Nghiên cứu ứng dụng xây dựng quy trình phân tích thủy ngân trong nước tiểu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Nghiên cứu ứng dụng<br /> xây dựng quy trình phân tích thủy ngân trong nước tiểu<br /> bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử<br /> Nguyễn Thị Điềm<br /> Viện Khoa học An toàn và Vệ sinh lao động<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T<br /> I. ĐẶT VẤN ĐỀ cứu về ảnh hưởng của thủy ngân đến người lao động (NLĐ) làm<br /> hế kỉ 21, sự phát triển việc trong các ngành nghề như luyện kim, sản xuất linh kiện, nhà<br /> vượt bậc của khoa học máy sản xuất thép, vàng] và nhiều nước trên thế giới công<br /> công nghệ được ứng nhận thủy ngân là tác nhân gây nên bệnh nghề nghiệp được bảo<br /> dụng nhanh chóng và hiệu quả hiểm. Vì vậy, việc xây dựng quy trình phân tích thủy ngân trong<br /> vào các ngành công nghiệp. dịch sinh học là rất cần thiết và đã được nhiều nhà khoa học trên<br /> Tuy nhiên, đi đôi với lợi ích của thế giới tiến hành theo nhiều phương pháp được công bố như:<br /> các ngành công nghiệp thì vấn phương pháp phân tích khối lượng, phương pháp phân tích thể<br /> đề ô nhiễm môi trường do các tích, phương pháp điện hóa, phương pháp phổ phân tử, phương<br /> tác nhân kim loại nặng, đặc biệt pháp phân tích phổ phát xạ nguyên tử, phương pháp phân tích<br /> là ô nhiễm thủy ngân (Hg) đang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa]<br /> được quan tâm nghiên cứu.<br /> Nguy cơ gây ô nhiễm thủy ngân<br /> vào môi trường là từ các ngành<br /> công nghiệp khác nhau, được<br /> sử dụng nhiều trong các ngành<br /> sản xuất linh kiện điện tử, các<br /> ngành luyện kim, các khu công<br /> nghiệp sản xuất clo, thép và<br /> vàng] Ngoài ra còn ở nhiều<br /> lĩnh vực ngành nghề khác như<br /> các ứng dụng thiết bị y học, bảo<br /> quản vắcxin và trong các phòng<br /> thí nghiệm]<br /> Thủy ngân là một kim loại<br /> nặng có độc tính và các<br /> nghiên cứu trên thế giới đã<br /> đưa ra bằng chứng sự ảnh<br /> hưởng nghiêm trọng của thủy<br /> ngân tới sức khỏe con người.<br /> Hình minh hoạ: nguồn Internet<br /> Thế giới đã có nhiều nghiên<br /> <br /> <br /> Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018 47<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tại Việt Nam, đã có một số 1. Xây dựng được quy trình phân tích thủy ngân trong nước<br /> nghiên cứu về ảnh hưởng của tiểu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử - kĩ thuật hóa hơi lạnh<br /> kim loại này đến NLĐ ở một số (CV-AAS)” trong giới hạn phát hiện của quy trình là 0,05µg/l, độ<br /> ngành nghề và nhiễm độc thủy chính xác trên 85%.<br /> ngân đã được công nhận là<br /> 2. Khảo sát ứng dụng quy trình trên 35 công nhân làm tại bộ<br /> bệnh nghề nghiệp năm 2016<br /> phận sản xuất linh kiện điện tử tại công ty Glonics Thái Nguyên.<br /> theo Thông tư 15/2016/TT-<br /> BYT. Trên thế giới có nhiều II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> phương pháp phân tích định 2.1. Đối tượng nghiên cứu<br /> lượng thủy ngân trong dịch<br /> sinh học như: phân tích định - Quy trình phân tích Hg trong nước tiểu theo quy trình của tác<br /> lượng vết thủy ngân trong giả G A Hams [6] đưa vào ứng dụng nghiên cứu.<br /> nước tiểu bằng phương pháp - 35 công nhân làm việc trong bộ phận sản xuất linh kiện điện<br /> điện thế [1], [2], phương pháp tử tại công ty Glonics Thái Nguyên để nghiên cứu ứng dụng.<br /> phổ ICP-AES, phương pháp<br /> phổ ICP-MS [3], [4], phương 2.2. Phương pháp nghiên cứu<br /> pháp phổ hấp thụ nguyên tử 2.2.1. Thiết kế nghiên cứu<br /> không ngọn lửa (GF-AAS),<br /> phương pháp phổ hấp thụ Thử nghiệm xây dựng quy trình phân tích Hg trong nước tiểu<br /> nguyên tử sử dụng kĩ thuật hóa trong phòng thí nghiệm kết hợp với nghiên cứu ứng dụng mô tả<br /> hơi lạnh (CV-AAS) [5], [6]. Mặt cắt ngang.