Phân tích đánh giá tổng hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển Đà Nẵng

LUẬN VĂN SIÊU CẤP CHANNEL Áp dụng quy trình phân tích để đánh giá hàm lượng Hg trong một số loài nghêu, sò và vẹm, từ đó biết được mức độ ô nhiễm nước biển bởi Hg. Kết quả cho thấy hầu hết hàm lượng Hg đều có trong các mẫu đã phân tích trong đó sò long ở biển Nam Ô cho giá trị cao nhất. Tuy nhiên, tất cả vẫn nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 8-1:2011/BYT.

vectorstock.com/1593604

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection DẠY KÈM QUY NHƠN DISSERTATION PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

Phân tích đánh giá tổng hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển Đà Nẵng bằng phương pháp chiết trắc quang phân tử UV-VIS (2018) PDF VERSION | 2018 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

LỜI MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Là một vùng kinh tế trọng điểm của miền Trung, trong những năm qua bên cạnh những thành tựu trong phát triển kinh tế – xã hội đã đạt được, Đà Nẵng đang phải đương đầu với những vấn đề bức xúc về sự suy giảm chất lượng môi trường sống kéo theo hàng loạt các vấn đề về môi trường tác động đến khu vực ven biển trong đó có kim loại nặng. Vì vậy, để phục vụ cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm biển bởi kim loại nặng thì hiện nay các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ như nghêu, sò, vẹm đang được các nhà khoa học quan tâm và ứng dụng dùng làm chỉ thị sinh học. Đây là nhóm loài có giá trị thực phẩm cao, nhu cầu tiêu thụ lớn trong và ngoài nước. Tuy nhiên việc tích tụ kim loại nặng đặc biệt là thuỷ ngân trong cơ thể chúng đã gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của con người. Thông qua chuỗi thức ăn, khi xâm nhập vào cơ thể, thủy ngân sẽ liên kết với những phân tử nucleotit trong cấu trúc protein làm biến đổi cấu trúc và ức chế hoạt tính sinh học của tế bào. Đặc biệt, sự nhiễm độc thủy ngân có thể gây nên những thương tổn cho trung tâm thần kinh thậm chí có thể dẫn đến tử vong. Vì vậy, để góp phần đánh giá sự tích tụ thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển Đà Nẵng chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Phân tích đánh giá tổng hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển Đà Nẵng bằng phương pháp chiết trắc quang phân tử UV-VIS”. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Các kết quả thu được của đề tài góp phần xây dựng phương pháp thích hợp xác định hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp trắc quang phù hợp với các điều kiện của phòng thí nghiệm. Trên cơ sở đó có thể đánh giá mức độ ô nhiễm biển bởi thủy ngân trong vùng khảo sát. Đồng thời phục vụ cho vấn đề đánh giá mức độ an toàn thực phẩm của thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm đang được tiêu thụ trên địa bàn Đà Nẵng.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Vài nét về bãi biển Đà Nẵng [18] Vùng biển Đà Nẵng có ngư trường rộng trên 15.000 km², có vịnh Đà Nẵng nằm chắn bởi sườn núi Hải Vân và Sơn Trà, mực nước sâu, thuận lợi cho việc xây dựng cảng lớn và một số cảng chuyên dùng khác, nó nằm trên các tuyến đường biển quốc tế nên rất thuận lợi cho việc giao thông đường thuỷ và còn là nơi trú đậu tránh bão của các tàu có công suất lớn. Biển Đà Nẵng có các động vật biển phong phú trên 266 giống loài, trong đó hải sản có giá trị kinh tế cao gồm 16 loài. Tổng trữ lượng hải sản các loại là 1.136.000 tấn. Hàng năm có khả năng khai thác 150.000 – 200.000 tấn. Ngoài ra, Đà Nẵng còn có một bờ biển dài trên 30km nổi tiếng với nhiều bãi tắm liên hoàn đẹp tuyệt vời nằm rải rác từ Bắc đến Nam như Nam Ô, Xuân Thiều, Thanh Bình, Tiên Sa, Sơn Trà, Mỹ Khê, Bắc Mỹ An, Non Nước,… với nhiều cảnh quan thiên nhiên kỳ thú, trong đó có những bãi tắm đã được du khách thập phương biết đến như những địa điểm nghỉ ngơi, thư giản, tắm biển lý tưởng nhất trong khu vực Châu Á. Đặc biệt, quanh khu vực bán đảo Sơn Trà có những bãi san hô lớn, thuận lợi trong việc phát triển các loại hình kinh doanh, dịch vụ, du lịch biển. 1.2. Sơ lược về một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ có giá trị kinh tế ở Việt Nam [12, 21, 22, 23] 1.2.1. Đặc điểm cấu tạo và sinh lý Có cấu tạo tương đối đồng nhất trong cả lớp. Cơ thể bao trong vỏ cứng hơi kéo dài và tương đối đối xứng hai bên, dẹt, hô hấp bằng mang tấm có hình tiết diện ngang hình chữ W. Vỏ gồm hai mảnh, che kín hai bên thân và dính với nhau ở mặt lưng nhờ dây chằng và các khớp. Vỏ ngoài thường có màu xanh-lam đậm, hơi đen hay nâu. mặt trong vỏ có lớp xà cừ màu trắng hoặc xanh. Phần lớn lớp hai mảnh vỏ sống ít hoạt động, di chuyển chậm trong bùn đất, trên giá thể hay bám trên đá và thích nghi với đời sống lọc nước. Một số loài hai

mảnh vỏ sống bám trên một mảnh vỏ (hàu) có hai vỏ phát triển không đều: một vỏ chứa toàn bộ cơ thể và một vỏ biến thành nắp đậy. Tốc độ sinh trưởng của nhuyễn thể 2 mảnh vỏ là kết quả của sự tác động các yếu tố như: nhiệt độ, nước, thức ăn, mật độ nuôi, dòng chảy, độ ô nhiễm của môi trường…. Phần lớn lớp hai mảnh vỏ ăn các động vật và thực vật nổi, các vụn hữu cơ lắng đọng, giáp xác…Dòng nước đưa thức ăn vào ở phía sau cơ thể và di chuyển hình chữ U trong khoang áo rồi thoát ra ngoài cũng ở phía sau cơ thể. 1.2.2. Vai trò và giá trị kinh tế Nhuyễn thể hai mảnh vỏ đang trở thành ngành có tiềm năng về kinh tế, với giá trị xuất khẩu đứng thứ ba trong ngành thủy sản Việt Nam. Là thành viên quan trọng tham gia vào quá trình làm sạch nước. Thí dụ: một con trai sông ( Anodonta pincinailis ) lọc 12 lít nước/ ngày, một con vẹm xanh (Mytilus) lọc 3-5 lít nước/ ngày, mỗi con hàu làm lắng 1.0875 g bùn/ ngày... Là những vị thuốc hay trong kho tàng y học cổ truyền và kinh nghiệm dân gian. Thịt nhuyễn thể có mùi vị thơm ngon và nhiều đạm, chúng là thức ăn quan trọng, cần thiết và phổ biến đối với con người. Các phần cơ thể của nhuyễn thể được dùng làm nguyên liệu sản xuất các đồ rất độc đáo như sản xuất khuy áo bằng vỏ trai. Một số vùng biển dùng vỏ sò để nung vôi. Là đối tượng nuôi cấy ngọc. Mặt trong của vỏ trai được dùng làm đồ trang sức, mỹ nghệ có giá trị lớn. 1.2.3. Giới thiệu về một số loài nghêu, sò và vẹm 1.2.3.1. Sò huyết Tên tiếng Anh : Blood Cookle, Arca Cuneata Reeve, Granular Ark Tên khoa học : Andara granosa (Linné, 1758)

Sò huyết là loài sống ở vùng trung triều, độ sâu 1-2m nước. Chất đáy thích hợp là bùn cát. Nơi có ảnh hưởng nước ngọt (độ mặn 15-20 ‰) ở vùng cửa sông là khu vực phân bố thích hợp của sò huyết. Sò huyết thường sống vùi mình trong lớp bùn đáy. Đặc điểm hình thái : Vỏ dày có hình dạng trứng, hai vỏ bằng nhau. Mặt ngoài vỏ có gờ phóng

Hình 1.1. Sò huyết

xạ phát triển, số lượng gờ từ 17 đến 20 gờ, trên mỗi gờ có nhiều hạt hình chữ nhật. Bản lề rộng, hình thoi, có màu nâu đen. Vết cơ khép vỏ sau lớn hình tứ giác, vết cơ khép vỏ trước nhỏ hơn, hình tam giác. Sò huyết là loài có máu đỏ. Mặt ngoài vỏ có màu nâu đen, mặt trong vỏ có màu trắng sứ. Con lớn, vỏ dài 50-60 mm, cao 4050mm. Vùng phân bố : Ở Việt Nam, sò huyết được phân bố dọc ven bở biển từ Bắc vào Nam, ở các vùng cửa sông và đầm phá. Sò huyết có nhiều ở Quảng Ninh, Hải Phòng, Thừa Thiên Huế, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bến tre, Kiên Giang. 1.2.3.2. Sò lông Tên tiếng Anh : Hakf - crenate Ark Tên khoa học: Anadara subcrenata Sò lông thường sống ở nơi có chất đáy bùn pha lẫn vỏ động vật thân mềm. Độ mặn từ 30 35‰. Độ sâu 3-10m. Đặc điểm hình thái : Vỏ có dạng hình bầu

Hình 1.2. Sò lông

dục. Hai vỏ không bằng nhau, vỏ trái lớn hơn vỏ phải, trên mặt vỏ có 31-35 gờ phóng xạ, trên gờ phóng xạ có nhiều hạt (ụ nhỏ), những hạt này trên gờ phóng xạ rất rõ nét. Da vỏ màu nâu phát triển thành lông. Bản lề hẹp, màu đen. Cá thể lớn có vỏ dài 46mm, cao 38mm, rộng 32mm. Vùng phân bố : Ở Việt Nam, sò lông phân bố dọc ven biển, có nhiều ở Quảng Ninh, Hải Phòng, Thanh Hoá, Phú Yên, Ninh Thuận, Bình Thuận.

1.2.3.3. Vẹm xanh Tên tiếng Anh : Green Mussel Tên khoa học : Perna viridis (LinnÐ, 1758) Vẹm xanh là loài sống chủ yếu ở vùng hạ triều đến độ sâu trên dưới 10m nước, độ mặn thích hợp từ 20 đến 30‰, đáy cứng, đá, sỏi, gỗ,… Vẹm có một bộ phận lớn, gọi là chân, hình dạng như một cái lưỡi, giúp vẹm bám vào giá thễ và di chuyển. Hình 1.3 Vẹm xanh

Vẹm sống bằng cách tiêu hóa các vi sinh vật như vi

rong, vi tảo hút qua một hệ thống màng lọc. Chúng thường tụ tập, bám vào đá thành những quần thể. Cách sống tụ họp này giúp vẹm chịu đựng được các cơn sóng vỗ. Đặc điểm hình thái : Vỏ dạng hình quả muỗm (xoài), đỉnh ở đầu tận cùng vỏ. Vỏ cá thể trưởng thành dài 150mm, cao 65mm, rộng 40mm. Đường sinh trưởng mịn, sắp xếp khít nhau; ở cá thể non da vỏ màu xanh, cá thể trưởng thành da vỏ màu nâu đen. Mặt trong vỏ màu trắng óng ánh. Vùng phân bố : Vẹm xanh phân bố rộng ở các vùng biển Bắc, Trung và Nam Bộ. Tập trung ở một số tỉnh : Hải Phòng, Quảng Bình, Thừa Thiên Huế, Bình Định, Khánh Hoà, Bình Thuận, Hà Tiên, Phú Quốc, Kiên Giang. 1.2.3.4. Nghêu lụa Tên tiếng Anh : Undulating Venus Tên khoa học: Paphia undulata Đặc điểm hình thái : Vỏ cỡ trung bình, tương đối mỏng, có dạng hình bầu dục dài, dài 54mm, cao 30mm, rộng 16mm. Khoảng cách từ đỉnh vỏ đến mép

Hình 1.4. Nghêu lụa

sau bằng 1,5 lần khoảng cách từ đỉnh vỏ đến mép trước, phần trước mép lưng vỏ lõm. Da vỏ láng, các vòng sinh trưởng mịn sắp xếp khít nhau, mặt vỏ có nhiều vân phóng xạ màu tím gấp khúc dạng hình mạng lưới.

