ĐẠI HỌC HUẾ
ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ THỊ NGỌC THẢO

ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG CÁC KIM LOẠI ĐỘC
TRONG NƢỚC, TRẦM TÍCH VÀ NGHÊU (Meretrix lyrata)
Ở VÙNG CỬA SÔNG TIỀN, TỈNH TIỀN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

Thừa Thiên Huế, năm 2016


ĐẠI HỌC HUẾ
ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ THỊ NGỌC THẢO

ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG CÁC KIM LOẠI ĐỘC
TRONG NƢỚC, TRẦM TÍCH VÀ NGHÊU (Meretrix lyrata)
Ở VÙNG CỬA SÔNG TIỀN, TỈNH TIỀN GIANG
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN VĂN HỢP

Thừa Thiên Huế, năm 2016

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng
tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một
công trình nào khác.
Người cam đoan

Lê Thị Ngọc Thảo

ii


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Văn Hợp,
người Thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn chị Hoàng Thị Quỳnh Diệu - Nghiên cứu sinh của
Khoa Hóa - trường Đại học Khoa học, Đại học Huế đã giúp đỡ lấy mẫu và phân tích
các thông số chất lượng nước cơ bản tại Khoa xét nghiệm Trung Tâm Y tế Dự
Phòng tỉnh Tiền Giang và phân tích các kim loại tại Viện Y tế Công cộng tại thành
phố Hồ Chí Minh, và cho phép tôi được sử dụng toàn bộ các kết quả phân tích liên
quan cho luận văn của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô cũng như các anh chị cán bộ thực hiện
công tác hỗ trợ giảng dạy của khoa Hóa Trường Đại học Sư phạm và Trường Đại
học Khoa học đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện cho tôi thực hiện tốt luận văn.

Cuối cùng tôi xin cảm ơn các thành viên trong đại gia đình đã động viên, ủng
hộ, chia sẻ và là chỗ dựa tinh thần giúp tôi tập trung nghiên cứu và hoàn thành bản
luận văn củamình.

iii


MỤC LỤC

Trang
TRANG PHỤ BÌA ..................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................iii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... 1
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................... 3
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ...................................................................................... 5
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 6
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ....................................................................................... 8
1.1.Giới thiệu về các kim loại độc .................................................................................. 8
1.1.1.Nguồn phát sinh các kim loại độc trong môi trường............................................. 8
1.1.2.Độc tính của các kim loại độc .............................................................................. 12
1.2.Tình hình nghiên cứu các kim loại độc trong môi trường vùng cửa sông trên thế
giới và ở Việt Nam ........................................................................................................ 14
1.2.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...................................................................... 14
1.2.2.Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ....................................................................... 16
1.3. Phương pháp phân tích các kim loại ...................................................................... 17
1.3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS.............................................. 17
1.3.2. Phương pháp khối phổ plasma (ICP-MS) ......................................................... 18
1.3.3. Phương pháp phân tích điện hóa - Phương pháp von-ampe hòa tan anot ........... 21

CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 27
2.1. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 27
2.2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................ 27
2.2.1.Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................. 27
2.2.2. Chuẩn bị mẫu cho phân tích ............................................................................... 29
2.2.3. Phương pháp phân tích........................................................................................ 31
2.2.4. Thiết bị và hóa chất ............................................................................................. 33
1


2.2.5. Phương pháp đánh giá mức tích lũy kim loại độc trong nghêu Meretrix lyrata 33
2.2.6. Phương pháp kiểm soát chất lượng phương pháp phân tích và phương pháp xử
lý số liệu ......................................................................................................................... 34
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 35
3.1. Kiểm soát chất lượng phương pháp phân tích ....................................................... 35
3.1.1. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp
phân tích......................................................................................................................... 35
3.1.2. Khoảng tuyến tính ............................................................................................... 35
3.1.3. Độ lặp lại và độ đúng của phương pháp phân tích ............................................. 36
3.2. Các thông số chất lượng nước cơ bản và nồng độ các kim loại trong nước ở vùng
cửa sông Tiền................................................................................................................. 39
3.2.1. Các thông số chất lượng nước cơ bản ................................................................ 39
3.2.2. Nồng độ kim loại trong nước vùng cửa sông Tiền ............................................ 40
3.3. Hàm lượng kim loại trong trầm tích ở vùng cửa sông Tiền................................. 42
3.4. Hàm lượng kim loại trong nghêu Meretrix lyrata nuôi ở vùng cửa sông Tiền .... 45
3.5. Mức tích lũy các kim loại độc trong nghêu Meretrix lyrata ở vùng cửa sông Tiền . 48
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 50
PHỤ LỤC 1 .................................................................................................................. 58
PHỤ LỤC 2 .................................................................................................................. 59

PHỤ LỤC 3 .................................................................................................................. 60
PHỤ LỤC 4 .................................................................................................................. 65

2


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu

Tên tiếng Anh

Tên tiếng Việt

AAS

Atomic Absorption
Spectrometry

Phương pháp quang phổ
hấp thụ nguyên tử

ASV

Anodic Stripping
Voltammetry

Phương pháp Von-Ampe
hòa tan anot

BCF


Biological Concentration
Factor

Hệ số nồng độ sinh học

BSAF

Biota - Sediment
Accummulation Factor

Hệ số tích lũy sinh học trầm tích

BTNMT

Bộ Tài nguyên môi
trường

BYT

Bộ Y tế

CLN

Chất lượng nước

CRM

Certified Reference
Material


ĐVHMV

Mẫu vật liệu so sánh được
cấp chứng chỉ
Động vật hai mảnh vỏ

Inductively Couple Plasma
- Atomic Emission
Spectrometry
Inductively Couple Plasma
- Mass Spectrometry

Quang phổ phát xạ
nguyên tử plasma

LOD

Limit of Detection

Giới hạn phát hiện

LOQ

Limit of Quantification

Giới hạn định lượng

ICP-AES
ICP-MS


Quy chuẩn Việt Nam

QCVN
WHO

Phổ khối plasma

World Health Organization

3

Tổ chức Y tế Thế giới


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tiêu đề

Trang

Bảng 1.1

Các nghiên cứu trên con nghêu Bến Tre tại Việt Nam

16

Bảng 2.1


Vị trí và ký hiệu của các địa điểm lấy mẫu

28

Bảng 2.2

Các phương pháp phân tích

31

Bảng 3.1

Đường chuẩn để xác định LOD của phương pháp ICP
- MS và kết quả LOD, LOQ

35

Bảng 3.2

Kết quả kiểm soát chất lượng phương pháp phân tích
mẫu nước

37

Bảng 3.3

Kết quả kiểm soát chất lượng phương pháp phân tích
đối với mẫu trầm tích và mẫu nghêu

