Phân tích, đánh giá hàm lượng một số kim loại trong thịt cá diêu hồng nuôi ở khu vực phường bắc nghĩa, thành phố đồng hới, tỉnh quảng bình bằng phương pháp AAS

Đối tượng chính và phạm vi áp dụng Đối tượng chính của phương pháp phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử là phân tích lượng nhỏ lượng vết các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Đoàn Thị Thảo Nhi

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG

MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG THỊT CÁ DIÊU HỒNG NUÔI KHU VỰC PHƯỜNG BẮC NGHĨA, THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH BẰNG

PHƯƠNG PHÁP AAS

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Đồng Hới - 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Đoàn Thị Thảo Nhi

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG

MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG THỊT CÁ DIÊU HỒNG

NU I KHU VỰC PHƯỜNG BẮC NGHĨA, THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH BẰNG

Lêi c¶m ¬n!

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy Nguyễn Mậu Thành, người

đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận này, đồng thời đã bổ sung nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong hoạt động nghiên cứu khoa học

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô trường Đại học Quảng Bình, đặc biệt là quý thầy cô bộ môn Hóa học trong khoa Khoa học Tự nhiên đã giảng dạy

và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất cũng như thời gian để giúp tôi hoàn thành bài khóa luận này

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ và nhân viên Trung tâm Y tế dự phòng Quảng Bình, đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận

Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên và giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành tốt khóa luận này

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Quảng Bình, ngày 01 tháng 05 năm 2017

SINH VIÊN

Đoàn Thị Thảo Nhi

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của riêng tôi, các số liệu và kết quả trong khóa luận là trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kì một công trình nào khác

12 Quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS

13 Quang phổ hấp thụ nguyên tử lò graphite GF-AAS

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1.Thời gian lấy cá diêu hồng tại phường Bắc Nghĩa 19

Bảng 2.2.Thông tin về các mẫu cá diêu hồng thu được thuộc phường Bắc Nghĩa 19

Bảng 2.3 Điều kiện đo F- S xác định đồng, mangan và kẽm trong thịt cá diêu hồng 22

Bảng 2.4 Điều kiện đo GF- S xác định cadimi và chì trong thịt cá diêu hồng 22

Bảng 3.1 Kích thước và khối lượng của cá diêu hồng 28

Bảng 3.2 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ cadimi 28

Bảng 3.3 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ đồng 29

Bảng 3.4 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ mangan 30

Bảng 3.5 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ chì 30

Bảng 3.6 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ kẽm 31

Bảng 3.7 Các giá trị a, b, Sy tính từ phương trình chuẩn = b.C + a 32

Bảng 3.8 Kết quả xác định hàm lượng cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trong thịt cá diêu hồng 33

Bảng 3.9 Kết quả phân tích hàm lượng cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trong mẫu cá diêu hồng 33

Bảng 3.10 Kết quả phân tích NOV 1 chiều của cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm 35

Bảng 3.11 Kết quả so sánh hàm lượng Cd, Cu, Mn, Pb và Zn với cá diêu hồng 35

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Quá trình hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang của một nguyên tử 7

Hình 1.2 Sơ đồ khối của phổ kế hấp thụ nguyên tử (F- S) dùng ngọn lửa 7

Hình 1.3 Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ Cx B: vùng tuyến tính (b=1), BC: vùng không tuyến tính (b <1) 10

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử 16

Hình 1.5 Hệ thống máy hấp thụ nguyên tử S của hãng nalytik Jena ( Đức) 17

Hình 2.1 Sơ đồ chung về Q /QC trong lấy mẫu và phân tích 20

Hình 2.2 Quy trình xử l mẫu xác định hàm lượng cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trong thịt cá diêu hồng bằng phương pháp S 21

Hình 3.1 Đường chuẩn xác định cadimi trong mẫu cá diêu hồng………28

Hình 3.2 Đường chuẩn xác định đồng trong mẫu cá diêu hồng 29

Hình 3.3 Đường chuẩn xác định mangan trong mẫu cá diêu hồng 30

Hình 3.4 Đường chuẩn xác định chì trong mẫu cá diêu hồng 31

Hình 3.5 Đường chuẩn xác định kẽm trong mẫu cá diêu hồng 31

Hình 3.6 Kết quả hàm lượng trung bình của Cu, Mn và Zn 34

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

B NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QU N LÝ THUYẾT 4

1.1 SƠ LƯỢC VỀ PHƯỜNG BẮC NGHĨ 4

1.2 KHÁI QUÁT VỀ CÁ DIÊU HỒNG 4

1.2.1 Đặc điểm 4

1.2.2 Môi trường 4

1.2.3 Tập tính 4

1.2.4 Sinh sản 5

1.3 PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ [4, 7] 5

1.3.1 Cơ sở lí thuyết 6

1.3.2 Đối tượng chính và phạm vi áp dụng 6

1.3.3 Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử 6

1.3.4 Nguyên tắc của phương pháp, thiết bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử 7

1.3.5 Cường độ vạch phổ 9

1.3.6 Cấu trúc vạch phổ 10

1.3.7 Ưu và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 11

a) Ưu điểm 11

b) Nhược điểm 12

1.3.8 Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu 12

a) Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa 12

b) Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa 13

1.3.9 Một số ảnh hưởng và các biện pháp khắc phục trong phép đo S 14

1.4 MÁY QU NG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS: Atomic absorption spectrometer) 16

1.5 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG BẰNG S [4, 7] 17

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM 18

2.1 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ 18

2.2 HÓ CHẤT 18

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.3.1 Phạm vi nghiên cứu 18

2.3.2 Chuẩn bị mẫu 18

2.3.3 Ghi chép lập hồ sơ mẫu khi lấy 19

2.3.4 Xử l sơ bộ, quản l và bảo quản mẫu phân tích [2, 6, 9, 10] 19

2.4 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 21

2.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 22

2.6 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG 22

2.7 KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 23

2.7.1 Độ đúng 23

2.7.2 Độ lặp lại 24

2.7.3 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) và độ nhạy 24

2.8 XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 24

2.8.1 Tính sai số 25

2.8.2 Phân tích kết quả bằng phương pháp phân tích phương sai một yếu tố 25

CHƯƠNG 3 28

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

3.1 KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CỦ CÁ DIÊU HỒNG 28

3.2 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN TRONG PHÉP ĐO C DIMI, ĐỒNG, MANGAN, CHÌ VÀ KẼM 28

3.3 KHẢO SÁT GIỚI HẠN PHÁT HIỆN VÀ GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG CỦ CÁC PHÉP ĐO 32

3.4 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG C DIMI, ĐỒNG, M NG N, CHÌ VÀ KẼM TRONG CÁ DIÊU HỒNG 33

3.5 ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG C DIMI, ĐỒNG, M NG N, CHÌ VÀ KẼM TRONG CÁ DIÊU HỒNG 34

3.5.1 Đánh giá hàm lượng cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trong cá diêu hồng tại thời điểm khảo sát 34

3.5.2 Đánh giá hàm lƣợng cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trong thịt cá diêu hồng

so với tiêu chuẩn của Việt Nam 35

C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37

1 Kết luận 37

2 Kiến nghị 37

TÀI LIỆU TH M KHẢO 38

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QU N ĐẾN ĐỀ TÀI 40

PHỤ LỤC 41

A MỞ ĐẦU

Cá diêu hồng hay còn gọi là cá rô phi đỏ, loại cá thịt trắng ngon, lành tính, có thể chế biến thành các món ngon bổ khoái khẩu nhiều người Cá diêu hồng có giá trị dinh dưỡng cao, giàu protein, vitamin , B, D và chất khoáng như photpho và iot, ít chất béo hơn thịt nên dễ tiêu hóa Cá diêu hồng rất ngon và được dùng chế biến nhiều món ăn hấp dẫn, bổ dưỡng, tốt cho người già, trẻ em, người suy nhược cơ thể

Thịt cá diêu hồng vị ngọt, tính bình, không độc, tác dụng bổ khí huyết, ích tỳ vị, lợi ngũ tạng Dùng bổ dưỡng cho nhiều bệnh chứng hư nhược, nhất là người già suy nhược, trẻ em còi cọc chậm lớn… Theo y học cổ truyền, việc sử dụng một số món ăn thuốc từ cá diêu hồng để chữa các bệnh: bổ chính khử tà, giải biểu, ngoại cảm phong hàn, bổ tâm tỳ ích khí bổ huyết, chữa ăn ngủ kém, tim hay bị hồi hộp, chữa chóng mặt

do khí huyết hư, an thần, chữa viêm gan, bổ tỳ bình can, điều hòa tỳ vị, tốt cho người viêm đại tràng, táo bón, chữa đau khớp Vì vậy, trong những năm qua ngành nuôi trồng thuỷ sản nước ta, đặc biệt là nuôi cá diêu hồng phát triển mạnh mẽ và trở thành một ngành kinh tế quan trọng, có động lực lớn trong việc thúc đẩy và phát triển kinh

tế Cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm là những nguyên tố vi lượng quan trọng đến sức khỏe con người