<br /> khác, ở Việt Nam chưa có 2.2.2. Phương pháp kỹ thuật áp dụng nghiên cứu<br /> nhiều phương pháp phân tích<br /> thủy ngân trong nước tiểu trên Thử nghiệm ứng dụng phương pháp phân tích quang phổ hấp<br /> những thiết bị công nghệ hiện thụ nguyên tử kỹ thuật hóa hơi lạnh (CV-AAS) [6]<br /> đại cho độ chính xác cao và * Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, hóa chất sử dụng (Bảng 1)<br /> giới hạn phát hiện thấp.<br /> Chuẩn bị dung dịch<br /> Vì vậy, chúng tôi tiến hành<br /> “Nghiên cứu xây dựng quy Phương pháp phân tích được xây dựng theo nghiên cứu của<br /> trình phân tích thủy ngân trong G A Hams [6]. Các dung dịch phân tích được chuẩn bị như sau:<br /> nước tiểu bằng phương pháp - Dung dịch chất khử và chất mang (điều kiện phản ứng hóa<br /> quang phổ hấp thụ nguyên tử” hơi thủy ngân xảy ra):<br /> với mục tiêu:<br /> + Chất khử:<br /> <br /> Bảng 1: Thiết bị, dụng cụ, hóa chất sử dụng<br /> <br /> ThiӃt bӏ Dөng cө Hóa chҩt<br /> - Máy quang phә hҩp thө - Bình ÿӏnh mӭc 10ml, 20ml, 50ml, - NaBH4, HCl<br /> nguyên tӱ AA 900 và bӝ hóa 100ml, 1000ml cӫa Ĉӭc - KMnO4, K2S2O8<br /> hѫi lҥnh cӫa hãng Perkin - Micopipet 1 kênh: các loҥi vӟi thӇ - H2SO4, HNO3, NaCl<br /> Elmer, Mӻ tích: 0,2-500µl và ÿҫu tip cӫa Pháp, - C4H8OH, NH2OH.HCl<br /> - Tӫ lҥnh, tӫ âm sâu, cân Ĉӭc…<br /> - Dung dӏch Hg chuҭn<br /> phân tích, Máy cҩt nѭӟc 2 lҫn Tҩt cҧ các dөng cө ÿѭӧc ngâm trong<br /> WSC/4Dcӫa Hamilton, Mӻ … - Khí Argon tinh khiӃt<br /> HNO3 10% 2 lҫn mӛi lҫn 24 giӡ.<br /> 99,995%...<br /> <br /> <br /> <br /> 48 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> NaBH4 0,3%(w/v) + NaOH 0,075% (w/v) - Bảo quản mẫu: Mẫu bảo quản ở nhiệt độ 4-<br /> 6 0C giữ được từ 2-4 tuần, bảo quản ở -200C đến<br /> Chất mang: HCl 3% (v/v)<br /> - 80 C lưu giữ được trong 6 tháng.<br /> 0<br /> - Pha dung dịch chuẩn (pha trong HCl 3%):<br /> Dung dịch Hg gốc có nồng độ 1000µg/L III. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN<br /> <br /> - Các dung dịch xử lý mẫu: 3.1. Chuẩn hóa các điều kiện cho phép đo<br /> phổ hấp thụ nguyên tử kĩ thuật hóa hơi lạnh<br /> HNO3 35%, H2SO4 50%, KMnO4 5%, K2S2O8 cho nguyên tố Hg<br /> 2,5%, NaCl 3%, NH2OH.HCl 5%<br /> Việc nghiên cứu chọn các thông số đo phù<br /> - Xử lý mẫu: Mẫu được lấy ra từ tủ âm sâu, hợp với phép phân tích định lượng một nguyên<br /> rã đông bằng cách để trong ngăn mát tủ lạnh, tố hóa học là một công việc rất cần thiết và quan<br /> thường sau khi rã đông đưa ra ngoài để phân trọng trong kỹ thuật AAS nói chung và kỹ thuật<br /> tích. Trước khi phân tích phải lắc đều. hóa hơi lạnh nói riêng (CV-AAS). Sử dụng<br /> những dung dịch đã chuẩn bị trong phần<br /> Quy trình thực hiện xử lý mẫu:<br /> phương pháp, chúng tôi tiến hành khảo sát các<br /> Bước 1: 2ml nước tiểu cho vào ống nghiệm thông số của máy thu được kết quả như sau:<br /> thuỷ tinh, thêm 0,1ml HNO3 35%, 0,2ml H2SO4<br /> Khi khảo sát vạch phổ của nguyên tố Hg (với<br /> 50% và 0,5ml KMnO4 5% 2 vạch phổ 184,9nm và 253,7nm), độ rộng khe<br /> Bước 2: Để ở nhiệt độ phòng trong 15 phút. đo trên máy (0,2nm, 0,7nm và 2nm), cường độ<br /> Nếu màu sắc của mẫu thay đổi từ màu tím sang đèn (từ 65% đến 85% cường độ đèn tối đa), vị<br /> màu nâu thì thêm 0,5ml KMnO4 5% để chuyển trí cuvet trên giá đặt cuvet sao cho năng lượng<br /> đèn qua cuvet đạt 75% năng lượng lớn nhất của<br /> toàn bộ các dạng tồn tại của thủy ngân về Hg2+<br /> đèn khi chưa hạ cuvet xuống vị trí đo mẫu.<br /> trộn lẫn và để yên thêm 15 phút. Thêm KMnO4<br /> Nhóm nghiên cứu thu được kết quả là: tại vạch<br /> 5% tới khi màu tím của mẫu không chuyển sang phổ 253,7nm, khe đo 0,7nm, cường độ đèn 75%<br /> màu nâu. Imax và chiều cao và chiều sâu cuvet lần lượt ở<br /> Bước 3: Thêm 0,4ml dung dịch K2S2O8 2,5% 28,44mm và 9,44mm cho độ hấp thụ tốt nhất và<br /> và ủ ở 900C trong 90 phút, sau đó để nguội ổn định nhất. Chính vì vậy nhóm nghiên cứu đã<br /> chọn các giá trị trên là các giá trị cho việc khảo<br /> Bước 4: Thêm 0,5ml butan-1-ol, thêm tiếp sát các điều kiện tiếp theo.