38


Bảng 3.4

Kết quả phân tích các thông số chất lượng nước cơ
bản ở vùng cửa sông Tiền

39

Bảng 3.5

Bảng 3.6
Bảng 3.7

Bảng 3.8
Bảng 3.9
Bảng 3.10
Bảng 3.11
Bảng 3.12
Bảng 3.13

Nồng độ kim loại (µg/L) trong nước vùng cửa sông
Tiền
Kết quả phân tích ANOVA 1 yếu tố (vị trí lấy
mẫu/hay không gian) đối với các kim loại và các
thông sốchất lượng nước cơ bản trong nước ở vùng
khảo sát
Hàm lượng kim loại (mg/kg khô) trong trầm tích vùng
cửa sông Tiền
Kết quả phân tích ANOVA 1 yếu tố (vị trí lấy
mẫu/hay không gian) đối với các thông số trong trầm

tích ở các vị trí lấy mẫu khác nhau
Độ lệch nhỏ nhất có ý nghĩa thống kê (∆) và nhận xét
đối với mỗi kim loại trong trầm tích
Hệ số tương quan Pearson (R) giữa các kim loại trong
trầm tích vùng cửa sông Tiền
Hàm lượng kim loại (mg/kg khô) trong nghêu vùng
cửa sông Tiền
Kết quả phân tích ANOVA 1 yếu tố (vị trí lấy
mẫu/hay không gian) đối với các kim loại độc trong
nghêu ở vùng khảo sát
Mức tích lũy sinh học đối với các kim loại độc ở vùng
cửa sông Tiền
4

40

41

42
43
44
45
46
47
48


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Tiêu đề


Hình

Trang

Hình 1.1

Các bộ phận chính của máy ICP - MS

19

Hình 1.2

Bộ tạo sol khí

20

Hình 1.3

Sự biến thiên thế theo thời gian (a) và đường vonampe hoà tan trong phương pháp DP – ASV (b)

23

Hình 1.4

Nghêu Meretrix lyrata

25

Hình 2.1


Vùng cửa sông Tiền

29

Hình 2.2

Các điểm lấy mẫu

29

5


MỞ ĐẦU
Các nghiên cứu về tích luỹ kim loại độc trong môi trường nước đã chỉ ra
rằng vùng cửa sông là nơi thường chứa nhiều kim loại độc, do các chất rắn lơ lửng
(chứa các kim loại độc ở dạng hấp phụ hoặc liên kết) thường keo tụ và lắng đọng tại
vùng này.Các kim loại độc có thể tích lũy sinh học và khuếch đại sinh học theo
chuỗi thức ăn, cuối cùng đi vào cơ thể người và có thể gây độc cho người tiêu thụ
sinh vật nước.Do đó, cần thiết phải có những nghiên cứu đánh giá mức ô nhiễm các
kim loại độc trong môi trường nước, đặc biệt là ở vùng cửa sông.
Vùng cửa sông là khu vực có sự hoà trộn giữa nước ngọt và nước mặn nên sẽ
dẫn đến những thay đổi về đặc tính lý hoá như pH, nhiệt độ, độ muối, thế oxy hóa
khử, oxi hoà tan.… Những thay đổi này làm xuất hiện các hiện tượng như quá trình
keo tụ làm giảm đi hàm lượng kim loại trong nước, quá trình giải phóng kim loại từ
trầm tích, lưu chuyển kim loại tại bề mặt tiếp xúc của nước và trầm tích, quá trình
tạo các phức chất vô cơ và hữu cơ với kim loại... Như vậy, sự phân bố và dạng tồn
tại của kim loại độc trong môi trường vùng cửa sông (nước, trầm tích và sinh vật)
khá phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc điểm thủy văn, hóa lý, sinh
hóa, tương tác sông - biển… trong lưu vực.

Để đánh giá ảnh hưởng của các chất ô nhiễm đến hệ sinh thái, các nhà khoa
học thường phân tích hàm lượng các chất ô nhiễm có trong những sinh vật sinh
sống trong vùng khảo sát. Tuy nhiên, chỉ có những sinh vật với những đặc tính như
dễ hấp thu chất ô nhiễm, mức độ chống chịu với chất ô nhiễm cao, có đời sống tĩnh,
số lượng lớn và đời sống dài thì mới có thể phản ánh đúng được mức độ ảnh hưởng
của các chất ô nhiễm đến hệ sinh thái.Tại vùng cửa sông thì các loài động vật thân
mềm hai mảnh vỏ là những sinh vật thoả mãn hoàn hảo những yêu cầu như trên, do
đó chúng trở thành đối tượng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học.
Hiện nay trên thế giới và ở nước ta, các nghiên cứu về sự tích tụ kim loại độc
trong động vật thân mềm hai mảnh vỏ (ĐVHMV) thường tập trung vào xác định các
mối liên quan giữa hàm lượng kim loại độc tích luỹ trong sinh vật và trong môi trường
bao quanh (nước, trầm tích) [3], [10],[12], [26]. Trong những năm gần đây, tại Việt
Nam đã có nhiều nhà khoa học thực hiện các đề tài nghiên cứu về hàm lượng kim loại
độc và khả năng hấp thu kim loại độc của các loài ĐVHMV [50], [53].
6