Vùng phân bố: Ở Việt Nam, nghêu lụa được phân bố nhiều nhất ở khu vực ven biển miền Trung đến Nam Bộ, từ vùng dưới triều đến vùng biển nông, đáy bùn cát. Tập trung chủ yếu ở Hà Tiên, Rạch Giá, quanh đảo Bà Lụa, Bình Thuận. 1.2.3.5. Nghêu dầu Tên tiếng Anh : Asiatic Hard Clam Tên khoa học: Meretrix meretrix LinnÐ, 1758 Nghêu dầu được phân bố ở vùng triều đến độ sâu 1-2mm nước. Chất đáy cát có pha bùn, chúng sống vùi trong cát từ 3-4 cm, dùng ống hút nước để lấy thức ăn từ bên ngoài. Nhiệt

Hình 1.5. Nghêu dầu

độ 20-30 C. Độ mặn 9-20‰. 0

Đặc điểm hình thái : Vỏ có dạng hình tam giác. Vỏ trái và vỏ phải bằng nhau, mép bụng của vỏ cong đều. Bản lề ngắn màu nâu đen nhô lên mặt ngoài của vỏ. Vết cơ khép vỏ trước nhỏ hình bán nguyệt, vết cơ khép vỏ sau lớn hình bầu dục. Da vỏ màu nâu, trơn bóng. Những cá thể nhỏ vùng gần đỉnh vỏ thường có vân răng cưa hay vân hình phóng xạ. Mặt trong của vỏ màu trắng, mép sau có màu tím đậm. Cá thể lớn có chiều dài 130mmm, cao 110mm, rộng 58mm. Vùng phân bố : Ở Việt Nam, nghêu dầu được phân bố tập trung ở các vùng biển thuộc các tỉnh Nghệ An, Thanh Hoá, Thái Bình, Nam Định, Bến Tre, Tiền Giang. 1.2.3.6. Nghêu trắng Tên Tiếng Anh: Lyrate asiatic hard clam Tên khoa học: Meretrix lyrata Hình dạng rất giống nghêu dầu nhưng kích thước nhỏ hơn. Mặt ngoài vỏ màu vàng nhạt hoặc màu trắng sữa, một số cá thể có vân màu nâu. Mặt trong vỏ màu trắng. Nghêu lớn có chiều dài 40-50mm, cao 40-45mm và rộng 30-35mm.

Hình 1.6. Nghêu trắng

Ở Việt Nam, nghêu trắng được phân bố nhiều ở các tỉnh Trà Vinh, Tiền Giang, Bến Tre, Sóc Trắng và Cần Giờ (TP.Hồ Chí Minh). 1.3. Sự tồn tại kim loại nặng trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ [3, 7, 24] Năm 1986, khi tiến hành phân tích các loại hàu, vẹm, sò,… ở biển Hồng Kông, Trung Quốc đã phát hiện thấy chì, thuỷ ngân, thiếc, antimon tăng lên liên tục trong các loài hải sản đó. Các nghiên cứu trên Thế Giới về các loài trong giống Corbicula (Hến) đều chỉ ra rằng, đây là loài có khả năng tích lũy cao các kim loại nặng đặc biệt là thủy ngân. Nghiên cứu của Inza và cộng sự (1997, 1998) đã nhận thấy Corbicula có khả năng tích lũy nhanh metyl thủy ngân. Ở Việt Nam, theo nghiên cứu của Đào Việt Hà (2002), hàm lượng các kim loại nặng trong vẹm (Perna viridis) tại đầm Nha Phu (Khánh Hòa): 0.03-0.21ppm Cd (tính theo khối lượng tươi), 0.14-1.13ppm Pb, 0.54-1.81ppm Cu. Nghiên cứu nồng độ kim loại nặng trong một số mẫu nhuyễn thể hai mảnh vỏ từ bờ biển Đại Tây Dương ở miền Nam Tây Ban Nha của Đại học Seville cho thấy rằng các kim loại nặng: Cr, Ni, Cu, Cd, Pb, As, Hg đều tồn tại và hàm lượng Hg nằm trong khoảng 0.06-0.59mg/kg. Nhìn chung, sự tích lũy kim loại nặng trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ là rất nhiều nhưng để lại hậu quả nghiêm trọng nhất vẫn là thủy ngân. 1.4. Thuỷ ngân và dư lượng của nó trong môi trường [2, 17, 19, 20] 1.4.1. Giới thiệu về thuỷ ngân Thủy ngân là một nguyên tố hoá học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Hg và số nguyên tử 80. Là một kim loại chuyển tiếp nặng có ánh bạc, ở dạng lỏng trong nhiệt độ thường. Thủy ngân thu được chủ yếu bằng phương pháp khử khoáng chất chu sa.

Hình 1.7. Thuỷ ngân

1.4.1.1. Lịch sử Người Trung Quốc và Hindu cổ đại đã biết tới thủy ngân và nó được tìm thấy trong các ngôi mộ cổ Ai Cập có niên đại vào khoảng năm 1500 TCN. Tại Trung Quốc, Ấn Độ và Tây Tạng, việc sử dụng thủy ngân được cho là kéo dài tuổi thọ, chữa lành chỗ gãy và duy trì một sức khỏe tốt. Người Hy Lạp cổ đại sử dụng thủy ngân trong thuốc mỡ và người La Mã sử dụng nó trong mỹ phẩm. Vào khoảng năm 500 TCN thủy ngân đã được sử dụng để tạo các hỗn hống với các kim loại khác. Hg là kí hiệu hoá học ngày nay cho thủy ngân. Nó là viết tắt của Hydrargyrum, từ Latinh hoá của từ Hy Lạp Hydrargyros, là tổ hợp của 2 từ 'nước' và 'bạc' — vì nó lỏng giống như nước, và có ánh kim giống như bạc. Trong ngôn ngữ châu Âu, nguyên tố này được đặt tên là Mercury, lấy theo tên của thần Mercury của người La Mã, được biết đến với tính linh động và tốc độ. Biểu tượng giả kim thuật của nguyên tố này cũng là biểu tượng chiêm tinh học cho Thuỷ Tinh. Từ giữa thế kỷ 18 đến giữa thế kỷ 19, một công nghệ gọi là "carroting" được sử dụng trong sản xuất mũ phớt. Da động vật được ngâm vào trong dung dịch màu da cam của hợp chất nitrat thuỷ ngân, Hg(NO3)2•2H2O. Công nghệ này tách lông ra khỏi con da và cuộn chúng lại với nhau. Dung dịch này và hơi của nó rất độc. Việc sử dụng chất này đã làm cho một loạt các nhà sản xuất mũ ngộ độc thủy ngân nên tháng 12 năm 1941, Dịch vụ sức khoẻ cộng đồng Mỹ đã cấm sử dụng thủy ngân trong sản xuất mũ. 1.4.1.2. Tính chất và các dạng tồn tại Thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt.Thủy ngân tạo ra hợp kim với phần lớn các kim loại, bao gồm vàng, nhôm và bạc, đồng nhưng không tạo với sắt. Do đó, người ta có thể chứa thủy ngân trong bình bằng sắt. Telua cũng tạo ra hợp kim, nhưng nó phản ứng rất chậm để tạo ra telurua thủy ngân. Hợp kim của thủy ngân được gọi là hỗn hống. Kim loại này có hệ số nở nhiệt là hằng số khi ở trạng thái lỏng, hoạt động hóa học kém kẽm và cadmium. Trạng thái oxi hóa phổ biến của nó là +1 và +2. Rất ít hợp chất trong đó thủy ngân có hóa trị +3 tồn tại.

Thuỷ ngân tồn tại dưới hai họ. Các dạng này có thể chuyển hoá qua lại vì thuỷ ngân có khả năng tự chuyển hoá, nhất là trong môi trường axit và có mặt phân tử có khả năng kết hợp (clo, lưu huỳnh). - Họ thuỷ ngân vô cơ: gồm ba dạng khác nhau + Thuỷ ngân nguyên tử, dưới dạng lỏng (kí hiệu HgO). Đây là dạng quen thuộc nhất. Nó được sử dụng trong các nhiệt kế. + Thuỷ ngân dưới dạng khí (kí hiệu HgO): là thuỷ ngân dưới tác dụng của nhiệt chuyển thành hơi. + Thuỷ ngân vô cơ dưới dạng ion. - Họ thuỷ ngân hữu cơ: là dạng thuỷ ngân kết hợp với một phân tử chứa cacbon, là nền tảng của những cá thể sống. Những hợp chất hữu cơ của thuỷ ngân được biết đến nhiều là metyl thuỷ ngân và đimetyl thuỷ ngân. 1.4.1.3. Vai trò và ứng dụng Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các hóa chất, trong kỹ thuật điện và điện tử, nhiệt kế. Cụ thể là: - Máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm ở một số nơi). - Thimerosal, một hợp chất hữu cơ được sử dụng như là chất khử trùng trong vaccin và mực xăm ( Thimerosal in vaccines). - Phong vũ kế thủy ngân, bơm khuyếch tán, tích điện kế thủy ngân và nhiều thiết bị phòng thí nghiệm khác. Là một chất lỏng với tỷ trọng rất cao, Hg được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy dùng trong kỹ thuật hóa học. - Điểm ba trạng thái của thủy ngân, -38,8344 °C, là điểm cố định được sử dụng như nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90). - Trong một số đèn điện tử. - Hơi thủy ngân được sử dụng trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn kiểu "đèn huỳnh quang" cho các mục đích quảng cáo. Màu sắc của các loại đèn này phụ thuộc vào khí nạp vào bóng. - Thủy ngân được sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng.

- Thủy ngân vẫn còn được sử dụng trong một số nền văn hóa cho các mục đích y học dân tộc và nghi lễ. Ngày xưa, để chữa bệnh tắc ruột, người ta cho bệnh nhân uống thủy ngân lỏng (100-200 g). Ở trạng thái kim loại không phân tán, thủy ngân không độc và có tỷ trọng lớn nên sẽ chảy trong hệ thống tiêu hóa và giúp thông ruột cho bệnh nhân. Ngoài ra, còn có các ứng dụng khác như: chuyển mạch điện bằng thủy ngân, điện phân với cathode thủy ngân để sản xuất NaOH và clo, các điện cực trong một số dạng thiết bị điện tử, pin và chất xúc tác, thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng năm 1995), thuốc trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc và kính thiên văn gương lỏng. 1.4.1.4. Độc tính và tác hại Khi xâm nhập vào cơ thể thuỷ ngân có thể liên kết với những phân tử tạo nên tế bào sống (axít nuclêic, prôtêin .... ) làm biến đổi cấu trúc của chúng và làm ức chế hoạt tính sinh học của chúng. Sự nhiễm độc thuỷ ngân gây nên những thương tổn trung tâm thần kinh tạo nên sự run rẩy, sự khó khăn trong cách diễn đạt (nói run, viết run), ... và nặng hơn nữa có thể gây chết người. Sự biến đổi độc tính của thuỷ ngân tùy theo dạng tồn tại: - Thuỷ ngân dưới dạng lỏng (HgO): Dạng này ít độc vì nó được hấp phụ rất ít. Dạng này nếu có vào trong cơ thể qua đường ăn uống chẳng hạn sẽ được thải ra gần như hoàn toàn (hơn 99%) qua đường tiêu hoá (muối, nước tiểu). Để chứng minh cho điều này, một nhà nghiên cứu của trung tâm phòng và điều trị nhiễm độc ở Vienne đã làm thí nghiệm với chính cơ thể của mình bằng cách nuốt 100 g thuỷ ngân kim loại, kết quả là thuỷ ngân vào trong dạ dày, rồi ruột, sau đó được thải ra ngoài. Hàm lượng thuỷ ngân trong nước tiểu đã lên tới 80mg/lít sau hai tháng sau đó giảm dần đến hết. - Thuỷ ngân kim loại dưới dạng hơi (HgO): Nó có thể xâm nhập vào phổi qua đường hô hấp rồi vào máu. Thủy ngân vì vậy sẽ được chuyển đến các phần khác của cơ thể, đặc biệt là đến não dẫn tới sự huỷ hoại ghê gớm thần kinh trung

ương. Khi hơi thuỷ ngân có nguồn gốc hỗn hống, một phần sẽ được hoà tan bởi nước bọt và vào trong dạ dày. - Thuỷ ngân dưới dạng ion: có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường nước bọt hoặc da. Dạng này vào cơ thể sẽ tập trung chủ yếu trong gan và thận. Hg2+ là hoàn toàn độc do ái lực của nó với các nguyên tử lưu huỳnh, nên dễ dàng kết hợp với các amino axit chứa lưu huỳnh của protein. Nó cũng tạo liên kết với hemoglobin và albumin huyết thanh, cả hai chất này đều có nhóm hidrosunfua. - Thuỷ ngân hữu cơ: đã được hấp thụ và được đồng hoá bởi cơ thể sống sẽ tồn tại trong đó và có thể xâm nhập tiếp vào những cá thể khác (Ví dụ thuỷ ngân được hấp thụ bởi cá, tôm và cua có thể xâm nhập tiếp vào cơ thể người khi chúng ta ăn các loại trên). Dạng này rất độc. Đặc biệt là metyl thuỷ ngân CH3Hg+, chất này hoà tan trong mỡ - phần chất béo của màng và não tuỷ. Liên kết Hg-C không dễ dàng bị phá vỡ và ankyl thuỷ ngân được giữ lại trong thời gian dài. Ngoài ra, dimethyl thủy ngân cũng là một chất rất độc, độc đến mức chỉ vài micrôlít rơi vào da có thể gây tử vong. Một trong những mục tiêu chính của các chất độc này là enzym pyruvat dehidrogenat (PDH). Enzym bị ức chế hoàn toàn bởi một vài hợp chất của thủy ngân, thành phần gốc axít lipoic của phức hợp đa enzym liên kết với các hợp chất đó rất bền và vì thế PDH bị ức chế. Đặc tính nguy hiểm nhất là khả năng của RHg+ đi qua nhau thai vào các mô bào thai gây quái thai, dị tật ở trẻ sơ sinh. Độc tính này sẽ càng tăng nếu có hiện tượng tích luỹ sinh học hay khuyếch đại sinh học. Sự tích luỹ sinh học là quá trình đồng hoá và cô đọng những kim loại nặng trong cơ thể. Quá trình này diễn ra gồm hai giai đoạn : Sự tích luỹ sinh học bắt đầu bởi cá thể (thuỷ ngân hoà tan được bài tiết ra rất ít và được đồng hoá bởi động vật, cá, ...) sau đó được tiếp tục nhờ sự truyền giữa các cá thể, do sự cô lại liên tục (động vật ăn cỏ, động vật ăn cá, ....). Do đó nồng độ dần dần tăng lên. Hiện tượng tích luỹ sinh học này rất nguy hiểm, nhất là với metyl thuỷ ngân vì xuất phát từ môi trường lúc đầu ít ô nhiễm (nồng độ metyl thuỷ ngân thấp), nồng độ đó có thể tăng lên đến hàng nghìn lần và trở thành rất độc.