<br /> 0,2ml NH2OH.HCl 5% lắc đều đến khi dung dịch<br /> mất màu (khử hết lượng dư chất oxy hóa) và 3.1.1. Kết quả khảo sát các điều kiện hóa<br /> định mức lên 10ml với nước cất. hơi lạnh thủy ngân<br /> <br /> - Mẫu khảo sát: Mẫu khảo sát cho quy trình Quá trình hóa hơi mẫu của kỹ thuật hóa hơi<br /> phân tích Hg trong mẫu nước tiểu: 2ml Hg chuẩn lạnh xảy ra theo 4 bước kế tiếp nhau trong thời<br /> đem xử lý như quy trình xử lý mẫu trên. gian tổng cộng từ 80-100 giây [7]. Các giai đoạn<br /> đó là: chuẩn bị bơm mẫu, hút mẫu, bơm mẫu và<br /> * Chuẩn bị đối tượng nghiên cứu và lấy mẫu đo tín hiệu hơi thủy ngân thu được. Mỗi giai đoạn<br /> - Lấy mẫu: Mẫu nước tiểu của công nhân làm đều có vai trò nhất định trong quá trình nguyên tử<br /> việc tại cơ sở được lấy vào cuối ca làm việc (sau hóa mẫu và liên quan chặt chẽ với nhau. Để có<br /> 6-8h làm việc). Mẫu được thu thập vào ống kết quả phân tích tốt nhóm nghiên cứu tiến hành<br /> nước tiểu nhựa PPE 15ml, sau khi lấy xong khảo sát từng giai đoạn để tìm được điều kiện<br /> được bảo quản ở 4-60C đưa về phòng thí phù hợp nhất cho quá trình phản ứng hóa hơi<br /> nghiệm để tiến hành phân tích. thủy ngân với các giá trị cụ thể như sau:<br /> <br /> <br /> <br /> Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018 49<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Với các điều kiện khảo sát ở lần lượt ở các mức: 5:1, 4:1, 3:1, tỉ lệ 4:1 cho kết quả phân tích tốt<br /> trên kết quả thu được ở Bảng 2. nhất. Vì vậy nghiên cứu chọn tỉ lệ NaBH4: NaOH là 1:1 là tỉ lệ cố<br /> định để tiến hành khảo sát nồng độ NaBH4 trong NaOH. Kết quả<br /> Tại các giá trị trong Bảng 2,<br /> khảo sát thu được ở Bảng 3.<br /> nhóm nghiên cứu nhận thấy độ<br /> hấp thụ quang tốt nhất và ổn Kết quả khảo sát cho thấy nồng độ NaBH4 lớn quá thu được tín<br /> định nhất. Chính vì vậy, nhóm hiệu phân tích không tốt do 1 phần Hg2+ trong mẫu bị NaBH4 khử,<br /> nghiên cứu chọn các giá trị nồng độ NaBH4 nhỏ không đủ để sinh ra khí H2 hóa hơi hết lượng<br /> trong Bảng 2 làm giá trị ở giai Hg trong mẫu phân tích và nồng độ NaBH4 0,4% trong NaOH 0,1%<br /> đoạn hóa hơi mẫu cho quy là vừa đủ thu được tín hiệu tốt nhất nên nghiên cứu chọn đây là<br /> trình phân tích Hg trong nước điều kiện tối ưu để tiến hành khảo sát các điều kiện tiếp theo.<br /> tiểu.<br /> 3.1.2.2. Khảo sát nồng độ chất mang HCl<br /> 3.1.2. Khảo sát các yếu tố<br /> ảnh hưởng đến phép đo phổ Nồng độ HCl có ảnh hưởng tới quá trình nguyên tử hóa của<br /> hấp thụ thủy ngân với phép thủy ngân do lượng H+ có mặt trong phản ứng hóa hơi: Hg2+ +<br /> đo CV-AAS 4BH− + 2H+ → 2B2H6 + 2H2 + HgH2 nên lượng H+ làm ảnh hưởng<br /> đến hiệu suất phản ứng, nồng độ H+ phải vừa đủ cho phản ứng<br /> Nhóm nghiên cứu xác định xảy ra hoàn toàn.<br /> một số yếu tố ảnh hưởng chính<br /> là: nồng độ chất khử Bảng 2: Kết quả khảo sát các điều kiện hóa hơi lạnh mẫu<br /> NaBH4/NaOH, nồng độ chất<br /> mang HCl, tốc độ dòng khí Ar,<br /> Thӡi gian Tӕc ÿӝ<br /> Giai ÿoҥn<br /> tốc độ hút NaBH4 và HCl. Kết<br /> (s) (ml/phút)<br /> <br /> quả khảo sát cụ thể được trình<br /> 1 Chuҭn bӏ bѫm mүu 5 7,5<br /> <br /> bày dưới đây:<br /> 2 Hút mүu 10 7,5<br /> 3 Bѫm mүu vào buӗng phҧn ӭng 15 7,5<br /> 3.1.2.1. Khảo sát ảnh hưởng 4 Xӱ lý tín hiӋu Hg thu ÿѭӧc 70<br /> nồng độ chất khử NaBH4 trong<br /> NaOH Bảng 3: Kết quả khảo sát nồng độ NaBH4 trong NaOH<br /> <br /> Theo kết quả nghiên cứu Nӗng ÿӝ Nӗng ÿӝ Ĉӝ hҩp thө<br /> của Phạm Luận [7], G A Hams<br /> RSD (%)<br /> NaBH4 (w/v) NaOH (w/v) quang (Abs)<br /> [6] và phương pháp phân tích 0,1 0,025 0,05 1,65<br /> Hg trong nước tiểu của CDC [8] 0,2 0,05 0,065 