ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

ĐINH VIẾT CHIẾN

ỨNG DỤNG ICP-MS NHẰM BƢỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ
MỨC ĐỘ Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG
THỰC PHẨM GẦN KHU KHAI THÁC MỎ NÚI PHÁO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------

ĐINH VIẾT CHIẾN

ỨNG DỤNG ICP-MS NHẰM BƢỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ
MỨC ĐỘ Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG
THỰC PHẨM GẦN KHU KHAI THÁC MỎ NÚI PHÁO

Chuyên ngành:
Mã số

:

Hóa phân tích

Hà nội, ngày 29 tháng 12 năm 2017
Học viên
Đinh Viết Chiến


MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................. 3
1.1 Định nghĩa và tính chất chung của kim loại nặng .................................................. 3
1.2 Tác hại của một số kim loại nặng nghiên cứu ........................................................ 5
1.2.1 Nhóm kim loại nặng không cần thiết cho cơ thể .............................................. 5
1.2.2 Nhóm kim loại nặng cần thiết cho cơ thể ......................................................... 8
1.3 Các quy chuẩn kỹ thuật về giới hạn ô nhiễm kim loại nặng hiện nay .................... 9
1.4 Các phƣơng pháp phân tích kim loại nặng trong thực phẩm ................................ 11
1.4.1 Các nghiên cứu trong nƣớc ............................................................................ 11
1.4.2 Các nghiên cứu trên thế giới .......................................................................... 13

CHƢƠNG 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................... 15
2.1 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 15
2.2 Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ................................................ 15
2.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................................ 15
2.2.2 Nội dung nghiên cứu.......................................................................................... 15
2.2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................... 16
2.3 Lấy mẫu nghiên cứu .............................................................................................. 16
2.4 Thực nghiệm ......................................................................................................... 19
2.4.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất................................................................................. 19
2.4.2 Chuẩn bị các dung dịch hóa chất, chất chuẩn .................................................... 20
2.4.3 Tối ƣu hóa điều kiện phân tích đồng thời các kim loại nặng trên ICP-MS ... 22
2.4.4 Xử lí mẫu bằng lò vi sóng .............................................................................. 22

PHỤ LỤC ............................................................................................................. 65


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Mức giới hạn tối đa cho phép kim loại nặng của một số loại thực phẩm ........ 9
Bảng 2.1 Kết quả phân tích hàm lƣợng ẩm trong một số mẫu rau ................................ 25
Bảng 3.1 Số khối của các nguyên tố phân tích .............................................................. 27
Bảng 3.2 Các thông số tối ƣu tự động của thiết bị ICP-MS .......................................... 28
Bảng 3.3 Các thông số tiêu chuẩn cần đáp ứng của hệ ICP-MS Nexion 350X ............. 29
Bảng 3.4 Cƣờng độ tín hiệu (Cps) của các nguyên tố khi thêm các dung môi hữu cơ .. 30
Bảng 3.5 Tổng hợp các thông số tối ƣu điều kiện phân tích trên ICP-MS .................... 34
Bảng 3.6 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp ........................ 38
Bảng 3.7 Kết quả phân tích lặp lại với nền mẫu thịt gà ................................................. 38
Bảng 3.8 Kết quả đánh giá độ lệch chuẩn tƣơng đối lặp lại nền mẫu thịt gà ................ 39
Bảng 3.9 Kết quả phân tích lặp lại với nền mẫu rau bắp cải.......................................... 39
Bảng 3. 10 Kết quả đánh giá độ lệch chuẩn tƣơng đối lặp lại nền mẫu rau bắp cải ...... 40
Bảng 3. 11 Kết quả đánh giá độ lệch chuẩn tƣơng đối tái lặp với nền mẫu thịt gà ....... 41
Bảng 3. 12 Kết quả đánh giá độ lệch chuẩn tƣơng đối tái lặp với nền mẫu rau bắp
cải ................................................................................................................................... 41
Bảng 3. 13 Kết quả đánh giá độ thu hồi với nền mẫu thịt gà ......................................... 42
Bảng 3. 14 Kết quả đánh giá độ thu hồi với nền mẫu rau bắp cải ................................. 43
Bảng 3. 15 Kết quả tổng hợp độ không đảm bảo đo một số nguyên tố phân tích với
nền mẫu thịt gà và rau bắp cải ........................................................................................ 44
Bảng 3. 16 Kết quả phân tích các mẫu khảo sát đợt 1 ................................................... 45
Bảng 3. 17 Kết quả phân tích mẫu đợt 2 ........................................................................ 48
Bảng 3. 18 Kết quả phân tích mẫu gạo .......................................................................... 52
Bảng 3. 19 Kết quả phân tích mẫu thực vật đợt 4 .......................................................... 55