Loài nghêu (Meretrix lyrata) phân bố tự nhiên nhiều nhất là ở tỉnh Bến Tre
và Tiền Giang và có lẽ do vậy, loài nghêu này còn được gọi là nghêu Bến
Tre.Chúng là một trong những mặt hàng thuỷ sản xuất khẩu quan trọng và được tiêu
thụ nhiều ở nước ta. Trong nhiều năm qua, loài nghêu này được nuôi với quy mô
lớn ở nhiều vùng cửa sông và ven biển của nhiều tỉnh thành trong cả nước, trong đó
có vùng cửa sông Tiền thuộc xã Tân Thành, huyện Gò Công Đông (gọi tắt là vùng
cửa sông Tiền) – một trong những vùng cửa sông quan trọng ở tỉnh Tiền Giang nói
riêng và ở vùng châu thổ sông Cửu Long nói chung. Hàng năm, khoảng 20.000 tấn
nghêu Bến Tre được thu hoạch từ vùng nuôi ở cửa sông Tiền để phục vụ cho tiêu
thụ nội địa và xuất khẩu [52]. Song, cho đến nay hầu như chưa có thông tin gì về sự
tích lũy các kim loại độc trong nước, trầm tích và loài nghêu nuôi ở vùng cửa sông
Tiền.
Xuất phát từ các vấn đề trên, đề tài “ Đánh giá hàm lƣợng các kim loại độc

trong nƣớc, trầm tích và nghêu (Meretrix lyrata) ở vùng cửa sông Tiền, tỉnh
Tiền Giang” được thực hiện nhằm mục đích:Xác định được hàm lượng các kim
loại độc (Cd, As, Ni, Cr, Pb, Cu, Zn) và Fe, Mn trong nước, trầm tích và nghêu (do
hàm lượng Hg trong môi trường rất nhỏ, cỡ siêu vết (<µg/L), nên ở đây không đề
cập đến Hg)ở vùng cửa sông Tiền;

7


CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về các kim loại độc
1.1.1. Nguồn phát sinh các kim loại độc trong môi trường
1.1.1.1. Khái quát chung
Nhóm các kim loại độc (Hg, Cd, As, Ni, Cr, Pb, Cu, Zn, Ba) là một trong số
4 nhóm của kim loại nặng. Trong số các kim loại nặng có nhiều nguyên tố vi lượng
là thành phần quan trọng của tế bào vì nó là thành phần cấu tạo nên các enzym
vitamin và hoóc môn hay tham gia vào một số các phản ứng trao đổi chất nhất định
có vai trò như là coenzym xúc tác hay hoạt hóa, nhưng chúng trở nên độc khi hàm
lượng vượt quá mức độ cho phép trong cơ thể sinh vật. Một số nguyên tố vi lượng
đó là Fe, F, I, Co, Cu, Mn, Mo, Se, V,Zn vàSn. Trong khi đó, các kim loại độc như
Hg, Ni, As, Pb, Cd ảnh hưởng có hại đến sinh vật ở bất kì nồng độ nào [34].
Cáckim loại độc có thể tham gia vào quá trình sinh hóa trong cơ thể, tính lũy
sinh học và gây độc cho cơ thể người và sinh vật. Các kim loại độc gây lo lắng về
môi trường và sức khỏe gồm Hg, Cd, As, Ni, Cr, Pb, Cu và Zn [68].
Thủy quyển chiếm phần diện tích lớn hơn rất nhiều so với thạch quyển trên
bề mặt trái đất và chúng được chia ra thành hồ, sông, vùng cửa sông, ven biển, đại
dương. Các kim loại tồn tại trong thủy quyển dưới dạng hòa tan và các hạt lơ lửng
hoặc ở dạng trầm tích. Trầm tích ở sông, hồ, cửa sông là nguồn chính của kim loại
nặng nói chung và kim loại độc nói riêng trong thủy quyển. Ở cửa sông, các kim
loại từ khí quyển và sông được tích tụ dẫn đến các phản ứng lý hóa học xảy ra trước

khi nó được cuốn ra ngoài đại dương.
Sự lắng đọng từ khí quyển, lọc qua đất, dòng chảy, xói mòn, và sự vỡ vụn
của các khoáng trầm tích, tất cả đã góp phần làm tăng nồng độ kim loại trong nguồn
nước thiên nhiên. Các nguồn nhân tạo gồm có từ việc khai thác mỏ, luyện kim, đốt
nhiên liệu hóa thạch, rác, từ dòng chảy đô thị, nông nghiệp, nước thải ...
Kim loại độc không bị phân hủy sinh học [31], không độc khi ở dạng nguyên
tố tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn
kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều
năm [28].

8


1.1.1.2. Nguồn phát sinh các kim loại độc trong môi trường
Nguồn phát sinh các kim loại độc trong môi trường là từ các nguồn tự nhiên
và các hoạt động nhân tạo.
* Nguồn phát sinh đồng trong môi trường[68]
Hàng năm tổng lượng đồng (Cu) phát thải vào môi trường khoảng 75.000
tấn.Trong đó có từ 5.000 đến 13.000 tấn lắng khô hoặc lắng ướt trên đại dương.
Khoảng 75% tổng lượng Cu phát thải vào môi trường là do các hoạt động nhân tạo
của con người như đốt củi hoặc luyện sắt thép. Còn nguồn thải tự nhiên của Cu vào
khí quyển chủ yếu là do các cơn lốc bụi luân chuyển toàn cầu.
Cu là nguyên tố phổ biến trong tự nhiên. Nó được tìm thấy trong vỏ quả đất
dưới dạng các quặng khoáng vật Nó chiếm 10-2 % khối lượng vỏ trái đất và hay
được tìm thấy trong các khoáng vật như cuprit (Cu2O), chancopirit (CuFeS2),
chancozin (Cu2O), tenorit (CuO)… Trong nước tự nhiên, Cu có thể tồn tại ở dạng tự
do (chủ yếu trong nước ngầm) hoặc ở dạng liên kết.Trong dạng liên kết, Cu tồn tại
chủ yếu ở dạng phức với các phối tử vô cơ (Cl-. OH-.HCO3-. SO42-…) hoặc các phối
tử hữu cơ (các chất hữu cơ nhân tạo. các hợp chất mùn…) mà chủ yếu là dưới dạng
phức hữu cơ bền có mặt trong nước [9] Ngoài ra Cu còn tồn tại ở dạng liên kết với các

hạt lơ lửng trong nước (keo, hạt hydroxyt kim loại, hạt sét…).Hằng năm chỉ có 1% ở
dạng tan, 85% ở dạng hạt.khoảng 6% tạo liên kết với các hydroxyt kim loại, 4.5% liên
kết với các chất hữu cơ và chỉ 3,5% hấp phụ trên các chất rắn lơ lửng [14].
Trong các nguồn nước tự nhiên không ô nhiễm thì Cu thường tồn tại ở mức vết
và siêu vết. Trong nước thải đô thị, nước thải công nghiệp (đặc biệt là nước thải công
nghiệp luyện kim, mạ điện, sản xuất hoá chất…) nó có thể được tìm thấy với nồng độ
cao hơn.
* Nguồn phát sinh kẽm (Zn) trong môi trường:
Cháy rừng phóng thích một lượng lớn Zn vào không khí. Sự phong hoá địa
chất cũng là một trong những nguyên nhân phóng thích Zn vào môi trường.
Nguồn phát sinh Zn do hoạt động của con người:
-Khai thác quặng mỏ, luyện kim, mỗi năm trên thế giới có khoảng 1 - 3 triệu
tấn Zn từ các hoạt động này đi vào môi trường đất [68].;