1,34<br /> trong phân tích kim loại nặng 0,3 0,075 0,078 1,21<br /> bằng máy quang phổ hấp thụ 0,4 0,1 0,098 1,15<br /> nguyên tử với kĩ thuật hóa hơi 0,5 0,125 0,075 1,83<br /> lạnh thì nồng độ NaBH4 trong<br /> NaOH được xem là yếu tố quan Bảng 4: Khảo sát nồng độ của HCl đến phép đo phổ của Hg<br /> trọng cho kết quả phân tích tốt<br /> nhất. Chính vì vậy nhóm nghiên<br /> Nӗng ÿӝ HCl (%)<br /> <br /> cứu tiến hành khảo sát nồng độ KӃt quҧ 1 2 3 4 5<br /> NaBH4 trong NaOH trên quy Ĉӝ hҩp thө quang<br /> trình phân tích Hg nước tiểu. (Abs) 0,036 0,046 0,093 0,095 0,097<br /> Nghiên cứu đã tiến hành khảo %RSD 5,84 2,17 1,64 2,42 1,57<br /> sát tỉ lệ nồng độ NaBH4: NaOH Lặp lại 3 lần<br /> <br /> <br /> 50 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Kết quả khảo sát nồng độ chất mang HCl cho thấy khi tăng 3.1.2.4. Khảo sát ảnh hưởng<br /> nồng độ axít từ 1-3% thì độ hấp thụ quang của mẫu cũng tăng lên của tốc độ chất khử NaBH4 và<br /> đáng kể nhưng khi tăng tiếp từ 3-5% thì độ hấp thụ quang tăng lên chất mang HCl<br /> không đáng kể. Vì vậy, nghiên cứu chọn nồng độ axít tối ưu là 3%,<br /> từ đó có thể tiết kiệm hóa chất trong phân tích mẫu hàng loạt mà Cũng giống như tốc độ dòng<br /> vẫn cho kết quả phân tích tốt. khí Ar, tốc độ dòng chất khử và<br /> chất mang đều làm ảnh hưởng<br /> 3.1.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng khí Argon (Ar) đến độ hấp thụ quang của Hg<br /> Nhóm nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng khí trong mẫu phân tích.<br /> Argon 20ml/phút, 30ml/phút, 35ml/phút, 40ml/phút, 50ml/phút. Phối Từ Bảng 6 cho thấy, khi tăng<br /> hợp với các điều kiện tối ưu đã được khảo sát ở trên kết quả thu tốc độ NaBH4/HCl lần lượt là<br /> được như Bảng 5. 5ml/phút và 10ml/phút thì độ<br /> hấp thụ quang tăng dần và tại<br /> Từ kết quả cho thấy tốc độ dòng khí Ar ảnh hưởng đến kết<br /> tốc độ đó thì cho kết quả độ<br /> quả của phép đo rất rõ rệt. Tốc độ khí Ar 40ml/phút cho kết quả<br /> hấp thụ quang tốt nhất, tăng<br /> phân tích tốt nhất. Khi tăng tốc độ dòng khí Ar từ 10-40ml/phút<br /> tiếp tốc độ NaBH4/HCl lần lượt<br /> thì độ hấp thụ quang cũng tăng dần đến khi tăng tốc độ lên<br /> lên 15ml/phút và 30ml/phút thì<br /> 50ml/phút thì độ hấp thụ quang giảm. Điều đó cho thấy tốc độ<br /> độ hấp thụ quang giảm dần.<br /> dòng khí chưa đủ làm cho nguyên tử hóa Hg không hết trong<br /> Kết quả khảo sát tương đối<br /> mẫu hoặc tốc độ dòng khí quá lớn làm cho các dung dịch trong<br /> đúng theo lý thuyết khi tốc độ<br /> bình phản ứng đi vào đường dây dẫn hơi Hg đến cuvet làm giảm<br /> chất khử và chất mang không<br /> lượng hơi Hg đi đến cuvet. Căn cứ vào kết quả khảo sát nhóm<br /> đủ làm phản ứng nguyên tử<br /> nghiên cứu đã chọn được tốc độ dòng khí Ar thích hợp là hóa xảy ra hoàn toàn, cũng<br /> 40ml/phút. như khi tốc độ quá hơn chất<br /> khử và chất mang bị đi vào<br /> buồng nguyên tử hóa làm ảnh<br /> Bảng 5: Khảo sát tốc độ dòng khí Ar đến phép đo phổ của Hg<br /> hưởng tới quá trình nguyên tử<br /> hóa Hg.<br /> 3.2. Chọn các điều kiện lấy<br /> Ĉӝ hҩp thө quang (Abs)<br /> <br /> mẫu, xử lý mẫu để có dung<br /> Tӕc ÿӝ Ar<br /> <br /> dịch đo<br /> (ml/phút) 20 30 35 40 50<br /> <br /> 3.2.1. Lấy mẫu<br /> TB 0,032 0,045 0,066 0,09 0,047<br /> %RSD 4,72 3,42 3,17 1,69 3,27<br /> Lấy 10ml nước tiểu cho vào<br /> (Lặp lại 3 lần) ống nhựa 15ml, bảo quản lạnh<br /> trước khi mang về phòng thí<br /> Bảng 6: Khảo sát tốc độ NaBH4 và HCl đến phép đo phổ của Hg<br /> nghiệm.<br /> Tӕc ÿӝ hút (ml/phút) Ở điều kiện âm sâu -200<br /> đến -800C mẫu có thể bảo<br /> quản được 6 tháng.