.

2. Xác định khoảng tuyến tính và lập đườ ng chuẩn của Cd và Pb trong phép đo

GF-AAS.

3. Xác định giớ i hạn phát hiện và giớ i hạn định lượ ng của phép đo.

4. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phươ ng pháp GF-AAS.

5. Xây dựng đượ c quy trình xử lý mẫu và quy trình phân tích Cd, Pb bằng phép

đo GF-AAS.

6. Đánh giá hiệu suất thu hồi trên 88% (cấp ppb).

7. Ứ ng dụng quy trình trên vào việc phân tích Cd, Pb trong 16 loại mẫu thuốc

đông y bằng phươ ng pháp đườ ng chuẩn và thêm tiêu chuẩn, so sánh GF-AAS vớ i ICP-

MS.

Như vậy, phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS) là một

kỹ thuật phù hợ p để xác định các nguyên tố lượ ng nhỏ hoặc lượ ng vết Cd và Pb trong

các loại thuốc đông y.




87

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lê Lan Anh, Lê Trườ ng Giang, Đỗ Việt Anh, Vũ Đức Lợ i (1998), “Phân tích kimloại nặng trong lươ ng thực thực phẩm bằng phươ ng pháp Von-Ampe hoà tan trên điện

cực màng thuỷ ngân” , T ạ p chí phân tích Hoá, Lý và Sinh học.

[2] Nguyễn Thị Châm (2011), “Xác định hàm lượ ng Mn trong một số loại rau bằng

phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa”, Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học Khoa

học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[3] Trần Thị Ngọc Diệp (2001), Nghiên cứu xác định hàm lượ ng Cu, Pb và Zn trong

nấm linh chi bằng phươ ng pháp F-AAS , Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học Khoa học Tự

nhiên -Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[4] Dượ c điển Việt Nam IV (2010).

[5] Nguyễn Văn Định, Dươ ng Ái Phươ ng, Nguyễn Văn Đến (2000), Kết hợ p phươ ng

pháp phân tích quang phổ phát xạ và hấp thụ nguyên tử để phân tích các kim loại thành

phẩm , H ội nghị khoa học phân tích Hoá, Lý và Sinh học lần thứ nhấ t , Hà Nội.

[6] Phạm Thị Thu Hà (2006), Nghiên cứu xác định Cd và Pb trong thảo dượ c và sản

phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, Luận văn Thạc s ỹ khoa học, Đại

học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[7] Phan Diệu Hằng (2001), Xác định Pb trong mẫu nướ c ngọt giải khát Sprite bằng

phươ ng pháp Von-Ampe hoà tan, Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học Khoa học tự nhiên -

Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[8] Lê Văn Hậu (2010), Phân tích đánh giá hàm lượ ng kim loại nặng trong nhựa và

phát tán vào thực phẩm bằng phươ ng pháp ICP-MS , Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học

Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[9] Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2003), Giáo

trình Các phươ ng pháp phân tích công cụ - phần hai, Đại học khoa học Tự nhiên - Đại

học Quốc Gia Hà Nội.




88

[10] Đỗ Văn Hiệp (2011), Xác định hàm lượ ng đồng và chì trong rau xanh ở thành phố

Hà Nội bằng phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS), Khóa luận t ố tnghiệ p, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[11] Trần Việt Hưng (2005), Khảo sát và nghiên cứu phân tích dư lượ ng một số hoá

chất bảo vệ thực vật , Luận án Tiế n s ỹ Dượ c học, Trườ ng Đại học Dượ c Hà Nội.

[12] Cao Thị Mai Hươ ng (2011), Luận văn thạc s ỹ , Đại học khoa học Tự nhiên - Đại

học Quốc Gia Hà Nội.

[13] Bùi Thị Hoà, Nguyễn Văn Hà, Trịnh Văn Lẩu (2003), Xác định hàm lượ ng Asen

trong một số thuốc đông dượ c bằng phươ ng pháp F-AAS, T ạ p chí kiể m nghiệm, 1,

tr.23-27.