Cadimi (Cd) được biết gây tổn hại đến thận và xương ở liều lượng cao Phần lớn cadimi xâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) vẫn giữ lại ở thận, do cadimi liên kết với protein tạo thành metallotionein có ở thận Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích lũy cùng với tuổi tác Khi lượng cadimi được tích trữ lớn, nó có thể thế chỗ Zn2+trong các enzim quan trọng và gây ra rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loại chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy sống, gây ung thư

Đồng (Cu) thúc đẩy sự hấp thu và sử dụng sắt để tạo thành hemoglobin của hồng cầu Nếu thiếu đồng trao đổi sắt cũng sẽ bị ảnh hưởng, nên sẽ bị thiếu máu và sinh trưởng chậm Ngoài ra, đồng còn tham gia vào việc sản xuất năng lượng, tạo melanin (sắc tố màu đen ở da), oxy hóa acid béo Thiếu đồng gây thiếu máu, tăng cholesterol và sự phát triển bất thường ở xương Thiếu đồng còn gây dung nạp kém glucose Thiếu đồng khi mang thai có thể khiến thai chậm phát triển hoặc phát triển bất thường Là một bệnh hiếm (1/100.000), bệnh Menkes là do đột biến gen trên nhiễm sắc thể X, khiến nồng độ đồng và ceruloplasmin trong máu thấp, trong khi niêm mạc ruột, cơ, lách và thận lại tích lũy nhiều đồng

Mangan (Mn) là kim loại đầu tiên được Gabriel Bertrand xem như nguyên tố vi lượng cơ bản đối với sự sống Mangan duy trì hoạt động của một số men quan trọng, tăng cường quá trình tạo xương và mô, ảnh hưởng đến sự tạo thành hoocmon tuyến yên, vitamin B1 và vitamin C cần thiết cho quá trình tổng hợp protein, làm giảm lượng đường

trong máu nên tránh được bệnh tiểu đường Nếu thiếu hụt mangan sẽ làm giảm quá trình đông máu và tăng lượng cholestorol, ảnh hưởng đến sự chuyển giao thông tin di truyền

Sự chuyển hóa mangan bất thường có thể gây ra bệnh tiểu đường, bệnh béo phì Tuy nhiên, nếu hàm lượng mangan vượt quá mức cho phép sẽ dẫn đến hiện tượng ngộ độc, gây rối loạn hoạt động thần kinh với biểu hiện rung giật kiểu Parkinson Mangan tham gia vào sản xuất tác chất trung gian thần kinh dopamin – một chất dẫn truyền xung thần kinh cảm giác về chí và tinh thần sáng tạo của con người

Chì (Pb) là nguyên tố có độc tính cao đối với con người và động vật Nó xâm nhập vào cơ thể sống chủ yếu qua con đường tiêu hóa, hô hấp Tác động đến tủy xương và quá trình hình thành huyết cầu tố, nó thay thế canxi trong xương Khi bị nhiễm độc chì, nó sẽ gây ra nhiều bệnh như: Giảm trí thông minh, các bệnh về máu, thận, tiêu hoá, ung thư Sự nhiễm độc chì có thể dẫn tới tử vong Những biểu hiện của ngộ độc chì cấp tính như nhức đầu, tính dễ cáu, dễ bị kích thích, và nhiều biểu hiện khác nhau liên quan đến hệ thần kinh Con người bị nhiễm độc lâu dài đối với chì có thể bị giảm trí nhớ, giảm khả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, xáo trộn khả năng tổng hợp hemoglobin có thể dẫn đến bệnh thiếu máu Chì cũng được biết là tác nhân gây ung thư phổi, dạ dày và u thần kinh đệm

Kẽm (Zn) cần thiết cho cấu tạo thành phần hoạt động của hormon sinh dục nam testosteron và đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp, cấu trúc, bài tiết nhiều hormon khác Kẽm cũng đóng vai trò quan trọng đối với tuyến tiền liệt Việc thiếu kẽm có thể gây phì đại tuyến tiền liệt và viêm tuyến tiền liệt, cùng những thay đổi khác ở tuyến sinh dục quan trọng này Trong cơ thể có khoảng 2 – 3g kẽm, hiện diện trong hầu hết các loại tế bào và các bộ phận của cơ thể, nhưng nhiều nhất tại gan, thận, lá lách, xương, ngọc hành, tinh hoàn, da, tóc móng Mất đi một lượng nhỏ kẽm có thể làm đàn ông sụt cân, giảm khả năng tình dục và có thể mắc bệnh vô sinh Đàn ông khỏe mạnh mỗi lần xuất tinh chứa khoảng 1mg chất này Phụ nữ có thai thiếu kẽm sẽ giảm trọng lượng trẻ sơ sinh, thậm chí có thể bị lưu thai Thiếu chất kẽm đưa đến chậm lớn, bộ phận sinh dục teo nhỏ, dễ bị các bệnh ngoài da, giảm khả năng

đề kháng… Kẽm cần thiết cho thị lực, còn giúp cơ thể chống lại bệnh tật Kích thích tổng hợp protein, giúp tế bào hấp thu chất đạm để tổng hợp tế báo mới, tăng liền sẹo Bạch cầu cần có kẽm để chống lại nhiễm trùng và ung thư

Hiện nay, các phương pháp thường dùng để xác định hàm lượng các kim loại trong nước, thực phẩm, dược phẩm, là phương pháp plasma cảm ứng ghép nối khối phổ (ICP-MS), phương pháp von-ampe, phương pháp UV-VIS, …[2] Tuy nhiên, so với các phương pháp này thì phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) có nhiều ưu điểm như: Có độ nhạy và độ chọn lọc cao, tốn ít mẫu phân tích,

thời gian phân tích nhanh Các động tác thực hiện nhẹ nhàng, nhanh chóng, hơn nữa là phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất tại cơ sở

Những năm trở lại đây tình trạng suy giảm nguồn lợi thủy hải sản tự nhiên trở nên đáng báo động, trong khi đó nhu cầu tiêu dùng của người dân ngày càng lớn Cũng

từ đó, ở Quảng Bình đã xuất hiện những vùng chuyên nuôi và cung cấp thủy sản ra thị trường, trong đó có phường Bắc Nghĩa Bắc Nghĩa là một phường thuộc thành phố Đồng Hới, theo thống kê của phường thì tính đến năm 2016, trên toàn phường có đến 66,8% diện tích đất nông nghiệp Các hộ dân nuôi chủ yếu là cá diêu hồng, cá rô phi

và cá tràu Trong các loại cá này, cá diêu hồng được thị trường trong và ngoài nước ưa chuộng vì có năng suất cao, mau lớn và sản phẩm giàu dinh dưỡng Song bên cạnh đó, việc kiểm soát về chất lượng vẫn chưa được quan tâm đúng mức Do đó, nghiên cứu sâu hàm lượng các kim loại trong thịt cá diêu hồng không chỉ có nghĩa định hướng cho việc khai thác và sử dụng các nguồn protein và các chất qu của chúng mà còn là

cơ sở khoa học cho kĩ thuật nuôi, đồng thời góp phần đánh giá chất lượng môi trường xung quanh khu vực nuôi cá Thời gian qua, sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Quảng Bình đã có những hành động tích cực nhằm phát triển và bảo vệ nguồn tài nguyên thủy sản, tạo điều kiện để thủy sản sinh trưởng và phát triển cũng như bảo vệ môi trường tự

nhiên Xuất phát từ các lí do trên em chọn đề tài: “Phân tích, đánh giá hàm lượng một số kim loại trong thịt cá diêu hồng nu i khu v c phường Bắc Nghĩa, thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình bằng phương pháp AAS” làm khóa luận tốt nghiệp

cho mình

B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1 SƠ LƯỢC VỀ PHƯỜNG BẮC NGHĨA

Bắc Nghĩa là một phường thuộc thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình, Việt Nam Vị trí địa lí cụ thể của phường Bắc Nghĩa trên bản đồ là 17027’18”B –

106035’4”Đ với vị trí cụ thể như sau: Phía Tây giáp phường Đồng Sơn, phía Nam giáp

xã Nghĩa Ninh, phía Bắc giáp phường Bắc L và xã Thuận Đức, phía Đông giáp xã Đức Ninh Phường Bắc Nghĩa có diện tích là 7,49 km2

(theo thống kê năm 2016) Toàn phường có 1905 hộ với 8000 nhân khẩu, mật độ dân số đạt 1068 người/km2