<br /> NaBH4/NaOH 0,5 3 5 7,5 10 15<br /> HCl 3% 1 6 10 15 20 30<br /> 3.2.2. Khảo sát các điều<br /> kiện xử lý mẫu<br /> Ĉӝ hҩp thө<br /> quang (Abs) 0,038 0,053 0,124 0,092 0,076 0,061<br /> %RSD 2,63 3,77 3,25 3,92 2,75 3,43 3.2.2.1. Khảo sát ảnh hưởng<br /> của HNO3 đến quy trình xử lý<br /> (Lặp lại 3 lần) mẫu<br /> <br /> <br /> Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018 51<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Axit HNO3 đặc là tác nhân oxi hóa quan trọng không thể thiếu mẫu có ảnh hưởng tới lượng<br /> trong các quy trình xử lý mẫu. Do thường được sử dụng với lượng Hg ở các dạng trong mẫu bị<br /> lớn nên việc xác định thể tích tối ưu cho HNO3 là hết sức cần thiết. oxy hóa thành Hg2+, vì vậy<br /> nghiên cứu tiến hành khảo sát<br /> Dựa trên các điều kiện tối ưu đã nghiên cứu ở trên áp dụng vào thời gian ủ mẫu trong quá trình<br /> khảo sát ảnh hưởng của HNO3 trong quy trình xử lý mẫu thực tế. xử lý mẫu và thu được kết quả<br /> Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát thay đổi thể tích HNO3 trong ở Bảng 8.<br /> quy trình xử lý mẫu thu được ở Bảng 7. Qua kết quả khảo sát cho<br /> Từ kết quả khảo sát nhóm nghiên cứu nhận thấy khi có mặt thấy thời gian ủ mẫu 90 phút<br /> HNO3 thì độ hấp thụ quang tốt, khi thay đổi thể tích HNO3 từ cho kết quả tốt nhất cũng giống<br /> 0,1ml-0,5ml độ hấp thụ quang trong các mẫu cũng không có thay như điều kiện trong nghiên cứu<br /> đổi nhiều nên nhóm nghiên cứu chọn thể tích HNO3 là điều kiện tham khảo của G A Hams [6].<br /> tối ưu để tiến hành xử lý mẫu. Vì vậy nhóm nghiên cứu chọn<br /> đây là điều kiện tối ưu để áp<br /> 3.2.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ mẫu đến quy trình dụng vào phân tích mẫu.<br /> xử lý mẫu<br /> 3.2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng<br /> Theo tài liệu tham khảo quy trình xử lý mẫu thì thời gian ủ của NH2OH.HCl đến quy trình<br /> xử lý mẫu<br /> Bảng 7: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của HNO3 đến quy trình<br /> xử lý mẫu Trong quá trình xử lý mẫu,<br /> dung dịch NH2OH.HCl 5%<br /> ThӇ tích HNO3 (ml) được pha trong NaCl 3% dùng<br /> 0 0,1 0,2 0,4 0,5 để khử lượng dư KMnO4.<br /> Nhóm nghiên cứu thấy lượng<br /> NH2OH.HCl trong mẫu xử lý<br /> Ĉӝ hҩp thө<br /> quang (Abs) 0,032 0,095 0,097 0,097 0,093<br /> 7,78 2,64 2,6 2,14 1,24 cũng ảnh hưởng đến lượng<br /> Hg2+ trong mẫu. Vì vậy nhóm<br /> %RSD<br /> (Lặp lại 3 lần) nghiên cứu tiến hành khảo sát<br /> Bảng 8: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thơi gian ủ mẫu đến thể tích NH2OH.HCl và cho kết<br /> quy trình xử lý mẫu quả ở Bảng 9.<br /> Từ kết quả khảo sát trên,<br /> nhóm nghiên cứu nhận thấy<br /> Thӡi gian ӫ mүu (phút)<br /> 15 30 60 90 120<br /> khi cho 0,2ml NH2OH.HCl là<br /> Ĉӝ hҩp thө vừa đủ khử hết lượng KMnO4<br /> 0,025 0,038 0,064 0,097 0,095<br /> trong mẫu xử lý và thu được<br /> quang (Abs)<br /> %RSD 9,93 6,68 2,4 2,14 2,64 tín hiệu tốt nhất. Khi cho lượng<br /> NH 2OH.HCl không đủ thì<br /> Bảng 9: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của NH2OH.HCl đến quy<br /> không khử hết được lượng<br /> trình xử lý mẫu KMnO4 dư trong phản ứng và<br /> ThӇ tích NH2OH.HCl (ml) khi cho lượng NH2OH.HCl quá<br /> 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,5 dư cũng làm mất 1 phần Hg2+<br /> trong mẫu xử lý. Vì vậy, nhóm<br /> Ĉӝ hҩp thө nghiên cứu thấy cho 0,2ml<br /> 0,043 0,066 0,1 0,076 0,064 0,054<br /> NH2OH.HCl là điều kiện tốt<br /> quang (Abs)<br /> %RSD 4,65 4,65 2,09 3,3 4,13 3,7 nhất để tiến hành xử lý mẫu.<br /> <br /> <br /> 52 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3.3. Đánh giá các điều kiện của quy trình Từ kết quả thực nghiệm nhóm nghiên cứu<br /> nhận thấy khoảng tuyến tính của thủy ngân từ<br /> 3.3.1. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây<br /> 0,5-60ppb. Vì vậy khi phân tích mẫu nếu hàm<br /> dựng đường chuẩn của phép đo CV-AAS đối<br /> lượng nguyên tố cần phân tích nằm ngoài<br /> với Hg.