DANH MỤC HÌNH


Atomic absorption spectroscopy (Quang phổ hấp thụ nguyên tử)

ICP-OES

Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (Quang

phổ phát xạ plasma cao tần cảm ứng)
FDA

Food and Drug Administration (Cục quản lí thực phẩm và dƣợc phẩm

Mỹ)
AOAC

Association of Official Analytical Chemists (Hiệp hội các nhà hóa

học phân tích chính thức)
LOD

Limit of Detection (Giới hạn phát hiện)

LOQ

Limit of Quantification (Giới hạn định lƣợng)

WHO

Word health organization (Tổ chức y tế thế giới)



Luận văn Thạc sĩ khoa học

Đinh Viết Chiến-K26 Hóa học

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản ở Việt Nam đang diễn
ra ở rất nhiều nơi, góp phần thúc đẩy nền kinh tế đất nƣớc phát triển. Nhƣng bên
cạnh đó, hoạt động này cũng gây ra không ít vấn đề nghiêm trọng nhƣ thất thoát,
lãng phí tài nguyên, và đặc biệt là ô nhiễm môi trƣờng.
Thái Nguyên là một tỉnh ở phía Đông Bắc nƣớc ta, tiếp giáp với thủ đô Hà
Nội, và là một trung tâm kinh tế-xã hội lớn của vùng trung du và miền núi phía Bắc.
Với vị trí địa lý thuận lợi, và đƣợc thiên nhiên ƣu đãi nhiều tài nguyên nhƣ: mỏ sắt
(trại Cau), mỏ quặng đa kim (núi Pháo), mỏ than (núi Hồng),…, nên hoạt động khai
thác khoảng sản ở đây cũng rất sôi động.
Mỏ Núi Pháo, Thái Nguyên là mỏ lộ thiên có lƣợng Vonfram lớn nhất thế
giới, với diện tích hơn 9000m2, chiếm gần 30% tổng trữ lƣợng toàn cầu, chƣa kể
đến các nguyên tố quí hiếm khác nhƣ Bismuth, Đồng, Vàng, Fluarit,.. Tuy mang
đến lợi ích lớn về kinh tế khi giải quyết công ăn việc làm cho hàng nghìn lao động,
và đóng góp lớn vào nguồn thu ngân sách của tỉnh, nhƣng những tác động tới môi
trƣờng sống của ngƣời dân trong vùng cũng không hề nhỏ. Vấn đề ô nhiễm không
khí, đất, nƣớc, thực phẩm ở quanh khu khai thác mỏ Núi Pháo đang diễn ra ở mức
báo động, khiến toàn bộ ngƣời dân sống ở gần khu mỏ có khả năng phải di dời do
chịu ảnh hƣởng. Trƣớc thực trạng đó, Bộ tài nguyên và môi trƣờng đã có quyết định
2191/QĐ-BTNMT về việc thanh tra toàn bộ các hoạt động của khu khai thác mỏ
[1].
Một trong những vấn đề môi trƣờng đƣợc quan tâm hàng đầu hiện nay ở khu
mỏ Núi Pháo là sự ô nhiễm kim loại nặng đối với nguồn nƣớc sản xuất, đất đai
trồng trọt, dẫn đến các loại thực phẩm xung quanh khu vực khai thác mỏ cũng có

plasma cao tần cảm ứng ICP-MS.
2. Bƣớc đầu đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong một số thực phẩm
gần khu khai thác mỏ Núi Pháo, Thái Nguyên.