[14] Phạm Thị Xuân Lan (1979), Xác định Pb bằng phươ ng pháp trắc quang, Khoá

luận t ố t nghiệ p, Đại học tổng hợ p Hà Nội.

[15] Nguyễn Thị Hươ ng Lan (2000), Xác định hàm lượ ng Cu, Pb và Zn trong gừng củ

bằng phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa, Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học

khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[16] Phạm Luận (1987), S ổ tay pha chế dung d ịch - phần 1,2, NXB Khoa học và kỹ

thuật.

[17] Phạm Luận (1988/1990), Quy trình xác định các nguyên t ố kim loại trong lá cây

và cây thuố c Đông y ở Việt Nam, Đại học Tổng hợ p Hà Nội.

[18] Phạm Luận (1990/1994), K ỷ yế u: Quy trình phân tích các kim loại nặng độc hại

trong thự c phẩ m t ươ i số ng, Đại học Tổng hợ p Hà Nội.

[19] Phạm Luận (1994), C ơ sở lý thuyế t của phép đ o phổ phát xạ nguyên t ử (AES), Đại

học Tổng hợ p Hà Nội.

[20] Phạm Luận và cộng sự (1996), K ế t quả xác định một số kim loại trong mẫ u huyế t

thanh và tóc của công nhân khu gang thép Thái Nguyên và công nhân nhà máy in

1996 , Đại học Tổng hợ p Hà Nội.




89

[21] Phạm Luận (1999/2003), Vai trò của muố i khoáng và các nguyên t ố vi lượ ng đố i

vớ i sự số ng của con ngườ i, Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.[22] Phạm Luận (1994), C ơ sở lý thuyế t của phép đ o phổ hấ p thụ phân t ử UV-VIS , Đại

học Tổng hợ p Hà Nội.

[23] Phạm Luận (2006), Phươ ng pháp phân tích phổ hấ p thụ nguyên t ử , NXB Đại học

Quốc Gia Hà Nội.

[24] Phạm Luận (2001/2004), Giáo trình cơ sở của các k ỹ thuật xử lý mẫ u phân tích -

phần 1,2, Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[25] Phạm Luận (2001/2004), C ơ sở lý thuyế t của phươ ng pháp phân tích phổ khố i

lượ ng nguyên t ử , phép đ o phổ ICP-MS , Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc

Gia Hà Nội.

[26] Từ Vọng Nghi (2001), Hoá học phân tích – C ơ sở lý thuyế t các phươ ng pháp hoá

học phân tích, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[27] Hoàng Nhâm (2003), Hoá học vô cơ - t ậ p hai, NXB Giáo dục.

[28] Trịnh Văn Quỳ, Phùng Hoà Bình (2005), Một số vấn đề tiêu chuẩn hoá, nâng cao

chất lượ ng thuốc và nguyên liệu làm thuốc có nguồn gốc thực vật về độ an toàn , T ạ p

chí d ượ c học, 2, tr. 8-15.

[29] Bùi Văn Quyết (1974), Xác định Pb trong quặng pyrit bằng phươ ng pháp cực phổ ,

Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học Tổng hợ p Hà Nội.

[30] Nguyễn Ngọc Sơ n (2004), Xác định lượ ng vết Pb trong đất hiếm bằng phươ ng

pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GF-AAS , Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học

khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[31] Trần Đại Thanh (2004), Xác định Pb bằng phươ ng pháp chuẩn độ complexon,

Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[32] Tạ Thị Thảo (2010), Bài Giảng Chuyên đề thố ng kê trong hoá phân tích, Đại học

khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội...