Phường được chia thành 14 tổ dân phố (được đánh theo số thứ tự từ 1 đến 14) Đầu năm 2017, phường được chia lại thành 10 tổ dân phố (1, 2, 3 Phương Xuân; 1, 2, 3 Mỹ Cương; 1, 2, 3, 4 Phú Vinh)

1.2 KHÁI QUÁT VỀ CÁ DIÊU HỒNG

1.2.1 Đặc điểm

Cá diêu hồng hay còn gọi là cá rô phi đỏ (danh pháp khoa học:Oreochromis sp.,

tên tiếng anh: Red Tilapia) là một loài cá nước ngọt thuộc họ Cá rô phi (Cichlidae) có nguồn gốc hình thành từ lai tạo Loài cá này có thân cao, hình hơi bầu dục, dẹp bên Đầu ngắn, miệng rộng hướng ngang, rạch kéo dài đến đường thẳng đứng sau lỗ mũi một ít Hai hàm dài bằng nhau, môi trên dày Lỗ mũi gần mắt hơn miệng, mắt tròn ở nửa trước và phía trên của đầu [22] Khoảng cách hai mắt rộng, gáy lõm ở ngang lỗ mũi Khởi điểm vây lưng ngang với khởi điểm vây ngực, trước khởi điểm vây bụng, vây ngực nhọn, dài, mềm, vây bụng to cứng, chưa tói lỗ hậu môn, toàn thân phủ vẩy,

1.2.3 Tập tính

Đây là loài cá ăn tạp, thức ăn thiên về nguồn gốc thực vật như cám, bắp xay nhỏ, bã đậu, bèo tấm, rau muống và các chất như mùn bã hữu cơ, tảo, ấu trùng, côn trùng, do đó nguồn thức ăn cho cá rất đa dạng, bao gồm các loại cám thực phẩm, khoai

củ, ngũ cốc, Cá diêu hồng có thể ăn nhiều loại thức ăn khác nhau, đây là đặc điểm thuận lợi cho nuôi thâm canh Ngoài ra có thể tận dụng các nguyên liệu phụ phẩm từ các nhà máy chế biến thủy sản (như vỏ tôm, râu mực, đầu cá, ) hay các phấn phẩm lò

giết mổ gia súc để chế biến thành các nguồn thức ăn phụ cung cấp cho cá nuôi Mặt khác có thể chọn loài ốc bươu vàng làm nguồn thức ăn tươi sống để cho cá ăn

Trong ao nuôi hoặc bằng bè, cá ăn thức ăn tự chế từ các phụ phẩm nông nghiệp, thức ăn viên (đạm từ 20 – 25%) [21] Nhưng do thả cá nuôi trong bè với mật độ cao, nên cần thiết phải sử dụng thức ăn dạng viên để dễ dàng kiểm soát lượng thức ăn thừa

và hạn chế sự thất thoát thức ăn cũng như kiểm soát được chất lượng nước ao nuôi Thức ăn công nghiệp được sản xuất cần có đầy đủ thành phần cơ bản bao gồm các chất dinh dưỡng cần thiết như đạm, vitamin, lipid

1.2.4 Sinh sản

Cá diêu hồng là loài mắn đẻ, đẻ quanh năm, ấp trứng trong miệng Có thể ương

cá con trong ao hoặc trong chậu, lồng Khi ương trong ao cần bón phân gây thức ăn tự nhiên để nuôi cá bột, còn khi ương trong lồng, chậu thì không cần bón phân nhưng phải thường xuyên vệ sinh chập, lồng [18] Môi trường nuôi chủ yếu trong ao hoặc lồng bè Trong ao, sau 1 năm nuôi, cá đạt 200 – 500g/con; khi nuôi bè cá lớn nhanh hơn (đạt trọng lượng 200 – 500g/con chỉ 7 – 8 tháng) và tỷ lệ hao hụt thấp

Hiện nay ở Việt Nam có 3 phương pháp chính để có cá diêu hồng đơn tính đực:

1 Phương pháp thủ công: dùng mắt thường phân biệt và tách riêng cá đực và cá cái lúc

cá đã phân rõ đực cái bằng phần phụ sinh dục: cá đực có 2 lỗ huyệt, cá cái có 3 lỗ Cách này dùng cho những ao nuôi nhỏ, có nhiều người cùng làm một lúc Nhưng hạn chế khi cần có số lượng giống lớn

2 Phương pháp di truyền: Bằng phương pháp lai khác loài (khi nuôi chung cá cái loài này với cá đực loài khác hoặc ngược lại) sẽ tạo được cá lai đơn tính hoặc bất thụ

Ví dụ:

* Cá đực lai với Cá cái; * Rô phi cỏ O mosambicus x Rô phi vằn O niloticus

* Rô phi O hornorum x Rô phi đỏ; * Rô phi O aureus x Rô phi đỏ

Người ta còn tạo ra rô phi siêu đực (có nhiễm sắc thể YY), khi thả ghép cá siêu đực với cá cái bình thường sẽ cho ra đàn cá có tỷ lệ đực rất cao (l thuyết là 100%)

3 Phương pháp hóa sinh: Cho cá bột ăn thức ăn có trộn hormone 17a methyltestosterone (viết tắt là MT) hoặc 17a ethynyltestosterone (ET) trong 21 ngày tuổi đầu tiên Rất nhiều nước trên thế giới đã áp dụng công nghệ này

Ở Thái Lan đã phát triển công nghệ từ những thập niên 90, ở Đài Loan từ những năm 80 của thế kỷ 20 Ở Việt Nam, từ 1993 cũng đã áp dụng chuyển đổi giới tính cá diêu hồng bằng MT ở nhiều cơ sở sản xuất cá giống

1.3 PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ [4, 7]

Trong khoảng 10 năm trở lại đây phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử đã được sử dụng để xác định các kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nước khoáng, y học, sinh

học, các sản phẩm nông nghiệp, rau quả, thực phẩm…có thể nói phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử đã trở thành một phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều kim loại

1.3.1 Cơ sở lí thuyết

Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ( S) dựa trên cơ sở lí thuyết là sự hấp thụ năng

lượng (bức xạ đơn sắc) của các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức

xạ đơn sắc qua đám hơi của nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ

1.3.2 Đối tượng chính và phạm vi áp dụng

Đối tượng chính của phương pháp phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử là phân

tích lượng nhỏ (lượng vết) các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của chất hữu cơ

và vô cơ Với các trang bị và kĩ thuật hiện nay bằng phương pháp này người ta có thể định lượng được hầu hết các kim loại (khoảng 70 nguyên tố) và một số phi kim đến giới hạn nồng độ cỡ ppm (microgram, 10-6g) bằng kĩ thuật F- S, đến nồng độ ppb (nanogam, 10-9g) bằng kĩ thuật GF- S với sai số  15% Với đối tượng đó, phương pháp phân tích này được sử dụng để xác định các kim loại trong các mẫu quặng, đất,

đá, nước, khoáng, các mẫu của y học, sinh học, các sản phẩm nông nghiệp, rau quả,

thực phẩm, các nguyên tố vi lượng trong phân bón, trong thức ăn gia súc,…

1.3.3 Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử

Như chúng ta đã biết, vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là phần

tử cơ bản nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố hoá học Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng lượng dưới dạng các bức xạ Lúc này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu chúng ta chiếu một chùm tia sáng

có những bước sóng (hay tần số) xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì các nguyên tử tự

do đó sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ mà nó

có thể phát ra được trong quá trình phát xạ của nó Lúc này nguyên tử đã nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản Đó là tính chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi Quá trình

đó được gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử Phổ sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử Nếu gọi năng lượng của nguồn bức xạ điện tử đã bị nguyên tử hấp thụ là E thì ta có:

E

 = Em - E0 = hv hay



c h

E



Trong đó: E0 và Em là năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích m; h là hằng số Planck; c là tốc độ ánh sáng trong chân không;  là độ dài sóng của bức xạ hấp thụ Như vậy, ứng với mỗi giá trị năng lượng E i mà nguyên tử

đã hấp thụ ta sẽ có một vạch phổ hấp thụ với độ dài sóng  đặc trưng cho quá trình

đó, nghĩa là phổ hấp thụ nguyên tử là phổ vạch

Quá trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhạy, các vạch phổ đặc trưng

và các vạch phổ cuối cùng của các nguyên tố Nếu kích thích nguyên tử bằng năng lượng Em ta có phổ phát xạ nguyên tử, bằng chùm tia đơn sắc ta có phổ hấp thụ nguyên

tử Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, đám hơi nguyên tử của mẫu trong ngọn lửa hay trong cuvet graphit là môi trường hấp thụ bức xạ (hấp thụ năng lượng của tia bức xạ) Phân tử hấp thụ năng lượng của tia bức xạ hv và các nguyên tử tự do trong đám hơi nguyên tử đó Do đó muốn có phổ hấp thụ nguyên tử, trước hết phải tạo ra được đám hơi nguyên tử tự do, sau đó chiếu vào nó một chùm tia sáng có những bước sóng nhất định ứng với các tia phát xạ nhạy của nguyên tố cần nghiên cứu Khi đó các nguyên tử

tự do sẽ hấp thụ năng lượng của chùm tia đó và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử ( S)