Chuyên ngành Hóa phân tích

2

Trƣờng ĐHKHTN


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Đinh Viết Chiến-K26 Hóa học

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Định nghĩa và tính chất chung của kim loại nặng
Kim loại nặng là những kim loại có khối lƣợng riêng lớn hơn 5g/cm3 [14,15]
và thông thƣờng dùng để chỉ những kim loại liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại.
Tuy nhiên chúng cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho một số sinh
vật ở nồng độ thấp. Các kim loại nặng gây độc hại với môi trƣờng và cơ thể sinh vật
khi hàm lƣợng của chúng vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép [16].
Đối với con ngƣời, có khoảng 12 nguyên tố kim loại nặng gây độc nhƣ chì,
thủy ngân, nhôm, arsenic, cadmi, nickel.. [12]. Một số kim loại nặng đƣợc tìm thấy
trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con ngƣời, chẳng hạn nhƣ sắt, kẽm, cobalt,
manganese, molybdenum và đồng mặc dù với lƣợng rất ít nhƣng nó hiện diện trong
quá trình chuyển hóa. Tuy nhiên, ở mức thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể
nguy hại đến đời sống của sinh vật. Các nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố
không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính
độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn. Một số nguyên tố nhóm này bao

củ, cá, thịt gia súc, gia cầm, nƣớc uống,.., có thể hấp thu thụ động một lƣợng kim
loại nặng nhất định do sự ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc, không khí. Nguyên nhân
của sự ô nhiễm chủ yếu do chính các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp,
dịch vụ của con ngƣời, làm phát sinh các chất thải, khí thải ra ngoài môi trƣờng tự
nhiên. Trong đó, hoạt động khai thác khoáng sản gây ra những ảnh hƣởng nghiêm
trọng do khói bụi, và các hóa chất sử dụng trong quá trình tuyển quặng có nhiều
nguy cơ phát thải ra xung quanh làm ô nhiễm hệ sinh thái, nếu không có biện pháp
xử lí hiệu quả.

Chuyên ngành Hóa phân tích

4

Trƣờng ĐHKHTN


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Đinh Viết Chiến-K26 Hóa học

Khi thời gian tích lũy kéo dài, lƣợng kim loại nặng sẽ đạt đến hàm lƣợng
gây độc, ảnh hƣởng nguy hại tới sức khỏe. Trong một số trƣờng hợp đặc biệt, kim
loại nặng có thể tồn tại dƣới dạng một vài hợp chất làm tăng hoặc giảm độc tính
nhƣ các hợp chất hữu cơ của arsenic, thủy ngân, crom, seleni và thiếc.
1.2 Tác hại của một số kim loại nặng nghiên cứu
1.2.1 Nhóm kim loại nặng không cần thiết cho cơ thể
Nhóm các kim loại nặng hoàn toàn không có lợi cho sức khỏe con ngƣời
trong nghiên cứu này bao gồm: chì, cadmi, arsenic, thủy ngân, thiếc, antimon,
nickel.
Chì và các hợp chất của chì đều đƣợc xếp vào nhóm độc tố đối với cơ thể

cơ bị nhiễm độc chì hơn ngƣời lớn, và sự tiếp xúc liên tục với chì có thể gây sự tích
lũy sinh học.
Cadmi cũng có thể xâm nhập vào cơ thể con ngƣời bằng nhiều con đƣờng
khác nhau nhƣ tiếp xúc với bụi cadmi, ăn uống các nguồn nƣớc, thực phẩm có sự ô
nhiễm cadmi. Ngƣời khi hít phải bụi chứa cadmi có thể bị các bệnh về hô hấp và
thận. Nếu ăn phải một lƣợng đáng kể cadmi sẽ bị ngộ độc, có thể dẫn đến tử vong.
Ngƣời bị nhiễm độc cadmi, tùy theo mức độ sẽ có nguy cơ bị ung thƣ phổi, thủng
vách ngăn mũi, đặc biệt là bị tổn thƣơng thận, ảnh hƣởng đến nội tiết, máu và tim
mạch. Ngoài ra, tỷ lệ ung thƣ tiền liệt tuyến vú và ung thƣ phổi cũng khá lớn ở
nhóm ngƣời thƣờng xuyên tiếp xúc với chất độc này [24,25].
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy mối quan hệ giữa cadmi với chứng
bệnh loãng xƣơng, nứt xƣơng. Sự hiện diện của cadmi trong cơ thể khiến cho việc
cố định canxi trở nên khó khăn dẫn đến những tổn thƣơng về xƣơng gây đau đớn ở
vùng xƣơng chậu và hai chân [26,27,28].
Cơ quan nghiên cứu ung thƣ quốc tế (IARC) đã xếp cadmi và hợp chất của
nó vào nhóm 2A theo thứ tự sắp xếp về mức độ độc hại của các nguyên tố trong
ngành y tế. Lƣợng cadmi đƣa vào cơ thể hàng tuần cơ thể có thể chịu đựng đƣợc là
7g/kg thể trọng [31].
Arsenic là một á kim gây ngộ độc và có nhiều dạng thù hình, tồn tại chủ yếu
dƣới dạng các hợp chất arsenua và arsenate. Arsenic và các hợp chất của nó đƣợc sử
dụng nhƣ là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một loạt các hợp
kim. Arsenic có thể gây ngộ độc khi hàm lƣợng có mặt trong cơ thể cao. Nếu phơi
nhiễm arsenic xảy ra trong thời gian ngắn, các triệu chứng có thể bao gồm nôn mửa,
đau bụng, và tiêu chảy nƣớc có chứa máu. Sự phơi nhiễm lâu dài có thể dẫn đến
hiện tƣợng da sẫm màu, đau bụng, tiêu chảy, bệnh tim, tê liệt và nguy cơ ung thƣ
[32].
Nguyên nhân phổ biến nhất để tiếp xúc lâu dài với arsenic là nƣớc uống bị ô
nhiễm [33]. Nƣớc ngầm thƣờng bị ô nhiễm tự nhiên, tuy nhiên, ô nhiễm cũng có thể

