Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
NGUYỄN VĂN TRIỀU
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DẠNG THỦY NGÂN TỔNG SỐ,
THỦY NGÂN HỮU CƠ VÀ THỦY NGÂN VÔ CƠ TRONG
TRẦM TÍCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP
THỤ NGUYÊN TỬ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC HÓA HỌC Chuyên ngành : Hóa Phân tích
Mã số : 60 44 29
là bệnh “tê tê say say” ở Bình Chân - Lạc Sơn – Hoà Bình, có thời điểm số
ngƣời nhiễm bệnh tới 128 trong số đó có trên 10 ngƣời tử vong.
Hiện chƣa có giải pháp hiệu quả để chữa bệnh Minamata, trong khi ngƣời
bệnh còn chịu cả những tổn hại về mặt xã hội do mất khả năng lao động và bị
phân biệt đối xử.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2
Bệnh Minamata và những bệnh tƣơng tự do bị nhiễm độc thuỷ ngân, cũng
xảy ra ở Trung Quốc, Canada, hay ở sông, hồ vùng Amazon và Tanzania,…
Dù là một trong những kim loại độc song thuỷ ngân hiện vẫn đƣợc sử dụng
nhiều và lãng phí trong các ngành công nghiệp giấy, sản xuất sút, các loại
chất tẩy, hay làm chất xúc tác trong công nghiệp chế biến nhựa PVC, …
Độc tính của thuỷ ngân phụ thuộc rất nhiều vào dạng hoá học của nó. Nhìn
chung, thuỷ ngân ở dạng hợp chất hữu cơ (thuỷ ngân hữu cơ) độc hơn thuỷ
ngân vô cơ. Thuỷ ngân nguyên tố và thuỷ ngân sunfua là dạng ít độc nhất.
Dạng độc nhất của thuỷ ngân là metyl thuỷ ngân, dạng này đƣợc tích luỹ
trong tế bào cá và động vật .
Hợp chất thuỷ ngân và dạng hoá lý của chúng có thể đƣợc phân chia bằng
nhiều cách khác nhau và thuật ngữ "specciation" đƣợc sử dụng với nhiều
nghĩa khác nhau bởi các nhà khoa học nghiên cứu ở những lĩnh vực khác
nhau về thuỷ ngân [4, 5, 5955, 59,63, 64]. Đối với các nhà độc tố hoá học,
điều quan trọng là cần biết thuỷ ngân ở dạng vô cơ hay hữu cơ. Các trƣờng
hợp nhiễm độc thuỷ ngân tại Minamata, Nhật Bản và Irac đƣợc xác định là do
metyl thuỷ ngân. Những trƣờng hợp ô nhiễm thuỷ ngân mới ở các nƣớc đang
phát triển từ việc khai thác sử dụng công nghệ tạo hỗn hống đƣợc xác định
bởi do hơi thuỷ ngân và metyl thuỷ ngân đƣợc tạo ra do sự chuyển dạng của
thuỷ ngân trong môi trƣờng. Chính vì thế theo quan điểm độc học thì phải
chia thuỷ ngân thành các dạng khác nhau.
nghệ Việt Nam. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN
1.1.Giới thiệu về nguyên tố thuỷ ngân
1.1.1. Tính chất vật lý
Thủy ngân, là một nguyên tố hóa học ký hiệu Hg (từ tiếng Hy Lạp
hydrargyrum, tức là thủy ngân hay nƣớc bạc). Trong ngôn ngữ châu Âu,
nguyên tố này đƣợc đặt tên là Mercury, lấy theo tên của thần Mercury của
ngƣời La Mã, đƣợc biết đến với tính linh động và tốc độ [84].
Trong bảng tuần hoàn, Hg thuộc ô 80, nhóm IIB, chu kì 6; nguyên tử khối
trung bình: 200,59 [84].
