Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Phân tích hàm lượng kim loại nặng trong cây Mã đề bằng phương pháp ICP-MS

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

TỐNG MINH TUẤN

PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG

TRONG CÂY MÃ ĐỀ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

TỐNG MINH TUẤN

PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG

TRONG CÂY MÃ ĐỀ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ICP-MS

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Vương Trường Xuân

THÁI NGUYÊN - 2017

LỜ I CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin được cảm ơn chân thành tới:

TS. Vương Trường Xuân giảng viên bộ môn hóa Trường Đại học Khoa học -

Đại học Thái Nguyên, người thầy đã tận tình dìu dắt, hướng dẫn và luôn dành cho

tôi những kiến thức qúy giá trong suốt quá trình nghiên cứu khoa học.

Tôi cũng xin gử i lời cảm ơn đến ThS. Trịnh Đức Cường cùng các anh chi ̣ em

trong phò ng phân tích môi trườ ng - Trung tâm quan trắc môi trườ ng - Tỉnh Thái Nguyên, đã luôn đô ̣ng viên, giú p đỡ tôi trong suốt quá trình làm thực nghiê ̣m.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy giáo, cô giáo Khoa Hóa

học, các thầy cô trong Ban Giám hiệu trường Đại học Khoa học - Đại học Thái

Nguyên đã giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và

nghiên cứu tại trường.

Cuối cùng tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường THPT Tô Hiệu, các bạn

đồng nghiệp, gia đình và bạn bè, những người đã quan tâm giúp đỡ, động viên tôi

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 06 năm 2017

trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.

Tác giả

Tống Minh Tuấn

MỤC LỤC

LỜ I CẢM ƠN ............................................................................................................. a

MỤC LỤC ................................................................................................................... b

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................... e

DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... f

DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... g

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1

Chương 1: TỔNG QUAN .......................................................................................... 3

1.1. Giới thiệu chung về cây Mã đề ........................................................................ 3

1.1.1. Đặc điểm và thành phần cây Mã đề .......................................................... 3

1.1.2. Công dụng ................................................................................................. 4

1.2. Tình hình sử dụng thảo dược cũng như cây Mã đề ở Việt Nam và thế giới ...... 6

1.3. Trạng thái tự nhiên và một số tính chất lý, hóa của Mn, Co, Zn, Cd và Pb ...... 7

1.3.1. Trạng thái tự nhiên của các kim loại Mn, Co, Zn, Cd và Pb ..................... 7

1.3.2. Một số tính chất lý, hóa của Mn, Co, Zn, Cd và Pb ................................. 8

1.4. Vai trò sinh học của các nguyên tố Mn, Co, Zn, Cd và Pb ........................... 12

1.4.1. Vai trò sinh học của Mn ......................................................................... 12

1.4.2. Vai trò sinh học của Co .......................................................................... 13

1.4.3. Vai trò sinh học của Zn .......................................................................... 13

1.4.4. Vai trò sinh học của Cd .......................................................................... 14

1.4.5. Vai trò sinh học của Pb ........................................................................... 14

1.5. Các phương pháp phân tích lượng vết kim loại nặng .................................... 15

1.5.1. Phương pháp phân tích hoá học ............................................................. 15

1.5.2. Các phương pháp phân tích công cụ. ..................................................... 16

1.5.3. Các phương pháp phân tích điện hoá ..................................................... 18

1.5.4. Phương pháp phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) ............................... 19

1.6. Các phương pháp xử lí mẫu để xác định kim loại ......................................... 24

1.6.1. Nguyên tắc xử lí mẫu ............................................................................. 24

1.6.2. Phương pháp chiết .................................................................................. 24

1.6.3. Phương pháp điện phân .......................................................................... 25

1.6.4. Phương pháp phân hủy mẫu bằng lò vi sóng ......................................... 25

1.7. Thiết bị ........................................................................................................... 25

1.7.1. Lò vi sóng ............................................................................................... 25

1.7.2. Thiết bị phân tích mẫu ............................................................................ 26

Chương 2: THỰC NGHIỆM .................................................................................. 29

2.1. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 29

2.2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu ........................................... 29

2.2.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 29

2.2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 29

2.2.3. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 30

2.3. Hóa chất, dụng cụ .......................................................................................... 30

2.3.1. Hóa chất .................................................................................................. 30

2.3.2. Dụng cụ .................................................................................................. 30

2.4. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ........................................................ 31

2.4.1. Lấy mẫu .................................................................................................. 31

2.4.2. Xử lí sơ bộ và bảo quản mẫu .................................................................. 31

2.4.3. Phá hủy mẫu lá khô bằng phương pháp lò vi sóng ................................ 31

2.4.4. Quy trình xử lý mẫu dịch chiết ............................................................... 32

2.5. Xây dựng đường chuẩn của Mn, Co, Zn, Cd và Pb ....................................... 32

2.5.1. Pha hóa chất ............................................................................................ 32

2.5.2. Xây dựng đường chuẩn .......................................................................... 33

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 34

3.1. Các điều kiện phân tích bằng ICP-MS .......................................................... 34

3.1.1. Các điều kiện đo phổ khối nguyên tử của Mn, Co, Zn, Cd và Pb .......... 34

3.1.2. Chọn đồng vị phân tích .......................................................................... 34

3.2. Khoảng tuyến tính, đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định

lượng của Mn, Co, Zn, Cd và Pb .......................................................................... 35

3.3.1. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Mn ......... 35

3.3.2. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Co .......... 36

3.3.3. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Zn .......... 37

3.3.4. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Cd .......... 38

3.3.5. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Pb .......... 38

3.5. Đánh giá hiệu suất thu hồi các quy trình xử lí mẫu cây Mã đề ..................... 39

3.6. Thực nghiệm đo và tính toán kết quả ............................................................ 41

KẾT LUẬN .............................................................................................................. 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 50

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam

ICP-MS Phương pháp cảm ứng cao tần ghép nối khối phổ (Inductively Coupled Plasma emission Mass Spectrometry)

GFA-AAS Phương pháp hấp thụ nguyên tử sử du ̣ng kỹ thuâ ̣t nguyên tử hó a lò nhiệt điện (Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry)

F-AAS Phương pháp hấp thu ̣ nguyên tử sử du ̣ng kỹ thuâ ̣t nguyên tử hó a ngo ̣n lử a (Flame Atomic Absorption Spectrometry)

UV-VIS Phương pháp trắc quang (Ultraviolet Visible Spectrometry)

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption AAS Spectrometry)

ICP-AES Phương pháp quang phổ phát xạ plasma (Inductively Coupled Plasma atomic Emission Spectroscopy)

Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (Atomic Emission AES Spectrometry)

LOD Giới hạn phát hiện (Limit of Detection)

LOQ Giới hạn định lượng (Limit of Quantitation)

RSD Độ lặp lại tương đối (Relative Standard Deviation)

ppb Một phần tỉ (Part per billion)

m/z Khối lượng/điện tích (Mass/charge)

WHO Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Một số tính chất vật lý của các nguyên tố Mangan, Coban, Kẽm,

Cadimi, Chì .............................................................................................. 9

Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu, thời gian địa điểm và kí hiệu mẫu ................................. 31

Bảng 2.2. Thể tích các dung dịch cần lấy ............................................................... 33

Bảng 3.1. Các thông số tối ưu cho máy đo ICP-MS .............................................. 34

Bảng 3.2. Tỷ số khối lượng/điện tích (M/Z) của các kim loại cần phân tích ......... 34

Bảng 3.3. Khoảng nồng độ tuyến tính các nguyên tố ............................................ 35

Bảng 3.4. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của các kim loại ................. 39

Bảng 3.5. Hiệu suất thu hồi của Mangan ............................................................... 40

Bảng 3.6. Hiệu suất thu hồi của Coban .................................................................. 40

Bảng 3.7. Hiệu suất thu hồi của Kẽm ..................................................................... 40

Bảng 3.8. Hiệu suất thu hồi của Cadimi ................................................................. 40

Bảng 3.9. Hiệu suất thu hồi của Chì ....................................................................... 41

Bảng 3.10. Kết quả tính toán hàm lượng Mangan trong mẫu lá khô (mg/kg) ......... 42

Bảng 3.11. Kết quả tính toán hàm lượng Mangan trong mẫu dịch chiết (mg/l) ...... 42

Bảng 3.12. Kết quả tính toán hàm lượng Coban trong mẫu lá khô (mg/kg) ............ 42

Bảng 3.13. Kết quả tính toán hàm lượng Coban trong mẫu dịch chiết (mg/l) ......... 43

Bảng 3.14. Kết quả tính toán hàm lượng Kẽm trong mẫu lá khô (mg/kg) .............. 43

Bảng 3.15. Kết quả tính toán hàm lượng Kẽm trong mẫu dịch chiết (mg/l) ............ 43

Bảng 3.16. Kết quả tính toán hàm lượng Cadimi trong mẫu lá khô (mg/kg) .......... 44

Bảng 3.17. Kết quả tính toán hàm lượng Cadimi trong mẫu dịch chiết (mg/l) ........ 44

Bảng 3.18. Kết quả tính toán hàm lượng Chì trong mẫu lá khô (mg/kg) ................ 44

Bảng 3.19. Kết quả tính toán hàm lượng Chì trong mẫu dịch chiết (mg/l) .............. 45

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Thiết bị phân hủy mẫu ........................................................................... 25

Hình 1.2. Hệ trang bị ICP-MS ................................................................................ 26

Hình 1.3. Bộ tạo sol khí .......................................................................................... 27

Hình 1.4. Bộ tạo plasma và nhiệt độ các vùng của plasma ..................................... 27

Hình 1.5. Kiểu hệ lọc khối trường tứ cực ............................................................... 28

Hình 1.6. Hình ảnh máy ICP - MS (ELAN 9000) ................................................. 28

Hình 3.1. Đường chuẩn của Mn ............................................................................. 35

Hình 3.2. Đường chuẩn của Co .............................................................................. 36

Hình 3.3. Đường chuẩn của Zn .............................................................................. 37

Hình 3.4. Đường chuẩn của Cd .............................................................................. 38

Hình 3.5. Đường chuẩn của Pb .............................................................................. 38

Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện hàm lượng kim loại Mn trong mẫu ............................. 45

Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện hàm lượng kim loại Co trong mẫu.............................. 46

Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện hàm lượng kim loại Zn trong mẫu .............................. 46

Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện hàm lượng kim loại Cd trong mẫu.............................. 46

Hình 3.10. Biểu đồ thể hiện hàm lượng kim loại Pb trong mẫu .............................. 47

MỞ ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển vô cùng mạnh mẽ của y học hiện đại trên thế giới

cũng như sự hiểu biết ngày càng sâu sắc hơn về nền y học Phương Đông kì diệu,

chúng ta đã tìm ra nhiều loại hoạt chất giúp điều trị những căn bệnh nan y, hiểm

nghèo... Bên cạnh đó chúng ta cũng phát hiện ra rằng trong những hoạt chất tìm ra

đó phần lớn được phát hiện từ những cây thuốc đông y dân gian thì việc sử dụng

các sản phẩm dược liệu có nguồn gốc tự nhiên, gần gũi dễ tìm xung quanh chúng ta

ngày càng phổ biến và hữu dụng. Cây Mã đề (Tên khoa học - Plantago major L)

mọc hoang và được trồng khắp nơi trên đất nước ta, là cây thuốc đông y dân gian

qúy mà nhân dân ta sử dụng rất nhiều: có thể dùng làm rau ăn, lá uống nước hàng

ngày có tác dụng lợi tiểu, tăng thải trừ ure, acid uric, muối, giãn phế quản, kháng

khuẩn, kháng viêm, bí tiểu tiện, phù thũng, tiểu tiện ra máu, viêm thận, viêm bàng

quang, mụn nhọt, sưng tấy...