9


- Sử dụng phân bón hoá học cũng là một trong những nguyên nhân làm gia
tăng hàm lượng Zn trong môi trường. Lượng Zn đi vào môi trường đất hàng năm từ
việc sử dụng phân bón trên thế giới khoảng 260 - 1100 tấn [68].;
Ngoài ra nguồn đáng kể Zn đi vào môi trường đất hàng năm trên thế giới
khoảng 640 – 1914.103 tấn từ những chất thải có chứa Zn như chất thải động vật,
chất thải nông nghiệp, phân bón, bùn thải cống rãnh, bụi than, nông dược [14].
* Nguồn phát sinh chì (Pb) trong môi trường:
Hàm lượng Pb trung bình trong thạch quyển ước khoảng 1,6.10-3% trọng
lượng. trong khi đó trong đất trung bình là 10-3% và khoảng biến động thông thường
là từ 0,2.10-3 đến 20.10-3% [47]. Chì hiện diện tự nhiên trong đất với hàm lượng
trung bình 10 - 84 ppm [27].
Nguồn phát thải Pb do hoạt động của con người [40]:
- Pb được sử dụng trong pin, trong bình ăcqui, trong một số dụng cụ dẫn

điện. Một số hợp chất Pb được thêm vào trong sơn, thủy tinh, đồ gốm như chất tạo
màu, chất ổn định, chất kết gắn;
- Các sản phẩm thải từ ứng dụng của Pb nếu không được tái chế hợp lý thải
vào môi trường làm gia tăng lượng kim loại độc hại này trong môi trường. Ngoài ra
một số hợp chất hữu cơ như tetraetyl chì hoặc tetrametyl chì được thêm vào trong
xăng đặc biệt ở những quốc gia đang phát triển vào cuối thế kỷ 20.
* Nguồn phát sinh cadimi (Cd) trong môi trường:
Cd hiện diện khắp nơi trong lớp vỏ của trái đất với hàm lượng trung bình
khoảng 0,1 mg.kg-1. Tuy nhiên hàm lượng cao hơn có thể tìm thấy trong các loại đá
-1

trầm tích như đá trầm tích photphat biển thường chứa khoảng 15 mg.kg . Hàng năm,
sông ngòi vận chuyển một lượng lớn Cd (khoảng 15.000 tấn) đổ vào các đại
-1

dương.Hàm lượng Cd đã được báo cáo có thể lên đến 5 mg.kg trong các trầm tích
-1

sông và hồ, từ 0,03 đến 1 mg.kg trong các trầm tích biển. Hàm lượng Cd trung
bình trong đất ở những vùng không có sự hoạt động của núi lửa biến động từ 0,01
-1

đến 1 mg.kg , ở những vùng có sự hoạt động của núi lửa hàm lượng này có thể lên
-1

đến 4,5 mg.kg [40].

10



Nguồn phát thải Cd do hoạt động của con người:
- Các ứng dụng chủ yếu của Cd trong trong công nghiệp như: lớp mạ bảo vệ
thép, chất ổn định trong PVC, chất tạo màu trong plastic và thủy tinh, và trong hợp
phần của nhiều hợp kim ...
- Hàm lượng của Cd trong phân lân biến động khác nhau tùy thuộc vào
nguồn gốc của đá photphat. Phân lân có nguồn gốc từ đá photphat Bắc Carolina
-1

chứa Cd 0,054 g.kg , phân lân có nguồn gốc từ đá Sechura chứa hàm lượng Cd
0,012 g.kg-1, trong khi đó phân lân có nguồn gốc từ đá photphat Gafsa chứa 0,07
g.kg-1 [14].
* Nguồn phát sinh Asen (As) trong môi trường:
- Nguồn gốc từ tự nhiên: từ đá và quặng với hàm lượng trong đá magma là 0,5 - 2,8
ppm, đá cát kết tinh là 1,2 ppm; trong đất và vỏ phong hóa với hàm lượng trung
bình của As trong đất Tây Bắc dao động khoảng 2,6 - 11 ppm [42]; trong trầm tích
(tổng As trong bùn biển đại dương thế giới là 1ppm [2], trong trầm tích biển ven bờ
Việt Nam có hàm lượng As (trao đổi ion)là 0,1 - 6,1 ppm; As trong không khí và
nước: hàm lượng As trong không khí (ng/m3) của thế giới khoảng 0,007 - 2,3. As
tồn tại trong trong nước dưới đất chủ yếu dưới dạng H3AsO4; As trong sinh vật: As
tích tụ trong cây trồng như lúa khô,ngô khô, rau. Đối với sinh vật biển, As chủ yếu
tích tụ trong gan và mỡ cá. Hàm lượng As trong cá biển từ 0,6 - 4,7 ppm; nước ngọt
từ 0,54 ppm.
- Nguồn gốc nhân tạo: các ngành công nghiệp hóa chất, phân bón, thuốc bảo
vệ thực vật, công nghiệp xi măng, nhiệt điện, khai thác, chế biến quặng. Từ các hoạt
động đào lấp giếng không đúng kỹ thuật, hóa chất nông nghiệp, ...
* Nguồn phát sinh niken (Ni) trong môi trường:
- Nguồn gốc từ tự nhiên: các nguồn nham thạch của núi lửa,các muối ở biển,
các vụ cháy rừng
- Nguồn gốc nhân tạo:
Nước thải chứa niken chủ yếu từ nguồn nước thải mạ điện, trong công

nghiệp mạ điện niken thường tồn tại dưới dạng niken sunfat, clorua hay citrat.
Ngoài ra niken còn được tạo ra do một số ngành công nghiệp như: công nghiệp sản