1.4.2. Nguồn gốc xuất hiện thủy ngân trong nhuyễn thể Nguồn tự nhiên: Hoạt động của núi lửa, sự phong hóa nhiều loại đá có chứa thủy ngân. Nguồn nhân tạo: Đến từ các nhà máy điện đốt than (thực vật và các trầm tích trong than có các nồng độ thủy ngân dao động mạnh), thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm, các lò đốt rác thải, những nơi khai thác thủy ngân, vàng, đồng, kẽm, bạc, các hoạt động luyện kim, thải bỏ các nhiệt kế, y tế. Etyl thủy ngân là sản phẩm phân rã từ chất chống khuẩn thimerosal và có hiệu ứng tương tự nhưng không đồng nhất với mêtyl thủy ngân. Trong lĩnh vực y tế, thủy ngân được pha chế làm thuốc đỏ khử trùng (Mercure au chrome), hợp chất trám răng Amalgame. Hầu hết thủy ngân làm ô nhiễm không khí và nước đều xuất phát từ việc khai thác quặng, sản xuất công nghiệp nặng và từ các nhà máy điện chạy bằng than. Tại Hoa Kỳ và nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đều dùng than đá để tạo thành điện, và nguồn năng lượng này cũng là nguồn ô nhiễm không khí nhiều nhất. Đặc biệt, kỹ nghệ của 1.100 nhà máy than nhiệt điện này còn phát thải tổng cộng hàng năm 48 tấn thuỷ ngân…. Các sản phẩm có thủy ngân thải ra môi trường làm ô nhiễm không khí, mặt đất, nhưng quan trọng nhất là ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là nguồn nước biển. Trong môi trường nước biển, các loài vi khuẩn ưa mặn sẽ biến đổi nguồn thủy ngân vô cơ (ít độc) thành thủy ngân hữu cơ (methyl mercury) có độc tính cao. Các phiêu sinh vật là nguồn cảm nhiễm đầu tiên, kế đó là các loài nhuyễn thể. Con người là chuỗi mắt xích cuối cùng nhiễm thủy ngân, sau khi ăn các loài nhuyễn thể có nhiễm chất này. 1.4.3. Tình trạng ô nhiễm thủy ngân 1.4.3.1. Ô nhiễm thủy ngân trên thế giới Việc sử dụng thủy ngân bừa bãi trong quá khứ đã dẫn đến những hậu quả khôn lường. Những nạn nhân đầu tiên là các nhà giả kim thuật. Từ thời cổ đại, các nhà giả kim thuật Ai Cập, Ả Rập, Trung Quốc… đã biết sử dụng thủy ngân để phân tách một số kim loại, nhất là vàng. Họ không biết rằng, hơi thủy ngân đã xâm nhập

qua đường hô hấp, ngấm qua da đi vào cơ thể họ. Hậu quả cuối cùng, những người tiếp xúc với thuỷ ngân lâu dài đều mắc những chứng bệnh kỳ lạ như bị ảo giác, ám ảnh, cơ thể suy nhược và chết một cách bí hiểm. Vào năm 1970, cả nước Nhật và thế giới đều chấn động, khi chính phủ Nhật Bản công khai sự kiện ngộ độc thủy ngân, do người dân ăn phải cá biển tại vùng vịnh Minamata. Các loài hải sản vùng biển này bị nhiễm thủy ngân do nhà máy hóa chất Chisso có sử dụng thủy ngân và chất thải có thủy ngân không xử lý triệt để được xả thẳng vào nước biển. Theo đánh giá của Bộ Y tế Nhật Bản, trong quá trình hoạt động từ năm 1932 đến khi sự cố xảy ra, nhà máy hóa chất Chisso đã thải ra vùng biển này 81 tấn thủy ngân. Thảm họa trên khởi phát từ 1956 và kéo dài hậu quả đến 1978 và người ta tiếp tục điều tra, phát hiện nạn nhân mới đến những năm cuối thập niên 1990 (là con, cháu những người bị nhiễm thuỷ ngân đầu tiên). Thảm họa trên gây cho trên 30.000 người bị tàn phế (suy kiệt toàn thân, liệt, rối loạn nhận thức, mù mắt, lãng tai, dị dạng bào thai…) và đã có trên 2.000 người tử vong. Những vụ nhiễm độc thủy ngân ở quy mô lớn cũng xảy ra khi ăn bánh mì làm từ loại bột mà khi bảo quản hạt người ta đã dùng thuốc diệt nấm thủy ngân. Tai nạn đã xảy ra ở Pakixtan, Guatemala và nghiêm trọng nhất là ở Irac. Năm 19711972 chính phủ Irac nhập khẩu một lượng lớn hạt giống lúa mì đã được xử lí chống nấm bằng cách trên để cho nông dân gieo trồng và đã nhắc nhở họ không được dùng để ăn. Tuy nhiên, nhiều nông dân đã dùng số lúa mì này làm bánh để ăn và hậu quả là tháng 3 năm 1972 có đến 6530 người bị nhiễm độc, phải nằm viện, trong đó 459 người đã bị chết. Theo công trình nghiên cứu của Viện bảo tồn tài nguyên biển từ năm 2002 đến tháng giêng năm 2008 và qua khuyến cáo của Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA). Theo đó, các nhóm cá có nồng độ thủy ngân cao nhất (từ 0,70 – 1,45 ppm) là cá nhám, cá lưỡi kiếm (swordfish), cá heo, cá mú vàng (tilefish), cá thu chúa (king mackerel). Các loại cá này thường sống ở tầng sâu của biển, có trọng lượng rất lớn, chuyên ăn các loại cá nhỏ (còn gọi là cá săn mồi), vì vậy theo thời gian lượng thủy ngân tích lũy càng nhiều. Các bà mẹ đang mang thai được khuyến cáo không nên ăn các loại cá này. Đối với loại cá có nồng độ thủy ngân thấp (từ

0,09- 0,25 ppm ), bà mẹ có thai được khuyến cáo chỉ nên ăn không quá 2 lần mỗi tuần, (tính theo trọng lượng không quá 340g), gồm cá bơn, cá chép, cá mú, cá thu nhỏ, cá than, cá đuối, cá chỉ vàng, cá ngừ, cá hồi đại dương, cá marlin, tôm hùm Bắc Mỹ. Các loại cá có nồng độ thủy ngân rất thấp, không đáng kể (mức thủy ngân dưới 0,08 ppm) như cá hồi nước cạn (salmon), cá mòi (sardine), cá mực, cá da trơn, cá đối, cá trồng (Anchovies), cá tầm (sturgon), trứng cá muối (caviar), cá pollock, cá trích (shad), cá mối, cá bạc má (mackerel chub), cá ngừ đóng hộp (light tuna), cá tuyết morue, cá hồi nước ngọt (trout), tôm hùm, tôm càng, sò, trai, hến… thì không được xếp vào loại giới hạn sử dụng. Ngoài ra ngành y tế các nước còn khuyến cáo mọi người không nên ăn các loại cá được câu từ ao, hồ xung quanh khu công nghiệp có thải ra chất thải độc hại. Ở Mỹ, thuỷ ngân từ các nhà máy than nhiệt điện phát thải vào không khí. Nhà máy than nhiệt điện là nguồn phát thải thuỷ ngân nhiều nhất tại Hoa Kỳ. Ngoài ra, cũng còn một số lượng không nhỏ thuỷ ngân phát thải từ những núi lửa đang hoạt động. Tôm, cá, sò, ốc bị nhiễm độc thủy ngân và con người qua thức ăn đã bị lây nhiễm theo. Tính đến năm 2006, có đến 47 tiểu bang ở Hoa Kỳ được khuyến cáo là nên lưu ý đến tình trạng này. Hiện tượng cá nhiễm độc thuỷ ngân Everglades là một minh chứng cho tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trên trái đất (2010). Bởi vì vùng đầm này có nồng độ chất thủy ngân rất cao do bất nguồn từ rác thải và các mỏ than quanh vùng này. Chất thủy ngân sẽ ngấm vào cá, ốc, cua, tôm, ... Ô nhiễm môi trường đang là một thách thức mà để giải quyết vấn đề này không chỉ các nhà khoa học mà cả các nhà chính trị và lập pháp của các quốc gia cũng cần ra tay. 1.4.3.2. Ô nhiễm thủy ngân ở Việt Nam Tháng 10 năm 2006, người dân Lạc Sơn (Hòa Bình) có các triệu chứng “tê tê say say” giống những bệnh nhân ở Kim Bôi trước đây, do ăn phải thực phẩm tôm, cá…từ nguồn nước nhiễm độc thủy ngân mà nguyên nhân là do ô nhiễm thủy ngân từ hoạt động khai khoáng. Theo điều tra của Viện Vệ sinh Y tế Công cộng TP HCM, tất cả các mẫu cá đồng tươi được kiểm nghiệm đều nhiễm thủy ngân; trong đó 28% có mức thủy ngân

vượt quá giới hạn an toàn. Chất độc này cũng được tìm thấy trong 80% số mẫu cá biển đóng hộp (tỷ lệ vượt quá giới hạn an toàn là 0,5%). Cuộc điều tra nói trên được tiến hành trên 53 mẫu cá; trong đó có 28 mẫu cá tươi, được mua ở các chợ Nancy, Tân Bình. Số còn lại là cá biển đóng hộp, bao gồm cá hộp hiệu Ayam Brand (Malaysia) hoặc Sumaco, cá trích sốt cà của các công ty: Three Lady Cooks (Thái Lan), Công ty thực phẩm Tuyền Ký và Công ty cổ phần thủy đặc sản (Seaprodex). 1.4.4. Tình hình khắc phục và xử lý ô nhiễm thủy ngân Nhận thức được nguyên nhân, hậu quả của thảm họa ô nhiễm thủy ngân, các quốc gia đã khẩn trương khắc phục và xử lý. Nhật đã kiểm soát ô nhiễm môi trường, trợ giúp bệnh nhân (bồi thường thu nhập bị mất đi, hỗ trợ chi phí y tế...), thúc đẩy các hoạt động điều tra, nghiên cứu liên quan đến bệnh và khảo sát ảnh hưởng sức khỏe tiềm tàng đối với người dân quanh khu vực vịnh Minamata bị ô nhiễm. Đối với việc kiểm soát ô nhiễm thủy ngân, các biện pháp đã được thực thi gồm: ngừng việc sản xuất công nghiệp sử dụng thủy ngân, kiểm soát ô nhiễm việc xả thải công nghiệp, khắc phục hậu quả môi trường bao gồm việc nạo vét cặn lắng ô nhiễm. Hạn chế việc ăn cá và các loại hải sản từ vịnh Minamata và bồi thường cho ngành ngư nghiệp. Để hạn chế việc sử dụng thủy ngân và nhằm kiểm soát ô nhiễm, một số Luật và quy định đã được ban hành ví dụ như Luật về Kiểm soát Ô nhiễm môi trường (1967,1970), Luật Kiểm soát Ô nhiễm nước (1970)... Trong đó, Luật Kiểm soát ô nhiễm nước đã qui định đối với việc quan trắc ô nhiễm, xả thải đối với các chất như thủy ngân, cadmium và các chất hóa học khác. Các nhà máy than nhiệt điện là các yếu tố gây ô nhiễm không khí và thuỷ ngân lớn nhất, có nguy cơ ảnh hưởng lâu dài lên đời sống con người và môi trường, do đó cần giải quyết hai vấn đề căn bản để có thể giảm thiểu hiểm hoạ thủy ngân và không khí ô nhiễm trong việc dùng than: một là, giảm thiểu việc xử dụng năng lượng từ than, và thay thế vào đó bằng những loại năng lượng sạch. Hai là, phải chuyển đổi công nghệ than nhiệt điện bằng một công nghệ sạch hơn để hạn chế lượng khí thải vào không khí.