90

[33] Nguyễn Thị Thơ m, Phân tích hàm lượ ng Cadmi trong đồ chơ i nhựa bằng phươ ng

pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF - AAS), Khoá luận t ố t nghiệ p,,Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[34] Lê Thị Thu (2004), Xác định Cd, Cu, Pb trong một số mẫu nướ c biển ở Vũng Tàu

bằng phươ ng pháp Von-Ampe hoà tan, Khoá luận t ố t nghiệ p, Đại học khoa học Tự

nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[35] Phạm Hùng Việt, Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội (2001), Hoá học môi trườ ng cơ

sở , Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội.

[36] Schwarzenbach. G, H.Flaschka (1979), Chuẩ n độ phứ c chấ t , Ngườ i dịch: Đào

Hữu Vinh, Lâm Ngọc Thụ, NXB Khoa học và Kỹ thuật.

Tài liệu tiếng anh

[37] Ballantyne. E. E (1984), Heavy metal in natural waters, Spinger – Verlag.

[38] BP 2001, Dượ c điển Châu âu IV (2002).

[39] Greenwood N.N, Earnshaw (1997), Chemistry of the elements, p.1201-1226, 2ed,

Elsevier.

[40] Peter Heitland and Helmut D.Koster (2006), Biomonitoring of 30 element in urine

of children and adultus by ICP-MS, Clinica Chini Acta, Vol 365, issues 1-2, P.310-

318.

[41] John R.Dean (2003), Methods for environmental trace analysis, Northumbria

University, Newcastle, UK.

[42] Jose A.C. Broekart (2002), Analytical Atomic spectrophotometry with Flames and

Plamas, Coppy right. Wiley – VCH Verlag GmbH & Co.kGraA.

[43] Joseph J.Topping and Wiliam A. MacCrehan (1974), Preconcentration and

detemination of cadmium in water by reversed – phase column chromatography and

atomic absorption, Talanta, Vol. 21, No12, p.1281-1286.




91

[44] Rubio.R, Huguet.J and Rauret.G (November 1982), Conparative study of the Cd,

Cu and Pb determination by AAS and by ICP-AES in river water , Water Res.Vol.18,No.4, pp.423-428, 1984.

[45] Shimadzu corporation (1875), Atomic Absorption Spectrophotometry cookbook,

kyoto, Japan.

[46] Somenath Mitra (2003), Sample preparation Techniques in Analytical Chemistry,

John Wiley – interscience, publication, Hoboken, New Jersey.

[47] Susumu Nakashima and Masakazu Yagi (1983), Dertermination of nanogram

amounts of cadmium in water by electrothermal atomic absorption spectrometry after

flotation separation, Anal. Chem. Acta, Vol.147, p.213-218.

[48] USP 30, Dượ c điển Mỹ (2010).

[49] WHO. Western pacific region (Manila 2000), Traditional and modern medicine,

harmonizing the two approaches.

[50] Yongwen Liu, Xijun Chang, Sui Wang, Yong Guo, bingjun Din and Shuangming

Meng (2004), Solid – phase extraction and preconcentration of cadimium (II) in

aqueous solution with Cd(II) – imprinted resin (poly – Cd(II)- DAAB- VP) packed

column, Anal. Chim. Acta, Vol.519, Issue 2, p.173-179.




92

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU................................................................................................................. .......1Chươ ng 1: TỔNG QUAN..................................................................................... .......2