11


xuất pin, acquy; công nghiệp luyện kim; công nghiệp dầu mỏ và các sản phẩm từ
dầu mỏ.
* Nguồn phát sinh crom (Cr) trong môi trường[43]:
Cr được sử dụng trong các quá trình sản xuất như: tạo màu, nhuộm, tananh
hóa; điện cực nhôm và các quá trình mạ kim loại hay mạ điện; các ngành công
nghiệp hóa chất. Trong các quá trình thải ra crom thì ngành sản xuất ô tô sản xuất ra
nhiều các sản phẩm mạ crom nhất. Nguồn chính của việc thải các hợp chất crom là
các axit crom được sử dụng trong quá trình mạ.
1.1.2. Độc tính của các kim loại độc
Trong khi hầu hết các kim loại ở dạng muối vô cơ (ví dụ như chì, thuỷ ngân,
asen và cadimi) là độc tố và gây tổn thương ở các mức độ khác nhau đến thận, thì
một số kim loại ở dạng hữu cơ như metyl thủy ngân, chì và thiếc lại có tính độc lớn
đối với hệ thần kinh. Tiềm năng gây ung thư của các kim loại như asen, crom và
niken cũng dần dành được sự quan tâm nhiều hơn.
Độc tính của đồng (Cu)
Đồng có độc tính cao đối với hầu hết các động thực vật thuỷ sinh. Sự phát
triển của thực vật thuỷ sinh bị kìm hãm ngay cả ở nồng độ Cu ≤ 0,1 mg/L. Đối với
động vật không xương sống nước ngọt lẫn nước mặn, nồng độ Cu gây chết 50%
(LC50) là 0,5 mg/L. Tuy nhiên, Cu lại ít độc đối với cá nước mặn, vì nó có khả năng
tạo phức với Cl- [40].
Cu có chức năng chính trong nhiều enzym của cơ thể người, là nguyên tố cần
thiết cho sự sống khi nó tồn tại ở mức vết, nhưng ở nồng độ cao, nó gây rối loạn dạ dày
(trong thời gian ngắn), bệnh gan, thận; một lượng vết Cu cũng đủ làm thúc đẩy sự phá
huỷ của các vitamin, làm mất giá trị dinh dưỡng của thức ăn. Nếu uống nhiều muối Cu

có thể gây rối loạn cơ thể như nôn nhiều, cứng cơ, viêm thận thậm chí tử vong nếu
uống với nồng độ lớn (khoảng 10 mg) …Nếu người làm việc thường xuyên tiếp xúc
với Cu thì có thể bị mắc bệnh ung thư phổi và bệnh Wilson [14].
Độc tính của kẽm (Zn) [40]
Hấp thụ nhiều Zn có thể gây nôn. tổn hại thận. lách làm giảm khả năng hấp
thu đồng và gây bệnh thiếu máu liên quan đến sự thiếu hụt đồng. Hấp thụ Zn trong

12


khẩu phần ăn hàng ngày > 1000 mg sẽ gây nôn, sốt, tổn hại thận và lách. Từ 200500 mg/ngày sẽ gây xáo trộn dạ dày, buồn nôn, hoa mắt. Hấp thụ Zn > 100 mg/ngày
sẽ gây giảm sự hấp thụ đồng.
Độc tính của chì (Pb)[68]
Chì (Pb) khi được sinh vật hấp thụ sẽ bị metyl hóa sinh học từ các hợp chất
chì vô cơ thành chì metyl Pb(CH3)4 làm tăng khả năng lan truyền ô nhiễm chì trong
chuỗi thức ăn, do khả năng tích lũy cao nên đến một lúc nào đó Pb sẽ khuếch đại và
trở thành chất gây độc cho sinh vật tiêu thụ, trong đó có con người.
Pb kìm hãm chuyển hoá canxi bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua
kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D, gây độc cả hệ thống thần kinh trung ương lẫn
thần kinh ngoại biên. Nhiễm độc Pb thường làm rối loạn trí óc, nhẹ thì nhức đầu;
nặng thì co giật có thể dẫn đến động kinh, hôn mê và tử vong; Khi bị nhiễm độc,
người bệnh có một số rối loạn cơ thể, chủ yếu là rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ
xương). Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những tai biến như đau bụng,
đường viền đen Burton ở lợi, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp vĩnh viễn, liệt, tai
biến não; nếu bị nặng có thể dẫn đến tử vong.
Độc tính của cadimi (Cd)
Sự nhiễm độc Cd có thể xảy ra đối với thực vật trên những vùng đất bị ô
nhiễm. Sự tích luỹ của nó trong thực vật là nguyên nhân gây gia tăng rủi ro ngộ độc
thực phẩm và có thể gây ảnh hưởng trầm trọng trong một thời gian dài.
Cd gây độc cho cây trồng, khi Cd thâm nhập vào cây, chúng sẽ tham gia vào

các phản ứng oxy hoá kết quả là mép lá của cây có màu nâu; lá bị úa vàng, xoăn; rễ
có màu nâu, thân còi. Ngoài ra, Cd còn làm thay đổi tính thấm của màng tế bào, kìm
hãm quá trình tổng hợp protein, ức chế một số enzyme, tác động tới hô hấp và
quang hợp của thực vật… [40].
Đối với sức khỏe con người: Cd được xếp vào hàng những kim loại độc nhất.
Cd gây rối loạn quá trình trao đổi chất.Cd đi vào cơ thể con người và tồn tại rất lâu,
chủ yếu tích tụ ở gan và thận. Cd có thể có trong không khí của một số xí nghiệp (ví
dụ như nhà máy sản xuất pin) và gây nguy hiểm khi tiếp xúc với nó ở dạng khói.
Tiếp xúc lâu dài với nồng độ nhỏ Cd có khả năng dẫn đến chứng khí thũng, các
bệnh phổi và rối loạn về thận [51].
13