Bảng 1.1: Một số hằng số vật lý của thuỷ ngân
Thuỷ ngân có 7 đồng vị ổn định của thủy ngân với
202
Hg là phổ biến nhất
(29,86%). Các đồng vị phóng xạ bền nhất là
194
Hg với chu kỳ bán rã 444 năm,
và
203
Hg với chu kỳ bán rã 46,612 ngày. Phần lớn các đồng vị phóng xạ còn
lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 ngày.
Thuỷ ngân tinh khiết là chất lỏng ở nhiệt độ thƣờng có màu trắng bạc, khi
đổ ra tạo thành những giọt tròn lấp lánh, linh động nhƣng trong không khí ẩm
Cấu hình electron
61,5 kjmol
-1
Thế điện cực chuẩn
0,854V
Bán kính nguyên tử
1,60 A
0
Bán kính ion hoá trị hai
0,93 A
0Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5
dần dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim. Thuỷ ngân không tinh
khiết bị phủ một lớp váng và để lại những vạch trắng dài.
Thuỷ ngân bay hơi ngay ở nhiệt độ phòng, hơi thuỷ ngân gồm những phân
tử đơn nguyên tử. Áp suất hơi của thuỷ ngân phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ, ở
20
0
C áp suất hơi bão hoà của thuỷ ngân là 1,3.10
3
mmHg. Ở 20
0
C, thuỷ ngân
có trọng lƣợng riêng là 13,55. Khi hoá rắn, thuỷ ngân trở nên dễ rèn nhƣ chì
và là những tinh thể bát diện phát triển thành hình kim.
đặc.
Hg + 4HNO
3 (đặc)
→ Hg(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ 2H
2
O
6Hg + 8HNO
3 (loãng)
→ 3Hg
2
(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6
1.1.3. Trạng thái tự nhiên
Trong thiên nhiên tồn tại chủ yếu dƣới dạng các khoáng vật: xinaba hay
thần sa (HgS), timanic (HgSe), colodoit (HgTe), livingtonit (HgSb
kết với lƣu huỳnh tạo thành kết tủa thuỷ ngân sunfua và giữ lại trong trầm
tích.
Ngoài ra, một số loài thực vật còn có khả năng tích luỹ thuỷ ngân ở dạng ít
độc tính hơn nhƣ những giọt thuỷ ngân hoặc thuỷ ngân sunfua. Để có sự hiểu
biết hơn về chu trình thuỷ ngân trong môi trƣờng, chúng ta cần biết những
dạng tồn tại của nó trong mỗi dạng sinh thái khác nhau.
Trong nƣớc tự nhiên, các hợp chất của thuỷ ngân dễ bị khử hoặc dễ bị bay
hơi nên hàm lƣợng thuỷ ngân trong nƣớc rất nhỏ. Nồng độ của thuỷ ngân
trong nƣớc ngầm, nƣớc mặt thƣờng thấp hơn 0,5 µg/l. Nó có thể tồn tại ở
dạng kim loại, dạng ion vô cơ hoặc dạng hợp chất hữu cơ. Trong môi trƣờng
nƣớc giàu oxi, thuỷ ngân tồn tại chủ yếu dạng hoá trị II.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7
1.1.4. Ứng dụng
Thủy ngân đƣợc sử dụng chủ yếu trong sản xuất các hóa chất, trong kỹ
thuật điện và điện tử. Nó cũng đƣợc sử dụng trong một số nhiệt kế.
Các ứng dụng khác là [8, 9]:4, 5]:
-Máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm ở một số nơi).
-Thimerosal, một hợp chất hữu cơ đƣợc sử dụng nhƣ 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
đƣợc sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy dùng trong
kỹ thuật hóa học.
-Trong một số đèn điện tử.
-Hơi thủy ngân đƣợc 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.