Hình 1.1 Quá trình hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang của một nguyên tử

Trong đó: Eo: Mức năng lượng ở trạng thái cơ bản ; Em: Mức năng lượng ở trạng thái kích thích ; E: Năng lượng nhận vào (kích thích)

+ hv: Photon kích thích ; - hv : Photon phát xạ

1.3.4 Nguyên tắc của phương pháp, thiết bị của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

Thiết bị cần có: Nguồn bức xạ điện tử đơn sắc (đèn catot rỗng) HCL (Hollow

Cathode Lamp); đèn đốt hỗn hợp khí nhiên liệu và khí oxi hóa, máy tạo bức xạ điện tử đơn sắc (bằng lăng kính hay cách tử), detector quang và cấu trúc ghi phổ

Trong đó: 1 Nguồn bức xạ đơn sắc (HCL); 2 Đèn; 3 Máy tạo bức xạ điện tử đơn sắc; 4 Detector quang; 5 Cấu trúc ghi phổ

Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố cần phải thực hiện các quá trình sau:

1 Chọn các điều kiện và một loại thiết bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do

Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu

2 Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử tự do vừa điều chế được ở trên Ở đây, phần cường độ của chùm tia sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thụ là phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường hấp thụ Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích được gọi là nguồn phát xạ đơn sắc hay phát xạ cộng hưởng

3 Hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân li và chọn vạch phổ hấp thụ nguyên tử đặc trưng của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ nguyên tử của vạch phổ hấp thụ nguyên

tử Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C giá trị ảnh hưởng cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích theo phương trình :

I

I C l K

- Đèn catot rỗng (HCL = Hollow Cathode Lamp)

- Đèn phóng điện không điện cực (EDL = Electrodeless Discharge Lamp)

- Đèn phát phổ liên tục đã được biến điệu (D2 – Lamp, W – Lamp)

- Các loại nguồn đơn sắc khác

Trong các loại đèn trên, đèn HCL được dùng phổ biến nhất Đèn HCL chỉ phát ra những tia phát xạ nhạy của nguyên tố kim loại làm catot rỗng Các vạch phát xạ của một nguyên tố thường là các vạch cộng hưởng Do vậy đèn catot rỗng cũng được gọi

là nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng Nó là phổ phát xạ của nguyên tố trong môi trường khí kém

Về cấu tạo, đèn catot rỗng gồm 3 bộ phận chính:

1 Thân đèn và cửa sổ S (thủy tinh hay thạch anh, trong suốt vùng UV-VIS);

2 Các điện cực anot và catot;

3 Khí chứa trong đèn (khí trơ: He, r hay Ne)

not: W, Pt; catot: ống rỗng, đường kính 3-5mm, chiều dài 5-6mm từ kim loại cần phân tích (99,9%)

Nguồn nuôi đèn: đèn được đốt nóng đỏ để phát ra chùm tia phát xạ cộng hưởng nhờ nguồn điện một chiều ổn định (thế 200-220V và I = 3-50mA)

Cơ chế làm việc của đèn HCL: Khi đèn HCL làm việc, catot được nung đỏ, giữa

catot và anot xảy ra sự phóng điện liên tục Do sự phóng điện đó (U = 300-350V) mà một số phân tử khí trơ bị ion hóa Các ion khí trơ vừa được sinh ra sẽ tấn công vào catot làm bề mặt catot nóng đỏ và một số nguyên tử kim loại trên bề mặt catot bị hóa hơi và

nó trở thành những kim loại tự do Khi đó dưới tác dụng của nhiệt độ trong đèn HCL đang được đốt nóng đỏ, các nguyên tử kim loại này bị khích thích và phát ra phổ phát xạ của nó Đó chính là phổ vạch của chính kim loại làm catot rỗng Nhưng vì điều kiện đặc biệt của môi trường khí trơ có áp suất rất thấp, nên phổ phát xạ đó chỉ bao gồm các vạch nhạy của kim loại mà thôi Đó chính là sự phát xạ của kim loại trong môi trường khí kém Chùm tia phát xạ này là tia đơn sắc chiếu qua môi trường hấp thụ để thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

1.3.5 Cường độ vạch phổ

Nghiên cứu sự phụ thuộc cường độ dòng ánh sáng bị hấp thụ của một nguyên tố

vào nồng độ C của nguyên tố đó trong mẫu phân tích, người ta thấy rằng trong phổ hấp thụ nguyên tử vùng nồng độ C nhỏ, mối quan hệ giữa cường độ của tia sáng bị hấp thụ

và nồng độ của nguyên tố đó trong đám hơi tuân theo định luật Lambert- Beer, nghĩa

là nếu chiếu một chùm sáng cường độ ban đầu là Io qua đám hơi nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích nồng độ là N và bề dày L (cm), cường độ chùm sáng đi ra khỏi đám hơi là I, thì chúng ta có: A = lg

Trong đó K là hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào: Ka, bề dày lớp hấp thụ và vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ

Giữa N và nồng độ C của nguyên tố trong mẫu có mối quan hệ với nhau rất phức tạp, nó phụ thuộc vào các điều kiện nguyên tử hoá mẫu, thành phần vật lí, hoá học của mẫu phân tích và được tính theo biểu thức sau: N = 3.1021

.W.s.n

o

R T

F

Q T n Cb

Đây là công thức tổng quát tính giá trị N trong ngọn lửa nguyên tử hoá mẫu theo Winefordner và Vicker Trong đó :

F là tốc độ dẫn mẫu vào hệ thống nguyên tử hoá (ml/phút)

W là hiệu suất aerosol hóa mẫu

s là hiệu suất nguyên tử hoá

nRo là số phần tử khí ở nhiệt độ ban đầu, To( K)

nT là số phân tử khí ở nhiệt độ T (K) của ngọn lửa nguyên tử hoá

Q là tốc độ của dòng khí mang mẫu vào buồng aerosol hoá (lít/phút)

C là nồng độ của nguyên tố phân tích có trong dung dịch mẫu

Nhiều kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng, trong một giới hạn nhất định của nồng độ

C, mối quan hệ giữa N và C được biểu thị bằng biểu thức: N= KiCb

Trong đó Ki là hằng số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu, b được gọi là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào nguyên tố

và bước sóng của dòng sáng, b ≤ 1; b=1 khi nồng độ C nhỏ và ứng với mỗi vạch phổ của mỗi nguyên tố phân tích ta luôn luôn tìm được một giá trị Cx = Co để b ban đầu nhỏ hơn 1, nghĩa là ứng với:

+ Vùng nồng độ Cx < Co thì b=1: Cường độ vạch phổ và nồng độ Cx là tuyến tính.+ Vùng nồng độ Cx > Co thì 0 <b<1: Như vậy trong vùng này mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ Cx là không tuyến tính nữa

thích Độ rộng này phụ thuộc vào thời gian lưu của nguyên tử ở trạng thái kích thích

Trong đó tm là thời gian của nguyên tử ở trạng thái kích thích m Đa số các trường hợp độ rộng tự nhiên của vạch phổ hấp thụ không vượt quá 1.10-3

cm-1

* Độ rộng kép Hd: Độ rộng này được quyết định bởi sự chuyển động nhiệt của nguyên tử tự do trong môi trường hấp thụ theo hướng cùng chiều hay ngược chiều với chuyển động của phôton trong môi trường đó Vì thế nó phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ của môi trường hấp thụ Một cách gần đúng độ rộng kép được tính theo công thức:

Hd = 1,76.1050 T

M

Trong đó: T là nhiệt độ của môi trường hấp thụ (K), M là nguyên tử lượng của nguyên tố hấp thụ bức xạ và 0là tần số trung tâm của vạch phổ hấp thụ Độ rộng này của hầu hết các vạch phổ hấp thụ nguyên tử thường nằm trong khoảng từ n.10-3 cm-1đến n.10-1 cm-1

* Độ rộng Lorenz HL: Độ rộng này được quyết định bởi sự tương tác của các phần tử khí có trong môi trường hấp thụ với sự chuyển mức năng lượng của nguyên tử hấp thụ bức xạ ở trong môi trường hấp thụ đó

Độ rộng Lorenz được tính theo công thức: HL = 12,04.1023.P.2 2 (1 1 )

M A

Trong đó P là áp lực khí và M là phân tử lượng của khí đó trong môi trường hấp thụ