Nhưng việc sử dụng đó có an toàn hay không khi hiện nay môi trường sống

của con người ngày càng bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng nhất là những nơi dân cư

sinh sống gần các khu công nghiệp chịu ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự gia tăng

phế thải. Chất thải, phế thải công nghiệp, phế thải sinh hoạt, hoá chất nông nghiệp

tồn dư đi vào nước, không khí rồi tích tụ trong đất, làm cho đất bị thoái hoá, dẫn tới

năng suất, chất lượng của nhiều loại thực vật bị suy giảm trong đó có cây Mã đề mà

chúng ta vẫn sử dụng thường xuyên.

Vì vậy trong giai đoạn mới của ngành hóa phân tích trên thế giới nói chung

và Việt Nam nói riêng, chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu tìm ra các hoạt

chất mới làm thuốc mà còn phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế các

kim loại nặng có hại ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người sử dụng.

Xuất phát từ những yêu cầu trên, chúng tôi lựa chọn và thực hiện đề tài:

“Phân tích hàm lượng kim loại nặng trong cây Mã đề bằng phương pháp ICP-

MS” với mục đích sau:

 Nghiên cứu và lựa chọn các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lí mẫu để

định lượng các kim loại nặng trong cây Mã đề (Plantago major L.) bằng

phương pháp ICP-MS.

 Lựa chọn các thông số phù hợp của máy hợp của máy để đo.

 Đưa ra quy trình phân tích kim loại nặng trên thiết bị ICP-MS và áp dụng

phân tích một số đối tượng mẫu thực tế.

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về cây Mã đề

1.1.1. Đặc điểm và thành phần cây Mã đề

Tên khoa học là Plantago major L.

Thuộc bộ Hoa môi (Lamiales), họ (familia) Mã đề (Plantaginaceae), chi

(genus) Mã đề (Plantago), loài (species) Plantago asiatica.

Tên khác: Mã tiền á, Xa tiền

Tên nước ngoài: Broad - leaved plantain, Ripple grass, Cart tract plan, Large

Plantain... [5].

Mã đề là cây thân thảo, sống lâu năm, tái sinh bằng nhánh và hạt, thân cao

khoảng 10-15 cm. Lá có cuống dài, hình trứng (ảnh) dài 5-12 cm, rộng 3,5 -

8 cm, đầu tù, hơi có mũi nhọn. Mã đề rất dễ nhận ra bởi phiến lá hình thìa, đôi

khi hình trứng, có gân hình cung dọc theo sống lá và đồng quy ở ngọn và gốc lá.

Hoa mọc thành bông, có cán dài 10-15 cm, xuất phát từ kẽ lá, hoa dài lưỡng tính,

đài 4, xếp cheo, hơi dính ở gốc, tràng màu nâu tồn tại, gồm 4 thùy nằm xen kẽ ở

giữa các lá đài. Nhị 4 chỉ nhị mảnh, dài, 2 lá noãn chứa nhiều tiểu noãn. Mùa hoa

nở trong tháng 7-8. Hoa thụ phấn nhờ gió và phát tán bằng hạt. Quả hộp trong

chứa nhiều hạt màu nâu đen bóng. Hạt rất nhỏ nhưng có thể thu hoạch và nghiền

nát để trích lấy dung dịch keo bột. Một cây có thể sản sinh hàng ngàn hạt, hạt

khuếch tán nhờ gió [4, 5].

Cây mã đề được tìm thấy trong nhiều môi trường sống khác nhau, từ những

vùng ẩm ướt ở đồng bằng, vùng ven biển cho đến các khu vực bán sơn địa và vùng

núi cao. Loài cây này trở thành loài cỏ dại có tính quốc tế, trở thành loài cây xâm

nhập nguy hiểm ở một số nước.

Hình ảnh Cây Mã đề trong tự nhiên

Có 2 loài Mã đề ở Việt Nam

- Loài Plantago major (Mã đề lớn) chủ yếu được dùng làm rau, được trồng

phổ biến.

- Loài Plantago asiatica (Mã đề, Mã đề á hay xa tiền) chủ yếu được dùng làm

thuốc. Về tính vị và công dụng dược liệu của hai loài tương tự nhau nhưng ở loài

mã đề (lá) lớn có chất lượng kém hơn [5].

1.1.2. Công dụng

- Thực phẩm

Lá cây Mã đề được dùng làm rau. Ở Việt Nam lá cây Mã đề non được dùng

làm rau như các loại rau cải khác. Lá rau Mã đề non được dùng để ăn sống cùng các

loại rau ghém khác, nhất là ăn chung với các loại rau rừng khác. Lá rau Mã đề non

cũng được dùng để xào, nấu các món canh rau mặn và chay. Canh mã đề nấu với

tôm, thịt ăn rất ngon và có tác dụng giải nhiệt, tiểu tiện dễ dàng [6].

- Thuốc

Theo quan điểm của Đông y, cây Mã đề được dùng làm thuốc là cây mọc

hoang dại trong tự nhiên, giống cây Mã đề được trồng là giống Mã đề lá lớn có giá

trị dược liệu kém hơn các giống Mã đề hoang dại (lá nhỏ) mọc trong môi trường tự

nhiên. Theo Đông y, Mã đề có vị ngọt, tính lạnh, đi vào các kinh, can, thận và bàng

quang, ho lâu ngày, viêm khí quản, tả, lị, nhức mắt, đau mắt đỏ, nước mắt chảy

nhiều, lợi tiểu... Trong y học cổ truyền Việt Nam, Mã đề được dùng làm thuốc lợi

tiểu, chữa một số bệnh về tiết niệu, cầm máu, phù thũng, ho lâu ngày, tiêu chảy,

chảy máu cam... [11].

Trong lá cây Mã đề giàu canxi và các khoáng chất khác, với 100 gram lá

chứa một lượng vitamin A tương đương với củ cà rốt. Toàn thân chứa một glucozit

gọi là aucubin hay rinantin còn gọi là aucubozit. Trong lá có chất nhầy, chất đắng,

carotin, vitamin C, vitamin K yếu tố T. Trong hạt chứa chất nhầy, axit plantenolic,

adnin và cholin [5, 12].

Các thử nghiệm cho thấy, Mã đề (đặc biệt là phần lá) có tác dụng lợi tiểu,

tăng thải trừ urê, axit uric và muối trong nước tiểu. Do đó, có thể dùng nó để hỗ trợ

điều trị chứng tăng huyết áp bên cạnh các thuốc đặc hiệu. Hạt Mã đề được sử dụng

trong một số bài thuốc hiệu quả chữa sỏi đường tiết niệu. Mã đề cũng có tác dụng

long đờm và trị ho. Thuốc viên bào chế từ cao mã đề và terpin đã được áp dụng trên

lâm sàng, điều trị hiệu quả các bệnh viêm cấp tính đường hô hấp trên, làm nhẹ quá

trình cương tụ niêm mạc hô hấp, chữa ho và phục hồi tiếng nói ở bệnh nhân viêm

thanh quản cấp. Cao nước Mã đề đã được áp dụng cho hơn 200 bệnh nhân viêm

amiđan cấp, kết quả 92% khỏi bệnh, 8% đỡ. Tác dụng hạ sốt, phục hồi số lượng

bạch cầu và làm hết các triệu chứng tại chỗ của mã đề được đánh giá là tương

đương các thuốc kháng khuẩn thường dùng. Mã đề cũng được sử dụng trong các

dược phẩm trị mụn nhọt và bỏng. Thuốc dạng dầu chế từ bột mã đề khi đắp lên mụn

nhọt có thể làm mụn đỡ nung mủ và viêm tấy. Còn thuốc mỡ bào chế từ cao đặc Mã

đề đã được sử dụng để điều trị các ca bỏng 2-45% diện tích da, đạt kết quả tốt. Bệnh

nhân cảm thấy mát, dễ chịu, không xót, không nhức buốt, dễ thay bông và bóc gạc.

Vết bỏng đỡ nhiễm trùng, ít mủ, giảm mùi hôi thối, lên da non tốt, thịt phát triển

đều, không sần sùi. Bệnh nhân giảm được lượng thuốc kháng sinh dùng toàn thân.

Các nghiên cứu cũng cho thấy, chất polysacharid trong hạt Mã đề có tác dụng

nhuận tràng, trị táo bón mạn tính [5, 6, 12].

Ngoài ra cây Mã đề cho các vị thuốc sau theo nghiên cứu của các nước:

- Xa tiền tử: Semen plantaginis là hạt phơi khô hay sấy khô.

- Mã đề thảo (xa tiền thảo): Herba plantaginis là toàn cây bỏ rễ phơi hay sấy khô.

- Lá Mã đề: Folium plantaginis là lá tươi hoặc sấy khô

Tại Ấn Độ, chất nhầy được chiết xuất bằng cách nghiền vỏ hạt của một loài

Mã đề có tên Plantago ovata để bào chế loại thuốc nhuận tràng được bán như là

Isabgol, một loại thuốc nhuận tràng để điều trị chứng đường ruột bất thường và táo

bón. Nó cũng được sử dụng trong một số ngũ cốc để điều trị chứng cao cholesterol

mức độ nhẹ tới vừa phải cũng như để làm giảm lượng đường trong máu. Nó đã từng

được sử dụng trong y học Ayurveda và Unani của người dân bản xứ cho một loạt

các vấn đề về ruột, bao gồm táo bón kinh niên, lỵ amip và bệnh tiêu chảy [29, 30].

1.2. Tình hình sử dụng thảo dược cũng như cây Mã đề ở Việt Nam và thế giới

Trên thế giới, đã phát hiện được 265.000 loài thực vật. Trong đó có 150.000

loài được phân bố ở các vùng nhiệt đới, 35.000 loài có ở các nước ASEAN. Trong

số này có ít nhất 6.000 loài được dùng làm thuốc. Các loài thực vật có chứa khoảng

5 triệu hợp chất hóa học. Cho tới nay, đã có 0,5%, nghĩa là 1.300 cây được nghiên

cứu một cách có hệ thống về thành phần hóa học và giá trị chữa bệnh. Thuốc từ

dược liệu được sử dụng không chỉ các nước Á Đông mà còn được tiêu thụ một

lượng khá lớn ở các nước Phương Tây. Ở các nước có nền công nghiệp phát triển

thì một phần tư số thuốc kê trong các đơn có chứa hoạt chất từ dược liệu [24].

Cây Mã đề với đặc tính dược phẩm của chúng chữa nhiều bệnh khác nhau,

đặc điểm sinh học của cây phát triển rất tốt trong điều kiện khí hậu nóng ẩm nó mọc

khắp nơi xung quanh nơi ở của con người, ta rất dễ tìm kiếm cộng với điều kiện

kinh tế, quan điểm về hệ thống y học cổ truyền Phương Đông vì những lí do trên

mà Mã đề được sử dụng rộng rãi, phổ biến ở Việt Nam.

Cũng như cây Mã đề các loại cây thảo dược khác được sử dụng phổ biến ở

Việt Nam cũng như nhiều nơi trên thế giới để điều trị nhiều loại bệnh. Chúng

thường chứa các thành phần có hoạt tính dược lý như các khoáng chất và các chất vi

lượng. Theo như Tổ chức y tế Thế giới, có khoảng 70-80% dân số thế giới vẫn tin

vào các phương thuốc dân gian dùng chủ yếu là thảo dược. Các loại thảo dược được

sử dụng như các loại thuốc dân gian để điều trị các bệnh như đau đầu, đau bụng,

tiểu đường, cao huyết áp, thấp khớp..vv. Song song với sự tăng trong việc sử dụng

các loại thuốc thảo dược dân gian là sự lo ngại về sự an toàn và độc tính của các

thảo dược tự nhiên bán trên thị trường. Có một quan niệm sai lầm lớn là các thảo

dược tự nhiên và các loại cây thì luôn an toàn. Tuy nhiên có nhiều báo cáo về việc

nhiễm độc và các tác dụng khác nhau liên quan đến việc sử dụng các loại cây thảo

dược và các đơn thuốc từ chúng [30].