Trước những vấn nạn ô nhiễm thuỷ ngân nêu trên, Hoa Kỳ cũng đã thấy rõ một số kẽ hở trong việc cho phép xây dựng nhà máy than nhiệt điện. Theo EPA, cho đến năm 2013, luật liên bang yêu cầu các nhà máy than nhiệt điện phải kiểm soát và hạn chế sự phát thải thuỷ ngân vào không khí là 30 tấn vào năm 2010, và 15 tấn vào năm 2018. Để khuyến khích việc thi hành định mức nầy, chính phủ Hoa Kỳ, tùy theo mức giảm thiểu của từng cơ sở sản xuất, sẽ ấn định mức khen thưởng và giảm thuế. Đối với giải pháp 2, Việt Nam đã có nhiều cố gắng trong việc cải tiến kỹ thuật để đạt đến công nghệ sạch như đầu tư nhân lực và tài lực trong công việc trên. Từ năm 2004, Việt Nam đã dành một ngân khoản 930 triệu Mỹ kim cho việc nghiên cứu quản lý sản xuất than hiệu quả hơn, cũng như tân trang và hiện đại hóa kỹ thuật. Ngoài ra, Việt Nam còn có dự kiến xây dưng mô hình nhà máy năng lượng than nhiệt điện bằng công nghệ sạch ở Nạ Dương, Cẩm Phá, An Hóa, và Sơn Đông. Nếu thực hiện được những cải tiến như đã dự trù, nguy cơ bị nhiễm độc thủy ngân của người dân trong công nghệ than nhiệt điện sẽ được giảm thiểu nhiều hơn và chi phí y tế dành cho việc chữa trị sẽ được dùng vào các dịch vụ bảo vệ môi trường trong các lãnh vực khác. 1.5. Các phương pháp vô cơ hóa mẫu [5, 7, 15] 1.5.1. Phương pháp vô cơ hóa bằng brôm Vô cơ hóa mẫu thử với brôm ở 4500C để chuyển toàn bộ thủy ngân có mặt thành dạng thủy ngân (II). Khử thủy ngân (II) đến thủy ngân kim loại bằng thiếc (II) clorua. 1.5.2. Phương pháp vô cơ hóa bằng tia cực tím Vô cơ hóa phần mẫu thử bằng cách chiếu tia cực tím trong vòng 10 phút để phá hủy các chất hữu cơ và các hợp chất hữu cơ - thủy ngân và để chuyển toàn bộ thủy ngân thành dạng thủy ngân (II). Khử thủy ngân (II) đến thủy ngân kim loại bằng thiếc (II) clorua. 1.5.3. Phương pháp vô cơ hóa bằng pemanganat – pesunfat Vô vơ hóa phần mẫu thử bằng kali pemanganat và kali pesunfat ở nhiệt độ 950oc để chuyển toàn bộ thủy ngân thành dạng thủy ngân (II). Khử lượng dư chất

oxi hóa bằng hydroxylamin clorua và khử thủy ngân (II) thành thủy ngân kim loại bằng thiếc (II) clorua. 1.5.4. Phương pháp vô cơ hóa ướt Nguyên tắc: Dùng axit mạnh và đặc hoặc chất có tính oxi hóa mạnh để phân hủy mẫu trong điều kiện đun nóng trong bình Kendan, cốc thủy tinh hay ống sinh hàn trên bếp điện. Lượng axit thường gấp 15-20 lần lượng mẫu. Thời gian xử lý mẫu thường vài giờ đến vài chục giờ. 1.6. Các phương pháp xác định thủy ngân [1, 5, 7, 13] 1.6.1. Phương pháp chuẩn độ complexon thay thế Chuẩn Hg2+ bằng cách thêm dư dung dịch chuẩn complexonat magie. Khi đó do phức complexonat thủy ngân bền hơn complexonat magie nên: Hg2+ + MgY2- = HgY2- + Mg2+ Sau đó chuẩn lượng Mg2+ vừa đẩy ra bằng dung dịch chuẩn EDTA với chỉ thị ETOO trong môi trường đệm pH=10. Từ đó suy ra lượng Hg2+ cần xác định. 1.6.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa Lôi cuốn thủy ngân bằng một dòng khí và xác định nó ở dạng hơi đơn nguyên tử bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa ở bước sóng 253,7nm. 1.6.3. Phương pháp chiết trắc quang phân tử UV- VIS bằng dithizon 1.6.3.1. Giới thiệu về đithizon (điphenylthiocacbazon) Công thức phân tử: C13H12N4S, khối lượng phân tử 256.32 đvc. S

NH N H

C N H

NH

C6H5

N N

S

Hay

C N

N

C6H5

Tính chất: là tinh thể màu xanh đen, không tan trong nước, rất ít tan trong rượu etylic và ete (dung dịch có màu đỏ thắm). Tan nhiều hơn một ít trong clorofom và cacbon tetraclorua. Ở nhiệt độ phòng hòa tan trong clorofom được 17.8g/l cho màu xanh nước biển (hình 1.1) với λmax = 620nm.

Hình 1.9. Dung dịch đithizon

Hình 1.8. Tinh thể Đithizon

trong clorofom (CHCl3) Trong môi trường nước đithizon tồn tại cân bằng: Dz- + H+

HDz

Do đó, ở trong môi trường trung tính hay acid, đithizon ở dạng phân tử nhiều hơn nên chúng ít tan còn trong môi trường kiềm độ tan của nó tăng do ở dạng ion nhiều hơn. Đithizon tan trong H2SO4, NH3, kiềm ăn da và các muối cacbonat kim loại cho dung dịch đỏ thẳm chóng thay đổi. Nó cũng tan trong nitrobenzene, toluene, benzene…ở dạng phân tử. Đithizon tồn tại dưới hai dạng tuỳ thuộc vào pH của môi trường: + pH ≤ 7: chúng tồn tại dưới dạng cetol vì có nối đôi C=S gần giống C=O + pH > 7: chúng tồn tại dưới dạng enol vì có gốc -SH gần giống với -OH Hai dạng này có khả năng chuyển hóa với nhau: S

C6H5

N

N

C NH

C6H5

N

N

NH

S

H

N

NH

C6H5

C C6H5

Đithizon tạo ra các phức màu mạnh với nhiều kim loại, ngay cả khi các cation kim loại không có màu như Ag, Zn, Cd…, phức có dạng. S

C6H5

N

N

Me/n

C NH

N

C6H5

Hay S

C6H5

N

N

Me/n

C N

NH

C6H5

Cân bằng chính khi chiết là: MDzn + nH+

Mn+ + nHDz

(nước) (dung môi)

(dung môi) (nước)

Trong môi trường axit, thủy ngân đithizonat [Hg(Dz)2] có màu vàng da cam (hình 1.10) và vì trong môi trường axit nên đithizon sẽ ở dạng cetol khi phản ứng với Hg2+:

N N

N 2

+

C HN

NH

N 2+

Hg

C

N

S

S

S N

N

+

Hg

NH

H

Hình 1.10. Dung dịch Hg(Dz)2

N

C N

+

2H

Đithizon là một trong những thuốc thử quan trọng nhất thường dùng để chiết. Hiện nay, chiết đithizonat là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để tách và định lượng vết của các kim loại. Phương pháp này tiện lợi để xác định các lượng kim loại trong giới hạn từ 0.1 đến 200 microgam. 1.6.3.2. Ưu điểm của phương pháp chiết trắc quang So với các phương pháp trắc quang thông thường thì phương pháp chiết trắc quang có độ nhạy hơn. Độ nhạy trong phần lớn trường hợp sẽ nâng lên do sự giảm đi của thể tích pha hữu cơ, sự giảm khả năng phân li của phức chelat, đặc biệt là khi chiết tách được lượng dư thuốc thử. Điều này cho phép xác định lượng nhỏ hơn các nguyên tố. Khả năng lớn trong việc nâng cao độ chọn lọc và là phương pháp đơn giản, không đòi hỏi máy móc và các thiết bị phức tạp và đắt tiền. Cùng với phương pháp điện hóa, các phương pháp chiết trắc quang xác định các nguyên tố có nhiều triển vọng trong việc nghiên cứu các phương pháp tự động để kiểm tra. Cũng cần lưu ý tính bách khoa, đa dạng của các phương pháp chiết trắc quang. Các phương pháp chiết trắc quang hiệu quả dựa trên sự chiết các phức chelat có thể nghiên cứu cho phần lớn các nguyên tố. 1.7. Phương pháp trắc quang phân tử UV – VIS [9] 1.7.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp Cơ sở lý thuyết của phương pháp trắc quan phân tử là định luật LambertBeer: Định luật Lambert – Beer có thể biểu diễn bởi phương trình sau: D = lg I 0 = ε.C.l

I Trong đó: I0 là cường độ ánh sáng tới, C là nồng độ dung dịch (mol/l), l là bề dày lớp dung dịch (cm), ε: Hệ số tắt phân tử, ε phụ thuộc vào bản chất của dung dịch màu, bước sóng của bức xạ đi qua và nhiệt độ (ε ≤ 105 ), D là mật độ quang (hay độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch). Đối với dung dịch nhất định chứa trong một loại cuvet nhất định thì ε, l là cố định. Do vậy D = KC cho biết sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ của dung dịch, đây chính là cơ sở của phương pháp phân tích định lượng.

1.7.2. Các điều kiện tối ưu 1.7.2.1. Ánh sáng đơn sắc Do tính chất đặc trưng của các chất màu chỉ hấp thụ những bức xạ đơn sắc có bước sóng thích hợp nên định luật Lambert- Beer chỉ đúng khi dùng ánh sáng đơn sắc để nghiên cứu. 1.7.2.2. Phổ hấp thụ Phổ hấp thụ là đường cong biểu diễn sự phụ thuộc giữa mật độ quang và bước sóng λ. Ứng với giá trị bước sóng λmax là mật độ quang cực đại Dmax. Với mỗi dung dịch nghiên cứu ta phải xác định bước sóng λmax trước khi tiến hành phân tích định lượng. 1.7.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ Thực nghiệm đã chứng minh rằng mật độ quang D và nồng độ dung dịch C chỉ tuyến tính trong một khoảng giá trị nồng độ nhất định gọi là khoảng tuyến tính của định luật Lambert- Beer

Hình 1.11. Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ chất phân tích Khoảng tuyến tính là khác nhau đối với các máy đo khác nhau và với các đối tượng phân tích khác nhau. Do đó phải xác định khoảng tuyến tính cho từng phép phân tích cụ thể. 1.7.2.4. Ảnh hưởng của pH môi trường Thuốc thử đưa chất phân tích về phức màu thường là những axit hay bazơ. Nếu thuốc thử là axit hay bazơ mạnh thì pH của môi trường không ảnh hưởng đến độ bền của phức. Nhưng chú ý chỉ nên dùng một lượng vừa đủ để tránh lãng phí hóa chất và có thể đưa tạp chất từ ngoài vào.

Nếu thuốc thử là những axit yếu, thường là những phẩm màu hữu cơ có đặc điểm là thay đổi màu sắc theo giá trị pH của dung dịch, do đó ta nên chọn thuốc thử có giá trị pH tạo phức màu khác xa giá trị pH mà tại đó nó đổi màu. Khi đó ta phải đi tìm điều kiện môi trường pH tối ưu cho quá trình xác định 1.7.2.5. Ảnh hưởng của ion lạ Cation lạ: Nó có thể tác dụng với thuốc thử. Nếu tạo màu thì phải loại trừ còn nếu không tạo màu thì có thể chấp nhận được với điều kiện là hằng số bền của phức tạo thành bởi cation chất phân tích với thuốc thử phải lớn hơn hằng số bền của phức tạo thành bởi cation lạ với thuốc thử, βMR > βAR (trong đó M là cation cần xác định, R là thuốc thử và A là cation lạ), hoặc có thể thêm chất phụ X vào sao cho: βAR < βXR < βMR. Anion lạ: Nếu nó không tác dụng với cation cần xác định thì không ảnh hưởng nhưng ngược lại thì phải loại bỏ bằng phương pháp che hoặc chiết bằng dung môi hữu cơ. 1.7.2.6. Ảnh hưởng của thời gian Thời gian ổn định màu của phức giữa chất cần phân tích với thuốc thử phải được kiểm tra vì cường độ màu của dung dịch chỉ bền trong một thời gian nhất định. 1.7.3. Các phương pháp phân tích định lượng 1.7.3.1. Phương pháp đường chuẩn Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ xác định tăng dần theo thứ tự nhất định C1, C2, C3, C4, C5, C6. Dùng thuốc thử thích hợp để đưa dung dịch về phức màu. Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch chuẩn tại bước sóng  max đã khảo sát. Sau đó, xây dựng đường chuẩn D = f(C) và tìm được phương trình đường thẳng D = aC + b. Phương pháp này có ưu điểm là xác định được hàng loạt mẫu. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp ta không chuẩn bị được mẫu chuẩn hoàn toàn giống với mẫu phân tích điều đó dẫn tới kết quả phân tích sẽ gặp sai số lớn. Để khắc phục nhược điểm này người ta dung phương pháp thêm.