Chuyên ngành Hóa phân tích

với hàm lƣợng cao, trong thời gian lâu dài chúng cũng có thể gây hại cho sức khỏe.
Thiếc đƣợc sử dụng rộng rãi trong đồ ăn và thực phẩm đóng hộp [37]. Các
triệu chứng buồn nôn và tiêu chảy có thể quan sát thấy sau khi ăn thực phẩm đóng
hộp có chứa 200 mg/kg thiếc. Vì vậy, cơ quan Tiêu chuẩn thực phẩm ở Anh đề xuất
giới hạn trên 200 mg/kg cho thực phẩm đƣợc chứa đựng trong bao bì tráng thiếc
[38].
Antimon và các hợp chất của nó có ảnh hƣởng khác nhau đến sức khỏe con
ngƣời và môi trƣờng. Trong khi các nguyên tố antimon là không độc hại, nhƣng các

Chuyên ngành Hóa phân tích

7

Trƣờng ĐHKHTN


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Đinh Viết Chiến-K26 Hóa học

hạt bụi antimon oxit lại đƣợc xem là chất có khả năng gây ung thƣ nếu hít phải ở
liều lƣợng cao. Tiếp xúc với bụi antimony lâu dài cũng có thể gây viêm da. Theo
WHO lƣợng antimon khuyến cáo trong nƣớc uống nên nhỏ hơn 20 μg/L.
Nickel chủ yếu đi vào cơ thể con ngƣời thông qua ăn uống, vì nikel rất cần
thiết cho cây trồng [41]. Nickel đƣợc tìm thấy tự nhiên trong cả thực phẩm và nƣớc.
Ngoài ra nó còn có thể bị ô nhiễm bởi các hoạt động khai thác chế biến khoáng sản,
các hoạt động sản xuất nông nghiệp. Mức phơi nhiễm trung bình hàng ngày không
gây nguy hiểm cho sức khoẻ con ngƣời. Phần lớn lƣợng nickel hấp thụ hàng ngày
đƣợc lọc qua thận và đi ra khỏi cơ thể thông qua nƣớc tiểu hoặc đƣợc loại bỏ qua
đƣờng tiêu hóa. Nickel không phải là chất độc tích lũy, nhƣng liều lƣợng lớn hơn

gây kích thích mắt, da và màng nhầy, có thể gây bệnh đối với những ngƣời có cơ
địa dị ứng, và đƣợc công nhận là tác nhân gây ung thƣ ở ngƣời. Tổ chức y tế thế
giới (WHO) khuyến cáo hàm lƣợng cho phép tối đa của chromi (VI) trong nƣớc
uống là 0,05mg/l [43].
Mangan là một nguyên tố cần thiết có sự phát triển, quá trình trao đổi chất,
hệ thống chống quá trình lão hóa trong cơ thể. Mặc dù vậy, việc tiếp xúc trực tiếp
với mangan hay ăn phải có thể dẫn đến tình trạng rối loạn thần kinh, nặng hơn nữa
là tử vong với các triệu chứng bệnh lí nhƣ là Parkinson [44].
1.3 Các quy chuẩn kỹ thuật về giới hạn ô nhiễm kim loại nặng hiện nay
Quy định về giới hạn an toàn cho phép các kim loại nặng trong thực phẩm
trong nƣớc hiện nay chủ yếu theo quy chuẩn QCVN 8-2:2011/BYT và quyết định
46/2007/QĐ-BYT. Trong đó quy chuẩn QCVN 8-2:2011/BYT quy định mức tối đa
cho phép của 5 nguyên tố kim loại nặng chì, cadmi, arsenic, thủy ngân (bao gồm cả
dạng methyl thủy ngân) và thiếc. Mức quy định của một số đối tƣợng mẫu nghiên
cứu dự kiến của đề tài theo quy chuẩn trên đƣợc tổng hợp trong bảng 1.1 [2]
Bảng 1.1 Mức giới hạn tối đa cho phép kim loại nặng của một số loại thực phẩm
Mức giới hạn tối đa cho phép (mg/kg)
Tên sản phẩm