C
Hg N C
H
NH
2
NH
2
NHCN
Metyl đixyan điamit thuỷ ngân
CH
3
-Hg-OOC-CH
3
Metyl axetat thuỷ ngân
CH
3
-Hg-Cl
Metyl clorua thuỷ ngân
Ngoài ra thuỷ ngân còn đƣợc dùng nhiều trong các thiết bị nghiên cứu
khoa học, làm thuốc diệt chuột, thuốc trừ sâu, chất tẩy uế
Thủy ngân có “duyên nợ” với một trong những phát minh khoa học quan
trọng nhất của thế kỷ XX - đó là phát minh về hiện tƣợng siêu dẫn. Năm
1911, khi nghiên cứu tính chất của các chất ở nhiệt độ thấp, nhà vật lý học
kiêm hóa học ngƣời Hà Lan Heike Kemerling - Onet (Heike Kamerlingh -
Onnes) đã khám phá ra rằng, gần độ không tuyệt đối, nói chính xác hơn ở 4,1
0
có độc tính cao hơn nhiều so với muối
Hg
2
2+
, nó dễ dàng kết hợp với aminoaxit có chứa lƣu huỳnh trong protein.
Hg
2+
cũng tạo liên kết với hemoglobin và albumin trong huyết thanh vì cả hai
chất này đều có nhóm thiol (SH). Song Hg
2+
không thể dịch chuyển qua màng
tế bào nên nó không thể thâm nhập vào các tế bào sinh học.
- Các hợp chất hữu cơ của thuỷ ngân có độc tính cao nhất, đặc biệt là
metyl thuỷ ngân CH
3
Hg
+
, chất này tan đƣợc trong mỡ, phần chất béo của các
màng và trong não tuỷ. Đặc tính nguy hiểm nhất của ankyl thuỷ ngân (RHg
+
)
là có thể dịch chuyển đƣợc qua màng tế bào và thâm nhập vào mô của tế bào
thai qua nhau thai. Khi ngƣời mẹ bị nhiễm metyl thuỷ ngân thì đứa trẻ sinh ra
thƣờng chịu những tổn thƣơng không thể hồi phục đƣợc về hệ thần kinh trung
ƣơng, gây bệnh tâm thần phân liệt, co giật, trí tuệ kém phát triển.
Khi thuỷ ngân liên kết với màng tế bào sẽ ngăn cản quá trình vận chuyển
đƣờng qua màng làm suy giảm năng lƣợng của tế bảo, gây rối loạn việc
truyền các xung thần kinh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
+
Rất độc, thông thƣờng ở dạng RCH
3
+
, nguy hiểm cho hệ thần kinh
não, dễ di chuyển qua màng sinh học, tích trữ trong các mô mỡ.
R
2
Hg
Độc tính thấp, nhƣng có thể chuyển thành RHg
+
trong môi trƣờng
axit trung bình.
HgS
Không tan và không độc, có trong đất.
Trong môi trƣờng nƣớc, thuỷ ngân và muối của thuỷ ngân có thể chuyển
hóa thành metyl thuỷ ngân hay đimetyl thuỷ ngân (CH
3
)
2
Hg bởi các vi khẩn
kỵ khí. Đimetyl thuỷ ngân trong môi trƣờng axit yếu sẽ chuyển hoá thành
metyl thuỷ ngân (CH
3
Hg
+
).
1.1.6. Quá trình tích lũy sinh học của thuỷ ngân
-
liên kết với
Co(III) trong coenzym đƣợc chuyển thành CH
3
Hg
+
hoặc (CH
3
)
2
Hg. Đimetyl
thuỷ ngân trong môi trƣờng axit sẽ chuyển hoá thành metyl thuỷ ngân.