1.7.3.2. Phương pháp thêm Nguyên tắc chung của phương pháp thêm: Lấy ngay dung dịch chất phân tích làm dung dịch nền. Có hai phương pháp thêm: Thêm một mẫu chuẩn và thêm một dãy chuẩn Thêm một mẫu chuẩn Pha dung dịch chất phân tích với nồng độ Cx, thêm thuốc thử, môi trường... rồi định mức tới vạch. Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch tại bước sóng  max đã khảo sát ta được giá trị Dx. Thêm vào dung dịch lượng chính xác nồng độ Ca. Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch mới ta được giá trị Dx+a từ đó xác định nồng độ của mẫu Cx.

C

=

x

C C x

a

D D

x



xa

C

x

=

C .D D D a

xa

x

x

Thêm dãy chuẩn Cho vào 6 bình định mức một thể tích chính xác dung dịch phân tích nồng độ Cx. Thêm lần lượt vào mỗi bình những lượng chính xác C1, C2, C3, C4, C5, C6 sao cho nồng độ tăng dần theo cấp số cộng, thêm thuốc thử, môi trường... và định mức tới vạch. Tiến hành đo mật độ quang của các mẫu dung dịch thu được các giá trị D1, D2, D3, D4, D5, D6. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc D = f(C). Bằng phương pháp nội suy hoặc ngoại suy ta tìm được giá trị Cx. Phương pháp thêm dãy chuẩn cho độ chính xác cao hơn phương pháp thêm một mẫu chuẩn song lại đòi hỏi tốn nhiều thời gian hơn. Ta dùng phương pháp thêm dãy chuẩn khi phép phân tích yêu cầu độ chính xác cao. Ưu điểm của phương pháp thêm là quá trình chuẩn bị mẫu dễ dàng không cần phải dùng các hóa chất tinh khiết cao để chuẩn bị từng mẫu chuẩn và loại trừ được hoàn toàn ảnh hưởng về thành phần cũng như cấu trúc vật lý của các chất tạo thành mẫu (Matric effect).

CHƯƠNG 2

THỰC NGHIỆM 2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 2.1.1. Dụng cụ và thiết bị Máy quang phổ hấp thụ phân tử Jasco V-530 của Nhật Bản với cuvet thạch anh, cân phân tích điện tử Psecisa XT 220 – A, pipet (1ml, 2ml, 5ml, 10ml, 20ml), bình định mức (25ml, 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml), bình cầu, ống sinh hàn hồi lưu, phễu chiết loại 250 ml, bếp điện, máy xay sinh tố, đũa thủy tinh, cốc thủy tinh, phễu lọc, giấy lọc, bình đựng nước cất, giấy PH và một số dụng cụ khác. 2.1.2. Hóa chất Các hóa chất đều thuộc loại tinh khiết hóa học và tinh khiết phân tích của Nga, Pháp, Đức hãng Merck, Trung quốc, Việt Nam…: tinh thể HgCl2, đithizon, KSCN, CH3COONa, AgNO3, complexon III; axit CH3COOH đặc, HNO3 đặc, H2SO4 đặc, HClO4 đặc, HCl đặc; dung dịch NH3 đặc 25%, CHCl3, Cu2+ 1000ppm trong HNO3 2%, nước cất hai lần. 2.2. Cách pha các loại dung dịch [7, 14, 16] 2.2.1. Pha dung dịch chuẩn 0.005mg Hg/ml (5ppm) Cân chính xác 0.17gam HgCl2 vào cốc thủy tinh khô, thêm một ít dung dịch HNO3 2% dùng đũa thủy tinh khuấy đều cho tan hết, cho vào bình định mức và định mức bằng dung dịch HNO3 2% đến 25ml. Ta sẽ được dung dịch HgCl2 0.025M. Từ dung dịch HgCl2 0.025M pha loãng 1000 lần sẽ được dung dịch chuẩn cần pha chứa 0.005mg Hg/ml (5ppm). Bằng cách hút 0.1ml HgCl2 0.025M cho vào bình định mức, định mức bằng dung dịch HNO3 2% đến 100ml. Dung dịch chuẩn 0.005mg Hg/ml (5ppm) chỉ điều chế ngay khi sử dụng. 2.2.2. Pha các dung dịch khác Dung dịch đệm axetat 0.1M: hòa tan 28,5ml axit axetic và 41g natri axetat trong nước cất và định mức bằng nước cất thành 500ml.

Complexon III 0,025M: hòa tan 4,65g complexon III trong nước cất và định mức bằng nước cất thành 500ml. Dung dịch KSCN 0,1M: hòa tan 4,85g KSCN trong nước cất và định mức bằng nước cất thành 500ml. Dung dịch NH3 5%: cho 100ml NH3 đặc vào bình định mức 500ml và định mức bằng nước cất đến vạch. Pha đithizon: Cân 10mg đithizon và 20ml CHCl3 cho vào phễu chiết lắc kỹ cho tan hết (hình 2.1a ). Thêm vào 20ml nước cất và 1 đến 2ml NH3 đặc lắc kỹ khoảng 2 phút, để yên cho hai tướng phân lớp, bỏ lớp phía trên (hình 2.1b ). Cho tiếp 4ml CHCl3 lắc đều, để yên cho phân lớp, bỏ lớp CHCl3 (hình 2.1c) Cho thêm 40ml CHCl3 và thêm dần axit HCl (1: 5) đến phản ứng axit rõ (pH = 4 ÷ 5), lắc đều hỗn hợp để toàn bộ đithizon chuyển sang tướng hữu cơ (hình 2.1d). Chuyển tướng hữu cơ sang một phễu chiết khác rửa ba lần bằng nước cất mỗi lần 10ml (hình 2.1e). Chuyển sang chai nâu sẫm, đổ trên bề mặt một lớp mỏng H2SO4 0.5% chứa 0.5% hiđrazinsunfat. Dung dịch này bền trong vài tháng.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Hình 2.1. Màu sắc của dung dịch trong quá trình pha chế đithizon Đithizon dùng để chiết: lấy một thể tích dung dịch gốc trộn với 4 thể tích CHCl3 để trong chai nâu sẫm ở chỗ mát. Dung dịch chỉ bền trong 2 tuần. 2.3. Nội dung cần nghiên cứu - Nghiên cứu các điều kiện tối ưu vô cơ hóa mẫu

- Nghiên cứu các điều kiện tối ưu xác định tổng hàm lượng thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon - Xây dựng đường chuẩn xác định thủy ngân - Xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp - Xác định sai số thống kê của phương pháp - Xây dựng quy trình phân tích tổng hàm lượng thủy ngân trong nghêu, vẹm và sò bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon. - Áp dụng quy trình phân tích một số mẫu nghêu, sò và vẹm ở bờ biển Đà Nẵng. 2.4. Thực nghiệm nghiên cứu các điều kiện tối ưu vô cơ hóa mẫu 2.4.1. Quy trình vô cơ hóa mẫu Thông qua tìm hiểu tài liệu và để thực hiện vô cơ hóa mẫu phù hợp với phòng thí nghiệm, chúng tôi sử dụng phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt. Sơ đồ quy trình vô cơ hóa mẫu được đề nghị như hình 2.2. Cân chính xác 5g mẫu đã xay nhuyễn vào bình cầu

+ HNO3 đặc + H2SO4 đặc + HClO4 đặc + Lắp vào ống sinh hàn hồi lưu và đun trên bếp điện. Dung dịch trong + Để nguội. Dung dịch phân tích Hình 2.2. Sơ đồ quy trình vô cơ hóa mẫu

2.4.2. Khảo sát thể tích hỗn hợp dung môi Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu [7, 16] và đặc điểm của mẫu nghêu, sò và vẹm chúng tôi chọn hỗn hợp dung môi HNO3 đậm đặc, H2SO4 đậm đặc và HClO4 để vô cơ hóa mẫu theo phương pháp ướt. Do mẫu nhuyễn thể khó phân hủy nên chúng tôi thay đổi thể tích H2SO4 đậm đặc nhằm giảm thời gian đun mẫu. Chuẩn bị 4 mẫu sò lông (mỗi mẫu 5g) đã xay nhuyễn cho vào bình cầu. Mẫu 1: thêm 10ml axit HNO3 đậm đặc + 2ml H2SO4 + 2ml HClO4 (M1). Mẫu 2: thêm 10ml axit HNO3 đậm đặc + 3ml H2SO4 + 2ml HClO4 (M2). Mẫu 3: thêm 10ml HNO3 đậm đặc + 4ml H2SO4 + 2ml HClO4 (M3). Mẫu 4: thêm 10ml HNO3 đậm đặc + 5ml H2SO4 + 2ml HClO4 (M4). Mẫu 5: thêm 10ml HNO3 đậm đặc + 6ml H2SO4 + 2ml HClO4 (M5). Lắp ống sinh hàn, đun trên bếp điện đến khi dung dịch trong suốt, để nguội. Tiến hành phân tích và đo mật độ quang ở bước sóng 490nm. Từ đó chọn thể tích dung môi tối ưu. 2.4.3. Khảo sát thời gian đun mẫu Sau khi chọn được thể tích dung môi thích hợp, chúng tôi tiến hành khảo sát thời gian đun để thu được dung dịch trong suốt. Thời gian đun mỗi mẫu là: 25 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút, 60 phút. Tiến hành phân tích và đo mật độ quang ở bước sóng 490nm. Từ đó chọn thời gian đun mẫu tối ưu. 2.5. Thực nghiệm nghiên cứu các điều kiện tối ưu xác định tổng hàm lượng thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon 2.5.1. Quy trình chiết thủy ngân Mẫu sau khi vô cơ hóa thì tiến hành chiết trắc quang đithizon theo tiêu chuẩn TCVN 4580 – 88 [11]. Quy trình chiết thủy ngân theo TCVN 4580-88: Cho vào phễu chiết phần dung dịch sau khi vô cơ hóa mẫu, thêm vào 10ml CHCl3, lắc kỹ để phân lớp. Tách bỏ lớp CHCl3. Thêm 10ml dung dịch đệm, 10ml complexon III 0.025M, 10ml KSCN 0.1M và 25ml đithizon để chiết. Tiến hành chiết trong 2 phút, chỉ cần lắc vừa phải đủ để phân lớp. Chuyển tướng hữu cơ sang một phễu chiết thứ hai đã có

sẵn 10ml dung dịch đệm, 10ml complexon III 0.025M, 10ml KSCN 0.1M, 10ml nước cất. Khi chuyển không để cho nước từ phễu thứ nhất chuyển sang phễu thứ hai dù chỉ vài giọt. Lắc trong vòng một phút để phân lớp. Sau đó, chuyển tướng hữu cơ chứa phức thủy ngân đithizonat sang phễu chiết thứ ba chứa sẵn 50ml NH3 5%. Lắc đều để rửa hết lượng đithizon còn dư lại. Chuẩn bị một phễu lọc sạch, khô, có sẵn giấy lọc khô và lọc tướng hữu cơ của thủy ngân đithizonat qua phễu. Lượng dung dịch ban đầu chảy xuống cần bỏ đi, thu dung dịch cần đo vào cuvet. Đo mật độ quang của dung dịch thu được ở bước sóng λmax = 490nm, so với mẫu trắng. Mẫu trắng được chuẩn bị tương tự như mẫu thật nhưng không có mặt của thủy ngân tức là mẫu dung dịch sau khi vô cơ hóa được thay bằng nước cất hai lần. Theo [10] thì phức thủy ngân đithizonat có màu rất bền, thời gian ổn định màu là trong vòng 150 phút. Do vậy có thể đo mật độ quang trong khoảng thời gian 150 phút sau khi chiết. Qua tham khảo tài liệu [6] thì phản ứng giữa Hg2+ với đithizon bị cản trở bởi Ag+ và Cu2+ vì chúng phản ứng với thuốc thử tạo thành hợp chất có màu tương tự. Do vậy để loại trừ Ag+ và Cu2+ chúng tôi dùng các chất che là 10ml dung dịch complexon III (H2Y2-) 0.025 M và 10ml dung dịch KSCN 0.1M. Do lượng thừa complexon III và KCN không ảnh hưởng đến mật độ quang của phức màu, nên để loại trừ triệt để chúng tôi thêm các chất che vào 2 giai đoạn chiết. Để tìm điều kiện tối ưu cho quy trình chiết nhằm phù hợp với điều kiện của phòng thí nghiệm, đạt độ nhạy cao nhất mà lại tiết kiệm được dung môi và hóa chất chúng tôi tiến hành khảo sát thể tích đithizon để chiết, thời gian chiết và thể tích NH3 5% tối đa để rửa. 2.5.2. Khảo sát thể tích đithizon dùng để chiết Mục đích của thí nghiệm này là tìm ra thể tích đithizon nhỏ nhất mà vẫn đạt được mật độ quang cao nhất. Để thực hiện quá trình này, chúng tôi chuẩn bị 5 mẫu sò lông, mỗi mẫu 5g. Tiến hành vô cơ hóa mẫu theo quy trình ở mục 2.4.1 với dung môi chọn theo mục 2.4.2 và thời gian đun theo mục 2.4.3, sau đó chiết thủy ngân theo quy trình 2.5.1, thể tích đithizon thay đổi lần lượt 10ml, 15ml, 20ml, 25ml, 30ml. Tiến hành đo mật