* Độ rộng của cấu trúc tinh vi Hc: Khi đám hơi nguyên tử hấp thụ năng lượng được đặt trong một từ trường hay trong một điện trường thì yếu tố này thể hiện rõ

Công thức trên là công thức tổng quát đầy đủ cho độ rộng của vạch phổ hấp thụ nguyên tử Nhưng trong thực tế của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử khi không có tác dụng của từ trường ngoài và với các máy quang phổ có độ tán sắc nhỏ hơn 2 o/ mm, thì lí thuyết và thực nghiệm chỉ ra rằng: độ rộng chung của một vạch hấp thụ chỉ do ba thành phần đầu (chiếm 95%) của biểu thức quyết định, nghĩa là: Ht = Hn + Hd + HL Điều này hoàn toàn đúng đối với các vạch phổ cộng hưởng trong điều kiện môi trường hấp thụ có nhiệt độ từ 1600-3500oC và áp suất 1atm

1.3.7 Ưu và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Có thể xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu Các kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ (15%)

b) Nhược điểm

Phải có một hệ thống máy đắt tiền Vì có độ nhạy cao nên sự nhiễm bẩn có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích hàm lượng vết Vì thế môi trường trong phòng thí nghiệm phải không có bụi, các dụng cụ phải sạch, có độ chính xác tiêu chuẩn và hoá

chất phải có độ tinh khiết cao

Phương pháp chỉ cho biết thành phần nguyên tố mà không cho biết trạng thái liên kết trong mẫu Vì thế đây chỉ là phương pháp phân tích nguyên tố

1.3.8 Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu

Nguyên tử hoá mẫu phân tích là một công việc hết sức quan trọng của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, bởi vì chỉ có các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi mới cho phổ hấp thụ nguyên tử, nghĩa là số nguyên tử tự do trong trạng thái hơi là yếu tố quyết định cường độ vạch phổ hấp thụ và quá trình nguyên tử hoá mẫu thực hiện tốt hay không tốt đều có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích một nguyên tố Mục đích của quá trình này là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định để phép đo đạt kết quả chính xác và có độ lặp lại cao Đáp ứng mục đích đó ngày nay người thường dùng hai kĩ thuật đó là kĩ thuật hoá mẫu trong ngọn lửa đèn khí (F- S) và kĩ thuật hoá mẫu không ngọn lửa (GF-AAS)

a) Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa

Theo kĩ thuật này người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích Vì thế mọi quá trình xảy ra phụ thuộc vào các đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu là nhiệt độ của ngọn lửa Đó là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích và mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích Nguyên tử hoá mẫu bằng đèn khí, trước hết ta chuẩn bị mẫu ở trạng thái dung dịch Sau đó dẫn dung dịch mẫu vào ngọn đèn khí để nguyên tử hoá mẫu Quá trình nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa xảy ra theo hai bước kế tiếp nhau

Bước 1: Phun dung dịch mẫu thành thể các hạt nhỏ sương mù cùng với khí mang và

khí cháy, đó là các sol khí (aerosol), quá trình này gọi là aerosol hoá Tốc độ dẫn dung dịch, dẫn khí và kĩ thuật của quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích

Bước 2: Dẫn hỗn hợp aerosol vào đèn đốt để nguyên tử hoá Khí mang là một

trong hai khí để đốt, thường là không khí, oxi hay N2O Tác dụng nhiệt của ngọn lửa trước hết làm bay hơi dung môi dùng để hoà tan mẫu và các chất hữu cơ (nếu có) Lúc

đó mẫu còn lại là các hạt rắn rất nhỏ trong ngọn lửa Tiếp đó là quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá các hạt mẫu khô đó Quá trình này xảy ra theo hai cơ chế chính sau:

Nếu năng lượng (nhiệt độ) hoá hơi (Ehh) của các hợp phần có trong mẫu nhỏ hơn năng lượng nguyên tử hoá (En) của nó thì xảy ra theo cơ chế 1

Cơ chế 1: MexRy (r) → MexRy (k) → xMe (k) + yR(k)

Me (k) + h→ phổ S

Nói chung các muối halogen (trừ F), muối axetat, một số muối nitrat, một số muối sunphat của kim loại thường xảy ra theo cơ chế này Cơ chế này cho phép đo

S có độ nhạy cao và ổn định

Ngược lại (Ehh>En) thì sẽ xảy ra theo cơ chế 2

Cơ chế 2 : MexRy (r) → xMe (r) + yR(k)→ x Me (k)

b) Kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu kh ng ngọn lửa

Ra đời sau kĩ thuật nguyên tử hoá trong ngọn lửa, nhưng kĩ thuật này được phát triển rất nhanh và hiện nay đang được ứng dụng rất phổ biến vì kĩ thuật này cung cấp cho phép

đo S có độ nhạy rất cao mức ng - ppb, có khi gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần phép

đo trong ngọn lửa Do đó khi phân tích lượng vết các kim loại trong nhiều trường hợp không cần thiết phải làm giàu các nguyên tố cần phân tích Đặc biệt là khi xác định các nguyên tố vi lượng trong các loại mẫu của y học, sinh học, dược phẩm, thực phẩm, nước giải khát,…Tuy có độ nhạy cao nhưng trong một số trường hợp độ ổn định của phép đo không ngọn lửa kém phép đo trong ngọn lửa do ảnh hưởng của phổ nền Để khắc phục vấn đề trên người ta lắp thêm hệ thống bổ chính nền vào máy đo phổ hấp thụ Đặc điểm nữa của phép đo không ngọn lửa là cần lượng mẫu tương đối nhỏ từ 20-50L

Về nguyên tắc là quá trình nguyên tử hoá xảy ra tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn 200 ÷ 500 và trong môi trường khí trơ Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo ba giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ và cuối cùng là làm sạch cuvet Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình hoá mẫu

+ Sấy khô mẫu: Giai đoạn này rất cần thiết nhằm đảm bảo cho dung môi hoà tan mẫu bay hơi nhẹ nhàng và hoàn toàn, nhưng không làm mất mẫu do bị bắn, nhiệt độ sấy: 80-150oC, thời gian sấy 20-30 giây

+ Tro hoá luyện mẫu: Mục đích chính là để đốt cháy (tro hoá) các hợp chất hữu

cơ và mùn có trong mẫu sau khi đã sấy khô, đồng thời cũng là để nung luyện mẫu ở một nhiệt độ thuận lợi cho giai đoạn nguyên tử hoá tiếp theo đạt hiệu suất cao và ổn định Nhiệt độ tro hoá: 400-1500oC, thời gian 20-30 giây

+ Nguyên tử hoá: Giai đoạn này được thực hiện sau giai đoạn sấy và tro hoá song lại bị ảnh hưởng bởi hai giai đoạn trên, thời gian thực hiện giai đoạn này ngắn, thường vào khoảng 3 ÷ 6 giây, tốc độ tăng nhiệt rất lớn

Nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá của mỗi nguyên tố rất khác nhau Mỗi nguyên tố cần một nhiệt độ sấy, tro hoá và nguyên tử hoá giới hạn của nó Cho nên, thường dùng các phương pháp không dùng ngọn lửa sau: dùng lò graphit, dùng hồ quang điện, dùng tia lửa điện và dùng plasma tần số vô tuyến (cao tần)

1.3.9 Một số ảnh hưởng và các biện pháp khắc phục trong phép đo AAS

Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phân tích trong phép đo phổ hấp thụ nguyên

tử là rất đa dạng và phức tạp, có khi xuất hiện và cũng có khi không xuất hiện, có ảnh hưởng hay không có là tuỳ thuộc vào thành phần của mẫu phân tích và chất nền của

nó Các yếu tố ảnh hưởng có thể có và các biện pháp loại trừ trong phép đo này là:

* Các yếu tố về phổ ảnh hư ng đến phép đo AAS

- Sự hấp thụ nền: Vạch phổ được chọn để đo nằm trong vùng khả kiến thì yếu

tố này thể hiện rõ ràng Còn trong vùng tử ngoại thì ảnh hưởng này ít xuất hiện Để loại trừ phổ nền ngày nay người ta lắp thêm vào máy quang phổ hấp thụ nguyên tử hệ thống bổ chính Trong hệ thống này người ta dùng đèn W ( W- habit lamp) cho vùng khả kiến

- Sự chen lấn của vạch phổ: Yếu tố này thường thấy khi các nguyên tố thứ ba ở

trong mẫu phân tích có nồng độ lớn và đó là nguyên tố cơ sở của mẫu Để loại trừ sự chen lấn của các vạch phổ của các nguyên tố khác cần phải nghiên cứu và chọn những vạch phân tích phù hợp Nếu bằng cách này mà không loại trừ được ảnh hưởng này thì bắt buộc phải tách bỏ bớt nguyên tố có vạch phổ chen lấn ra khỏi mẫu phân tích trong một chừng mực nhất định, để các vạch chen lấn không xuất hiện nữa