Chính metyl thuỷ ngân đã tham gia vào dây chuyền thực phẩm thông qua
vi sinh vật trôi nổi và đƣợc tập trung ở cá với nồng độ lớn gấp hàng nghìn lần
so với ban đầu. Trong môi trƣờng, thuỷ ngân lại đƣợc tích luỹ trong chuỗi
thức ăn, chính vì vậy các sinh vật có vị trí trong dinh dƣỡng trong chuỗi thức
ăn càng cao thì có chứa nồng độ thuỷ ngân càng cao [5248].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12
Hình 1.1: Chu trình biến đổi thuỷ ngân
Quá trình metyl hoá thuỷ ngân là yếu tố quan trọng nhất góp phần đƣa
thuỷ ngân vào trong chuỗi thức ăn. Sự chuyển hoá sinh học của các hợp chất
thuỷ ngân vô cơ thành thuỷ ngân hữu cơ - metyl thuỷ ngân có thể xảy ra trong
trầm tích, trong nƣớc và trong cả cơ thể sinh vật [5450]. Các phản ứng để
metyl hoá xảy ra cùng với quá trình bay hơi của đimetyl thuỷ ngân làm giảm
lƣợng metyl thuỷ ngân trong nƣớc. Khoảng gần 100% thuỷ ngân tích luỹ sinh
đặc thù
Hg
0
(hơi)
Hg
0
Hg
2+
Hg
đặc thù
Hg
2+
, Hg
đặc thù
(lắng đọng)
← Hg
0
(khí quyển) →
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13
thuỷ ngân thƣờng chiếm một phần tƣơng đối lớn trong tổng lƣợng thuỷ ngân
ở các động vật có mức dinh dƣỡng cao, sau đó đƣợc sử dụng bởi các loài
chim ăn cá, động vật và con ngƣời.
Nồng độ thuỷ ngân đƣợc tăng nhanh ở mỗi mức trong dây chuyền thực
phẩm, đƣợc phản ánh rõ cả ở nƣớc không bị ô nhiễm. Trong các loại cá lớn
môi hữu cơ sau khi tất cả các dạng thuỷ ngân trong mẫu đã đƣợc chuyển
thành Hg
2+
rồi tạo phức với dithizon. Một lƣợng lớn các bài báo đã đóng góp
cho việc xác định thuỷ ngân nhanh hơn, hiệu quả hơn và nhạy hơn [53].
Năm 1965, hiệp hội phân tích (AOAC) đƣa ra phƣơng pháp tiêu chuẩn cho
việc phân tích thuỷ ngân với quy trình giải chiết, trong đó thuỷ ngân dithionat
trong chlorofom đƣợc giải chiết vào dung dịch natrithiosunfat, sau đó phân
huỷ phức thuỷ ngân thiosunfat và chiết lại bằng dithizon trong chlorofom.
Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp này là 1µg thuỷ ngân, vì vậy mà một số
phòng thí nghiệm cho đến nay vẫn tiếp tục phân tích thuỷ ngân bằng phƣơng
pháp này. Phƣơng pháp so màu sử dụng các chất tạo màu khác nhau hoặc
huỳnh quang phân tử cũng đã đƣợc áp dụng để xác định thuỷ ngân. Tuy
nhiên, ƣu điểm chủ yếu của phƣơng pháp này là tạo phức trƣớc hoặc sau cột
kết hợp sử dụng sắc ký lỏng hiệu năng cao để tách các dạng thuỷ ngân và các
chất ảnh hƣởng. Dithizon, Dithiocarbamat và các dẫn xuất của chúng đƣợc
tạo phức với thuỷ ngân, rồi tách bằng cột pha đảo và xác định bằng detector
UV-Vis hoặc huỳnh quang [3531].
1.2.1.3. Phƣơng pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử
Quang phổ hấp thụ nguyên tử là phƣơng pháp phổ biến nhất để xác định
thuỷ ngân trong tất cả các đối tƣợng mẫu, phƣơng pháp này dựa trên phép đo
phổ hấp thụ nguyên tử của thuỷ ngân kết hợp với kỹ thuật hoá hơi lạnh (CV-
AAS). Do thuỷ ngân là nguyên tố kim loại duy nhất có áp suất hơi bão hoà rất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
15
cao tại nhiệt độ tƣơng đối thấp nên có thể dễ dàng định lƣợng bằng phƣơng
pháp phổ hấp thụ nguyên tử.Thuỷ ngân đƣợc giải phóng từ dung dịch thành
hơi nguyên tử nhờ quá trình khử chọn lọc và đƣợc cuốn đi nhờ dòng không
16
phƣơng pháp này đã đƣợc áp dụng để phân tích mẫu bùn mà không cần phân
huỷ [5056].