1.1. Giớ i thiệu chung về thuốc đông y...................................................................... 2

1.1.1. Vai trò của các loại thuốc đông y………………………………………….2

1.1.2. Một số tiêu chí an toàn về thuốc đông y ………………………………….3

1.2. Các tính chất hóa học và vật lý của Cd, Pb ............................................... ......3

1.2.1.Các tính chất vật lý…………………………………………………………3

1.2.2. Tính chất hóa học …………………………………………………………41.2.3. Các hợ p chất Cd, Pb ………………………………………………………5

1.2.3.1. Các oxit…………………………………………………………….........5

1.2.3.2. Các hydroxit …………………………………………………………...6

1.2.3.3. Các muối ………………………………………………………….........7

1.2.4. Vai trò, chứ c năng và tác dụng sinh hoá của Cd, Pb …………………. 8

1.2.4.1. Vai trò, chứ c năng và tác dụng sinh hoá của Cd…………. …………8

1.3. Các phươ ng pháp xác định Cd, Pb............................................................ .....11

1.3.1. Phươ ng pháp phân tích hóa học …………………………………..........11

1.3.1.1. Phươ ng pháp phân tích khối lượ ng ……………………………........11

1.3.1.2. Phươ ng pháp phân tích thể tích ……………………………………..12

1.3.2. Phươ ng pháp phân tích công cụ ………………………………………...13

1.3.2.1. Phươ ng pháp điện hóa ……………………………………………….13

1.3.2.1.1. Phươ ng pháp cự c phổ ……………………………………………13

1.3.2.1.2. Phươ ng pháp Von-ampe hòa tan ………………………………..15

1.3.2.2. Phươ ng pháp quang phổ …………………………………………….16

1.3.2.2.1. Phươ ng pháp trắc quang ………………………………………..16




93

1.3.2.2.2. Phươ ng phổ phổ phát xạ nguyên tử (AES) …………………….17

1.3.2.2.3. Phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)……………………18

1.3.2.2.4. Phươ ng pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứ ng ICP-MS …….21

1.4. Phươ ng pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb..................................21

1.4.1. Phươ ng pháp xử lý ướ t (bằng axit đặc oxy hóa mạnh) ………………..22

1.4.1.1. Xử lý mẫu trong bình kendal (phá mẫu hệ hở ) ………………………..22

1.4.1.2. Xử lý mẫu trong lò vi sóng (phá mẫu hệ kín) ……………………........23

1.4.2. Phươ ng pháp xử lý khô …………………………………………………24

Chươ ng 2: ĐỐI TƯỢ NG VÀ PHƯƠ NG PHÁP NGHIÊN CỨ U ..........................252.1. Đối tượ ng và mục tiêu nghiên cứ u ..................................................................25

2.1.1. Đối tượ ng và mục tiêu …………………………………………………...25

2.1.2. Phươ ng pháp ứ ng dụng để nghiên cứ u …………………………………25

2.1.3. Các nội dung nghiên cứ u ………………………………………………..26

2.2. Giớ i thiệu về phươ ng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ......................................27

2.2.1. Nguyên tắc của phươ ng pháp AAS …………………………………… 27

2.2.2. Hệ thống, trang thiết bị của phép đo AAS …………………………… 28

2.3. Trang thiết bị, dụng cụ và hóa chất ....................................................................30

2.3.1. Hệ thống máy phổ ……………………………………………………….30

2.3.2. Hóa chất và dụng cụ …………………………………………………….30

2.3.2.1. Hóa chất ……………………………………………………………….30

2.3.2.2. Dụng cụ ……………………………………………………………….31

2.4. Các cách tính toán và xử lý số liệu phân tích ................................................31

Chươ ng 3: THỰ C NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ ...................................323.1. Khảo sát điều kiện đo phổ GF-AAS của Cd và Pb để xây dự ng quy trình đo

phổ............................................................................................................................. 32

3.1.1. Khảo sát chọn vạch đo phổ ……………………………………………...32




94

3.1.2. Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử …………………… 33

3.1.3. Khảo sát cườ ng độ dòng đèn catot rỗng (HCL)……………………… 343.2. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu ........................................................35