TT

As

Cd

Pb

Hg

MeHg


-

-

3

Hành

-

0,05

0,1

-

-

-

4

Rau ăn quả

-

0,05 (2)

0,1 (3)


0,1

-

-

-

Chuyên ngành Hóa phân tích

9

Trƣờng ĐHKHTN


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Đinh Viết Chiến-K26 Hóa học

Mức giới hạn tối đa cho phép (mg/kg)
TT

Tên sản phẩm
As

Cd

Pb


-

-

-

-

9

Các loại rau, quả khô

1,0

-

2,0

-

-

-

10

Chè và sản phẩm chè

1,0


-

-

-

2,0

1,5

-

-

-

-

2,0

1,0

-

-

-

-


sản khác

(-) Không quy định
(1) Không bao gồm cải xoăn
(2) Không bao gồm cà chua, nấm
(3) Không bao gồm nấm
(4) Bao gồm rau ăn lá họ cải nhưng không bao gồm rau bina
(5) Không bao gồm khoai tây chưa gọt vỏ, cần tây

Chuyên ngành Hóa phân tích

10

Trƣờng ĐHKHTN


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Đinh Viết Chiến-K26 Hóa học

Một số kim loại không đƣợc tìm thấy trong quy chuẩn QCVN 82:2011/BYT, đƣợc đánh giá theo quyết định số 46/2007/QĐ-BYT, trong đó quy
định thêm mức giới hạn về hàm lƣợng tối đa cho phép với một số kim loại nặng
khác nhƣ antimon, đồng và kẽm [3]. Một số kim loại trong nghiên cứu này nhƣ
nickel, chromi, mangan, cobalt chƣa có mức hàm lƣợng quy định theo quy chuẩn
trong thực phẩm để tham chiếu.
Quy chuẩn về hàm lƣợng As vô cơ trong gạo có thể tham chiếu theo tiêu
chuẩn Codex 2016 (0,35 mg/kg). Ngoài ra các quy chuẩn khác về chất lƣợng đất
QCVN 03-MT:2015/BTNMT, chất lƣợng nƣớc QCVN 02-2009/BYT cũng đƣợc
làm căn cứ để tham chiếu khi đánh giá các kết quả phân tích.
1.4 Các phƣơng pháp phân tích kim loại nặng trong thực phẩm