độ quang của phức thủy ngân đithizonat chiết được ở bước sóng 490nm. Tìm thể tích đithizon chiết tối ưu. 2.5.3. Khảo sát thời gian chiết Qua việc tham khảo tài liệu [1, 4] cho thấy cường độ màu của phức thủy ngân đithizonat phụ thuộc vào thời gian chiết vì vậy sau khi chọn được thể tích đithizon tối ưu, chúng tôi tiến hành khảo sát chọn thời gian chiết ngắn nhất mà vẫn đạt được mật độ quang cao nhất. Tương tự như trường hợp khảo sát thể tích đithizon chiết , chúng tôi thực hiện các bước vô cơ hóa mẫu và chiết đối với 5 mẫu sò lông, mỗi mẫu 5g, thể tích đithizon được chọn theo mục 2.5.2, thời gian chiết thay đổi theo trình tự 0.5 phút, 1 phút, 2 phút, 2.5 phút và 3 phút. Đo mật độ quang ở bước sóng λmax= 490nm. Tìm thời gian chiết tối ưu. 2.5.4. Khảo sát thể tích NH3 5% tối đa để rửa đithizon dư Sau khi chọn được thể tích đithizon thích hợp, chúng tôi tiến hành khảo sát chọn thể tích NH3 5% tối đa để rửa đithizon dư. Trên cở sở nghiên cứu tài liệu [1] và [4] dung dịch rửa có thể là dung dịch NH3 5%, hoặc NaOH 0.2N, chúng tôi chọn dung dịch rửa là NH3 5%. Để thực hiện quá trình này, chúng tôi tiến hành chuẩn bị 6 mẫu nghêu lụa, mỗi mẫu 5g. Tiến hành vô cơ hóa mẫu theo quy trình ở mục 2.4.1 với các điều kiện đã khảo sát ở mục 2.4.2 và 2.4.3, sau đó chiết thủy ngân theo quy trình 2.5.1 với thể tích đithizon chọn theo mục 2.5.2 và thời gian chiết theo mục 2.5.3, thể tích NH3 5% thay đổi lần lượt là: 25ml, 30ml, 40ml, 50ml, 55ml và 60ml. Tiến hành đo mật độ quang của phức thủy ngân đithizonat chiết được ở bước sóng 490nm. Tìm thể tích NH3 5% tối đa để rửa tối ưu nhất. 2.6. Xây dựng đường chuẩn xác định thủy ngân Qua tham khảo tài liệu [6] cho biết giới hạn nồng độ phát hiện của Hg2+ là 10-6 ppm và khoảng nồng độ tuyến tính của thủy ngân là 10-6 ppm ÷ 3.10-1 ppm. Pha một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ Hg2+ tăng dần và nằm trong khoảng tuyến tính. Tiến hành chiết Hg2+ theo quy trình 2.5.1, thể tích đithizon được chọn ở mục 2.5.2, thời gian chiết theo mục 2.5.3 và thể tích NH3 5% được chọn ở

mục 2.5.4. Đo mật độ quang của phức thủy ngân đithizon đã chiết được so với mẫu trắng. Lập đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của Hg 2+ và xây dựng đường chuẩn. 2.7. Đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp Để xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp ta tiến hành phân tích trên 5 mẫu giả với nồng độ ban đầu của Hg2+ đã biết chính xác. Thực hiện quá trình vô cơ hóa mẫu theo mục 2.4.1 rồi chiết trắc quang và sử dụng các điều kiện tối ưu đã khảo sát ở mục 2.5, sau đó đo mật độ quang của phức thủy ngân đithizonat ở bước sóng λmax= 490nm. Từ đó đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp. 2.8. Đánh giá sai số thống kê của phương pháp Thực tế, trong quá trình ta phân tích luôn mắc phải các sai số trong quá trình cân, đo thể tích... cũng như trong các giai đoạn phân tích. Điều đó sẽ quyết định độ chính xác của phép phân tích. Thông thường, khi tiến hành thí nghiệm chúng ta thường tiến hành một số thí nghiệm độc lập trong cùng điều kiện giống nhau, và từ các kết quả riêng lẻ thu được, ta tiến hành xử lí thống kê để đánh giá độ chính xác của phép đo. Các đại lượng đặc trưng thống kê quan trọng nhất là giá trị trung bình cộng và phương sai.  Giá trị trung bình cộng Giả sử ta tiến hành n phép đo độc lập đại lượng X với các kết quả X1; X 2 ; X3...X n n

Giá trị trung bình cộng X 

X i 1

i

là giá trị gần với giá trị thực của đại

n

lượng cần đo với xác suất cao nhất trong số các giá trị đo được. Phương sai Phương sai của phép đo phản ánh độ phân tán của kết quả đo, được đánh giá bằng: n

S2 

(X i 1

i

 X )2

k

k = số bậc tự do. Nếu chỉ có một đại lượng cần đo X thì

k  n 1

Giá trị s 

s2 thường được gọi là độ lệch chuẩn của phép đo.

Độ lệch chuẩn của đại lượng trung bình cộng s X được tính theo:

s2  n

Sx 

( X

 X )2 n(n  1) i

 Hệ số biến động Cv Đặc trưng cho độ lặp lại hay độ phân tán của các kết quả thí nghiệm và được xác định bằng hệ thức: Cv 

S 100% X

Cv càng nhỏ độ lặp lại càng tốt.  Biên giới tin cậy Biên giới tin cậy (độ chính xác) ε là giá trị tuyệt đối của hiệu giữa giá trị trung bình cộng X và giá trị thực



của đại lượng phải đo:

  X  Trong thực tế  được đánh giá ứng với một độ tin cậy α đã cho, ví dụ  = 0,95 (95%) hoặc  = 0,99 (99%) ... ε được tính theo:

t ,k

  S X t ,k

= hệ số Student ứng với số bậc tự do k của phép đo và độ tin cậy α đã

cho. Khoảng tin cậy của giá trị đo là khoảng tại đó có khả năng tồn tại giá trị thực của phép đo với xác suất α đã cho.

X      X   hay X  S X t ,k    X  S X t ,k  Sai số tương đối ∆% Sai số tương đối ∆% dùng để đánh giá sự chính xác của phương pháp được tính theo công thức:

%  

 X

100%

Để đánh giá sai số thống kê, ta tiến hành phân tích trên 2 mẫu giả, mỗi mẫu 50ml Hg2+ đã biết chính xác nồng độ. Tiến hành chiết thủy ngân và sử dụng các điều kiện tối ưu đã khảo sát ở mục 2.5. Mỗi mẫu làm 5 lần. Từ đó tính sai số thống kê của phương pháp. 2.9. Quy trình phân tích thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm Trên cơ sở kết quả khảo sát các điều kiện tối ưu để vô cơ hóa mẫu và xác định thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm như ở mục 2.4 và 2.5, chúng tôi tiến hành xây dựng quy trình phân tích thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon. Áp dụng quy trình này chúng tôi tiến hành phân tích hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển thành phố Đà Nẵng. 2.10. Phân tích đánh giá tổng hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển Đà Nẵng 2.10.1. Địa điểm lấy mẫu Dọc bờ biển Nam Ô, Thanh Bình, Sơn Trà ngay sau khi đánh bắt. 2.10.2. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu [12, 16, 24] Lấy mẫu: Ta tiến hành thu thập mẫu theo kiểu ngẫu nhiên ngay sau khi đánh bắt dọc bờ biển khu vực Đà Nẵng. Mẫu được mua từ nhiều điểm bán với nhiều kích thước gần giống nhau sau đó đồng nhất thành mẫu ban đầu. Chuẩn bị mẫu: Việc thu thập mẫu phải đảm bảo mẫu được tươi nên sau khi lấy nếu ở gần thì chuyển ngay về phòng thí nghiệm và tiến hành xử lý sơ bộ ngay. Nếu ở xa phòng thí nghiệm thì phủ bùn và bảo quản chỗ mát (theo kinh nghiệm của ngư dân, bằng cách này có thể giữ cho nhuyễn thể tươi trong một tuần). Mẫu được chuyển về phòng thí nghiệm, tại đây các chất bẩn bám ngoài vỏ được rửa sạch rồi cạo sạch phần bẩn bằng một con dao inốc sạch. Rửa sạch vỏ ngoài bằng nước cất hoặc nước biển rồi để ráo.Tiếp theo dùng lưỡi dao ấn vào phía ngoài của cơ khép vỏ rồi chuyển lưỡi dao sau đó lách một đường thẳng để tách hai vỏ ra, nếu hai cơ khép được cắt ra thì hai vỏ được mở ra dễ dàng. Không cố gắng mở hai vỏ bằng cách đập vỡ vỏ vì như thế vỏ và các chất bẩn sẽ dính vào phần thịt của nhuyễn thể làm bẩn mẫu. Dùng con dao nhựa lấy phần thịt của nhuyễn thể ra và chú ý là không được

chạm vào vỏ. Tiếp đó để ráo nước và đem xay nhỏ bằng máy xay sinh tố hoặc cối xay. Sau đó cân rồi tiến hành phân tích, nếu chưa phân tích được ngay thì bảo quản trong tủ lạnh ở -40C hoặc cho lượng dung môi đã khảo sát vào để ngâm ngày hôm sau tiến hành quá trình vô cơ hóa mẫu. Mẫu được xác định rõ ràng: địa điểm lấy mẫu, ngày lấy mẫu, tên mẫu, kích thước. 2.10.3. Phân tích mẫu Áp dụng điều kiện tối ưu đã khảo sát và tiến hành phân tích hàm lượng thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm theo quy trình đề xuất ở mục 2.9.

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả khảo sát các điều kiện vô cơ hóa mẫu 3.1.1. Thể tích hỗn hợp dung môi Để khảo sát thể tích dung môi phân hủy mẫu chúng tôi thực hiện vô cơ hóa mẫu theo mục 2.4.1 đối với 5 mẫu sò lông, mỗi mẫu 5g. Sau đó tiến hành chiết trắc quang đithizon theo mục 2.5.1 và đo mật độ quang D của dung dịch màu thu được trên máy UV-VIS với bước sóng λmax= 490 nm, kết quả đo mật độ quang thể hiện trên bảng 3.1. Bảng 3.1. Sự phụ thuộc giữa mật độ quang của phức Hg(Dz)2 vào dung môi Mẫu Mật độ quang

M1

M2

M3

M4

M5

0.0263

0.0382

0.0630

0.0631

0.0630

Từ kết quả trên bảng 3.1 cho thấy từ mẫu 3 trở đi mật độ quang hầu như không thay đổi vì vậy chúng tôi chọn hỗn hợp dung môi: 10ml HNO3 đặc, 4ml H2SO4 đặc và 2ml HClO4 đặc cho quá trình vô cơ hóa mẫu. 3.1.2. Thời gian đun mẫu Sau khi chọn dung môi vô cơ hóa mẫu là: 10ml HNO3 đặc, 4ml H2SO4 đặc, 2ml HClO4 đặc chúng tôi tiến hành khảo sát thời gian đun mẫu trong quá trình vô cơ hóa mẫu theo mục 2.4.1 đối với 5 mẫu sò lông, mỗi mẫu 5g. Sau đó tiến hành chiết trắc quang đithizon theo mục 2.5.1 và đo mật độ quang D của dung dịch màu thu được trên máy UV-VIS với bước sóng λmax= 490 nm, kết quả đo mật độ quang thể hiện trên bảng 3.2. Bảng 3.2. Sự phụ thuộc giữa mật độ quang của phức Hg(Dz)2 vào thời gian Thời gian (phút)

25 phút

30 phút

40 phút

50 phút

60 phút

Mật độ quang

0.0415

0.0521

0.0625

0.0575

0.0389

Từ kết quả trên bảng 3.2 cho thấy mẫu tiến hành vô cơ hóa trong thời gian 40 phút cho mật độ quang lớn nhất, với thời gian đun lâu hơn thì một phần thủy ngân

đã bị bay hơi nên từ 50 phút trở đi mật độ quang bắt đầu giảm. Vì vậy chúng tôi chọn thời gian đun là 40 phút. 3.2. Kết quả khảo sát các điều kiện tối ưu xác định thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm 3.2.1. Thể tích đithizon dùng để chiết Mẫu sò lông sau khi vô cơ hóa mẫu theo quy trình ở mục 2.4.1 với hỗn hợp dung môi: 10ml HNO3 đặc, 4ml H2SO4 đặc, 2ml HClO4 đặc trong thời gian đun là 40 phút sẽ tiến hành chiết thủy ngân theo quy trình 2.5.1, thể tích đithizon thay đổi lần lượt 10ml, 15ml, 20ml, 25ml, 30ml. Đo mật độ quang D ở λmax = 490nm. Kết quả thu được thể hiện trên bảng 3.3 và hình 3.1. Bảng 3.3. Giá trị mật độ quang của phức thủy ngân đithizonat với các thể tích đithizon chiết khác nhau Thể tích đithizon (ml) Mật độ quang D