<br /> khoảng tuyến thì phải làm giàu mẫu hoặc pha<br /> 3.3.1.1. Khảo sát khoảng tuyến tính loãng mẫu để phân tích mới đảm bảo được độ<br /> Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát khoảng chính xác của phép đo.<br /> tuyến tính của Hg bằng cách: pha một dãy 3.3.1.2. Xây dựng đường chuẩn<br /> chuẩn của Hg trong HCl 3% là 0,5, 1, 2, 5, 10, 3.3.1.2.1. Đường chuẩn<br /> 15, 20, 40, 50, 60, 80, 100(ppb). Các mẫu chuẩn Từ kết quả khảo sát khoảng tuyến tính, nhóm<br /> được xử lý theo quy trình xử lý mẫu kết hợp nghiên cứu sử dụng phần mềm minitab 16.0 để<br /> cùng các điều kiện tối ưu đã khảo sát thu được xây dựng đường chuẩn. Phương trình đường<br /> kết quả như Bảng 10 và Hình 1. chuẩn của Hg trong nước tiểu được chỉ ra ở<br /> Bảng 10 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính Hình 2 và 3.<br /> của Hg trong nước tiểu<br /> NӖNG ĈӜ ĈӜ HҨP THӨ<br /> %RSD<br /> (PPB) QUANG (Abs)<br /> 0,5 0,0049 2,04<br /> 1 0,0078 3,85<br /> 2 0,013 7,69<br /> 5 0,024 8,33<br /> 10 0,047 5,64<br /> 15 0,072 2,78<br /> 20 0,098 3,53<br /> 40 0,183 1,64<br /> 50 0,231 1,56 Hình 2: Phương trình đường chuẩn của Hg<br /> 60 0,292 0,68 trong nước tiểu<br /> 80 0,278 0,95<br /> 100 0,274 0,36<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1: Khảo sát khoảng tuyến tính Hình 3: Pic đường chuẩn của quy trình<br /> của nguyên tố Hg trong nước tiểu phân tích Hg trong nước tiểu<br /> <br /> <br /> Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018 53<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Phương trình hồi quy đầy đủ trắng hay tín hiệu nền. Nhóm nghiên cứu tiến hành đo 10 lần mẫu<br /> của đường chuẩn cho phân Hg có nồng độ 0,15ppb với các điều kiện tối ưu đã khảo sát ở trên<br /> tích Hg trong nước tiểu được thu được kết quả như ở Bảng 12.<br /> xác định có dạng: y = (0,00169<br /> Căn cứ vào kết quả thu được, nhóm nghiên cứu nhận thấy giới<br /> ± 0,00199)+ (0,0047 ± 0,0001)x<br /> hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của Hg trong<br /> 3.3.2. Giới hạn phát hiện nước tiểu là 0,05ppb là 0,15ppb. Khoảng tuyến tính của phương<br /> (LOD), giới hạn định lượng pháp là 0,15µg/L - 60µg/L.<br /> (LOQ)<br /> 3.3.3. Đánh giá độ chính xác của phương pháp<br /> Giới hạn phát hiện (LOD) là<br /> 3.3.3.1. Kiểm tra độ chụm<br /> giá trị nồng độ thấp nhất của<br /> chất phân tích mà hệ thống Độ chụm thay đổi theo nồng độ các chất phân tích. Nồng độ<br /> phân tích còn cho tín hiệu phân chất phân tích càng thấp thì kết quả dao động càng nhiều (không<br /> tích khác có nghĩa với tín hiệu chụm) nghĩa là RSD% hay CV% lớn. (Bảng 13)<br /> của mẫu trắng hay tín hiệu của Kết quả khảo sát cho thấy CV% biến động tuân theo định luật<br /> đường nền [9]. Vì vậy nhóm phân bố Gauuss: Ở điểm đầu (nồng độ thấp) và điểm cuối (nồng<br /> nghiên cứu tiến hành đo nồng độ cao) của khoảng tuyến tính có hệ số biến thiên lớn hơn điểm<br /> độ Hg thấp nhất ước lượng giữa (nồng độ trung bình) của khoảng tuyến tính sai số nhỏ hơn.<br /> theo các nghiên cứu khác. Với mẫu nước tiểu điểm đầu sai số 2,96%, điểm cuối sai số<br /> Nhóm nghiên cứu tiến hành đo 2,61%, điểm giữa sai số nhỏ nhất 2,16%. Theo tiêu chuẩn đánh<br /> 10 lần mẫu Hg có nồng độ giá của AOAC nồng độ chất phân tích từ 1-100ppb CV% cho phép<br /> 0.05ppb với các điều kiện tối là < 30%. Nên những sai số ở trên cả điểm đầu, điểm cuối hay<br /> ưu đã khảo sát ở trên. Kết quả điểm giữa đều là những sai số nhỏ và chấp nhận được. Điều đó<br /> thu được ở Bảng 11. chứng tỏ độ chụm của phương pháp đạt yêu cầu.