- Sự hấp thụ của các hạt rắn: Các hạt này hoặc hấp thụ hoặc chắn đường đi của

chùm sáng từ đèn HCL chiếu vào môi trường hấp thụ Yếu tố này được gọi là sự hấp thụ giả Để loại trừ sự hấp thụ này cần chọn đúng chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu và chọn thành phần hỗn hợp không khí cháy phù hợp

*Nhóm các yếu tố vật lý ảnh hư ng đến phép đo AAS

- Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch mẫu: Để loại trừ ảnh hưởng này

chúng ta có thể dùng các biện pháp sau; đo và xác định theo phương pháp thêm chuẩn; pha loãng mẫu bằng một dung môi hay một nền phù hợp; thêm vào mẫu chuẩn một chất đệm có nồng độ đủ lớn; dùng bơm để đẩy mẫu với một tốc độ xác định mà chúng

ta mong muốn

- Hiệu ứng lưu lại: Khi nguyên tử hoá mẫu để đo cường độ vạch phổ, thì một

lượng nhỏ của nguyên tố phân tích không bị nguyên tử hoá, chúng được lưu lại trên bề mặt cuvet và cứ thế tích tụ lại qua một số lần nguyên tử hoá mẫu Nhưng đến một lần

nào đó thì nó lại bị nguyên tử hoá theo và do đó tạo ra số nguyên tử tự do của nguyên

tố phân tích tăng đột ngột không theo nồng độ của nó trong mẫu Cách khắc phục là: Làm sạch cuvet sau mỗi lần nguyên tử hoá mẫu, để làm bay hơi hết các chất còn lại trong cuvet

- Sự ion hoá: Để loại trừ sự ion hoá của một nguyên tố phân tích có thể sử dụng

các biện pháp sau: Chọn các điều kiện nguyên tử hoá có nhiệt độ thấp, mà trong điều kiện đó nguyên tố phân tích hầu như không bị ion hoá; thêm vào mẫu phân tích một chất đệm cho sự ion hoá Đó là các muối halogen của các kim loại kiềm có thế ion hoá thấp hơn thế ion hoá của nguyên tố phân tích với một nồng độ lớn phù hợp

- Sự kích thích phổ phát xạ: Yếu tố này xuất hiện thường làm giảm nồng độ của

các nguyên tử trung hoà có khả năng hấp thụ bức xạ trong môi trường hấp thụ Vì vậy: Chọn nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu thấp phù hợp mà tại nhiệt độ đó sự kích thích phổ phát xạ là không đáng kể hoặc không xảy ra đối với nguyên tố phân tích; thêm vào mẫu các chất đệm để hạn chế sự phát xạ của nguyên tố phân tích Đó chính là các muối halogen của các kim loại kiềm, có thể kích thích phổ phát xạ thấp hơn thế kích thích phổ phát xạ của nguyên tố phân tích

* Nhóm các yếu tố hoá học ảnh hư ng đến phép đo AAS

Các ảnh hưởng hoá học có thể được sắp xếp theo các loại sau đây:

- Nồng độ axit và loại axit trong dung dịch mẫu: Các axit càng khó bay hơi

thường làm giảm nhiều đến cường độ vạch phổ Các axit dễ bay hơi gây ảnh hưởng nhỏ Chính vì thế trong thực tế phân tích của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử người ta thường dùng môi trường là axit HCl hay HNO3 1% hay 2%

- Ảnh hưởng của các cation: Các cation có thể làm tăng, cũng có thể làm giảm

và cũng có thể không gây ảnh hưởng gì đến cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích Để loại trừ ảnh hưởng của các cation nên chọn điều kiện xử l mẫu phù hợp để loại các nguyên tố ảnh hưởng ra khỏi dung dịch mẫu phân tích, chọn các thông số của máy đo thích hợp và thêm vào mẫu phân tích những chất phụ gia phù hợp

- Ảnh hưởng của các anion: Nói chung các anion của các loại axit dễ bay hơi

thường làm giảm ít đến cường độ vạch phổ Cần giữ cho nồng độ của các anion trong mẫu phân tích và mẫu chuẩn là như nhau và ở một giá trị nhất định không đổi Mặt khác không nên chọn axit H2SO4 làm môi trường của mẫu cho phép đo S mà chỉ nên dùng axit HCl hay HNO3

- Thành phần nền của mẫu: Yếu tố ảnh hưởng này người ta quen gọi là matrix

effect Nhưng không phải lúc nào cũng xuất hiện mà thường chỉ thấy trong một số trường hợp nhất định Thông thường đó là các mẫu có chứa các nguyên tố nền ở dưới dạng các hợp chất bền nhiệt, khó bay hơi và khó nguyên tử hoá

- Ảnh hưởng của dung môi hữu cơ: Sự có mặt của dung môi hữu cơ thường làm

tăng cường độ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử của nhiều nguyên tố lên nhiều lần Đây

là một phương pháp để tăng độ nhạy của phương pháp phân tích này

1.4 MÁY QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS: Atomic absorption

spectrometer)

- Nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng của nguyên tố cần phân tích: Thường là đèn catot rỗng HCL (Hollow Cathode Lamp) hoặc đèn phóng điện không cực EDL

(Electronic Discharge Lamp)

- Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích, có hai loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu: + Kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa, sử dụng khí C2H2 và không khí nén hoặc oxit nitơ (N2O), gọi là Flame S

+ Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa, sử dụng lò đốt điện, gọi là ET -AAS (Electro -Thermal-Atomization AAS)

- Bộ đơn sắc có nhiệm vụ thu nhận, phân ly và ghi tính hiệu bức xạ đặc trưng sau khi được hấp thu

- Hệ điện tử/ máy tính để điều khiển và xử l số liệu

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử

1 Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc

2 Hệ thống nguyên tử hoá mẫu

3 Hệ thống phân li quang học và ghi nhận tín hiệu

4 Bộ phận khuyếch đại và hiển thị kết quả đo

5 Máy tính điều khiển

Máy S có thể phân tích các chỉ tiêu trong mẫu có nồng độ từ ppb - ppm Mẫu phải được vô cơ hóa thành dung dịch rồi phun vào hệ thống nguyên tử hóa mẫu của máy S Khi cần phân tích nguyên tố nào thì ta gắn đèn cathode rỗng của nguyên tố

đó Một dãy dung dịch chuẩn của nguyên tố cần đo đã biết chính xác nồng độ được đo

song song Từ các số liệu đo được ta sẽ tính được nồng độ của nguyên tố cần đo có trong dung dịch mẫu đem phân tích

Hình 1.5 Hệ thống máy hấp thụ nguyên tử AAS của hãng Analytik Jena ( Đức)

I0, I là cường độ bức xạ trước và sau khi bị các nguyên tử hấp thụ tại bước sóng 

là hệ số hấp thu nguyên tử tùy thuộc vào từng nguyên tố tại bước sóng 

l là độ dày lớp hơi nguyên tử

N là nồng độ nguyên tử chất phân tích trong lớp hơi

Việc xác định, định lượng được thực hiện theo các phương pháp sau:

- Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn)

- Phương pháp thêm tiêu chuẩn

- Phương pháp đồ thị không đổi

- Phương pháp dùng một mẫu chuẩn

Các kiểu phương pháp phân tích theo S

- Phương pháp phân tích trực tiếp cho chất có phổ hấp thụ nguyên tử

- Các phương pháp phân tích gián tiếp cho chất không có phổ S

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM

2.1 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ

- Dụng cụ thủy tinh: Các ống nghiệm thủy tinh chịu nhiệt 30 ml có nắp xoáy;

cốc thủy tinh chịu nhiệt, thể tích 100 ml, 250 ml, 1000 ml; bình định mức thủy tinh,

hai lần

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi nghiên cứu: Một số hộ nuôi cá diêu hồng nuôi ở khu vực phường Bắc

Nghĩa, thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 11 năm 2016 đến tháng 05 năm 2017 (trong đó tháng đầu tiên là nghiên cứu tài liệu; 4 tháng tiếp theo là lấy mẫu cá diêu hồng và tiến hành phân tích, đánh giá; tháng cuối cùng là viết bài khóa luận)

2.3.2 Chuẩn bị mẫu

- Mẫu cá diêu hồng (DH) được lấy ở 4 ao nuôi của 4 hộ dân trong 4 tổ dân phố (tổ dân phố 1, 3, 7 và 11) tại phường Bắc Nghĩa, thành phố Đồng Hới Các ao được lựa chọn để lấy mẫu là những ao đang được dùng thường xuyên cho việc nuôi cá diêu hồng và đạt hiệu quả cao Mẫu cá diêu hồng được k hiệu DHij, trong đó: i = 1  n (thứ tự đợt lấy mẫu), j = 1  m (vị trí lấy mẫu)