10

15

20

25

30

0.0412

0.0522

0.0883

0.0637

0.0402

Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang vào thể tích đithizon chiết Kết quả cho thấy, với 20ml đithizon chiết thì mật độ quang đạt giá trị cực đại nhất. Nếu thể tích đithizon lớn hơn 250ml thì giá trị mật độ quang lại giảm nhiều, điều này được giải thích là do dư đithizon nên phức bị pha loãng. Với thể tích đithizon nhỏ hơn 20ml thì mật độ quang đo được kém là do phức đem đo còn lại ít

sau quá trình chiết, lọc nên ảnh hưởng đến kết quả đo. Do đó trong quá trình chiết sử dụng 20ml đithizon là tối ưu. 3.2.2. Thời gian chiết Tương tự như trường hợp khảo sát thể tích đithizon chiết, thực hiện vô cơ hóa và chiết với 5 mẫu sò lông, thể tích đithizon dùng để chiết là 20ml, thời gian chiết thay đổi lần lượt là: 0.5 phút, 1 phút, 2 phút, 2.5 phút, 3 phút, đo mật độ quang D ở λmax = 490nm. Kết quả thể hiện ở bảng 3.4 và hình 3.2. Bảng 3.4. Giá trị mật độ quang của phức thủy ngân đithizonat với thời gian chiết khác nhau Thời gian (phút) Mật độ quang (D)

0.5

1

2

2.5

3

0.0352

0.0494

0.0852

0.0553

0.0451

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa mật độ quang vào thời gian chiết Kết quả cho thấy, chiết từ 2 phút trở lên mật độ quang lớn nhất và hầu như không thay đổi. Như vậy thời gian chiết tối ưu là 2 phút. 3.2.3. Thể tích NH3 5% tối đa dùng để rửa đithizon dư Để thực hiện quá trình này, chúng tôi tiến hành vô cơ hóa và chiết với 6 mẫu nghêu lụa, mỗi mẫu 5g, thể tích đithizon dùng để chiết là 20ml, thời gian chiết là 2 phút, thể tích NH3 5% thay đổi lần lượt là: 25ml, 30ml, 35ml, 40ml, 45ml và 50ml. Tiến hành đo mật độ quang của phức thủy ngân đithizonat chiết được ở bước sóng 490nm. Kết quả thể hiện ở bảng 3.5 và hình 3.3.

Bảng 3.5. Giá trị mật độ quang của đithizon với thể tích NH3 5% khác nhau Thể tích NH3 5% (ml) Mật độ quang (D)

25

30

35

40

45

50

0.0205 0.0335 0.0392 0.0526 0.0403 0.0249

Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang vào thể tích rửa NH3 5% Kết quả thu được cho thấy, ở 40ml NH3 5% cho mật độ quang là lớn nhất, có nghĩa là lượng NH3 5% tối ưu để rửa hết tối đa lượng đithizon là 40ml. 3.3. Kết quả xây dựng đường chuẩn Pha các dung dịch Hg2+ có nồng độ tăng dần và trong khoảng nồng độ tuyến tính vừa khảo sát: 50ml dung dịch Hg2+ 10-6ppm, 5.10-2ppm, 10-1ppm, 1.5.10-1 ppm, 2.10-1ppm, 2.5.10-1ppm, 3.10-1ppm. Thực hiện quá trình chiết ở các điều kiện tối ưu như trên. Đo mật độ quang D tại max = 490nm. Kết quả thể hiện ở bảng 3.6 và hình 3.4. Bảng 3.6. Giá trị mật độ quang của phức chiết với hàm lượng thủy ngân tăng dần Nồng độ Hg2+ 10-6

5.10-2

1.10-1

1.5.10-1

2.10-1

2.5.10-1

ngân (mg)

5. 10-8

25.10-4

5.10-3

7.5.10-3

1.10-2

1.25.10-2 1.5.10-2

Mật độ quang D

0.0363

0.1292

0.2096

0.2901

0.3892

0.4682

(ppm)

3.10-1

Hàm lượng thủy

0.554

y = 34.439x + 0.0384

Mật độ quang D

R2 = 0.9995 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.005

0.01

0.015

0.02

Hàm lượng Hg (mg)

Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa mật độ quang của phức Hg(Dz)2 vào hàm lượng Hg2+ 3.4. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp Chuẩn bị 5 mẫu giả, mỗi mẫu là 50 ml Hg2+ 0.2 ppm, thêm dung dịch Ag+ và Cu2+ 0.5 ppm. Tiến hành quy trình vô cơ hóa mẫu theo mục 2.4.1 với các điều kiện đã khảo sát được ở mục 3.1. Sau đó thực hiện quy trình chiết với các điều kiện tối ưu đã khảo sát được ở mục 3.2 rồi đo mật độ quang tại max = 490 nm. Kết quả thể hiện trên bảng 3.7. Bảng 3.7. Kết quả tính hiệu suất thu hồi của phương pháp Nồng độ Hg2+

Mật độ quang

Nồng độ Hg2+

Hiệu suất thu

thực tế (ppm)

(D)

đo được

hồi (%)

1

0.2

0.3402

0.1753

87.65

2

0.2

0.3345

0.1720

86.0

3

0.2

0.3383

0.1742

87.1

4

0.2

0.3370

0.1734

86.7

5

0.2

0.3400

0.1752

87.6

Lần đo

H trung bình

87.01

Hiệu suất thu hồi trung bình là 87.01%, đạt yêu cầu của phương pháp phân tích lượng vết kim loại.

3.5. Kết quả tính sai số thống kê của phương pháp Chuẩn bị 2 mẫu giả: 50ml Hg2+ 0.15ppm và 0.20ppm, tiến hành quy trình phân tích trên 2 mẫu giả như khi xác định hiệu suất thu hồi ở mục 3.4, mỗi mẫu làm 5 lần. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.8 và kết quả tính một số đại lượng đặc trưng sai số thống kê của phương pháp được thể hiện ở bảng 3.9. Bảng 3.8. Giá trị nồng độ Hg2+ đo được của 2 mẫu giả sau mỗi lần đo Lần đo

1

2

3

4

5

Nồng độ Hg2+

0.15 ppm

0.1293

0.1286

0.1287

0.1295

0.1297

(ppm)

0.2ppm

0.1720

0.1721

0.1719

0.1721

0.1722

Bảng 3.9. Một số kết quả đánh giá sai số thống kê của phương pháp Phương

Độ lệch

Hệ số biến

Khoảng chính

Sai số tương

sai s2

chuẩn s

động Cv%

xác tin cậy ε

đối  %

Hg2+ 0.15ppm 2,4 . 10-7

4,9 . 10-4

0.379

 6,1 . 10-4

 0.47

Hg2+ 0.2ppm

1,2 . 10-4

0.07

 1,5 . 10-4

 0.09

Các đại lượng

1,5 . 10-8

(với α = 0.95, k = 4,  tα,k = 2.776) Kết quả cho thấy, sai số tương đối % nhỏ chứng tỏ phương pháp có độ chính xác cao, hệ số biển động nhỏ chứng tỏ độ lặp lại tốt. 3.6. Quy trình phân tích thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm Trên cơ sở các điều kiện tối ưu vô cơ hóa mẫu và xác định thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon đã khảo sát được ở mục 3.1 và 3.2. Chúng tôi xây dựng quy trình phân tích thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm như sau: Mẫu nghêu, sò hay vẹm sau khi được tách ra khỏi vỏ, để ráo hoặc thấm qua giấy lọc, dùng máy xay sinh tố xay nhuyễn. Cân một lượng chính xác 5g mẫu đã xay nhuyễn cho vào bình cầu, thêm 10ml HNO3 đậm đặc, 4ml H2SO4 đậm đặc, 2ml HClO4 rồi lắp ống sinh hàn và đun trên bếp điện 40 phút thu được dung dịch trong suốt, để nguội, ta được dung dịch phân tích như hình 3.5.

Chuyển phần dung dịch đã vô cơ hóa mẫu vào phễu chiết, thêm 10ml dung dịch đệm, 10ml complexon III, 10ml KSCN và 20ml đithizon để chiết, màu sắc của dung dịch được thể hiện trên hình 3.6a. Tiến hành chiết trong 2 phút, chỉ cần lắc vừa phải đủ để phân lớp, màu sắc của dung dịch được thể hiện trên hình 3.6b ta được dung dịch 1. Chuyển tướng hữu cơ sang một phễu chiết thứ hai đã có sẵn 10ml dung dịch đệm, 10ml complexon III, 10ml KSCN, 10ml nước cất ta được dung dịch 2. Khi chuyển không để cho nước từ phễu thứ nhất chuyển sang phễu thứ hai dù chỉ vài giọt. Lắc trong vòng một phút để phân lớp, màu sắc của dung dịch được thể hiện trên hình 3.6c. Sau đó, chuyển tướng hữu cơ chứa phức thủy ngân đithizonat sang phễu chiết thứ ba chứa sẵn 40ml NH3 5% ta được dung dịch 3. Lắc đều để rửa hết lượng đithizon còn dư lại, màu sắc của dung dịch được thể hiện trên hình 3.6d. Chuẩn bị một phễu lọc sạch, khô, có sẵn giấy lọc khô và lọc tướng hữu cơ của thủy ngân đithizonat qua phễu. Lượng dung dịch ban đầu chảy xuống cần bỏ đi, thu dung dịch cần đo vào cuvet thạch anh ta được dung dịch đo, đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng λmax = 490 nm so với mẫu trắng.

Hình 3.5. Dung dịch phân tích

a

b

c

d

Hình 3.6. Màu sắc của dung dịch trong quá trình chiết thủy ngân Mẫu trắng được chuẩn bị tương tự như trên nhưng không có mặt của Hg2+, thực hiện quá trình vô cơ hóa mẫu và chiết mẫu trắng giống như chiết thủy ngân trong mẫu nghêu, sò và vẹm, màu sắc của dung dịch qua các lần chiết được thể hiện trên hình 3.7.

Hình 3.7. Màu sắc của dung dịch trong quá trình chiết mẫu trắng Hàm lượng Hg2+ được tính theo công thức sau: C 

x (mg/kg) m

Trong đó: x: hàm lượng Hg2+ tính theo đường chuẩn (mg) m: khối lượng mẫu nghêu, sò và vẹm lấy để phân tích (kg) Sơ đồ qui trình phân tích thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm được thể hiện trên hình 3.8.

Cân chính xác 5g mẫu nghêu, sò hay vẹm đã xay nhuyễn vào bình cầu 10ml HNO3 đặc 4ml H2SO4 đặc 2ml HClO4 đặc Lắp vào ống sinh hàn hồi lưu và đun 40 phút trên bếp điện.

+ + + +

Dung dịch trong + Để nguội

Dung dịch phân tích + 10ml KSCN 0.1M, 10ml complexon III 0.025M + 20ml đithizon + Chiết trong 2 phút

Dung dịch 1 + 10ml KSCN 0.1M, 10ml complexon III 0.025M + 10 ml nước cất + Chiết trong 1 phút

Dung dịch 2 +

Rửa bằng 40ml NH3 5%

Dung dịch 3 + Lọc trên phễu có giấy lọc khô

Dung dịch đo Hình 3.8. Sơ đồ qui trình phân tích thủy ngân trong trong nghêu, sò và vẹm

3.7. Kết quả phân tích mẫu thực tế Áp dụng quy trình đã được lập dựng ở mục 3.6, chúng tôi tiến hành xác định tổng thuỷ ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm ở dọc bờ biển khu vực Đà Nẵng (hình 3.9), kết quả được thể hiện trong bảng 3.10.