Độ nhạy của phép xác định thuỷ ngân đƣợc tăng lên 30 lần khi sử dụng
bƣớc sóng 184,9 nm thay cho bƣớc sóng 253,7 nm [5854]. Tuy nhiên việc sử
dụng bƣớc sóng 184,9nm phải đƣợc tiến hành trong môi trƣờng chân không,
do đó rất khó thực hiện khi phân tích mẫu hàng loạt.
Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử với kỹ thuật hoá hơi lạnh để phân tích hàm lƣợng tổng ngân, thuỷ
ngân vô cơ , thuỷ ngân đioxit và thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích.
1.2.1.4. Phƣơng pháp phổ huỳnh quang nguyên tử
Một số tác giả đã ứng dụng phƣơng pháp phổ huỳnh quang nguyên tử để
xác định thuỷ ngân [548]. Hầu hết các tác giả trƣớc đây thƣờng dùng kỹ thuật
nguyên tử hoá ngọn lửa và kích thích huỳnh quang bằng nguồn laser, giới hạn
phát hiện của của thuỷ ngân trong nƣớc đƣợc xác định bằng phƣơng pháp này
khoảng 2µg/l. Để tăng độ nhạy của phƣơng pháp, các kỹ thuật nguyên tử hoá
bằng hồ quang điện và hoá hơi lạnh đã đƣợc áp dụng.
Cƣờng độ huỳnh quang trong không khí bị giảm do sự dập tắt huỳnh
quang bởi oxy và nitơ. Khi thay thế không khí bằng argon (Ar) thì độ nhạy
của phƣơng pháp tăng lên khoảng 86 lần. Kỹ thuật này đƣợc áp dụng để xác
định thuỷ ngân bằng cách tạo hỗn hống với vàng hoặc tách pha bằng ống xốp
polytetrafloetylen (teflon) sau đó đo phổ huỳnh quang của thuỷ ngân.
Nhiều tác giả đã áp dụng phƣơng pháp này để xác định Hg trong không
khí và trong nƣớc. Hơi thuỷ ngân đƣợc giải phóng khỏi dung dịch bởi quá
trình khử hoá học và đƣợc bẫy vào trong ống bằng vàng. Sau đó, ống vàng
đƣợc gia nhiệt đến 700
0
C để giải phóng thuỷ ngân và đƣa vào cuvet để đo
S đƣợc bơm vào cùng với mẫu,
nhờ đó độ tuyến tính của phƣơng pháp đạt là 10 – 1000 ng/l.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
18
Kết quả thu đƣợc từ việc phân tích hàm lƣợng thuỷ ngân tổng số trong
mẫu máu và cá bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật
hoá hơi lạnh và quang phổ phát xạ nguyên tử sử dụng nguồn tạo plasma trực
tiếp kết hợp hoá hơi lạnh (CV – DCP) là khá phù hợp. Tuy nhiên độ nhạy của
phƣơng pháp này còn hạn chế, giới hạn phát hiện đối với thuỷ ngân là 20
mg/l.
1.2.1.6. Phƣơng pháp phân tích huỳnh quang tia X và kích hoạt nơtron
Ƣu điểm cơ bản của phƣơng pháp huỳnh quang tia X và kích hoạt nơtron
là thời gian phân tích tƣơng đối ngắn, không cần phân huỷ mẫu trƣớc khi
phân tích, có độ nhạy và độ chính xác cao [4440].