- Các mẫu cá được lấy vào 2 đợt (đợt 1: 05/12/2016 và cá đã nuôi trung bình được 5 tháng tuổi, đợt 2: 02/01/2017) Mỗi đợt gồm 4 mẫu được phân loại theo kích cỡ

từ nhỏ đến lớn theo chiều dài, cân nặng của cá, mỗi mẫu gồm 2 ÷ 7 cá thể, lấy theo phương pháp tổ hợp Cá diêu hồng được lấy ở trạng thái sống rồi chuyển ngay về phòng thí nghiệm và được xử l sơ bộ trước khi tiến hành phân tích các chỉ tiêu: Rửa sạch và tráng bằng nước cất, sau đó dùng dao inox tách lấy phần thịt Mẫu được xay nhuyễn, cất trong tủ lạnh sâu ở nhiệt độ -20ᵒC nếu chưa tiến hành phân tích ngay Lấy mẫu phân tích là khâu quan trọng quyết định độ chính xác của kết quả phân tích

- Cá diêu hồng được lấy ở 4 ao nuôi của 4 hộ dân trong 4 tổ dân phố, đồng thời chia làm hai đợt lấy mẫu có thời gian lấy mẫu cách nhau khoảng 1 tháng nhằm khảo

sát, đánh giá sự thay đổi hàm lượng các kim loại (Cd, Cu, Mn, Pb và Zn) theo địa điểm và thời gian

- Cách lấy mẫu: Việc lấy mẫu được thực hiện theo quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hoá học trong thực phẩm, cụ thể: Theo quyết định số 46/2007/QĐ-BYT của bộ trưởng Bộ Y tế [11] Lấy mẫu

- Thời gian lấy mẫu:

Bảng 2.1 Thời gian lấy cá diêu hồng tại phường Bắc Nghĩa

Đợt lấy

Số lượng mẫu

Đợt 1:

Tháng 12

Buổi sáng, từ 7h-10h30’, Thứ hai, ngày 05 tháng 12 năm 2016

Trời lạnh, có mưa nhỏ rải rác, nhiệt độ không khí khoảng 190C

4

Đợt 2:

Tháng 1

Buổi chiều, từ 14h-17h30’, Thứ hai, ngày 02 tháng 01 năm 2017

Trời nhiều mây, có lúc có mưa, nhiệt độ không khí khoảng 210

C

4

2.3.3 Ghi chép lập hồ sơ mẫu khi lấy

Khi lấy mẫu, mỗi mẫu phải có ghi chép lập hồ sơ đầy đủ Hồ sơ lấy mẫu cá diêu hồng tại phường Bắc Nghĩa được thể hiện cụ thể ở bảng sau:

Bảng 2.2 Thông tin về các mẫu cá diêu hồng thu được thuộc phường Bắc Nghĩa

TT Ký hiệu mẫu Chủ hộ nuôi

cá diêu hồng

Đặc trưng nước

hồ nuôi cá

Số lượng cá thể (cá diêu hồng)

2.3.4 Xử lý sơ bộ, quản lý và bảo quản mẫu phân tích [2, 6, 9, 10]

Quá trình lấy mẫu, xử l sơ bộ, quản l và bảo quản mẫu phân tích phải đảm bảo

đủ các yếu tố của Q /QC trước lúc (chuẩn bị), trong lúc lấy mẫu và sau khi đã lấy xong mẫu cũng như vận chuyển và bảo quản chúng Đó là cả một quá trình mà mọi người đều phải thực hiện đúng các quy trình lấy mẫu, có như thế mới có được mẫu để

phân tích cho ra kết quả phản ánh đúng thực tế của đối tượng cần nghiên cứu, phân tích được thể hiện ở hình 2.1 [20]

Hình 2.1 Sơ đồ chung về QA/QC trong lấy mẫu và phân tích

Lưu ý: Các khâu lấy mẫu, xử l sơ bộ, quản lí và bảo quản mẫu phải đảm bảo

tiêu chuẩn Q (quality assurance - đảm bảo chất lượng) và QC (quality control - kiểm soát chất lượng)

Xác định mục tiêu lấy mẫu

Lập chương trình lấy mẫu

Chuẩn bị: nhân lực, phương tiện, trang

thiết bị, dụng cụ, tài liệu phục vụ lấy mẫu

Thực hiện lấy mẫu theo tiêu chuẩn lấy mẫu các chỉ tiêu yêu cầu phân tích

Bảo quản và vận chuyển

về kho hay PTN

Xử lý mẫu và phân tích

Số liệu phân tích

Xử lý số liệu Báo cáo kết quả phân tích

Nhận xét và đánh giá QA/QC

2.4 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM

Nghiên cứu tập trung vào sử dụng hai phương pháp F-AAS và GF- S để phân tích cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trên thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử Sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS: phân tích cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm với dung dịch phân tích được xử lí bằng kỹ thuật xử l mẫu (phương pháp khô ướt kết hợp) Quy trình xử l mẫu để phân tích, xác định và đánh giá hàm lượng các kim loại cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trong mẫu cá diêu hồng được thực hiện tại Trung tâm Y tế dự phòng Quảng Bình và quá trình thực hiện được

cụ thể hóa theo các bước như Hình 2.2

Hình 2.2 Quy trình xử lý mẫu xác định hàm lượng cadimi, đồng, mangan, chì và k m

trong thịt cá diêu hồng bằng phương pháp AAS

Sau khi xử l mẫu (chuyển mẫu về dạng vô cơ) ta mới tiến hành phân tích Khi phân tích đối với máy S thực hiện 2 chế độ đo:

+ Chế độ đo ngọn lửa (F- S): Ở chế độ này thì hút mẫu trực tiếp và tạo sương vào ngon lửa đang cháy và nó bị nguyên tử hoá tại đây Đối với chế độ này độ nhạy không cao nó chỉ phát hiện các chất ở tầm ppm

+ Chế độ đo bằng lò Graphite (GF-AAS): Chế độ này có độ nhạy cao phát hiện được các chất ở dạng vết tầm vài ppb thường dùng để xác định Pb và Cd Ở chế độ này nó sẽ dùng nhiệt độ từ nguồn điện để mà nguyên tử hoá mẫu qua các giai đoạn sấy

mẫu, tro hoá mẫu, và cuối cùng là nguyên tử hoá mẫu, giai đoạn nguyên tử hoá mẫu quan trọng nhất

2.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

Trong nghiên cứu này, áp dụng kỹ thuật phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử

Thực hiện tại Trung tâm Y tế dự phòng Quảng Bình và chấp nhận những điều kiện hoạt động của thiết bị đã được công bố [4], như nêu ở bảng 2.3 và bảng 2.4

Bảng 2.3 Điều kiện đo F-AAS xác định đồng, mangan và k m trong thịt cá diêu hồng

2.6 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG

Để xác định hàm lượng của mỗi nguyên tố trong mẫu phân tích theo phép đo

F-AAS và GF-AAS tôi thực hiện theo phương pháp đường chuẩn

Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào phương trình cơ bản của phép đo

A = a.Cb (trong đó: là độ hấp thụ, C là nồng độ) và một dãy mẫu đầu để dựng một đường chuẩn sau đó nhờ đường chuẩn này và giá trị x đo được để xác định nồng độ

Cx của nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo phổ, từ đó tính được nồng độ của nó trong mẫu phân tích

Lấy 200 ml dung dịch mẫu cho vào bình Kjeldal 250 ml, sau đó cô cạn rồi định mức thành 100 ml dùng để định lượng cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm

* Nồng độ Me trong dung dịch được tính theo công thức:

[Me]A = kA [Me]*

Trong đó: [Me]* là nồng độ của Me trong dung dịch phân tích sau khi đã trừ đi

giá trị của mẫu trắng và kA là hệ số tính đến sự pha loãng

kA = 1 khi định lượng cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trong các mẫu cá diêu hồng

Mẫu cá diêu hồng:

Cân một lượng xác định của mẫu cho vào bình Kjeldal 250 ml tiến hành vô cơ

hoá Lọc và định mức thành 50 ml được dung dịch , pha loãng theo các hệ số pha loãng phù hợp với cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm như khi khảo sát sơ bộ hàm lượng của chúng trong cá diêu hồng, rồi tiến hành đo độ hấp thụ quang của dung dịch đó

Tính nồng độ của các kim loại (Cd, Cu, Mn, Pb và Zn) trong mẫu thử

C biểu thị bằng miligam trên kilôgam (mg/kg), theo công thức:

m

d b a

 (2.1) Trong đó:

a là nồng độ trong dung dịch thử, tính bằng miligam trên lit (mg/l);

b là nồng độ trung bình trong dung dịch trắng, tính bằng miligam trên lit (mg/l);

d f là hệ số pha loãng;

m là khối lượng của mẫu thử, tính bằng gam (g)