Các độc tính của các cây thảo dược có thể liên quan tới sự ô nhiễm từ thuốc

trừ sâu, vi sinh vật, kim loại nặng hay hóa chất độc hại. Nhìn chung, về mặt địa lý,

các tính chất hóa địa của đất, các chất ô nhiễm ở trong đất, nước và không khí cũng

như sự phát triển, chuyển hóa và các điều kiện tích tụ có ảnh hưởng quan trọng đến

các tính chất và chất lượng của chúng. Độc tính của các vi lượng kim loại đối với

sức khỏe con người và với môi trường đã thu hút được sự chú ý đáng kể trong

những năm gần đây. Các loại cây là con đường chính để chuyển các kim loại nặng

từ đất ô nhiễm tới con người. Các kim loại nặng có xu hướng tích tụ trong chuỗi

thức ăn. Các kim loại nặng được bài tiết chậm qua thận và do đó có thể gây tác hại

tới con người với nồng độ rất thấp. Các kim loại như Mn, Co, Ni, Cd và Pb ... là

những dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người. Tuy nhiên, khi hàm lượng các

nguyên tố này hấp thụ tăng cao vượt quá giới hạn cho phép thì sẽ trở thành độc hại.

Việc nhiễm độc các kim loại nặng thường dẫn tới một số các loại bệnh như suy

giảm hệ thống miễn dịch, rối loạn chức năng tim mạch, dị tật thai nhi, mất cân bằng

tâm lý và thần kinh... [16, 21, 25].

Hiện nay, sự ô nhiễm các kim loại nặng trong các phương thuốc thảo dược

đã được báo cáo ở các nước Châu Á, Nam Mỹ và Châu Phi [39]. Tuy nhiên, ở Việt

Nam, có rất ít các thông tin về sự an toàn của thảo dược và các sản phẩm từ thảo

dược có bán trên thị trường.

1.3. Trạng thái tự nhiên và một số tính chất lý, hóa của Mn, Co, Zn, Cd và Pb

1.3.1. Trạng thái tự nhiên của các kim loại Mn, Co, Zn, Cd và Pb

Mangan chiếm khoảng 1000 ppm (0,1%) trong vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ

12 về mức độ phổ biến của các nguyên tố ở đây. Đất chứa 7-9000 ppm mangan với

hàm lượng trung bình 440 ppm Nước biển chỉ chứa 10 ppm mangan và trong khí

quyển là 0,01 µg/m3 Mangan có mặt chủ yếu trong pyrolusit (MnO2), braunit,

6) (SiO12), psilomelan (Ba,H2O)2Mn5O10, và ít hơn trong rhodochrosit

(Mn2+Mn3+

(MnCO3) [18, 19].

Coban không thể tìm thấy như là một kim loại tự do, mà nói chung là ở trong

các dạng quặng.Những quặng coban chính là cobantin (CoAsS) 35,4% Co, smantit

(CoAs2). Do có nhiều trạng thái oxi hóa khác nhau, nên số lượng hợp chất coban

khá phong phú. Các oxít không có từ tính ở nhiệt độ thấp như CoO, và Co3O4. Bột

kim loại coban dễ bùng cháy khi tiếp xúc với lửa. Các hợp chất của coban phải

được xử lí cẩn thận do có độc tính nhẹ [18, 19].

Kẽm trong thạch quyển của vỏ quả đất chiếm khoảng 5.10-3% về khối lượng,

tồn tại ở dạng các khoáng vật chủ yếu là quặng blen kẽm (ZnS), calamin (ZnCO3),

phranclinit hay ferit kẽm (Zn(FeO2)2), ngoài ra còn có zincit ZnO. Trong tự nhiên

các khoáng vật của Zn đều có lẫn khoáng vật của Pb, Ag và Cd [19].

Cadimi được tìm thấy trong tạp chất của cacbonat kẽm (calamin). Trong

thạch quyển của vỏ trái đất cadimi chiếm khoảng 5.10-5 % về khối lượng. Khoáng

vật chủ yếu của cadimi là quặng grinokit (CdS). Trong quặng blen kẽm (ZnS) và

calamine (ZnCO3) có chứa khoảng 3% cadimi [18].

Chì đã được con người biết đến từ thời thượng cổ. Chì trong vỏ trái đất ứng

với thành phần thạch quyển chiếm 1,6×10-3 % về khối lượng. Galen (PbS) là quặng

chì quan trọng nhất trong công nghiệp, ngoài ra còn gặp chì trong quặng xeruzit

(PbCO3) [19].

1.3.2. Một số tính chất lý, hóa của Mn, Co, Zn, Cd và Pb

1.3.2.1. Tính chất vật lý của Mn, Co, Zn, Cd và Pb

Mangan là kim loại màu trắng xám, giống sắt. Nó là kim loại cứng và rất

giòn, khó nóng chảy, nhưng lại bị oxi hóa dễ dàng. Mangan tự nhiên là bao gồm 1

đồng vị bền 55Mn. 18 đồng vị phóng xạ đã được miêu tả đặc điểm trong đó đồng vị

phóng xạ ổn định nhất là 53Mn có chu kì bán rã 3,7 triệu năm, 54Mn có chu kì bán rã

312,3 ngày, và 52Mn là 5,591 ngày. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kì

bán rã nhỏ hơn 3 giờ và phần lớn trong số này có chu kì bán rã nhỏ hơn 1 phút [19].

Coban có ánh kim, màu trắng xám Coban trong tự nhiên bao gồm 1 đồng

vị ổn định là 59Co. Coban có 22 đồng vị phóng xạ. Những đồng vị phóng xạ ổn định

nhất là 60Co có chu kì bán rã là 5,2714 năm, 57Co có chu kì bán rã là 271,79

ngày, 56Co có chu kì bán rã là 77,27 ngày, và 58Co có chu kì bán rã 70,86 ngày. Tất

cả đồng vị phóng xạ còn lại có chu kì bán rã ít hơn 18 giờ và phần lớn những đồng

vị này có chu kì bán rã ít hơn 1 giây. Nguyên tố này cũng có 4 đồng phân phóng xạ,

tất cả các đồng phân này đều có chu kì bán rã ít hơn 15 phút [19].

Kẽm là kim loại màu trắng bạc, mềm. Ở trong không khí bị phủ lớp màng

64Zn (48,89%), 66Zn (27,81%), 67Zn (4,11%), 68Zn (18,56%) và 70Zn (0,62%)

hidroxit - cacbonat bền. Kẽm có 15 đồng vị, trong đó có 5 đồng vị thiên nhiên là

Cadimi là kim loại màu trắng bạc, mềm, có thể cắt bằng dao, dễ dát mỏng và

dễ mất ánh kim trong môi trường không khí ẩm do tạo màng oxít. Cadimi có 19

đồng vị, trong đó có 8 đồng vị gặp trong thiên nhiên 106Cd (1,215%), 108Cd

(0,875%), 110Cd (12,39%), 111Cd (12,7%), 112Cd (24,07%), 113Cd (12,26%), 114Cd

(28,86%), và 116Cd (7,58%). Trong các đồng vị phóng xạ thì đồng vị 100Cd có chu kì

bán hủy 470 ngày đêm là bền nhất [19].

Chì là kim loại có màu xám. Chì có 18 đồng vị, trong đó có 4 đồng vị thiên

nhiên là 204Pb (chiếm 1,48%), 206Pb (chiếm 23,6%), 207Pb (chiếm 22,6%) và 208Pb

(chiếm 52,3%). Đồng vị phóng xạ bền nhất của chì là 202Pb có chu kỳ bán hủy là

3.105 năm [19].

Một số tính chất vật lý của mangan, coban, kẽm, cadimi và chì được tổng kết

trong bảng 1.1 [19].

Bảng 1.1. Một số tính chất vật lý của các nguyên tố Mangan, Coban, Kẽm,

Cadimi, Chì

STT Tính chất vật lý Mangan

1 STT trong BTH 2 Nguyên tử khối (u)

25 54,94

Coban 27 58,93

Kẽm 30 66

Cadimi 48 112,41

3 Cấu hình electron

[Ar]3d54s2 [Ar]3d74s2

[Ar]3d104s2 [Kr]4d105s2

I1= 7,43 I2= 15,63

I1= 7,86 I2= 17,05

I1=9,39 I2=17,96

I1= 8,99 I2= 16,90

Chì 82 208 [Xe]4f14 5d106s26p2 I1=7,42 I2=15,03

Năng lượng ion hóa (eV) Bán kính nguyên tử

1,3

1,25

1,39

1,56

1,75

)

1244

419,5

321

327,4

1495

( Nhiệt độ nóng chảy (0C)

2080

906

767

1740

3100

7,44

7,13

8,63

11,34

8,9

7 Nhiệt độ sôi (0C) Khối lượng riêng (g/cm3)

1.3.2.2. Một số tính chất hóa học của Mn, Co, Zn, Cd và Pb

* Tác dụng với oxi: Mangan dễ bị oxi không khí oxi hóa nhưng màng Mn2O3 được

tạo nên lại bảo vệ cho kim loại không bị oxi hóa tiếp kể cả khi đun nóng [19].

Coban bền do màng oxit bảo vệ ở nhiệt độ cao (dạng bột) xảy ra phản ứng.

2Co + O2 2CoO ( 3000C)

Cadimi bền trong điều kiện không khí ẩm và ở nhiệt độ thường nhờ có màng

oxit bảo vệ. Nhưng ở nhiệt độ cao cadimi cháy mãnh liệt tạo thành oxit, cho ngọn

lửa màu sẫm.

Chì bị oxi hóa ở điều kiện thường tạo thành màng oxit bảo vệ cho kim loại.

Khi đun nóng trong không khí, chì bị oxi hóa dần đến hết tạo ra PbO.

2PbO 2Pb + O2

Ở nhiệt độ thường và trong không khí ẩm, kẽm bị bao phủ bởi lớp màng

hidroxxit - cacbonat bền.

2Zn + 2H2O + O2 → 2Zn(OH)2

2Zn + H2O + O2 + CO2 → Zn2CO3(OH)2

hi ở nhiệt độ cao cháy mãnh liệt tạo thành oxit

2ZnO 2Zn + O2

* Tác dụng với các phi kim khác

- Mangan, Coban, Cadimi và Chì tác dụng với halogen, lưu huỳnh, photpho...

tạo muối tương ứng.

Pb + S → PbS

Pb + Cl2 → PbCl2

Co + S → CoS

* Tác dụng với nước

- Mangan, coban, kẽm và cadimi không tác dụng được với nước ở nhiệt độ

thường. Ở nhiệt độ cao cadimi khử hơi nước tạo thành oxit. Còn chì phản ứng chậm

với nước khi có mặt của oxi tạo ra hidroxit:

2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

* Tác dụng với axit

- Với axit có tính oxi hóa ở H+ (như HCl, H2SO4 loãng…) mangan, coban,

kẽm, và cadimi đều tác dụng tạo muối M2+ và giải phóng khí hiđro.