Vẹm xanh

Nghêu lụa

Nghêu dầu

Sò lông

Nghêu trắng Hình 3.9. Một số mẫu nghêu, sò và vẹm ở bờ biển Đà Nẵng

Bảng 3.10. Giá trị hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm ở bờ biển thành phố Đà Nẵng Địa điểm

Ngày lấy

lấy

mẫu

Chiều Tên mẫu

mẫu

dài vỏ (mm)

Hàm lượng Hg2+ (mg/kg)

Biển

20/03/2012 Vẹm xanh(Perna viridis)

80-90

0.254

Nam

20/03/2012 Sò lông (Anadara subcrenata)

35-40

0.352

Ô

22/03/2012 Nghêu lụa (Paphia undulate)

40-45

0.105

22/03/2012 Nghêu dầu (Meretrix meretrix LinnÐ)

40-50

0.142

24/03/2012 Vẹm xanh (Perna viridis)

70- 80

0.213

24/03/2012 Sò lông (Anadara subcrenata)

30-35

0.282

26/03/2012 Nghêu trắng (Meretrix lyrata)

30-40

0.126

26/03/2012 Nghêu lụa (Paphia undulate)

35-40

0.078

28/03/2012 Vẹm xanh (Perna viridis)

70-80

0.205

28/03/2012 Sò lông (Anadara subcrenata)

30-35

0.263

02/04/2012 Nghêu dầu (Meretrix meretrix LinnÐ)

40-50

0.131

02/04/2012 Nghêu trắng (Meretrix lyrata)

30-40

0.095

Biển Thanh Bình Biển Sơn Trà

QCVN 8-1:2011/BYT

0.500

Qua bảng kết quả phân tích 3.10 cho thấy hầu hết các mẫu thật đều có chứa hàm lượng thủy ngân. Đặc biệt, sò lông có hàm lượng thủy ngân cao nhất. Điều này cũng phù hợp với các công trình nghiên cứu trước đây [24] về hàm lượng thủy ngân trong nhuyễn thể ở nhiều địa điểm và phù hợp với tình hình thực tế. Sò lông thường sống ở nơi có chất đáy bùn pha lẫn vỏ động vật thân mềm ở độ sâu 3-10m và thức ăn của chúng là các mùn bã hữu cơ, thực vật phù du. Đặc biệt. ở biển Nam Ô có

hàm lượng thủy ngân cao hơn so với các biển khác. Nguyên nhân là do bờ biển ở đây bị ảnh hưởng bởi khu công nghiệp Hòa Khánh và cả con sông Cu Đê đổ vào. Bờ biển Thanh Bình và Sơn Trà tuy không có con sông nào trực tiếp đổ vào nhưng bị ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt từ khu dân cư đổ ra biển nên hàm lượng thủy ngân cũng tương đối lớn. Tuy nhiên, hàm lượng thủy ngân vẫn còn ở trong giới hạn cho phép theo QCVN 8-1:2011/BYT.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận. Kết quả nghiên cứu quá trình xây dựng phương pháp phân tích hàm lượng Hg trong nước cho phép đưa ra những kết luận sau: 1. Khảo sát được các điều kiện tối ưu vô cơ hóa mẫu: thể tích axit: 10ml HNO3 đặc, 4ml H2SO4 đặc, 2ml HClO4 đặc; thời gian đun: 40 phút. 1. Khảo sát được các điều kiện tối ưu cho quy trình chiết Hg trong nước: Thể tích đithizon:20ml, thể tích NH3 5%: 40ml, Thời gian chiết: 2 phút. 3. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp là 87.01 % . 4. Kết quả đánh giá sai số thống kê của quy trình phân tích cho thấy được mức độ chính xác của phương pháp. 4. Đề xuất được quy trình phân tích tổng Hg trong một số loài nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon. 5. Áp dụng quy trình phân tích để đánh giá hàm lượng Hg trong một số loài nghêu, sò và vẹm, từ đó biết được mức độ ô nhiễm nước biển bởi Hg. Kết quả cho thấy hầu hết hàm lượng Hg đều có trong các mẫu đã phân tích trong đó sò long ở biển Nam Ô cho giá trị cao nhất. Tuy nhiên, tất cả vẫn nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 8-1:2011/BYT. Kiến nghị. - Phân tích để xác định các kim loại nặng độc hại khác: Pb, Cd, As, Cu…trong các loài hải sản khác.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mạc, Thuốc thử hữu cơ, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2002. 2 Vũ Đăng Độ, Hóa học và sự ô nhiễm môi trường, NXB Giáo dục, 1997. 3 Nguyễn Văn Khánh- Phạm Văn Hiệp. Nghiên cứu sự tích lũy kim loại nặng cadmium (Cd) và chì (Pb) của hến (corbicula sp.) vùng cửa sông ở TP Đà Nẵng, Tạp chí khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng-Số 1(30).2009. 4 Từ Vọng Nghi – Huỳnh Văn Trung – Trần Tử Hiếu, Phân tích nước, NXB kỹ thuật Hà Nội, 1986. 5] Lê Thị Mùi, Kiểm nghiệm và phân tích thực phẩm, Trường Đại học Sư PhạmĐại học Đà Nẵng, 2009. 6 Lê Thị Mùi, Xây dựng phương pháp xác định tổng thủy ngân trong một số nguồn nước bề mặt và nước ngầm ở thành phố Đà Nẵng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, Tạp chí khoa học và công nghệ, ĐH Đà Nẵng- Số 4(39).2010. 7 Dương Thị Nghĩa, Nghiên cứu phân tích đánh giá tổng lượng thủy ngân trong một số loài cá biển bằng phương pháp chiết trắc quang phân tử UV-VIS, Luận văn tốt nghiệp, 2011. 8 QCVN 8-1:2011/BYT [9] Hồ Viết Quý, Các phương pháp phân tích quang học trong hóa học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 1999. 10 Phạm Thị Như Quyên, Nghiên cứu xác định hàm lượng thủy ngân trong nước bề mặt bằng phương pháp trắc quang phân tử UV – VIS, Luận văn tốt nghiệp, 2009. [11] TCVN 4580-88, Phương pháp xác định thủy ngân trong nước. 12 Đoàn Thị Thắm, Nghiên cứu xác định hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Đà Nẵng bằng phương pháp von-ampe hòa tan xung vi phân, Luận văn tốt nghiệp, 2008.

13 Bùi Xuân Vững, Giáo trình hóa phân tích định lượng, Trường Đại học Sư Phạm- Đại học Đà Nẵng, 2010 14 28TCN 160:2000 Hàm lượng thủy ngân trong thủy sản – Phương pháp định lượng bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử. 15 64TCN 96-96, Phương pháp xác định thuỷ ngân tổng số. 16

Total

Mercury

and

Methyl

Mercury

in

Freshwater

Mussels

(Elliptiocomplanata) from the Sudbury River Watershed, Massachusetts [17] http://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BB%A7y_ng%C3%A2n [18] http://www.danang.gov.vn/TabID/65/CID/629/ItemID/2209/default.aspx [19] http://www.ctu.edu.vn/guidelines/scientific/thesis/part1/Examples/Msc-thesisTho-Eversion.pdf 20 http://community.h2vn.com/index.php?topic=997.195 [21] http://www.khafa.org.vn/privateres/htm/cbts/vo2manh.htm 22 http://vienthuysan2.com/?do=news&act=detail&id=245 23 http://www.yduocngaynay.com/8-8TK_TrVHung_mussel.htm [24] Heavy metal concentrations in molluscs from the Atlantic coast of southern Spain, Department of Chemical and Environmental Engineering, University of Seville,Camino de los Descubrimientos s/n, 41092Seville, Spain, 2004

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................2 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................3 1.1. Vài nét về bãi biển Đà Nẵng ................................................................................3 1.2. Sơ lược về một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ có giá trị kinh tế ở Việt Nam ...3 1.2.1. Đặc điểm cấu tạo và sinh lý ..............................................................................3 1.2.2. Vai trò và giá trị kinh tế ...................................................................................4 1.2.3. Giới thiệu về một số loài nghêu, sò và vẹm ......................................................4 1.2.3.1. Sò huyết .........................................................................................................4 1.2.3.2. Sò lông ...........................................................................................................5 1.2.3.3. Vẹm xanh .......................................................................................................6 1.2.3.4. Nghêu lụa .......................................................................................................6 1.2.3.5. Nghêu dầu ......................................................................................................7 1.2.3.6. Nghêu trắng ....................................................................................................7 1.3. Sự tồn tại kim loại nặng trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ ......................................8 1.4. Thuỷ ngân và dư lượng của nó trong môi trường ................................................8 1.4.1. Giới thiệu về thuỷ ngân .....................................................................................8 1.4.1.1. Lịch sử ............................................................................................................8 1.4.1.2. Tính chất và các dạng tồn tại .........................................................................9 1.4.1.3. Vai trò và ứng dụng......................................................................................10 1.4.1.4. Độc tính và tác hại........................................................................................11 1.4.2. Nguồn gốc xuất hiện thủy ngân trong nhuyễn thể ..........................................13 1.4.3. Tình trạng ô nhiễm thủy ngân .........................................................................13 1.4.3.1. Ô nhiễm thủy ngân trên thế giới ..................................................................13 1.4.3.2. Ô nhiễm thủy ngân ở Việt Nam ...................................................................15 1.4.4. Tình hình khắc phục và xử lý ô nhiễm thủy ngân ...........................................16 1.5. Các phương pháp vô cơ hóa mẫu .......................................................................17 1.5.1. Phương pháp vô cơ hóa bằng brôm.................................................................17

1.5.2. Phương pháp vô cơ hóa bằng tia cực tím ........................................................17 1.5.3. Phương pháp vô cơ hóa bằng pemanganat – pesunfat ...................................17 1.5.4. Phương pháp vô cơ hóa ướt ............................................................................18 1.6. Các phương pháp xác định thủy ngân ................................................................18 1.6.1. Phương pháp chuẩn độ complexon thay thế ...................................................18 1.6.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa .........................18 1.6.3. Phương pháp chiết trắc quang phân tử UV- VIS bằng dithizon ....................18 1.6.3.1. Giới thiệu về đithizon (điphenylthiocacbazon) ............................................18 1.6.3.2. Ưu điểm của phương pháp chiết trắc quang ................................................21 1.7. Phương pháp trắc quang phân tử UV – VIS .....................................................21 1.7.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp....................................................................21 1.7.2. Các điều kiện tối ưu ........................................................................................22 1.7.2.1. Ánh sáng đơn sắc ........................................................................................22 1.7.2.2. Phổ hấp thụ ..................................................................................................22 1.7.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ ..............................................................................22 1.7.2.4. Ảnh hưởng của pH môi trường ...................................................................22 1.7.2.5. Ảnh hưởng của ion lạ ..................................................................................23 1.7.2.6. Ảnh hưởng của thời gian .............................................................................23 1.7.3. Các phương pháp phân tích định lượng ..........................................................23 1.7.3.1. Phương pháp đường chuẩn ...........................................................................24 1.7.3.2. Phương pháp thêm .......................................................................................24 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM .............................................................................25 2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ..............................................................................25 2.1.1. Dụng cụ và thiết bị ..........................................................................................25 2.1.2. Hóa chất ..........................................................................................................25 2.2. Cách pha các loại dung dịch...............................................................................25 2.2.1. Pha dung dịch chuẩn 0.005mg Hg/ml (5ppm) ................................................25 2.2.2. Pha các dung dịch khác ...................................................................................25 2.3. Nội dung cần nghiên cứu ...................................................................................26 2.4. Thực nghiệm nghiên cứu điều kiện tối ưu vô cơ hóa mẫu .................................27 2.4.1. Quy trình vô cơ hóa mẫu .................................................................................27 2.4.2. Khảo sát thể tích hỗn hợp dung môi ...............................................................28

2.4.3. Khảo sát thời gian đun mẫu.............................................................................27 2.5. Thực nghiệm nghiên cứu điều kiện tối ưu xác định tổng hàm lượng thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm bằng phương pháp chiết trắc quang đithizon ......................28 2.5.1. Quy trình chiết thủy ngân ................................................................................28 2.5.2. Khảo sát thể tích đithizon dùng để chiết .........................................................29 2.5.3. Khảo sát thời gian chiết ...................................................................................30 2.5.4. Khảo sát thể tích NH3 5% tối đa để rửa đithizon dư ......................................30 2.6. Xây dựng đường chuẩn xác định thủy ngân .....................................................29 2.7. Đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp .....................................................31 2.8. Đánh giá sai số thống kê của phương pháp ........................................................31 2.9. Quy trình phân tích thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm .....................................33 2.10. Phân tích đánh giá tổng hàm lượng thủy ngân trong một số loài nghêu, sò và vẹm thuộc bờ biển Đà Nẵng ......................................................................................33 2.10.1. Địa điểm lấy mẫu ..........................................................................................33 2.10.2. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu .............................................................................33 2.10.3. Phân tích mẫu ................................................................................................34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................35 3.1. Kết quả khảo sát các điều kiện vô cơ hóa mẫu ..................................................35 3.1.1. Thể tích hỗn hợp dung môi .............................................................................35 3.1.2. Thời gian đun mẫu ..........................................................................................35 3.2. Kết quả khảo sát các điều kiện tối ưu xác định thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm ............................................................................................................................36 3.2.1. Kết quả khảo sát thể tích đithizon dùng để chiết. ...........................................36 3.2.2. Kết quả khảo sát thời gian chiết. .....................................................................37 3.2.3. Kết quả khảo sát thể tích NH3 5% tối đa dùng để rửa đithizon dư. ...............37 3.3. Kết quả xây dựng đường chuẩn .........................................................................38 3.4. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp ........................................39 3.5. Kết quả tính sai số thống kê của phương pháp ..................................................40 3.6. Quy trình phân tích thủy ngân trong nghêu, sò và vẹm .....................................39 3.7. Kết quả phân tích mẫu thực tế............................................................................44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................48