Nếu giá trị (a - b) thấp hơn giới hạn phát hiện (DL) thì (a-b) được thay bằng DL

để tính giới hạn phát hiện trong mẫu thử

Nếu dung dịch thử đã được pha loãng, thì phải tính cả hệ số pha loãng (d f)

2.7 KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

Các phương pháp áp dụng để phân tích cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm trong bài khóa luận này là các phương pháp tiêu chuẩn của Việt Nam Để kiểm soát được chất lượng của phương pháp trước khi áp dụng phân tích hàm lượng cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm bằng cách đánh giá độ đúng (phân tích mẫu thêm chuẩn – spiked sample) và

độ lặp lại của phương pháp phân tích

2.7.1 Độ đúng

Độ đúng của phép đo phản ánh mức độ phù hợp của đại lượng trung bình cộng so với giá trị thực Một phép đo có thể chính xác nhưng không đúng và ngược lại Một phép đo đúng cần có độ chính xác cao và độ đúng tốt [7]

Độ đúng của phương pháp phân tích cadimi, đồng, mangan, chì và kẽm bất kì được xác định thông qua độ thu hồi (Recovery) [7] Độ thu hồi được xác định theo công thức sau:

100 (%)

o

C

C C

Trong đó, C0 là nồng độ chất phân tích được thêm vào trong mẫu thật; C1 là nồng

độ chất phân tích trong mẫu thật; C2 là nồng độ chất phân tích trong mẫu thật đã được thêm chuẩn

Theo Horwitz, sai số giữa các phòng thí nghiệm (đánh giá qua độ lệch chuẩn tương đối – RSD) khi phân tích nồng độ C nếu đạt được RSD nhỏ hơn

RSDH (%) = 2(1-0,5lgC) (2.3)

2.7.2 Độ lặp lại

Độ lặp lại hay độ chính xác của phép đo phản ánh sự phân tán các giá trị thực

nghiệm xung quanh một giá trị trung bình [13]

Để xác định độ lặp lại của phương pháp phân tích, chúng tôi tiến hành phân tích lặp lại 4 lần (n = 4) trong một mẫu rồi tính độ lệch chuẩn tương đối RSD [14] (theo phương trình 2.4)

2.7.3 Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) và độ nhạy

Giới hạn phát hiện (LOD) là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích có thể xác định Giới hạn phát hiện của phương pháp đối với mỗi kim loại được xác định theo quy tắc 3σ và dựa vào hồi quy tuyến tính [8]:

y = yb +3σb hay y = yb + 3Sb (2.5) Trong đó, y là tỉ lệ cường độ chất phân tích đối với chất nội chuẩn của GHPH;

Yb là tín hiệu mẫu trắng;

Σb (hay Sb) là độ lệch chuẩn của tín hiệu mẫu trắng

Giới hạn định lượng (LOQ) là tín hiệu hay nồng độ nhỏ nhất trên đường chuẩn tin cậy Giới hạn định lượng được xác định một cách tương đối theo công thức 2.5

LOQ  3,3.LOD (2.6)

Độ nhạy được đánh giá qua độ nhạy nồng độ (độ nhạy tương đối) là nồng độ nhỏ nhất của nguyên tố phân tích có trong mẫu để có thể phát hiện được tín hiệu hấp thụ của nó theo một vạch phổ nhất định đã chọn và tín hiệu này phải bằng 1% của giá trị hấp thụ toàn phần hay bằng ba lần dao động của giá trị nền

Sử dụng Excel 2007 để tính toán thống kê, biểu diễn kết quả thí nghiệm, thiết lập phương trình đường chuẩn và tính hệ số tương quan (R)

2.8.1 Tính sai số

Sai số (error) là sự sai khác giữa các giá trị thực nghiệm thu được so với giá trị

mong muốn Sai số phép đo dẫn đến sự không chắc chắn của số liệu phân tích

Các kết quả sau khi được xử l bằng phần mềm Excel 2007 trên máy vi tính và

biểu diễn dưới dạng: X = X  tα

X

S

Trong đó: X là giá trị trung bình của các lần xác định;

tαlà chuẩn student ứng với P = 0,95;

X

S là độ lệch chuẩn của giá trị trung bình và S Xđược xác định bằng biểu thức: S X=

n S

)( 2

Do đó: S X=

)1(

)( 2

X

X i n

i Với n là số lần thí nghiệm

- Độ chính xác của phép đo:  t ,k.S X

- Sai số tương đối của phép đo (q % : Relative error):

% 100

% 100

% 100

%

X

E x

2.8.2 Phân tích kết quả bằng phương pháp phân tích phương sai một yếu tố

Bảng 2.4 Hàm lượng Me theo yếu tố khảo sát

* Đặt: N = n i; T = T j ; SSE = SST – SSF Tổng bình phương các độ lệch:

N

T x

T SSF

Bảng 2.5 Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều

Bậc tự do (Degree of freedom - df)

Phương sai

Bình phương trung bình (MS)

MSE

MSF

F 

),1

,05,0(

k N k





Tổng cộng

* iả thiết thống kê:

H0: Các giá trị trung bình tương đương nhau

H1: Có ít nhất hai giá trị trung bình khác nhau

Nếu Ftính> Flí thuyết tương ứng với mức nghĩa p = 0,05: Chấp nhận giả thiết H1 hay các kết quả thí nghiệm khác nhau, yếu tố khảo sát ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm Lưu : Để xác định xem x nào khác nhau thì phải tính độ lệch nhỏ nhất ()

* Độ lệch nhỏ nhất ()

n S

2 1 2

n n

n n S

x x

1

2 1

2 1

n

S n S

x x

)(

)(

2

2

2

2 2

1

2

1

2 1

2

2

2 2

1

2 1

n S

n

S n S

tlí thuyết tra bảng ở p = 0,05 và f* Từ đó so sánh và rút ra kết luận tương tự

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA CÁ DIÊU HỒNG

Qua hai đợt lấy mẫu tôi đã thu được 39 mẫu cá diêu hồng, chiều dài và khối lượng của cá ở các ao nuôi thuộc phường Bắc Nghĩa tại thời điểm khảo sát được thể

* Đường chuẩn xác định cadimi

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ 0; 1; 2; 3; 4 (mg/L) Dựa vào

kết quả khảo sát các thông số máy đo xác định cadimi ở điều kiện tối ưu ghi ở bảng 2.4, tiến hành đo độ hấp thụ của dãy dung dịch chuẩn này Kết quả được trình bày

cụ thể bảng 3.2

Bảng 3.2 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ cadimi

Độ hấp thụ ( ) 0,001769 0,03771 0,06154 0,08946 0,1102

Hình 3.1 Đường chuẩn xác định cadimi trong mẫu cá diêu hồng

Từ số liệu ở bảng 3.2 xây dựng được phương trình đường chuẩn có dạng:

A = 0,0269 C + 0,0064 với hệ số tương quan R = 0,9957 Trong đó, C (mg/L) là nồng độ

cadimi trong mẫu và là độ hấp thụ Đồ thị đường chuẩn được biểu diễn ở hình 3.1

Đường chuẩn tin cậy nằm trong khoảng nồng độ 2 ÷ 4 (mg/L)

* Đường chuẩn xác định đồng

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 (mg/L)

Dựa vào kết quả khảo sát các thông số máy đo xác định đồng ở điều kiện tối ưu ghi ở

bảng 2.3, tiến hành đo độ hấp thụ của dãy dung dịch chuẩn này Kết quả được trình

bày cụ thể bảng 3.3

Bảng 3.3 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ A vào nồng độ đồng

Độ hấp thụ (A) 0,000015 0,01663 0,0337 0,06729 0,1011 0,1327 0,1668

Từ số liệu ở bảng 3.3 xây dựng được phương trình đường chuẩn có dạng:

A = 0,1667 C + 0,0001 với hệ số tương quan R = 0,9999 Trong đó, C (mg/L) là nồng độ

đồng trong mẫu và là độ hấp thụ Đồ thị đường chuẩn được biểu diễn ở hình 3.2

Đường chuẩn tin cậy nằm trong khoảng nồng độ 0,1 ÷ 1 (mg/L)

Hình 3.2 Đường chuẩn xác định đồng trong mẫu cá diêu hồng

* Đường chuẩn xác định mangan

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn mangan có nồng độ 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8;

1 (mg/L) Dựa vào kết quả khảo sát các thông số máy đo xác định mangan ở điều kiện

tối ưu ghi ở bảng 2.3, tiến hành đo độ hấp thụ của dãy dung dịch chuẩn này Kết quả

được trình bày cụ thể ở phần phụ lục 2 và được trình bày ở bảng 3.4