Nguyên tắc của phƣơng pháp kích hoạt nơtron là dùng chùm nơtron kích
hoạt mẫu và đo bức xạ gama đƣợc giải phóng bởi Hg
197
. Giới hạn phát hiện
của phƣơng pháp này khoảng 1 ng/l.
Phƣơng pháp kích hoạt nơtron đã đƣợc ứng dụng nhiều để phân tích thuỷ
ngân trong các mẫu rắn có thành phần đơn giản, thuỷ ngân đƣợc xác định trực
tiếp mà không cần phải xử lý mẫu trƣớc khi phân tích. Đối với các mẫu sinh
học và môi trƣờng nhƣ các mẫu trầm tích, mô tế bào, máu , do có thành
phần tƣơng đối phức tạp, nên trƣớc khi phân tích, mẫu cần thiết phải đƣợc xử
lý. Một số tác giả chỉ ra rằng quá trình xử lý mẫu thƣờng gây mất thuỷ ngân
do trƣớc khi phân tích mẫu phải đƣợc làm khô. Do vậy phƣơng pháp này ít
đƣợc sxử dụng để phân tích thuỷ ngân và dạng thuỷ ngân trong các mẫu sinh
học và môi trƣờng.
dạng thuỷ ngân trong mẫu nƣớc. Thế oxy hoá khử của những dạng thuỷ ngân
khác nhau là khác nhau, do đó ngƣời ta có thể xác định dạng thuỷ ngân bằng
phƣơng pháp cực phổ. Metyl thuỷ ngân có thể đƣợc xác định trong môi
trƣờng không tạo phức bằng phƣơng pháp vôn-ampe hoà tan anot xung vi
phân trên điện cực màng vàng, giới hạn phát hiện khoảng 2.10
-8
mol/l với thời
gian điện phân là 5 phút [3329]. Tuy nhiên, khi áp dụng phƣơng pháp này cho
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
20
các mẫu sinh học và môi trƣờng, ngƣời ta cần thiết phải loại bỏ những chất
ảnh hƣởng mà quá trình thao tác không đơn giản nhƣ đối với phƣơng pháp
CV-AAS.
1.2.2. Các phƣơng pháp phân tích định dạng thuỷ ngân
Tính chất hoá lý của muối ankyl thuỷ ngân phụ thuộc vào bản chất của
anion liên kết. Ví dụ, metyl thuỷ ngân cysteinat tan trong nƣớc nhƣng không
tan trong benzen trong khi metyl thuỷ ngân clorua không tan trong nƣớc mà
lại tan trong dung môi hữu cơ. Sự khác nhau về tính chất hoá lý này đã đƣợc
dùng để làm sạch mẫu trƣớc khi phân tích.
Dimetyl thuỷ ngân đƣợc sinh ra trong quá trình metyl hoá metyl thuỷ ngân
là một chất độc dễ bay hơi có độ tan thấp trong nƣớc và bị phân huỷ từng
phần khi chiết trong môi trƣờng axit mạnh. Dimetyl thuỷ ngân có thể bị mất
trong khi bảo quản mẫu, đồng nhất mẫu, chiết hoặc trong các quá trình khác
của chuẩn bị mẫu. Mặc dù nó đƣợc phát hiện trong một số mẫu môi trƣờng,
hiện nay chƣa có phƣơng pháp thích hợp nào để định lƣợng đimetyl thuỷ ngân
trong các mẫu môi trƣờng.
Quá trình phân tích các dạng thuỷ ngân đƣợc thực hiện sau khi đã tách các
dạng khác nhau của chúng và đo định lƣợng mỗi loại bằng các phƣơng pháp
+ CdCl
2
[5753, 6763]. Thông qua việc thay đổi điều kiện khử trong hệ phản ứng tự
động, năm 1980 tác giả Gouldel đã xác định đƣợc dạng thuỷ ngân vô cơ, thuỷ
ngân có vòng thơm và ankyl thuỷ ngân bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ
nguyên tử.