Độc tính của asen (As) [58]
- Gây nhiễm độc trên da người, biểu hiện là chứng sạm da (melanosis), dầy
biểu bì (keratosis) từ đó gây ung thư da, hoại da.
- Gây ra 19 căn bệnh khác nhau trên cơ thể người, chủ yếu tác động vào da,
hệ thần kinh, phổi, phế quản, viêm xoang...
- As gây nhiễm độc đường hô hấp và tiêu hóa dẫn đến các thương tổn như
tăng hay giảm màu của da, tăng sừng hóa, ung thư da và phổi, ung thư bàng quang,
ung thư thận, ung thư ruột...
Độc tính của niken (Ni): Ni gây rối loạn chức năng thận, nhồi máu cơ tim, ung thư,
các bệnh về da liễu [43].
Độc tính của crom (Cr)
Crom hóa trị ba (Cr (III) hay Cr3+) với khối lượng rất nhỏ là nhu cầu cho quá
trình trao đổi chất của đường trong cơ thể người, sự thiếu hụt nó có thể sinh ra bệnh
thiếu hụt crom. Ngược lại, crom hóa trị sáu lại rất độc hại và gây đột biến gen khi
hít phải, nếu phơi nhiễm lâu ngày với crom thì mắt sẽ bị tổn thương nặng[56].Crom
xâm nhập vào cơ thể theo 3 con đường: hô hấp, tiêu hóa và khi tiếp xúc trực tiếp với
da, chỗ tiếp xúc sẽ bị nổi phồng và có thể bị loét sâu đến xương. Cr(VI) dễ gây biến

chứng, tác động lên tế bào, lên mô tạo ra sự phát triển tế bào không nhân, gây ung
thư, với hàm lượng cao, crom làm kết tủa các protein, các axit nucleic và ức chế hệ
thống men cơ bản. Ngoài ra crom cũng gây ra một số bệnh liên quan đến đường hô
hấp như viêm yết hầu, viêm thanh quản, viêm phế quản ... [59].Theo tổ chức WHO,
nồng độ crom tối đa cho phép trong nước uống là 0,05 mg/L[57].
1.2. Tình hình nghiên cứu các kim loại độc trong môi trƣờng vùng cửa sông
trên thế giới và ở Việt Nam
Trong những năm gần đây, kim loại độc đã được nghiên cứu nhiều trong
trầm tích cửa sông, vùng ven biển, và rừng ngập mặn tại một số quốc gia trên thế
giới [6],[11], [19], [21], [24],[25], [29]; Ở Việt Nam nghiên cứu về kim loại độc tập
trung ở vùng đô thị và vùng đất phèn [8], [32].
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Do dân số toàn cầu gia tăng và sự phát triển công nghiệp dẫn đến việc ô
nhiễm kim loại nặng mà trong đó, các kim loại độc gây ảnh hưởng không nhỏ

14


đếnmôi trường nước đặc biệt là vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới, đe dọa
đến sự sống của sinh vật thủy sinh, gây nguy cơ cho sức khỏe của con người.Ô
nhiễm không chỉ diễn ra ở các nước phát triển mà cả ở những nước đang phát triển
và ngày càng diễn biến theo chiều hướng xấu. Các sự cố nhiễm kim loại độc đã
được ghi nhận ở nhiều nơi trên thế giới.
Ô nhiễm Pb và Zn là một trong những điều đáng quan tâm do ảnh hưởng độc
hại của chúng lên hệ sinh thái tại các cửa sông ở Úc, với hàm lượng rất cao 1000
µg.g-1Pb, 2000 µg.g-1Zn có thể tìm thấy trong các trầm tích bị ô nhiễm [7], [14] đã
xác định hàm lượng chì vô cơ trong trầm tích cửa sông ở Anh biến động từ 25 µg.g1

trong khu vực không bị ô nhiễm đến hơn 2700 µg.g-1trong cửa sông Gannel nơi


nhận chất thải từ việc khai thác mỏ chì. Hàm lượng của các hợp chất chì này có lẽ
có nguồn gốc do sử dụng xăng dầu pha chì.
Tương tự như Pb, hàm lượng As cũng đã được xác định ở nhiều vùng cửa
sông, vùng ven biển trên thế giới. Hàm lượng As trong trầm tích cửa sông đã được
xác định từ 5 µg.g-1ở cửa sông Axe đến lớn hơn 1000 µg.g-1 trong các cửa sông
Restronguet Creek, Cornwall nơi nhận nước thải từ các khu vực khai thác quặng mỏ
kim loại [14], [32].
Hàm lượng Cd cũng được xác định ở Anh tại các cửa sông không bị ô
nhiễmvới hàm lượng 0,2 µg.g-1.Tại các cửa sông bị ô nhiễm nặng hàm lượng này có
thể lên đến 10 µg.g-1[14],[32]. Sông Deule ở Pháp là một trong những con sông bị ô
nhiễm rất nặng do hứng chịu chất thải từ nhà máy luyện kim. Hàm lượng kim loại
trong trầm tích sông này rất cao 480 mg.kg-1 [32].
Những nghiên cứu về thủy ngân của các nhà khoa học trên thế giới cũng cho
thấy nồng độ thủy ngân trong nước đại dương trung bình 0,001-0,004 μg/l[11],[14]
và nồng độ Hg gia tăng gần các cửa sông chịu ảnh hưởng từ công nghiệp [14].
Những nghiên cứu về nồng độ Hg trong nước bề mặt biển Atlantic thay đổi
theo mùa là do nguyên nhân xả thải vào khí quyển của nước Mỹ [20].Thành phố
Tianying thuộc tỉnh An Huy, Trung Quốc cũng là nơi có hàm lượng Pb trong nguồn
nước rất cao, ngay cả trong lúa mì ở Tianying cũng chứa Pb với nồng độ gấp 24 lần
tiêu chuẩn cho phép (TCCP). Kim loại này đã đi vào trong cơ thể trẻ em ở đây gây

15


ra một số bệnh và làm cho chỉ số thông minh của trẻ em bị giảm đi rất nhiều. Theo
đánh giá của tổ chức Bình Minh Xanh (2004), nồng độ Hg đã tăng gấp 280 lần
TCCP và lượng Cr trong nước uống tại Hồng Kông đã ở mức ung thư[45].
Tại Thái Lan, theo báo cáo của Viện Quốc tế Quản lý nước (IWMI)
năm 2004 thì hầu hết các ruộng lúa tại tỉnh Tak đã bị nhiễm Cd cao gấp 94
lần TCCP, có đến 5.756 người dân chịu ảnh hưởng và có nguy cơ nhiễm độc Cd dễ