Mn + H2SO4 → MnSO4 + H2↑

Co + H2SO4 → CoSO4 + H2↑

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑

Cd + 2HCl → CdCl2 + H2↑

Chì không tan trong HCl do tạo ra lớp PbCl2 khó tan làm cho chì không tan

thêm được nữa, nhưng với HCl đặc thì chì lại dễ tan hơn do tạo thành hợp chất dễ

tan dạng H2[PbCl4]

PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4]

- Với các axit có tính oxi hóa mạnh (như HNO3, H2SO4 đặc) thì mangan,

coban, kẽm, cadimi và chì đều phản ứng, sản phẩm khử không có hiđro [18]:

3Mn + 8HNO3 → 3Mn(NO3)4 + 2NO↑+ 4H2O

3Co + 8HNO3 → 3Co(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

Cd + 2H2SO4(đ) → CdSO4 + SO2 ↑ + 2H2O

Kẽm có thể khử dung dịch HNO3 loãng thành ion amoni

4Zn +10 HNO3 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Nhưng với axit HNO3, chì tác dụng ở bất kỳ nồng độ nào đều tạo ra

Pb(NO3)2. Tuy nhiên do Pb(NO3)2 khó tan trong HNO3 đặc, dễ tan trong nước nên

chì dễ tan trong HNO3 loãng, khó tan trong HNO3 đặc [19].

3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Chì cũng tan được trong axit axetic và một số axit hữu cơ khác khi có mặt oxi

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

Chì còn có thể tan được trong dung dịch kiềm đặc nóng

Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2 ↑

Coban chỉ tan trong những axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4đặc

Co + 4HNO3 đặc →Co(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

6Co + 8HNO3 loãng → 3Co2(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Kẽm có thể tan dễ dàng trong dung dịch kiềm giải phóng hidro

Zn + OH- + H2O → [Zn(OH)4]2- + H2

Khi có mặt oxi không khí, đồng, kẽm có thể tan trong dung dịch NH3

2Cu + 8NH3 + O2 + 2H2O → 2[Cu(NH3)4](OH)2

Zn + 4NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2

- thành khí NH3:

Trong môi trường kiềm cao, Zn khử được ion NO3

- + 7OH- + 6H2O → 4[Zn(OH)4]2- + NH3

4Zn + NO3

1.4. Vai trò sinh học của các nguyên tố Mn, Co, Zn, Cd và Pb

1.4.1. Vai trò sinh học của Mn

Mangan trong cơ thể chỉ khoảng 12 - 20 mg so với trọng lượng cơ thể nhưng

tham gia vào rất nhiều quá trình biến dưỡng với nhiều vai trò khác nhau. Trong

đường ruột, mangan giúp men tiêu hóa nhận diện thức ăn dễ hấp thu nhất. Ở tế bào,

mangan thúc đẩy tổng hợp protein để bảo toàn cấu trúc của tế bào, nhờ đó tế bào có

thể sinh sản bình thường. Nói cách khác, tế bào ít bị biến động thành tế bào ung thư.

Mangan là nguyên tố vi lượng "bận rộn" nhất, có mặt ở khắp nơi trong cơ thể. Giúp

tạo huyết cầu trong tủy xương, tăng cường cấu trúc chắc khỏe cho xương và răng

hay thúc đẩy quá trình sản xuất nội tiết tố.

Mangan tham gia vào sản xuất tác chất trung gian thần kinh dopamin - một

chất dẫn truyền xung thần kinh cảm giác về ý chí và tinh thần sáng tạo của con

người. Nếu thiếu mangan, cơ thể sẽ mất cảm giác sung sướng hay đau buồn, giảm

khả năng phản xạ của cơ thể.

Ngoài ra, mangan còn kích thích chuyển hóa chất béo, giảm cholesterol góp

phần ngăn ngừa xơ vữa động mạch. Mangan trong ty thể làm chất đồng xúc tác

cùng các enzyme chuyển hóa hàng loạt quá trình trong tế bào... Hơn nữa, mangan

còn thúc đẩy hình thành sắc tố melanin làm sáng da, tăng sức sống cho tóc.

Mangan không có khả năng gây đột biến cũng như hình thành các bệnh nguy

hiểm như ung thư, cũng không ảnh hưởng đến sinh sản… nhưng nó có liên quan

mật thiết đến hệ thần kinh, gây ra các độc tố hình thành hội chứng manganism với

các triệu chứng gần tương như tự bệnh Parkinson. Nếu lượng mangan hấp thu vào

cơ thể cao có thể gây độc với phổi, hệ thần kinh, thận và tim mạch. Khi hít phải

mangan với lượng lớn có thể gây hội chứng nhiễm độc ở động vật, gây tổn thương

thần kinh [25, 27, 30, 33, 40].

1.4.2. Vai trò sinh học của Co

Coban có cả tác động có lợi và có hại đối với sức khoẻ con người. Coban có

lợi cho con người vì nó là một phần của vitamin B12, điều rất cần thiết để duy trì

sức khoẻ con người. Coban (0.16-1.0 mg coban/kg trọng lượng cơ thể) cũng được

sử dụng như một phương pháp điều trị thiếu máu (ít hơn số lượng hồng cầu bình

thường), Coban cũng làm tăng sản xuất tế bào hồng cầu ở người khỏe mạnh. Coban

cũng rất cần thiết đối với sức khoẻ của các động vật khác nhau, như gia súc, cừu.

Khi cây phát triển ở nơi bị ô nhiễm, chúng sẽ tích tụ các hạt coban rất nhỏ, đặc biệt

là ở các bộ phận của cây mà chúng ta ăn, như trái cây và hạt. Đất, nước và không

khí gần các nhà máy, khu công nghiệp sản xuất thép có thể chứa một lượng coban

rất cao, do đó sự hấp thụ của con người thông qua việc ăn cây có thể gây ra các ảnh

hưởng đến sức khoẻ [10, 25, 27, 30, 40].

1.4.3. Vai trò sinh học của Zn

Kẽm tham gia hoạt hoá khoảng 70 enzym của nhiều hoạt đông sinh lý, sinh

hoá của cây. Nó là một nguyên tố có ảnh hưởng to lớn đối với năng suất cây trồng.

Thực vật hấp thụ kẽm ở dạng ion Zn2+. Tác dụng sinh lý của kẽm:

Kẽm cần cho sự hoạt động của nhiều enzym đường phân (hexokinase,

andolase…)

Kẽm hoạt hoá enzym hô hấp cacboanhydrase, xúc tác phản ứng loại nước

của hydrat oxit cacbon. Phản ứng này cung cấp CO2 cho quá trình quang hợp.

Kẽm xúc tác quá trình tổng hợp triptophan, protein, axit indolilaxetic và cần

cho quá trình sử dụng phốt pho vô cơ thành phốt pho hữu cơ trong thành phần của

axit nucleic, các nucleotit.

Mặc dù kẽm là vi chất cần thiết cho sức khỏe, tuy nhiên nếu hàm lượng kẽm

vượt quá mức cần thiết sẽ có hại cho sức khỏe. Hấp thụ quá nhiều kẽm làm ngăn

chặn sự hấp thu đồng và sắt. Ion kẽm tự do trong dung dịch là chất có độc tính cao

đối với thực vật, động vật và đặc biệt là đối với người [10].

1.4.4. Vai trò sinh học của Cd

Cadimi có thể xâm nhập vào cơ thể con người bằng nhiều con đường khác

nhau như tiếp xúc với bụi cadimi, ăn uống các nguồn có sự ô nhiễm cadimi. Nếu ăn

phải một lượng đáng kể cadimi sẽ bị ngộ độc, có thể dẫn đến tử vong. Đã có bằng

chứng chứng minh rằng cadimi tích tụ trong cơ thể gây nên chứng bệnh giòn xương.

Ở nồng độ cao, cadimi gây đau thận, thiếu máu và phá hủy tủy xương. Người bị

nhiễm độc cadimi, tùy theo mức độ sẽ bị ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, đặc

biệt là bị tổn thương thận, ảnh hưởng đến nội tiết, máu và tim mạch. Sự hiện diện

của cadimi trong cơ thể khiến cho việc cố định canxi trở nên khó khăn dẫn đến

những tổn thương về xương gây đau đớn ở vùng xương chậu và hai chân. Ngoài ra,

tỷ lệ ung thư phổi cũng khá lớn ở nhóm người thường xuyên tiếp xúc với chất độc

này [1, 2, 10, 25].

Phần lớn cadimi thâm nhập vào cơ thể được đào thải ra ngoài, còn giữ lại

ở thận khoảng 1% do cadimi liên kết với protein tạo thành metallotion có ở thận.

Phần còn lại được giữ trong cơ thể và dần dần được tích tụ theo thời gian. Khi

lượng Cd2+ được tích tụ đủ lớn, nó có thể thế chỗ Zn2+ trong các enzyme quan

trọng và gây rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn chức năng của thận,

gây thiếu máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy xương gây ung thư … Cadimi cũng có

thể can thiệp vào quá trình sinh học có chứa magie và canxi theo cách thức

tương tự như đối với kẽm [1, 7, 16, 17].

Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) đã xếp cadimi và hợp chất của

nó vào nhóm 2A theo thứ tự sắp xếp về mức độ độc hại của các nguyên tố trong

ngành y tế. Hàng tuần lượng cadimi đưa vào cơ thể, cơ thể có thể chịu đựng được

là 7g/kg thể trọng [25].

1.4.5. Vai trò sinh học của Pb

Chì gây ức chế ALA-dehidraza enzym I, do đó giai đoạn tiếp theo hình thành

porphobilinogen II không xảy ra được. Tổng quát chung thì chì phá hủy quá trình

tổng hợp hemoglobin và các sắc tố cần thiết cho máu như cytochoromes. Khi hàm

lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxy để oxi

hóa glucoza tạo năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể mỏi mệt.

Nồng độ cao hơn 0,8ppm có thể gây thiếu hemoglobin, gây rối loạn chức năng thận

và phá hủy não [17, 33].

Đối với sức khỏe con người, nhiễm độc chì gây ra bệnh về tai, mũi, họng,

phế quản, máu, gan, xương và các bệnh ngoài da. Khi ngộ độc chì, người lớn hay

than phiền, đau tê ở đầu ngón chân, tay, bắp thịt mỏi yếu, nhức đầu, đau bụng, tăng

huyết áp, thiếu máu, giảm trí nhớ, thay đổi tâm trạng, sảy thai, kém sản xuất tinh

trùng... Lâu ngày, bệnh trở thành mạn tính, đưa tới suy thận, tổn thương thần kinh

ngoại vi, giảm chức năng não bộ (do chì có khả năng ta ̣o thành các hợp chất alkyl ái

lipit) [10, 17].

1.5. Các phương pháp phân tích lượng vết kim loại nặng

Có rất nhiều phương pháp khác để phân tích, xác định lượng vết kim loại

nặng như các phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS, GF-AAS, CV-

AAS), huỳnh quang tia X (XRF), kích hoạt nơtron (NAA), điện hóa, trắc quang,

phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng cao tần plasma (ICP-AES), quang phổ phát xạ

plasma cảm ứng (ICP-OES), quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP - MS)…Các

phương pháp được sử dụng tùy thuộc theo từng đối tượng mẫu phân tích, mức hàm

lượng kim loại nặng trong mẫu, điều kiện cụ thể của phòng thí nghiệm và yêu cầu

mức độ tin cậy của kết quả phân tích.

1.5.1. Phương pháp phân tích hoá học

Nhóm các phương pháp này dùng để xác định hàm lượng lớn của các chất,

thông thường lớn hơn 0.05%, tức là mức độ miligam. Các thiết bị, dụng cụ cho các

phương pháp này đơn giản và không đắt tiền.

1.5.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng

Nguyên tắc: Đây là phương pháp dựa trên sự kết tủa chất cần phân tích với

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

đó xác định được hàm lượng chất phân tích [14, 15].