Việc xác định đồng thời metyl thuỷ ngân, thuỷ ngân vô cơ, và tổng thuỷ
ngân trong trầm tích có thể thực hiện bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên
tử kết hợp với sắc ký khí. Các dạng thuỷ ngân đƣợc etyl hoá ở nhiệt độ phòng
bằng natri tetraetylborat [6056], dạng metyl thuỷ ngân và thuỷ ngân II đƣợc
chuyển hoá thành etyl thuỷ ngân và metyl-etyl thuỷ ngân dễ bay hơi đƣợc
tách bằng sắc ký khí, sau đó các dạng này đƣợc chuyển hoá tới cuvet thạch
anh nung ở nhiệt độ 800
0
C để hoá hơi, nguyên tử hoá và phát hiện bằng phổ
hấp thụ nguyên tử.
Quá trình khử chọn lọc sử dụng NaBH
4
và SnCl
2
để phân tích dạng thuỷ
ngân cũng đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu [5753]. Thuỷ ngân vô cơ đƣợc khử
về dạng hơi nguyên tử và xác định bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử
với kỹ thuật hoá hơi lạnh, các dạng thuỷ ngân hữu cơ đƣợc khử bằng NaBH
4Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
23
Năm 1966 Westoo đã xây dựng quy trình chiết ngƣợc [6561], trong đó
metyl thuỷ ngân clorua đƣợc chiết vào benzen và sau đó giải chiết trong dung
dịch cystein tạo thành phức thuỷ ngân cysteinat tan trong nƣớc. Sau khi axit
hoá để phân huỷ phức thuỷ ngân với cystein, metyl thuỷ ngân lại đƣợc chiết
vào benzen. Quy trình này đã đƣợc giới thiệu và ứng dụng rộng rãi trên thế
giới.
1.2.2.3 Phƣơng pháp điện di mao quản
Phƣơng pháp điện di mao quản (CE) là kỹ thuật tách hiệu quả đối với
nhiều loại chất, từ các ion kim loại đến các hợp chất sinh học có khối lƣợng
phân tử lớn. Trong phƣơng pháp điện di mao quản, quá trình tách dựa trên sự
dịch chuyển khác nhau của các chất trong điện trƣờng. Các cation kim loại
dịch chuyển về phía catot, chúng đƣợc solvat hoá và mang theo dung dịch
hƣớng về phía âm của mao quản tạo thành dòng điện di. Những ion có điện
tích cao và kích thƣớc nhỏ sẽ dịch chuyển nhanh hơn các ion có kích thƣớc
lớn hơn và điện tích nhỏ hơn, nghĩa là những chất có tỉ lệ giữa điện tích và
kích thƣớc càng lớn thì tốc độ di chuyển trong điện trƣờng càng nhanh. Thông
thƣờng mao quản sử dụng trong phƣơng pháp điện di mao quản là ống silica,
có đƣờng kính trong từ 20 – 100 µm và chiều dài từ 50 – 100 cm. Thế điện áp
đƣợc đƣa vào trong ống mao quản từ 20 – 30 kV.
Việc áp dụng phƣơng pháp điện di mao quản kết hợp với phổ khối lƣợng
với nguồn cảm ứng cao tần plasma (CE – ICP – MS) đã đƣợc nhiều tác giả
nghiên cứu [4137]. Các dạng thuỷ ngân thƣờng đƣợc tạo phức để tạo thành
các hợp chất mang điện trƣớc khi tách bằng phƣơng pháp điện di mao quản,
các tác nhân tạo phức thƣờng đƣợc sử dụng là systein, đithizon sunphonat.
Phƣơng pháp này thƣờng có nhƣợc điểm là thể tích mẫu đƣợc sử dụng rất nhỏ
(khoảng 10nl) dẫn đến độ nhạy của phƣơng pháp thấp hơn nhiều so với
trong quá trình phân tích.
Copyright: Tài liệu đại học ©