mắc chứng bệnh Itai Itai (làm mềm hóa và méo mó xương, gây tổn hại thận) [61].
Có tới 60% nước sinh hoạt ở Sukinda (Ấn Độ) chứa Cr hóa trị VI với nồng độ lớn
hơn hai lần so với các tiêu chuẩn quốc tế. Theo ước tính của một nhóm y tế Ấn Độ,
84,75% số người chết ở khu mỏ này đều liên quan đến các bệnh do Cr gây ra.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Việt Nam là một quốc gia đang phát triển, quá trình đô thị hóa công nghiệp
hóadiễn ra mạnh mẽ đã kéo theo các vấn đề về ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm nguồn
nước sông, hồ, ven biển. Một số các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng nói chung và
kim loại độc nói riêng trong nước và trầm tích dưới đây đã phản ánh hiện trạng trên.
Tại thành phố Đà Nẵng, đánh giá hiện trạng môi trường năm 2005 cho thấy, tại vùng
cửa sông, ven biển đang có tình trạng ô nhiễm một số kim loại độc [41], [69].
Phạm Thị Nga và cộng sự [41]nghiên cứu về kim loại độc trong trầm tích
Vịnh Đà Nẵng cho thấy: hàm lượng As trung bình là5ppm, cao hơn nhiềusovới hàm
lượng trung bình của As trong trầm tích biển nông thế giới, và đã xuất hiện những
khu vực ô nhiễm Hg ở mức trung bình 0,2ppm.Hàm lượng Pb là 40ppm, cao hơn
nhiều so với Hướng dẫn chất lượng trầm tích của Canada (32ppm).Ở Việt Nam, các
nghiên cứu về tích lũy các kim loại độc trong nghêu Bến Tre (Meretrix lyrata) còn
rất hạn chế (Bảng 1.1).
Bảng 1.1.Các nghiên cứu về tích lũy kim loại độc trong nghêu Bến Tre ở Việt Nam
Loài
Nghêu Bến Tre
(Meretrix lyrata)
Nghêu Bến Tre
(Meretrix lyrata)

Khu vực
nghiên cứu
Quảng Ninh, Hải
Cu, Pb, Zn, Phòng, Thái Bình,
Cd, As, Hg Thanh Hóa, Nghệ

An

Nguyễn Công Thành[64]
Dương Thanh Nghị[46]
Trạm quan trắcvà phân tích
môitrường biển ven bờphía Bắc [39]

As, Cd, Cu Hải Phòng

Bùi Đặng Thanh [63]

Kim loại

16

Nguồn


1.3. Phƣơng pháp phân tích các kim loại
1.3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
* Nguyên tắc của phương pháp [71]:
Để xác định các Me theo phương pháp AAS, trước hết kim loại cần phân tích
trong mẫu phải được nguyên tử hóa bằng một trong các kỹ thuật sau: ngọn lửa (lúc này
ký hiệu phương pháp là F-AAS), lò graphit (lúc này ký hiệu phương pháp là GF-AAS)
hay nhiệt điện (ET-AAS) rồi chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng (λ) thích hợp đi qua
đám hơi nguyên tử đó. Khi ở trạng thái hơi, các nguyên tử tự do có khả năng hấp thụ
các vạch phổ nhạy mà chúng phát ra trong quá trình phát xạ. Phổ sinh ra trong trường
hợp này gọi là phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố cần phân tích. Trong những điều
kiện nhất định và phù hợp, độ hấp thụ Aλcủa một nguyên tố (ở λ xác định) tỷ lệ thuận
với nồng độ Cx của nó trong mẫu phân tích: Aλ= a.Cx với a là hệ số tỷ lệ. Từ phương

trình này có thể phát hiện nồng độ của nguyên tố trong dung dịch mẫu phân tích
(Cx)dựa theo phương pháp đường chuẩn hoặc phương pháp thêm chuẩn.
Khi phân tích theo phương pháp AAS, nguyên tử hóa mẫu là giai đoạn quan
trọng. Mục đích của giai đoạn này là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ
mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định để phép đo đạt kết quả chính xác và có
độ lặp lại cao. Đáp ứng mục đích đó ngày nay người ta thường dùng hai kĩ thuật
nguyên tử hoá mẫu – kỹ thuật ngọn lửa (lúc này phương pháp được ký hiệu là FAAS) và kĩ thuật không ngọn lửa (lúc này phương pháp được ký hiệu là GF-AAS).
* Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa:
Theo kỹ thuật này, người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để
hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Trước hết, chuẩn bị mẫu ở trạng thái dung
dịch, sau đó dẫn dung dịch mẫu vào ngọn đèn khí để nguyên tử hoá mẫu.Phương
pháp F - AAS cho phép xác định thuận lợi các kim loại với giới hạn phát hiện là 0 5 mg/L [17].
* Kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa: Về nguyên tắc, đây là quá
trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện
công suất lớn 200 - 500 A và trong môi trường khí trơ (thường dùng khí Ar).
Phương pháp GF - AAS cho phép xác định các kim loại với nồng độ cỡ µg/L [34].

17


1.3.2. Phương pháp khối phổ plasma (ICP-MS) [44]
* Nguyên tắc và sự xuất hiện phổ khố i ICP/MS:
Khi dẫn mẫu phân tích vào vùng nhiệt độ cao của ngọn lửa plasma (ICP), vật
chất có trong mẫu bị chuyển hoàn toàn thành trạng thái hơi. Các phân tử chất khí bị
phân ly thành các nguyên tử tự do ở trạng thái khí và trong điều kiện nhiệt độ caocủa
plasma (80000C), phần lớn các nguyên tử trong mẫu phân tích bị ion hóa tạo thành các
ion dương có điện tích +1 và các electron tự do. Thu và dẫn dòng ion đó vào thiết bị
phân giải để phân chia chúng theo số khối (m/z), nhờ hệ thống phân giải theo số khối
và detector thích hợp ta thu được phổ khối của các đồng vị của các nguyên tố cần phân
tích trong mẫu. Quá trình xảy ra trong ngọn lửa plasma có thể được tóm tắt theo 4 mức

sau: Dung môi bay hơi → hóa hơi mẫu → Nguyên tử hóa mẫu → Ion hóa mẫu
Các quá trình xảy ra trong nguồn plasma cặp cảm ứng (ICP):
- Hóa hơi 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)+
Như vậy, phổ ICP-MS của nguyên tử chỉ xuất hiện khi các nguyên tử ở trạng
thái hơi và khi nguyên tử bị ion hóa trong nguồn năng lượng cao tần cảm ứng (ICP)
thành các ion mang điện tích +1. Các mẫu phân tích hoặc ở trạng thái rắn của các
kim loại, hợp kim, hoặc tồn tại ở trạng thái các hợp chất như oxit, muối, khoáng
chất, quặng, đất, đá ... Vì thế muốn thực hiện phép đo phổ ICP-MS phải tiến hành
các bước sau đây:
- Chuyển mẫu phân tích về dạng dung dịch đồng thể;
- Dẫn dung dịch vào buồng tạo thể sol khí;
- Dẫn sol khí mẫu lên ngọn lửa ICP (Plasma Torch);
- Trong plasma sẽ xảy ra quá trình hóa hơi, nguyên tử hóa và ion hóa;
- Thu toàn bộ đám hơi ion của mẫu, lọc và phân ly chúng thành phổ nhờ hệ
thống phân giải phổ khối theo số khối của ion, phát hiện chúng bằng detector, ghi
lại phổ;