1.5.1.2. Phương pháp phân tích thể tích

Nguyên tắc: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ

chính xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân tích để tác

dụng đủ toàn bộ lượng chất định phân tích đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác

dụng vừa đủ với chất định phân tích gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm

tương đương, người ta dùng các chất gây ra hiện tượng đổi màu hay kết tủa có thể

quan sát bằng mắt gọi là chất chỉ thị. Tuỳ thuộc vào loại phản ứng chính được dùng

mà người ta chia phương pháp phân tích thể tích thành các nhóm phương pháp

trung hoà, phương pháp oxi hoá khử, phương pháp complexon [14,15].

1.5.2. Các phương pháp phân tích công cụ.

1.5.2.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

* Nguyên tắc của phương pháp: Mẫu phân tích được chuyển thành hơi của

nguyên tử hay ion tự do trong môi trường kích thích bằng cách dùng nguồn năng

lượng phù hợp. Thu, phân li và ghi toàn bộ phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên

cứu nhờ máy quang phổ. Đánh giá phổ đã ghi về mặt định tính và định lượng theo

những yêu cầu đặt ra.

Gần 60 nguyên tố hóa học có thể được xác định bằng phương pháp với giới

hạn phát hiện thấp 10-4 đến 10-5 ppm . Đặc biệt nếu sử dụng kĩ thuật không ngọn lửa

thì có thể hạ giới hạn phát hiện xuống 10-7 ppm [15].

* Ưu điểm của phương pháp: Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có độ nhạy và

độ chọn lọc cao, nên trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác

định trước khi phân tích. Do đó tốn ít nguyên liệu mẫu, tốn ít thời gian, không cần

phải dùng nhiều hóa chất tinh khiết cao khi làm giàu, nên cũng tránh được sự nhiễm

bẩn khi xử lí mẫu qua các giai đoạn phức tạp. Kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ,

có thể lưu lại đường chuẩn cho các lần sau [33].

1.5.2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên sự tạo phức màu của các ion với

thuốc thử. Nồng độ của các ion trong phức thay đổi sẽ tạo ra màu khác nhau, dẫn

đến độ hấp thụ quang khác nhau. Độ hấp thụ quang được xác định theo định luật

Lamber-Beer theo phương trình:

A = .l.C

Trong đó:

: Hệ số hấp thụ phụ thuộc vào bản chất màu và bước sóng của ánh sáng tới.

l: Chiều dày cu vet.

C: Nồng độ chất phân tích.

Khi l và  không đổi, độ hấp thụ quang phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ. Vì

vậy, khi xây dựng được đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng

độ C trong từng trường hợp cụ thể sẽ dễ dàng xác định được nồng độ chưa biết của

5M - 10-6M [20].

một chất thông qua độ hấp thụ quang. Giới han phát hiện của phương pháp cỡ 10-

1.5.3.3. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES

*Nguyên tắc của phương pháp: Mẫu phân tích được chuyển thành hơi của

nguyên tử hay ion tự do trong môi trường kích thích bằng cách dùng nguồn năng

lượng phù hợp. Thu, phân li và ghi toàn bộ phổ phát xạ của nguyên tố cần phân tích

nhờ máy quang phổ. Đánh giá phổ đã ghi về mặt định tính và định lượng theo

những yêu cầu đã đặt ra.

*Ưu điểm của phương pháp: Có độ nhạy rất cao (10-5-10-8 M) và độ chính

xác cao (sai số dưới 10%). Phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong một mẫu mà

không cần tách riêng, tiêu tốn ít mẫu, có thể kiểm tra được độ đồng nhất về thành

phần của vật mẫu ở những vị trí khác nhau. Kết quả phổ thu được ghi trên phim ảnh

có thể lưu trữ, khi cần thiết có thể đánh giá hay xem xét lại mà không cần phải có

mẫu phân tích [15].

1.5.2.4. Phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES)

* Nguyên tắc của phương pháp: Kỹ thuật ICP-OES: mẫu bị hóa hơi sau

đó bị nguyên tử hóa, ion hóa, bị kích thích lên mức năng lượng cao hơn, sau đó

trở về mức năng lượng thấp hơn. Năng lượng giải phóng ra ở dạng chùm sáng

bước sóng λ hay photon với tần số mang năng lượng h. Số lượng photon phát ra

tỉ lệ với số nguyên tử của nguyên tố có mặt trong mẫu các quá trình nguyên tử

hóa trong ICP-OES.

* Ưu điểm của phương pháp:

Quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES) là kỹ thuật phân tích hàm

lượng các nguyên tố ở dạng vết với những đặc điểm: nhiệt độ kích thích lớn (7000-

8000 K), mật độ điện tích lớn, có khả năng xác định được nhiều nguyên tố cùng lúc,

phát xạ nền thấp, ảnh hưởng về mặt hóa học tương đối thấp, độ ổn định tốt dẫn tới

kết quả phân tích chính xác. Kỹ thuật có giới hạn phát hiện thấp (0,1ng/ml-

100ng/ml) đối với hầu hết các nguyên tố, phạm vi tuyến tính rộng, có hiệu quả kinh

tế [21, 24].

1.5.3. Các phương pháp phân tích điện hoá

1.5.3.1. Phương pháp cực phổ

* Nguyên tắc của phương pháp: Phương pháp cực phổ dựa trên việc nghiên

cứu và sử dụng các đường dòng thế được ghi trong các điều kiện đặc biệt. Trong đó

các chất điện phân có nồng độ khá nhỏ từ 10-3 đến n.10-6 M còn chất điện ly trơ có

nồng độ lớn, gấp hơn 100 lần. Do đó, chất điện phân chỉ vận chuyển đến điện cực

bằng con đường khuếch tán.

Điện cực làm việc (còn gọi là điện cực chỉ thị) là điện cực phân cực có bề

mặt rất nhỏ, khoảng một vài mm2. Trong cực phổ cổ điển người ta dùng điện cực

chỉ thị là điện cực giọt thủy ngân. Điện cực so sánh là điện cực không phân cực.

Đầu tiên người ta dùng điện cực đáy thủy ngân có diện tích bề mặt tương đối lớn,

sau đó thay bằng điện cực Calomen hay điện cực Ag/AgCl. Đặt vào điện cực làm

việc điện thế một chiều biến thiên liên tục nhưng tương đối chậm để có thể coi là

không đổi trong quá trình đo dòng I. Cực phổ hiện đại bao gồm cực phổ sóng

vuông, cực phổ xung và cực phổ xung vi phân đã đạt tới độ nhạy 10-5-5.10-7 M.

* Ưu điểm của phương pháp: Trang thiết bị tương đối đơn giản, tốn ít hóa chất

mà có thể phân tích nhanh với độ nhạy và độ chính xác khá cao. Trong nhiều trường

hợp có thể xác định hỗn hợp các chất vô cơ và hữu cơ mà không cần tách riêng chúng

ra. Do đó phương pháp này phù hợp để phân tích hàm lượng các chất trong mẫu sinh

học [8].

1.5.3.2. Phương pháp Von-Ampe hòa tan

Phương pháp này có thể xác định được gần 30 kim loại trong khoảng nồng

độ 10-6 -10-9M với độ chính xác khá cao có thể định lượng đồng thời 3-4 ion kim

loại cùng có trong cù ng dung dịch. Phương pháp này được thực hiện qua hai giai đoạn:

- Điện phân làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt điện cực ta ̣i thế không

đổ i, đo dưới dạng một kết tủa (kim loại, hợp chất khó tan).

- Hòa tan kết tủa đã đươ ̣c làm giàu và ghi đo đường hòa tan. Nồ ng đô ̣ củ a

chất tương ứ ng vớ i chiều cao pic hò a tan.

*Ưu điểm của phương pháp: Phương phá p có độ nhạy, độ chính xác cao,

kỹ thuật phân tích và trang thiết bị không quá phức tạp, kết quả ổn định. Chính

vì vậy, phạm vi ứng dụng của phương pháp này rất rộng như phân tích môi

trường, xác định lượng vết kim loại trong nước biển và các loại nước thiên

nhiên. Ngoài ra phương pháp nà y còn sử dụng để phân tích kim loa ̣i trong các

mẫu lâm sàng (máu, tóc, nước tiểu…), trong mẫu thực phẩm (sữa, rau quả, gạo,

thịt…) [9].

1.5.4. Phương pháp phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)

Thuật ngữ ICP (Inductively Coupled Plasma) dùng để chỉ ngọn lửa plasma tạo

thành bằng dòng điện có tần số cao (cỡ MHz) được cung cấp bằng một máy phát

Radio Frequency Power (RFP). Ngọn lửa plasma có nhiệt độ rất cao có tác dụng

chuyển các nguyên tố trong mẫu cần phân tích thành dạng ion.

MS (Mass Spectrometry) là phép ghi phổ theo số khối hay chính xác hơn là

theo tỷ số giữa số khối và điện tích (m/Z) [15].

ICP-MS là một phương pháp phân tích các chất vô cơ dựa trên sự ghi đo phổ

theo tỷ số m/z của ion nguyên tử các nguyên tố cần phân tích. ICP là ngọn lửa plasma

tạo thành bằng dòng điện có tần số cao có MHz được cung cấp bằng một máy phát cao

tần RF. Ngọn lửa plasma có nhiệt độ cao có tác dụng chuyển các nguyên tố có trong

mẫu cần phân tích ra dạng ion. MS là phép ghi phổ theo tỉ số m/z.

ICP-MS được phát triển vào đầu những năm 80 của thế kỉ trước, là sự kết hợp

thành công và hoàn hảo của hai thiết bị ICP và MS. Đây là một trong những phương

pháp phân tích hiện đại nhất hiện nay và ngày càng chứng tỏ có nhiều ưu điểm vượt

trội so với các phương pháp phân tích khác trong nghiên cứu xác định lượng vết

nguyên tố cũng như xác định thành phần đồng vị của chúng [13, 15, 21, 38].

1.5.4.1. Nguyên tắc của phương pháp ICP - MS

Dưới tác dụng của nguồn ICP, các phân tử trong mẫu phân tích được phân li

thành các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi. Các phần tử này khi tồn tại trong môi

trường kích thích phổ ICP năng lượng cao sẽ bị ion hóa, tạo ra đám hơi ion của chất

mẫu (thường có điện tích +1). Nếu dẫn dòng ion đó vào buồng phân cực để phân

giải chúng theo số khối (m/Z) sẽ tạo ra phổ khối của nguyên tử chất cần phân tích,

được phát hiện nhờ các detector thích hợp.

ICP-MS sử dụng nguồn năng lượng cao tần, nhiệt điện lên đến 6000-100000C

cho phép hóa hơi, nguyên tử hóa và ion hóa tất cả các chất với hiệu suất cao và ổn

định. Tách loại các ion nhờ hệ từ trường tứ cực [15, 38].

1.5.3.2. Các quá trình xảy ra trong nguồn ICP:

- Hóa hơi chất mẫu, nguyên tử hóa các phân tử, ion hóa các nguyên tử, sự

phân giải của các ion theo số khối sẽ sinh ra phổ ICP-MS:

Hóa hơi: MnXm(r)  Mnxm(k)

Phân li: MnXm(k)  nM(k) + mX(k)

Ion hóa: M(k)0 + Enhiệt  M(k)+

- Thu toàn bộ đám hơi ion của mẫu, lọc và phân ly chúng thành phổ nhờ hệ

thống phân giải khối theo số khối của ion, phát hiện chúng bằng detector, ghi lại phổ.

- Đánh giá định tính, định lượng phổ thu được.

Như vậy thực chất phổ ICP - MS là phổ của các nguyên tử ở trạng thái khí tự

do đã bị ion hóa trong nguồn năng lượng cao tần ICP theo số khối các chất [8, 13].

1.5.4.3. Ưu điểm của phương pháp phân tích bằng ICP-MS

Phân tích nhanh đồng thời nhiều nguyên tố, nó cho phép phân tích hơn 70

nguyên tố từ Li - U, có thể xác định đồng thời chúng với độ nhạy và độ chọn lọc rất

cao (giới hạn phát hiện từ ppb-ppt đối với tất cả các nguyên tố).