3.2.1. Khảo sát nhiệt độ sấy…………………………………………………….36

3.2.2. Khảo sát nhiệt độ tro hóa luyện mẫu ………………………………… 36

3.3.1. Ảnh hưở ng của axit ………………………………………………………40

3.3.2. Khảo sát ảnh hưở ng của chất cải biến nền……………………………...41

3.4. Đánh giá phép đo GF-AAS………………………………………………...44

3.4.1. Tổng kết các điều kiện xác định Cd, Pb bằng phép đo phổ GF-AAS ...44

3.4.2. Khảo sát xác định khoảng tuyến tính……………………………………46

3.4.3. Xây dự ng đườ ng chuẩn, giớ i hạn phát hiện, giớ i hạn định lượ ng…… 49

3.4.3.1. Xác định đườ ng chuẩn của Cd………………………………….. …..49

3.4.3.2. Xác định đườ ng chuẩn của Pb……………………………………….51

3.4.4. Xác định giớ i hạn phát hiện (LOD) và giớ i hạn định lượ ng (LOQ)……..54

3.4.4.1. Giớ i hạn phát hiện (LOD) ……………………………………………..54

3.4.4.2. Giớ i hạn định lượ ng (LOQ) ……………………………………........54

3.4.5. Tính nồng độ chất phân tích dự a trên đườ ng chuẩn ………………….55

3.5. Khảo sát chọn điều kiện xử lý mẫu ....................................................................58

3.5.1. Xử lý mẫu trong lò nung ………………………………………………...58

3.5.2. Xử lý mẫu trong bình Kendal……………………………………………60

3.5.3. Xử lý mẫu trong lò vi sóng ………………………………………………603.6. Thực nghiệm đo phổ và tính toán kết quả ..........................................................62

3.6.1. Xác định Cd bằng phươ ng pháp đườ ng chuẩn và đánh giá hiệu suất thu

hồi …62

3.6.1.1. Xác định Cd, Pb bằng phươ ng pháp đườ ng chuẩn………………......... 62




95

3.6.1.2. Kết quả đo phổ GF- AAS so sánh vớ i ICP-MS………………………. 65

3.6.1.3. Hiệu suất thu hồi lượ ng thêm chuẩn……………………………… ….66

3.6.2. Xác định Pb, Cd bằng phươ ng pháp thêm chuẩn………………………69

3.6.2.1. So sánh kết quả phươ ng pháp đườ ng chuẩn và thêm chuẩn…………. 81

3.6.2.2. So sánh vớ i kết quả ICP-MS …………………………………………..83

KẾT LUẬN...................................................................................................................86

TÀI LIỆU THAM KHẢO




96

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử model AA-68030 của hãngShimadzu ......................................................................................................................30

Hình 3.1. Đườ ng cong nhiệt độ tro hóa đối vớ i Cd ..................................................37

Hình 3.2. Đườ ng cong nhiệt độ tro hóa đối vớ i Pb................................................... 38

Hình 3.3. Đườ ng cong nhiệt độ nguyên tử hóa đối vớ i Cd...................................... 39

Hình 3.4. Đườ ng cong nhiệt độ nguyên tử hóa đối vớ i Pb....................................... 39

Hình 3.5. Ảnh hưở ng chất cải biến đến phép đo phổ............................................... 42

Hình 3.6. Ảnh hưở ng chất cải biến đến phép đo phổ............................................... 44

Hình 3.7. Đồ thị khoảng tuyến tính của Cd.............................................................. 47

Hình 3.8. Đồ thị khoảng tuyến tính của Pb............................................................... 48

Hình 3.9. Đườ ng chuẩn của Cd.................................................................................. 50

Hình 3.10. Đườ ng chuẩn của Pb................................................................................ 52

Hình 3.11. Sơ đồ quy trình phá mẫu bằng lò nung.................................................. 59

Hình 3.12. Sơ đồ quy trình phá mẫu trong bình kendal .........................................60

Hình 3.13. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu thăng ma........................... 70

Hình 3.14. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu xuyên khung..................... 72

Hình 3.15. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu Cúc hoa............................. 73

Hình 3.16. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu Mộc hươ ng .......................74 Hình 3.17. Đồ thị thêm chuẩn xác định Cd trong mẫu Sa sàng ..............................75