<br /> Giới hạn định lượng được Bảng 13: Kết quả khảo sát độ lặp lại và độ thu hồi của mẫu máu<br /> xem là nồng độ thấp nhất của<br /> chất phân tích mà hệ thống Cm 0,201µg/L<br /> phân tích định lượng được với Cc 2µg/L 10µg/L 15µg/L<br /> tín hiệu phân tích khác có<br /> nghĩa với tín hiệu của mẫu<br /> Giá trӏ Cm+c Cm+c Cm+c<br /> Mүu<br /> Bảng 11: Kết quả xác định Rtb 1,928 9,453 16,31<br /> LOD của quy trình phân tích SD 0,057 0,204 0,426<br /> Hg trong nước tiểu<br /> CV% 2,96 2,16 2,61<br /> Quy trình 0,05 ppb Bảng 14: Kết quả phân tích mẫu CRM<br /> Lҫn ÿo(10) Abs<br /> Các mӭc KӃt quҧ Nӗng ÿӝ cӫa CRM<br /> TB 0,00018<br /> Bảng 12: Kết quả xác định<br /> nӗng ÿӝ thӵc<br /> RSD% Trung Khoҧng giá<br /> LOQ của quy trình phân tích<br /> cӫa mүu nghiӋm<br /> bình trӏ cho<br /> Hg trong nước tiểu<br /> CRM (µg/L)<br /> (µg/L) phép(µg/L)<br /> <br /> 1,85 3,15 2,34 1,41-3,28<br /> Nӗng ÿӝ<br /> Quy trình 0,15 ppb thҩp<br /> Lҫn ÿo(10) Abs 20,05 2,14 19,1 12,4-25,7<br /> Nӗng ÿӝ<br /> cao<br /> TB 0,015 (Lặp lại 3 lần)<br /> <br /> <br /> 54 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3.3.3.2. Kiểm tra độ đúng 3.4.1.2.Tổng hợp điều kiện<br /> nguyển tử hóa mẫu: Bảng 16<br /> Có nhiều cách để đánh giá độ đúng của phương pháp. Nhóm<br /> nghiên cứu đã chọn cách mà hiện nay được sử dụng phổ biến 3.4.2. Thiết lập quy trình<br /> nhất trên thế giới là dùng mẫu CRM (còn gọi là mẫu chuẩn). Kết phân tích thủy ngân trong<br /> quả phân tích mẫu CRM thể hiện qua Bảng 14. mẫu nước tiểu<br /> Từ Bảng 14 nhóm nghiên cứu nhận thấy, kết quả phân tích Trên cơ sở khảo sát tất cả<br /> mẫu CRM cho các giá trị nằm trong khoảng giá trị đã cho và sát các yếu tố cần thiết đã thiết lập<br /> với giá trị trung bình của mẫu CRM. Ở mức nồng độ cao của được một quy trình phân tích<br /> mẫu nước tiểu giá trị thu được là 20,05µg/L xấp xỉ giá trị trung Hg trong nước tiểu theo các<br /> bình của mẫu CRM (19,1µg/L) và thuộc khoảng giá trị đã cho là bước sau:<br /> (12,4 - 25,7)µg/L. Điều đó chứng tỏ phương pháp phân tích đảm<br /> * Chuẩn bị dụng cụ hóa chất<br /> bảo độ đúng.<br /> Được chuẩn bị cụ thể như<br /> 3.4. Tổng hợp kết quả xây dựng quy trình phân tích thủy ngân<br /> phần thiết bị, dụng cụ, hóa chất<br /> 3.4.1. Tổng hợp kết quả các điều kiện đo Hg bằng kĩ thuật<br /> * Chuẩn bị các dung dịch để<br /> nguyên tử hóa hơi lạnh phân tích mẫu<br /> Qua các kết quả thực nghiệm nhóm nghiên cứu đã chọn được - Dung dịch chất khử và chất<br /> các điều kiện tối ưu để đo Hg bằng máy quang phổ hấp thụ mang (điều kiện phản ứng hóa<br /> nguyên tử với bộ hóa hơi lạnh thủy ngân (FIAS-AAS) của hãng hơi thủy ngân xảy ra):<br /> Perkin Elmer 900 như dưới đây:<br /> Chất khử: NaBH4 0,4%<br /> 3.4.1.1. Các điều kiện đo phổ (Thông số và điều kiện). Bảng 15 (w/v) + NaOH 0,1% (w/v)<br /> Bảng 15. Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thủy ngân Chất mang: HCl 3% (v/v)<br /> - Pha dung dịch chuẩn (pha<br /> trong HCl 3%): Dung dịch Hg<br /> Các ÿiӅu kiӋn<br /> <br /> gốc có nồng độ 1000µg/L<br /> Các thông sӕ ÿѭӧc lӵa chӑn<br /> <br /> - Các dung dịch xử lý mẫu:<br /> Bѭӟc sóng 253,7 nm<br /> Tӕc ÿӝ kênh axit HCl 3% 10 mL/phút<br /> HNO3 35%, H2SO4 50%,<br /> KMnO4 5%, K2S2O8 2,5%,<br /> Tӕc ÿӝ kênh chҩt khӱ NaBH4/NaOH 0,4:0,1(w/v) 5mL/phút<br /> Tӕc ÿӝ dòng khí Ar 40ml/phút<br /> NaCl 3%, NH2OH.HCl 5%<br /> - Xử lý mẫu: Mẫu được lấy<br /> ChiӅu cao cuvet 28,44mm<br /> ChiӅu sâu cuvet 9,44mm ra từ tủ âm sâu rã đông bằng<br /> Bảng 16:Tổng kết các điều kiện nguyên tử hóa của quy trình cách để trong ngăn mát tủ lạnh<br /> phân tích Hg trong mẫu nước tiểu bằng FIAS – AAS thường sau khi rã đông đưa ra<br /> ngoài để phân tích. Trước khi<br /> Giai ÿoҥn<br /> Thӡi gian Tӕc ÿӝ phân tích phải lắc đều.<br /> Quy trình thực hiện xử lý<br /> (s) (ml/phút)<br /> 1 Chuҭn bӏ bѫm mүu 5 7,5 mẫu:<br /> Bước 1: 2ml nước tiểu cho<br /> 2 Hút mүu 10 7,5<br /> 3 Bѫm mүu vào buӗng phҧn ӭng 15 7,5 vào ống nghiệm thuỷ tinh, thêm<br /> 0,1ml HNO3 35%, 0,2ml H2SO4<br /> 50% và 0,5ml KMnO4 5%<br /> 4 Xӱ lý tín hiӋu Hg thu ÿѭӧc 70<br /> (Lặp lại 3 lần)<br /> <br /> <br /> Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018 55<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Bước 2: Để ở nhiệt độ phòng trong 15 phút. Nếu màu sắc của phân tích kim loại trong dịch<br /> mẫu thay đổi từ màu tím sang màu nâu thì thêm 0,5ml KMnO4 5% sinh học còn nhiều hạn chế.