Giới hạn phát hiện thấp thích hợp phân tích lượng vết và siêu vết.

Khả năng phân tích định lượng và bán định lượng rất tốt do không cần phải

dùng mẫu chuẩn mà vẫn đạt độ chính xác cao; có thể phân tích các đồng vị và tỉ lệ

của chúng.

Có thể phân tích và đưa ra đầy đủ thông tin về các đồng vị của một nguyên

tố trong một mẫu.

ICP là nguồn kích thích phổ rất ổn định, nên phép đo ICP - MS có độ lặp lại

cao, sai số rất nhỏ.

Với nhiều ưu điểm vượt trội, kỹ thuật phân tích ICP - MS được ứng dụng

rộng rãi để phân tích nhiều đối tượng khác nhau đặc biệt là trong các lĩnh vực phân

tích vết và siêu vết phục vụ nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân,

nghiên cứu địa chất, môi trường ... [11, 16].

Bảng 1.2. So sánh khả năng phát hiện của các kỹ thuật phân tích [15]

ICP-MS ICP-AES F-AAS GFA-AAS STT Nguyên tố (ppb) (ppb) (ppb) (ppb)

1 As < 0,050 < 20 < 500 < 1

2 Al < 0,010 < 3,0 < 50 < 0,5

3 Ba < 0,005 < 0,2 < 50 < 1,5

4 Be < 0,050 < 0,5 < 5 < 0,05

5 Bi < 0,005 < 20 < 100 < 1

6 Cd < 0.010 < 3,0 < 5 < 0,03

7 Ce < 0.005 < 15 < 200000 KPH

8 Co < 0,005 < 10 < 10 < 0,5

9 Cr < 0,005 < 10 < 10 < 0,15

10 Cu < 0,010 < 5,0 < 5 < 0,5

11 Gd < 0,005 < 5,0 < 4000 KPH

12 Ho < 0,005 < 1,0 < 80 KPH

13 In < 0,010 < 30 < 80 < 0,5

14 La < 0,005 KPH < 0,05 < 4000

15 Li < 0,020 < 1 < 5 < 0,5

16 Mn < 0,005 < 0,5 < 5 < 0,06

17 Ni < 0,005 < 10 < 20 < 0,5

18 Pb < 0,005 < 20 < 20 < 0,5

19 Se < 0,10 < 50 < 1000 < 1

20 Tl < 0,010 < 30 < 40 < 1,5

21 U < 0,010 < 30 < 100000 KPH

22 Y < 0,005 < 0,5 < 500 KPH

23 Zn < 0,02 < 1,0 < 2 < 0,01

Chú thích: không phát hiện được (KPH)

So sánh giới hạn phát hiện của các phương pháp thì người ta có thấy rõ ưu

điểm của ICP-MS là khả năng phân tích được hầu hết các nguyên tố với giới hạn

phát hiện tốt nhất. Tuy nhiên, do ICP-MS cũng có một số ảnh hưởng nhất định như

ảnh hưởng của tốc độ bơm mẫu không đồng đều dẫn tới kết quả phân tích cũng có

lệch tương đối CV khoảng 5% đối với mẫu có hàm lượng thấp thì CV có thể lên tới

10-20%, một ảnh hưởng nữa của ICP-MS là sự trùng số khối của một số đồng vị,

với mẫu nền phức tạp thì sự trùng số khối có thể xỷ ra. Để khắc phục điều này, một

kỹ thuật pha loãng đồng vị được phát triển.

1.5.4.4. Hạn chế của phương pháp ICP-MS

Các khí: Ar, O2, H2 và các axit dùng để chuẩn bị mẫu vì ở nhiệt độ cao

chúng bị phản ứng với các nguyên tố trong mẫu để tạo ra các oxit, các hạt ion có

cùng khối lượng với các nguyên tố cần phân tích ví dụ như Fe không thể phân

tích được bằng phương pháp này. Tuy nhiên ảnh hưởng này có thể được loại bỏ

dựa vào các kỹ thuật phân tích của ICP-MS và lựa chọn đồng vị thích hợp để

phân tích.

Các nguyên tố có thể bị ion hóa quá cao sẽ có độ nhạy phân tích rất kém: P,

S, Cl, Au ...

Sự hình thành các ion đa nguyên tử dẫn đến hiện tượng che lấp phổ.

Sự đóng cặn xảy ra trong bộ phận cấp mẫu, trong nón và các bộ phận khác

dẫn đến làm tăng nồng độ các nguyên tố trong mẫu trắng cũng như làm trôi kết

quả đo.

Giá thiết bị, chi phí vận hành cao, cần tiêu tốn Ar khoảng 10-12 l/phút để

duy trì hoạt động [11, 13].

1.5.4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo ICP-MS

Nồng độ muối ảnh hưởng từ 0,1 - 0,4%.

Đồng vị của các nguyên tố khác nhau có số khối trùng nhau. Sự kết hợp giữa

các nguyên tử tạo ra một phân tử mới có số khối trùng với số khối của nguyên tố

cần phân tích.

Các nguyên tử khi ion hóa bậc 1 hoặc bậc 2 sẽ cho các số khối khác nhau

trùng với số khối của nguyên tố cần phân tích.

Ảnh hưởng của mẫu phân tích trước [11, 13].

1.5.4.6. Chất nội chuẩn

Nếu chất nội chuẩn thêm vào có nồng độ là Cch, có cường độ pic phổ khối là Ich

và mẫu phân tích có nồng độ là Cx, có cường độ pic phổ khối là Ix thì chúng ta có:

Cx = (Ix/Ich).Cch

Như vậy, hệ thống máy đo phổ ICP-MS sẽ dựa vào nồng độ của chất nội

chuẩn thêm vào, tín hiệu của chất nội chuẩn và chất phân tích cho ta kết quả nồng

độ chất cần phân tích.

Các chất nội chuẩn còn được dùng để hiệu chuẩn các nhiễu vật lý và hóa học

ảnh hưởng đến độ chính xác kết quả. Để sử dụng chất nội chuẩn với sai số nhỏ nhất,

nội chuẩn phải có mặt trong các dung dịch với cùng một nồng độ và không được

xuất hiện trong các mẫu phân tích chưa biết thành phần. Các chất nội chuẩn thường

được sử dụng trong phân tích phổ khối ICP-MS là Ge, In, Li, Sc, Th, Tb [28, 31]

1.5.4.7. Một số công trình nghiên cứu xác định kim loại nặng bằng phương pháp

ICP-MS

Luận văn ThS Lương Thị Loan: Xây dựng quy trình xác đi ̣nh đồ ng, chì,

cadimi trong mẫu huyết thanh bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nố i khố i

phổ (ICP-MS) [15].

Luận văn ThS Hà Tiên Lượng: “Phân tích xác định hàm lượng Pb, Cd và Zn

trong sữa bằng phương pháp pha loãng đồng ICP-MS” [16].

Liu. Y, Diwu. C, Triệu. Y, Liu. X, Yuan. H, Jianqi. W (2014), "Xác định các

nguyên tố vết đất hiếm trong đất Trung Quốc và các vật liệu tham khảo bằng đất sét

của ICP-MS", Chin.J.Gochoch, 33, trang 095-102 [42].

Subramanian Ramasamy K.S.R. Trường Cao đẳng Nghệ thuật và Khoa học

"Phân tích các khoáng chất và kim loại nặng trong một số cây thuốc thu được từ thị

trường trong nước" [39].

Neelesh K Nema, Niladri Maity, Birendra K Sarkar và Pulok K Mukherjee

(2012) "Xác định dấu vết và kim loại nặng trong một số loại thảo mộc được sử dụng

phổ biến ở Ayurveda" Toxicol Ind Health [34].

1.6. Các phương pháp xử lí mẫu để xác định kim loại

1.6.1. Nguyên tắc xử lí mẫu

Để xác định kim loại trong mẫu thực phẩm phải vô cơ hóa mẫu, chuyển chất

phân tích về dạng phù hợp, có ba phương pháp phổ biến hiện nay là xử lí ướt, xử lí

khô và xử lí khô-ướt kết hợp.

* Kỹ thuật xử lí ướt: Dùng axit mạnh đặc và nóng (ví dụ HCl, H2SO4), hay

axit mạnh, đặc và nóng có tính oxi hoá mạnh (HNO3, HClO4), hoặc hỗn hợp 2 axit

(HNO3 + H2SO4), hay 3 axit (HNO3 + H2SO4 + HClO4), hoặc là 1 axit đặc và một

chất oxi hoá mạnh (H2SO4 + KMnO4) ... hoặc dùng các dung dịch kiềm mạnh, đặc

nóng (NaOH, KOH 15-20%), hay hỗn hợp của kiềm mạnh và muối kim loại kiềm

(NaOH +NaHCO3), hay một kiềm mạnh và peroxit (KOH + Na2O2), nồng độ (10 -

20%) để phân huỷ mẫu trong điều kiện đun nóng trong bình Kendan, trong ống

nghiệm, trong cốc hay trong lò vi sóng [14].

* Kỹ thuật xử lí khô: Kỹ thuật xử lí khô (tro hóa khô) là kỹ thuật nung để xử

lí mẫu trong lò nung ở một nhiệt độ thích hợp (450-750oC), song thực chất đây chỉ

là bước đầu tiên của quá trình xử lý mẫu. Vì sau khi nung, mẫu bã còn lại phải được

hòa tan (xử lý tiếp) bằng dung dịch muối hay dung dịch axit phù hợp, thì mới

chuyển các chất cần phân tích trong tro mẫu vào dung dịch để sau đó xác định nó

theo một phương pháp đã chọn. Khi nung, các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt cháy

thành CO2 và nước. Thời gian nung có thể từ 5-12 giờ tùy thuộc vào mỗi loại chất

phân tích, cấu trúc, dạng liên kết của các chất trong mẫu.

* Kỹ thuật xử lí khô-ướt kết hợp: Bằng cách kết hợp hai phương pháp trên

chúng ta có phương pháp khô- ướt kết hợp.

1.6.2. Phương pháp chiết

Chiết là phương pháp dựa trên cơ sở sự phân bố khác nhau của chất phân

tích vào trong hai pha không trộn lẫn vào nhau. Nhờ đó mà chúng ta lấy được chất

cần phân tích ra khỏi pha mẫu ban đầu, chuyển nó vào pha thứ hai mà chúng ta

mong muốn [11].

1.6.3. Phương pháp điện phân

Trong bình điện phân tại thế một chiều, các ion kim loại chạy về điện cực

âm, bị điện phân trở thành các phân tử trung hòa và bám vào điện cực. Do đó ta

được chất phân tích bám trên điện cực âm. Sau đó ta có thể xác định chất trên điện

cực bằng phương pháp khối lượng hay hòa tan chất trên điện cực rồi xác định nó

theo một cách phù hợp. Đây là cách làm giàu chất phân tích của phương pháp phân

tích cực phổ có tên là phương pháp Von - Ampe [11, 14].

1.6.4. Phương pháp phân hủy mẫu bằng lò vi sóng

* Nguyên tắc: Dùng năng lượng của lò vi sóng để đun nóng mẫu được đựng

trong bình kín. Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, mẫu được hòa tan dễ dàng.

Đây là phương pháp xử lý mẫu hiện đại nhất hiện nay, làm giảm đáng kể thời gian

xử lí mẫu, không mất mẫu và vô cơ hóa mẫu được triệt để. Có thể vô cơ hóa cùng

một lúc nhiều mẫu. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi thiết bị rất đắt tiền.