Hình 3.18. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu thăng ma ...........................76

Hình 3.19. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu xuyên khung..................... 77

Hình 3.20. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu Cúc hoa .............................78

Hình 3.21. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu Mộc hươ ng....................... 79

Hình 3.22. Đồ thị thêm chuẩn xác định Pb trong mẫu Sa sàng.............................. 80




97

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Một số hằng số vật lý quan trọng của Cd, Pb............................................ 4 Bảng 3.1. Khảo sát chọn vạch đo phổ của Cd ..........................................................32

Bảng 3.2. Khảo sát chọn vạch đo phổ của Pb........................................................... 33

Bảng 3.3. Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử đối vớ i Cd................ 33

Bảng 3.4. Khảo sát khe đo của máy phổ hấp thụ nguyên tử đối vớ i Pb.............. ..34

Bảng 3.5. Khảo sát cườ ng độ dòng đèn đến kết quả đo phổ đối vớ i Cd ................35

Bảng 3.6. Ảnh hưở ng cườ ng độ dòng đèn đến kết quả đo phổ đối vớ i Pb............ 35

Bảng 3.7. Các điều kiện tro hóa mẫu đối vớ i Cd...................................................... 37

Bảng 3.8. Các điều kiện tro hóa mẫu đối vớ i Pb...................................................... 37

Bảng 3.9. Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu của Cd................................................ 38 Bảng 3.10. Các điều kiện nguyên tử hóa mẫu đối vớ i Pb ........................................39

Bảng 3.11. Ảnh hưở ng của các axit đối vớ i Cd......................................................... 40

Bảng 3.12. Ảnh hưở ng của các axit đối vớ i Pb......................................................... 41

Bảng 3.13. Ảnh hưở ng của một số chất cải biến đến đo phổ đối vớ i Cd................ 42

Bảng 3.14. Ảnh hưở ng của một số chất cải biến đến đo phổ đối vớ i Pb................. 43

Bảng 3.15. Tổng kết các điều kiện đượ c chọn để đo phổ GF-AAS......................... 45

Bảng 3.16. Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Cd.......................................... 47

Bảng 3.17. Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Pb.......................................... 48 Bảng 3.18. Kết quả khảo sát đườ ng chuẩn của Cd.................................................. 49

Bảng 3.19. Kết quả khảo sát xác định đườ ng chuẩn của Pb.................................. 52

Bảng 3.20. Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Cd.......................................... 57

Bảng 3.21. Kết quả sai số và độ lặp lại của phép đo Pb........................................... 57

Bảng 3.22. Kết quả xác định Pb, Cd trong lò nung bằng GF-AAS ........................59

Bảng 3.23. Kết quả xác định Pb, Cd trong bình kendal bằng GF-AAS................ 60

Bảng 3.24. Kết quả xác định Pb, Cd trong lò vi sóng bằng GF-AAS..................... 61

Bảng 3.25. So sánh kết quả 3 cách xử lý mẫu ...........................................................61

Bảng 3.26. Kết quả xác định Cd trong mẫu thuốc đông y .......................................63 Bảng 3.27. Kết quả xác định Pb trong mẫu thuốc đông y....................................... 64

Bảng 3.28. Kết quả đo GF-AAS so sánh vớ i ICP-MS.............................................. 65

Bảng 3.29. Hiệu suất thu hồi lượ ng thêm chuẩn của Cd......................................... 67

Bảng 3.30. Hiệu suất thu hồi lượ ng thêm chuẩn của Pb.......................................... 68

Bảng 3.31. Kết quả xác định Cd bằng phươ ng pháp thêm chuẩn của mẫu thăngma .................................................................................................................................71




Bảng 3.32. Kết quả xác định Pb bằng phươ ng pháp thêm chuẩn của mẫu thăng

ma .................................................................................................................................77


xác định kim loại nặng pb, cd trong cây thuốc Đông y bằng phương pháp phổ hấp...

Documents