<br /> để chuyển toàn bộ các dạng tồn tại của thủy ngân về Hg2+ trộn lẫn Nếu như phân tích trên thiết bị<br /> và để yên thêm 15 phút. Thêm KMnO4 5% tới khi màu tím của ICP-MS cho hiệu quả tốt nhưng<br /> chi phí thiết bị và bảo trì tốn rất<br /> mẫu không chuyển sang màu nâu.<br /> nhiều tiền bạc không phải<br /> Bước 3: Thêm 0,4ml dung dịch K2S2O8 2,5% và ủ ở 900C trong phòng thí nghiệm nào cũng có<br /> 90 phút, sau đó để nguội đủ điều kiện. Còn ngược lại có<br /> Bước 4: Thêm 0,5ml butan-1-ol, thêm tiếp 0,2 ml NH2OH.HCl thể do thiết bị máy móc cũ –<br /> 5% lắc đều đến khi dung dịch mất màu (khử hết lượng dư chất oxy như các phương pháp điện thế<br /> hóa) và định mức lên 10ml với nước cất. thì cho hiệu quả không cao và<br /> có sai số lớn.<br /> - Mẫu khảo sát: Mẫu khảo sát cho quy trình phân tích Hg trong<br /> mẫu nước tiểu: 2ml Hg chuẩn đem xử lý như quy trình xử lý mẫu trên. Quy trình mà nhóm nghiên<br /> cứu đưa ra khắc phục được<br /> - Điều kiện để phân tích những hạn chế trên. Giới hạn<br /> Kỹ thuật nguyên tử hóa hơi lạnh Hg trên bộ phản ứng FIAS- phát hiện, giới hạn định lượng<br /> AAS tương đương và thấp hơn với<br /> một số phương pháp hiện tại<br /> Nguyên tố: Hg; Bước sóng: 253,7; Khe đo: 0,7nm; Tín hiệu: trên thế giới đang dùng. Quy<br /> AA-BG; Cường độ đèn: 6mA; Thông tin đường chuẩn: + 10 điểm<br /> trình thực hiện đơn giản, sai số<br /> với các mức nồng độ: 0,5ppb; 1ppb; 2ppb; 5ppb; 10ppb; 15ppb;<br /> ít và thu được hiệu quả tốt<br /> 20ppb ,40ppb; 50ppb; 60ppb.<br /> trong ứng dụng vào phân tích<br /> Chương trình nguyên tử hóa mẫu: Bảng 17 mẫu thực tế.<br /> Từ quy trình trên nhóm nghiên cứu có một số nhận xét như sau: Quy trình nhóm nghiên cứu<br /> Quy trình có giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng tương xây dựng có thể ứng dụng trên<br /> đương thậm chí còn thấp hơn một số quy trình phân tích của một các máy thế hệ tương đương<br /> số tác giả khác. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của quy hoặc thế hệ tiếp theo của hãng.<br /> trình lần lượt là 0,05ppb và 0,15ppb. Đối với những hãng khác chỉ<br /> cần là những máy có điều kiện<br /> So sánh quy trình phân tích Hg trong nước tiểu với phương và tính năng kỹ thuật tương tự<br /> pháp của CDC (Mỹ) thì nhóm nghiên cứu nhận thấy quy trình (ứng dụng) nếu hiện đại hơn thì<br /> phân tích được rút ngắn hơn và không tốn nhiều loại hóa chất. càng tốt đều có thể dùng được.<br /> Hiện nay, ở Việt Nam những quy trình phân tích kim loại trong 3.4.3. Ứng dụng quy trình<br /> môi trường, trong thực phẩm rất phổ biến. Tuy nhiên, quy trình<br /> Qua nghiên cứu áp dụng<br /> quy trình xây dựng được, phân<br /> Bảng 17: Chương trình nguyên tử hóa Hg trong mẫu nước<br /> tích Hg trên 35 mẫu nước tiểu<br /> tiểu bằng FIAS – AAS<br /> của 35 NLĐ làm việc tại công ty<br /> Thӡi gian Tӕc ÿӝ Glonics Thái Nguyên, đạt được<br /> kết quả như Bảng 18.<br /> Giai ÿoҥn<br /> (s) (ml/phút)<br /> 1 Chuҭn bӏ bѫm mүu 5 7,5 Kết quả cho thấy nồng độ<br /> Hg trung bình trong mẫu nước<br /> tiểu của 35 đối tượng là 0,65 ±<br /> 2 Hút mүu 10 7,5<br /> <br /> 0,5µg/g cre. Nồng độ trung<br /> 3 Bѫm mүu vào buӗng phҧn ӭng 15 7,5<br /> 4 Xӱ lý tín hiӋu Hg thu ÿѭӧc 70 bình của 35 đối tượng đều nằm<br /> <br /> <br /> 56 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2018<br />  Kết quả nghiên cứu KHCN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Bảng 18: Kết quả phân tích Hg trong mẫu nước tiểu<br /> sӕ lѭӧng Nӗng ÿӝ Hg TCYT ViӋt Nam Sӕ mүu vѭӧt quá<br /> TT<br /> (n) µg/g cre TCCP<br /> Nӗng ÿӝ Hg trong máu 35 3,599±0,975 35 µg/g cre 0<br /> <br /> trong giới hạn cho phép