1.7. Thiết bị

1.7.1. Lò vi sóng

Lò vi sóng Microwave Speed Wave 4 (SW4), Berhof - Đứ c.

- Hệ phân hủy mẫu bằng lò vi sóng Berghof, Speed wave-4 của Đức có chương

trình điều khiển nhiệt độ bên trong, bên ngoài lò, áp suất và thời gian nhiệt.

- Lò vi sóng có các ống phá mẫu bằng teflon, ký hiệu là DAK-100, có thể

tích 100ml. Nhiệt độ và áp suất lớn nhất có thể đạt được ở trong ống lần lượt là

2300C và 40 bar. Khối lượng mẫu lớn nhất cho vào trong ống là 500mg. Thể tích

mẫu tối thiểu trong ống là 5ml.

Hình 1.1. Thiết bị phân hủy mẫu

1.7.2. Thiết bị phân tích mẫu

- Thiết bị ICP-MS (Perkin Elmer, ELAN 9000) (hình 2.6) với hệ từ trường bát cực, sử dụng nguồn năng lượng cao tần cho quá trình hóa hơi và ion hóa tất cả

các nguyên tử với hiệu suất cao và ổn định. ICP-MS ghép nối hệ sol hóa mẫu giúp

quá trình làm giàu mẫu và tăng khả năng phát hiện rất phù hợp với phân tích vết các

kim loại.

- Hệ máy đo ICP-MS bao gồm các bộ phận chính sau, và được chỉ ra trên

hình 1.2

Hình 1.2. Hệ trang bị ICP-MS

1. Bộ tạo sol khí

2. Plasma

3. Hệ lăng kính

4. Van ngăn cách giữa vùng chân không cao của phổ kế và vùng ion

5. Lăng kính ion

6. Bộ phân giải khối

7. Detector

Trong đó:

* Bộ dẫn dung dịch mẫu và tạo sol khí (Sample Introduction and

Nebulizer System)

Sau khi dẫn mẫu phân tích vào buồng tạo sol khí bằng bơm nhu động

(Peristalic Pump), người ta có thể thực hiện tạo sol khí mẫu theo hai nguyên tắc:

- Kiểu siêu âm

- Kiểu mao dẫn áp suất thấp (hình 1.3)

Hình 1.3. Bộ tạo sol khí

* Bộ tạo plasma (Inductively Coupled Plasma- ICP)

Một số nguồn plasma đã được nghiên cứu phát triển như plasma dòng một

chiều (DCP) và plasma cảm ứng vi sóng (microwave-induced plasma-MIP). DCP

được hình thành khi dẫn khí (thường là Ar) qua giữa hai hoặc ba điện cực có cường

độ dòng điện cao. Sự ion hoá khí sinh ra plasma có hình chữ Y ngược. DCP có nhược

điểm là có hiệu ứng nhiễu, không ổn định, có vấn đề về độ tin cậy. Do đó kỹ thuật

này không được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên lợi ích chính của nó là có thể hút ở mức

độ cao chất rắn hoà tan và huyền phù bởi không có sự hạn chế bơm mẫu cho chất rắn.

Nhưng hiện nay, ưu việt và kinh tế nhất là nguồn ICP.

Hình 1.4. Bộ tạo plasma và nhiệt độ các vùng của plasma

Phần cơ bản của bộ tạo plasma bao gồm: Máy phát RF, hệ ICP-Torch, vòng

cảm ứng và hệ cấp khí.

* Hệ phân giải phổ khối

Bộ phân giải khối được đặt giữa các thấu kính ion và detector và luôn luôn

được duy trì chân không xấp xỉ 10-6 Torr bằng bơm turbo phân tử thứ cấp. Có 4

nguyên lí khác nhau để chế tạo hệ thống phân giải phổ theo số khối đó là:

- Kiểu cung nam châm từ (Magnetic and Electric Sector).

- Kiểu hệ lọc khối trường tứ cực ( Quadrupole).

- Kiểu đo thời gian bay (Time of Flight Measurement).

- Kiểu hệ cộng hưởng Cyclotron (On Cyclotron Resonance System).

Hình 1.5. Kiểu hệ lọc khối trường tứ cực

4) Detector ion

Detector là bộ phận biến dòng ion thành tín hiệu điện. Cũng như bộ phân giải

khối, detector được nghiên cứu phát triển không ngừng nhằm nâng cao độ nhạy và

tốc độ ... Cho đến nay có một số loại detector được sử dụng để phát hiện ion như sau:

- Detector cốc Faraday (Faraday Cup).

- Detector nhân electron EMD hoặc DEMD (Electron Multiplier and Channel

Electron Multiplier detector).

- Detector bản mỏng vi kênh (Microchannel Plate).

- Daly Detector (Scintillation Counter or Photomultiplier).

Hình ảnh thiết bị phân tích ICP-MS được sử dụng để phân tích mẫu.

Hình 1.6. Hình ảnh máy ICP - MS (ELAN 9000)

Chương 2

THỰC NGHIỆM

2.1. Mục tiêu nghiên cứu

Lựa chọn các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu để định lượng các

kim loại nặng trong cây Mã đề (Plantago major L.).

Lựa chọn các điều kiện tối ưu trên thiết bị ICP-MS để kết quả phân tích nồng

độ kim loại nặng trong cây Mã đề (Plantago major L.) đạt độ chính xác cao bằng

phương pháp ICP-MS.

Đưa ra quy trình phân tích kim loại nặng trên thiết bị ICP-MS và áp dụng

phân tích một số đối tượng mẫu thực tế.

So sánh kết quả phân tích với tiêu chuẩn WHO để đánh giá mức độ ô nhiễm

kim loại nặng và mức độ an toàn cho người sử dụng khi đun lá cây làm thuốc uống.

2.2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Đối tượng nghiên cứu

Xác định hàm lượng kim loại nặng (Mn, Co, Zn, Cd và Pb) trong cây Mã đề

tại một số địa điểm khác nhau ở Hải Phòng, Thái Bình, Hải Dương và Ninh Bình

bằng phương pháp ICP -MS.

2.2.2. Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu các điều kiện tối ưu trong quá trình phân tích mẫu trên thiết bị ICP-

MS (điều kiện chuẩn hóa máy, tốc độ khí mang cho bộ tạo sol khí, nguồn năng lượng,

thế điều khiển thấu kính điện tử, thời gian phân tích mẫu, thời gian rửa sạch mẫu).

Nghiên cứu các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lí mẫu.

Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và định lượng của các

nguyên tố trên thiết bị ICP-MS dựa trên các điều kiện tối ưu đã khảo sát.

Đánh giá độ lặp lại, độ lệch chuẩn và độ thu hồi của phương pháp.

Nghiên cứu, đánh giá phương pháp. So sánh kết quả với các phương

pháp khác.

Xây dựng quy trình phân tích xác định kim loại nặng trong cây Mã đề trên

thiết bị ICP-MS.

Áp dụng các điều kiện tối ưu trong phân tích mẫu thực tế trên địa điểm khác

nhau ở Hải Phòng, Thái Bình, Hải Dương và Ninh Bình

2.2.3. Phương pháp nghiên cứu

*. Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Thu thập, nghiên cứu và phân tích, kế thừa các tài liệu đã có trên thế giới và

Việt Nam về phương pháp phân hủy xác kim loại nặng trong thực vật, cây Mã đề.

*. Phương pháp nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích kim loại nặng

trong cây Mã Đề trên thiết bị ICP-MS

Phương pháp nghiên cứu xây dựng quy trình xác định kim loại nặng trong

cây Mã đề bằng phương pháp ICP-MS bao gồm 2 phần chính sau: quy trình phân

hủy mẫu cây Mã đề và quy trình phân tích mẫu trên thiết bị ICP-MS.

*. Phương pháp xử lí số liệu

Sử dụng các thuật toán phần mềm Excel 2007, Origin 7.5 để tính toán kết

quả phân tích.

2.3. Hóa chất, dụng cụ

2.3.1. Hóa chất

- Dung dịch axit HNO3 65%

- Nước cất

- Dung dịch chuẩn hỗn hợp (100µg/ml) dùng trong phân tích ICP-MS gồm

các nguyên tố Mn, Co, Zn, Cd và Pb.

- Dung dịch chuẩn Th 5mg/l và Tb 5mg/l dùng cho ICP-MS.

- Hóa chất được sử dụng đều là các loại hóa chất tinh khiết của Merck. Nước cất

siêu sạch có điện trở 18,2 M, Millipore. Khí Ar >99.9995% (>5.5) Messer, Singapo.

2.3.2. Dụng cụ

Dụng cụ dùng trong nghiên cứu bao gồm:

- Micropipet 2-20l, 20 -200l, 100 - 1000l, 1000 - 5000l, Epensdorf - Đức.

- Cối sứ

- Bình định mức 10, 20, 50, 100 ml. Duran - Đức.

- Ống nghiệm 30 ml. Duran - Đức.

- Bếp điện

- Cân phân tích của hãng Adam (Anh), có độ chính xác 0,0001mg dùng để

cân mẫu.

Vì hàm lượng các nguyên tố trong cây mã đề là dạng vết và siêu vết nên

dụng cụ dùng trong thí nghiệm phải được tráng rửa sạch bằng cách ngâm trong axit

HNO3 (10%) từ 1-2 ngày. Sau đó siêu âm ít nhất 30 phút trong axit HNO3(10%),

tráng rửa lại bằng nước cất 3 lần, rồi sấy ở nhiệt độ 800C.

2.4. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

2.4.1. Lấy mẫu

- Mẫu cây Mã đề tươi được lấy theo TCVN 5451-91. Mẫu được lấy tại các

thời gian và địa điểm khác nhau. Mỗi mẫu sau khi lấy đều được ghi kèm các thông tin

về vị trí lấy mẫu và loại mẫu.

Bảng 2.1.Vị trí lấy mẫu, thời gian địa điểm và kí hiệu mẫu

Kí hiệu mẫu Thời gian lấy Địa điểm

Khu công nghiệp Cầu Nghìn - An Bài - T1 4/11/2016 Phụ Dực - Thái Bình

Khu công nghiệp Hiệp Sơn - Kim Môn - T2 15/12/2016 Hải Dương

Khu công nghiệp Tân Liên - Vĩnh Bảo - T3 23/10/2016 Hải Phòng

T4 2/2/2017 Xã Yên Từ - Yên Mô - Ninh Bình

2.4.2. Xử lí sơ bộ và bảo quản mẫu

Mẫu cây Mã đề:

Cây Mã đề sau khi được lấy, rửa sạch bằng nước cất sau đó được phơi khô

và chuyển vào túi nhựa có gắn mép để bảo quản. Sau khi được đưa về phòng thí

nghiệm mẫu được tách riêng các bộ phận gốc, lá và hoa sau đó được sấy khô ở

1000C đến khi khối lượng không đổi. Cho lá vào cối sứ đã được rửa sạch và lau

khô, giã đến khi tạo thành bột lá có kích thước nhỏ nhất có thể.

2.4.3. Phá hủy mẫu lá khô bằng phương pháp lò vi sóng

Cân 0.200g (200mg) mẫu đã được nghiền mịn trên cân phân tích sau đó đưa

vào hệ thống ống phá mẫu của lò vi sóng làm bằng teflon, thêm 5ml dung dịch axit

HNO3 65% và 1ml H2O2. Thêm vào ống 0,1ml dung dịch chất nội chuẩn là Th

5mg/l và 0,1ml Tb 5mg/l. Để phản ứng phân hủy mẫu xảy ra hoàn toàn (khoảng 15-

16 giờ trong tủ hút) sau đó đưa vào hệ thống lò vi sóng. Sau 30 phút phân hủy mẫu

trong lò vi sóng, lấy mẫu ra, để nguội (khoảng 20 phút), mở nắp từ từ cho khí thoát

ra ngoài. Chuyển dung dịch từ bình phân hủy ra các bình định mức rồi định mức

bằng nước cất đến 100ml và đưa vào hệ thống máy ICP-MS để xác định hàm lượng

các kim loại Mn, Co, Zn, Cd và Pb. Để đảm bảo độ chính xác mỗi mẫu chúng tôi đã

lặp lại 2 lần.