18


- Đánh giá định tính và định lượng phổ thu được;
Những ưu điểm nổi bật của phương pháp ICP-MS là:
- Phổ đơn giản, dễ hiểu, dễ giải và dễ tách các nhiễu ảnh hưởng lẫn nhau;
- Thông tin về độ giàu đồng vị là thuộc tính của phương pháp;
- Nguồn ICP là nguồn năng lượng kích thích phổ có năng lượng cao, nó cho
phép phân tích hơn 70 nguyên tố từ Li – U và có thể xác định đồng thời chúng với độ

nhạy và độ chọn lọc rất cao (giới hạn phát hiện từ ppb-ppt đối với tất cả các nguyên tố).
- Khả năng phân tích bán định 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 tỷ lệ của chúng;
- Tuy có độ nhạy cao nhưng nguồn ICP lại là nguồn kích thích phổ rất ổn
định, nên phép đo ICP - MS có độ lặp lại cao và sai số rất nhỏ;
- Phổ ICP - MS ít vạch hơn phổ ICP - AES nên có độ chọn lọc cao, ảnh
hưởng thành phần nền hầu như ít xuất hiện, nếu có thì cũng rất nhỏ, dễ loại trừ;
- Vùng tuyến tính trong phép đo ICP - MS rộng hơn hẳn các kỹ thuật phân
tích khác, có thể gấp hàng trăm lần và khả năng phân tích bán định lượng rất tốt do
không cần dùng mẫu chuẩn mà vẫn cho kết quả tương đối chính xác.
Hệ trang bị của phép đo ICP-MS:

Hình 1.1. Các bộ phận chính của máy ICP - MS
1) Bộ tạo sol khí; 2) Plasma; 3) Hệ thấu kính; 4) Detector; 5) Thấu kính ion;
6) Bộ phân giải khối; 7) Van ngăn cách giữa vùng chân không cao của phổ kế và
vùng ion.

19


Trong đó:
1) 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 mao dẫn áp suất thấp(hình 1.2);
- Kiểu siêu âm.

Hình 1.2. Bộ tạo sol khí
2) Bộ tạo plasma: Phần cơ bản của bộ tạo plasma bao gồm: Máy phát RF, hệ
ICP - Torch,vòng cảm ứng và hệ cấp khí.

Mẫu được đưa vào ngọn lửa plasma ICP dưới dạng sol khí bằng cách hút
mẫu lỏng hoặc rắn hòa tan vào ống phun hoặc sử dụng laser để chuyển trực tiếp
mẫu rắn thành dạng sol khí.Khi mẫu dưới dạng sol khí được đưa vào ngọn lửa ICP,
mẫu sẽ bị đề solvat và các nguyên tố trong sol khí sẽ được chuyển thành các nguyên
tử khí rồi được ion hóa tại phần cuối của ngọn lửa plasma.
3) Hệ phân giải phổ khối: Bộ phân giải khối được đặt giữa các thấu kính ion,
detector và luôn luôn được duy trì chân không xấp xỉ 10-6 Torr bằng bơm Turbo
phân tử thứ cấp, có 4 nguyên lý khác nhau để chế tạo hệ thống phân giải phổ theo số
khối đó là: kiểu cung nam châm từ; kiểu hệ lọc khối trường tứ cực; kiểu đo thời
gian bay; kiểu hệ cộng hưởng Cyclotron.
4) Detector ion: Detector là bộ phận biến dòng ion thành tín hiệu điện, cũng
như bộ phận giải khối, detector được nghiên cứu phát triển không ngừng nhằm nâng
cao độ nhạy và tốc độ ...vv. Cho đến nay có một số loại detector được sử dụng để
phát hiện ion như sau:
20


- 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).
Trong phương pháp ICP - MS thường người ta định lượng bằng phương
pháp đường chuẩn hoặc thêm chuẩn. Trong một số trường hợp, để giảm ảnh hưởng
của môi trường (matrix) mẫu, người ta thêm vào chất nội chuẩn như Au, Sc,
...Phương pháp ICP - MS có khả năng phân tích các ion kim loại lượng vết có nồng
độ dưới 1 µg/L [34].
1.3.3.Phương pháp phân tích điện hóa - Phương pháp von-ampe hòa tan anot[60]
Phương pháp von-ampe hòa tan anot (ASV) là một trong những phương
pháp phân tích điện hóa đạt được giới hạn phát hiện (LOD) rất thấp (cỡ ppb) và

do vậy, rất thích hợp cho phân tích lượng vết và siêu vết các Me. Phương pháp
ASV với các loại điện cực làm việc khác nhau đã được dùng khá phổ biến trên
thế giới để xác định riêng hoặc đồng thời lượng vết các Me trong các đối tượng
sinh hoá, môi trường, thực phẩm… Phương pháp von-ampe hòa tan anot xung vi
phân (DP-ASV) với điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE) hoặc điện cực màng
thủy ngân MFE đã được thừa nhận là phương pháp chuẩn để phân tích đồng thời
các kim loại trong các mẫu môi trường, thuận lợi nhất là phân tích các kim loại
dễ tan trong thủy ngân tạo hỗn hống như: Cd, Pb, Cu, Zn, ... trong đó có mẫu
trầm tích.
Nguyên tắc của phương pháp von-ampe hòa tan anot:
Quá trình phân tích theo phương pháp von-ampe hòa tan anot (ASV) gồm hai
giai đoạn: giai đoạn làm giàu và giai đoạn hòa tan kim loại cần phân tích. Phương
pháp này sử dụng tế bào điện hoá (hay bình điện phân) gồm 3 điện cực: điện cực
làm việc (HMDE); điện cực so sánh (RE - Reference Electrode), thường dùng điện
cực bạc - bạc clorua bão hoà (Ag/AgCl/KClbh) và điện cực phụ trợ (CE - Counter
Electrode hoặc AE - Auxiliary Electrode), thường là điện cực Pt.
* Giai đoạn làm giàu: Kim loại cần phân tích (MeII) trong dung dịch được

21