2.4.4. Quy trình xử lý mẫu dịch chiết

- Cân chính xác 1g mẫu (lá) + 2 ml (IS) Tb (5mg/L) + 2 ml (IS) Th (5mg/L)

+ 196 ml nước cất. Đun sôi 10 phút, để nguội trong không khí 20 phút, lọc, hút lấy

30ml dung dịch lọc vào bình phá mẫu vi sóng , thêm vào đó 5 ml HNO3 đặc rồi phá

mẫu trong lò vi sóng, sau khi pha định mức dịch phá thành 50 ml rồi đem đo trên

ICP-MS.

- Mẫu thêm chuẩn:

+ Thêm chuẩn nồng độ 6 ppb: 1g mẫu (lá) + 2ml IS Tb (5mg/L) + 2ml IS Th

(5mg/L) + 0,2 ml dd chuẩn 21 chất (10mg/l) + 195,8ml nước cất

+ Thêm chuẩn nồng độ 30 ppb: 1g mẫu (lá)+2ml IS Tb (5mg/L) + 2ml IS Th

(5mg/L) + 1 ml dd chuẩn 21 chất (10mg/l) + 195 ml nước cất.

2.5. Xây dựng đường chuẩn của Mn, Co, Zn, Cd và Pb

- Chuẩn bị khoảng 10 bình định mức thể tích 100 ml

- Chuẩn bị pipet: 1, 5, 10, 20 ml

- Cốc đong có mỏ: 300 ml

- Bình tia: 500 ml

- Bình định mức 1000 ml

Tất cả các dụng cụ trên được ngâm, rửa bằng axit nitric 10% và tráng sạch lại

bằng nước khử ion.

2.5.1. Pha hóa chất

Dung dịch axit nitric 2%: Hút 20 ml dung dịch axit HNO3 65% cho vào bình

thủy tinh 1000ml và định mức tới vạch bằng nước khử ion. Dung dịch này dùng để

pha loãng các chất trong quá trình xây dựng đường chuẩn.

Dung dịch Tb 5 mg/l: Hút 5 ml dung dịch chuẩn gốc Tb 1000 mg/l cho vào

bình 100 ml, định mức tới vạch, lắc đều, dung dịch này có nồng độ 50 mg/l. Từ

dung dịch này hút 10 ml cho vào bình 100 ml, định mức tới vạch, lắc đều ta được

dung dịch Tb có nồng độ 5 mg/l.

Dung dịch Th 5 mg/l: Làm theo các bước tương tự như trên với dung dịch

chuẩn gốc Th 1000 mg/l ta được dung dịch Th có nồng độ 5 mg/l.

Chuẩn bị dung dịch làm việc 1 mg/l: Hút lần lượt 1 ml dung dịch chuẩn có

chứa 5 chất (Mn, Co, Zn, Cd và Pb ) 100 mg/l cho vào bình 100 ml, định mức tới

vạch, lắc đều, dung dịch này có nồng độ 1 mg/l.

2.5.2. Xây dựng đường chuẩn

Dựng đường chuẩn có nồng độ các chất chuẩn lần lượt là : 0,5 ; 1; 10; 50 và

100 sử dụng các chất nội chuẩn Tb và Th có nồng độ 50 .

Bảng 2.2. Thể tích các dung dịch cần lấy

Bình số 1 2 3 4 5

Dung dịch Tb 5 mg/l (ml) 1 1 1 1 1

Dung dịch Th 5 mg/l (ml) 1 1 1 1 1

Dung dịch làm việc 1 mg/l (ml) 0 0.1 1 5 10

100 97.9 97 93 88 Dung dịch axit HNO3 2% (ml)

Nồng độ chất chuẩn ( ) 0 1 10 50 100

Bình có nồng độ các chất chuẩn 0.5 được chuẩn bị theo cách sau:

Hút 5 ml dung dịch làm việc 1 mg/l cho vào bình 100 ml, định mức, lắc đều

được dung dịch có nồng độ các chất là 50 ; từ dung dịch này hút 1 ml cho vào

bình 100 ml, thêm vào lần lượt 1 ml dung dịch Tb 5 mg/l và dung dịch Th 5mg/l,

định mức lắc đều được dung dịch có nồng độ các chất là 0.5 .

Chương 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Các điều kiện phân tích bằng ICP-MS

3.1.1. Các điều kiện đo phổ khối nguyên tử của Mn, Co, Zn, Cd và Pb

Bảng 3.1. Các thông số tối ưu cho máy đo ICP-MS

Tốc độ khí Nebulizer 0,87 l/phút

Tốc độ khí phụ trợ 1,375 l/phút

Lưu lượng khí tạo plasma 18 l/phút

Công suất máy phát cao tần RF 1000 W

Thế của các lăng kính -1950 V

Thế xung cấp 1600 V

Chất nội chuẩn Tb, Th

3.1.2. Chọn đồng vị phân tích

Trong tự nhiên, các nguyên tố hóa học thường có một số đồng vị. Trong phép

phân tích ICP-MS người ta thường chọn đồng vị dựa trên ba tiêu chí:

- Phải là một trong những đồng vị phổ biến nhất trong tự nhiên

- Ảnh hưởng bởi sự chèn khối phải không có hoặc bé nhất.

- Sự hiệu chỉnh ảnh hưởng của các mảnh ion oxit phải đơn giản và càng ít

bước càng tốt [10].

Bảng 3.2. Tỷ số khối lượng/điện tích (M/Z) của các kim loại cần phân tích

STT Nguyên tố Kí hiệu M/Z

1 Mangan Mn 55

2 Coban Co 59

3 Kẽm Zn 66

4 Cadimi Cd 111

5 Chì Pb 208

Tùy theo sự phức tạp của nền mẫu mà có thể chọn các đồng vị phân tích

khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết đều thống nhất việc lựa chọn số khối phân tích như ở

bảng 3.2.

Khi phân tích máy chỉ thu tín hiệu của các đồng vị đã chọn theo nguyên tắc

phân giải khối bằng bộ phận chi tứ cực.

3.2. Khoảng tuyến tính, đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định

lượng của Mn, Co, Zn, Cd và Pb

Tiến hành khảo sát khoảng tuyến tính của các nguyên tố Mn, Co, Zn, Cd và

Pb thì thu được kết quả trong bảng 3.3

Bảng 3.3. Khoảng nồng độ tuyến tính các nguyên tố

Cường độ tín hiệu (Nguyên tố đo/Chất nội chuẩn Tb) Nồng độ

(ppb) Co Mn Zn Cd Pb

0 0,0153 0,0091 0,0150 0,0005 0,000

0,5 0,0237 0,0153 0,0161 0,0016 0,005

1 0,0321 0,0214 0,0171 0,0025 0,011

10 0,1835 0,1321 0,0360 0,0245 0,214

50 0,8593 0,6241 0,1200 0,1205 1,094

100 1,6973 1,2391 0,2250 0,2415 2,194

3.3.1. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Mn

Hình 3.1. Đường chuẩn của Mn

Thông số Giá trị Sai số (SE)

A 0,0156 4,1886.10-6

B 0,0168 9,1399.10-8

R SD N P

1 0,0013 6 < 0,0001

Dựa vào phần mềm Origin 7.5 tính được giới hạn phát hiện và giới hạn

định lượng.

Giới hạn phát hiện LOD hay giới hạn định tính được định nghĩa là nồng độ

nhỏ nhất của chất phân tích mà thiết bị phân tích còn cho tín hiệu phân tích khác với

tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền.

Giới hạn phát hiện (LOD) của Mn = = 0,2346 (ppb)

Giới hạn định lượng LOQ là nồng độ nhỏ nhất mà thiết bị đo cho phép định

lượng được với độ chính xác trên 95%.

Giới hạn định lượng (LOQ) của Mn = = 0,782 (ppb)

3.3.2. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Co

Hình 3.2. Đường chuẩn của Co

Thông số Giá trị Sai số (SE)

A 0,0091 1,0912.10-5

B 0,0123 2,3811.10-7

R SD N P

1 2,16332.10-5 6 < 0,0001

Giới hạn phát hiện (LOD) của Co = = 0,005276 (ppb)

Giới hạn định lượng (LOQ) của Co = = 0,017588 (ppb)

3.3.3. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Zn

Hình 3.3. Đường chuẩn của Zn

Thông số Giá trị Sai số (SE)

A 0,015 1,0912.10-5

B 0,0021 2,3811.10-7

R SD N P

1 2,1633.10-5 6 < 0.0001

Giới hạn phát hiện (LOD) của Zn = = 0,031(ppb)

Giới hạn định lượng (LOQ) của Zn = = 0,103(ppb)

3.3.4. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Cd

Hình 3.4. Đường chuẩn của Cd

Thông số Giá trị Sai số (SE)

A 0,0003 1,2106.10-4

B 0,0024 2,6416.10-6

R SD N P

1 2,3999.10-4 6 < 0,0001

Giới hạn phát hiện (LOD) của Cd = = 0,266 (ppb)

Giới hạn định lượng (LOQ) của Cd = = 0,885 (ppb)

3.3.5. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của Pb

Hình 3.5. Đường chuẩn của Pb

Thông số Giá trị Sai số (SE)

A - 0,0057 0,0019

B 0,0220 4,2880.10-5

R SD N P

1 0,0039 6 < 0,0001

Giới hạn phát hiện (LOD) của Pb = = 0,0532 (ppb)

Giới hạn định lượng (LOQ) của Pb = = 0,1773 (ppb)

Từ hình 3.3.1.; 3.3.2; 3.3.3; 3.3.4, 3.3.5 cho thấy các phương trình đường

chuẩn đều có hệ số tương quan R gần bằng 1 rất tốt cho thấy phương pháp không

mắc sai số hệ thống và có khoảng tuyến tính rộng [38].

Bảng 3.4. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của các kim loại

Giới hạn phát hiện LOD Giới hạn định lượng LOQ Kim loại (ppb) (ppb)

Mn 0,2346 0,78199

Co 0,0053 0,0176

Zn 0,0309 0,103

Cd 0,2654 0,8846

Pb 0,0532 0,1773

3.5. Đánh giá hiệu suất thu hồi các quy trình xử lí mẫu cây Mã đề

Để đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp, tiến hành phá và đo song

song 4 mẫu lá của cùng 1 mẫu cây (trong đó có 2 mẫu không thêm chuẩn và 2 mẫu

thêm chuẩn)

+ Tính toán nồng độ thêm chuẩn:

Ta đã thêm 0,1ml dung dịch chất chuẩn gồm 4 chất nồng độ 10 ppm vào khi

bắt đầu thực hiện quá trình phá mẫu, sau khi phá mẫu xong thì định mức đến 100

ml. Vậy nồng độ chất chuẩn trong mẫu là:

10 ppb CThemchuan=

Tương tự thêm 0,5 ml dung dịch chất chuẩn nồng độ 10 ppm định mức đến

100 ml thì nồng độ chất chuẩn trong mẫu là 50 ppb.

Hiệu suất thu hồi được tính như sau:

Trong đó:

+ : Nồng độ chất có trong mẫu đã thêm chuẩn (µg/l)

+ : Nồng độ chất có trong mẫu (µg/l)

+ : Nồng độ chất thêm chuẩn (µg/l)

Kết quả hiệu suất thu hồi khi xử lí các kim loại thu được ở bảng sau:

Bảng 3.5. Hiệu suất thu hồi của Mangan