Vũ Thị Tâm Hiếu, Nguyễn Đăng Đức (2009) với nghiên cứu xác định hàm
lƣợng một số kim loại nặng đồng, chromi, nickel trong rau xanh tại thành phố Thái
Nguyên bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) [7]. Theo đó,
các tác giả đã phân tích các 10 mẫu rau lấy tại thành phố Thái Nguyên, và tất cả
mẫu rau đều cho kết quả hàm lƣợng đồng nằm trong giới hạn cho phép, một số loại
rau nhƣ cải bắp, cải canh, rau muống cho thấy hàm lƣợng chromi, nickel cao gấp
1,5 – 4,5 lần so với rau an toàn.
Các tác giả Phạm Tiến Đức, Phạm Luận (2010) với nghiên cứu xác định
đồng thời lƣợng vết kim loại nặng trong thực phẩm bằng phƣơng pháp ICP-MS [8].
Trong nghiên cứu này, các tác giả đã phân tích đồng thời 10 nguyên tố (Cr, Mn, Co,
Ni, Cu, As, Cd, Sn, Hg, Pb) trong thực phẩm bằng kỹ thuật vô cơ hóa mẫu ƣớt trong
lò vi sóng, sau đó phân tích bằng ICP-MS. Một số đối tƣợng mẫu nhƣ: rau xanh lấy
ở khu vực Thanh Trì- Hà Nội; động vật thủy sinh và cá ở Hồ Tây-Hà Nội cũng đã
đƣợc phân tích. Kết quả nghiên cứu cho thấy hầu hết kim loại nặng trong các loại
rau đều nằm trong ngƣỡng an toàn, trừ một số loại rau bị nhiễm chì và thủy ngân
nhƣ rau cải, mồng tơi, rau đay, rau giền. Hàm lƣợng chì trong các loài động vật thủy
sinh và cá ở Hồ Tây ở mức tƣơng đối cao, các mẫu cá trôi, cá rô phi có chứa hàm
lƣợng chì vƣợt mức cho phép 6-7 lần.
Tác giả Ngô Thị Lan Phƣơng (2010) và cộng sự đã nghiên cứu đánh giá hiện
trạng và khả năng ô nhiễm một số kim loại nặng trong vùng trồng rau ven đô Hà
Nội [9]. Trong nghiên cứu này, tác giả đã tiến hành phân tích mẫu đất, nƣớc tƣới, và
sản phẩm rau trồng để đánh giá mức độ ô nhiễm của 11 kim loại nặng (Pb, Cd, As,
Hg, Cu, Zn, Mn, Ni, Co, Fe, Cr). Kết quả cho thấy, nhìn chung hàm lƣợng kim loại
nặng trong các đối tƣợng nghiên cứu vẫn nằm trong tiêu chuẩn cho phép, trừ một số
ít mẫu có biểu hiện ô nhiễm. Càng xuống phía Nam Hà Nội, chất lƣợng môi trƣờng
càng có chiều hƣớng suy giảm, biểu hiện ở hàm lƣợng kim loại nặng trong các đối
tƣợng nghiên cứu ngày càng tăng.

Chuyên ngành Hóa phân tích


pháp đều cho độ chính xác tốt [47]
Tác giả Fernando Guerra và các cộng sự đã nghiên cứu hàm lƣợng của các
kim loại nặng cadmi, chì, cobalt, nickel, chromi trong rau và ảnh hƣởng của chúng
tới sức khỏe ngƣời dân ở bang Sao Paulo, Brazil [50]. Các mẫu sau khi đƣợc sấy
khô ở 650c, đƣợc vô cơ bằng lò vi sóng, sau đó xác định bằng phƣơng pháp quang
phổ hấp thụ nguyên tử. Kết quả cho thấy các mẫu rau đều có hàm lƣợng Cd, Ni nằm

Chuyên ngành Hóa phân tích

13

Trƣờng ĐHKHTN


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Đinh Viết Chiến-K26 Hóa học

dƣới ngƣỡng cho phép theo quy định tại Brazil, trong khi với các kim loại Pb, Cr có
44% mẫu có hàm lƣợng vƣợt ngƣỡng. Cũng theo nghiên cứu, cobalt không đƣợc
quy định về hàm lƣợng tối đa cho phép trong rau theo pháp luật nƣớc này.
Tổ chức FDA (Food and Drug Administration) đã ban hành quy trình thao
tác chuẩn cho phân tích các kim loại nặng trong thực phẩm. Phƣơng pháp phân tích
đồng thời 5 nguyên tố Pb, Cd, As, Hg, Cr bằng ICP-MS với chế độ đo va chạm sử
dụng khí Heli để giảm ảnh hƣởng của các đa nguyên tố. Mẫu đƣợc vô cơ bằng lò vi
sóng, sử dụng acid HNO3 và H2O2 phá mẫu. Các chất Rh, Au, Bi đƣợc dùng là chất
nội chuẩn phân tích các nguyên tố. Phƣơng pháp sử dụng mẫu chuẩn CRM để đánh
giá độ đúng, cho kết quả chấp nhận trong khoảng 80-120% [48]
Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng kim loại nặng trong thực phẩm bằng ICPMS cũng đã đƣợc ban hành phƣơng pháp chuẩn theo AOAC 2015.01. Phƣơng pháp
áp dụng phân tích đồng thời 4 nguyên tố Pb, Cd, As, Hg ở hàm lƣợng vết trong các

Ứng dụng phƣơng pháp ICP-MS đã xây dựng để phân tích các mẫu thực
phẩm gần khu vực khai thác mỏ Núi Pháo, có so sánh đối chứng với các khu vực
khác không hoặc ít bị ảnh hƣởng bởi hoạt động khai thác mỏ, nhằm bƣớc đầu đánh
giá mức độ ô nhiễm.
2.2 Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu
Mẫu đƣợc sử dụng trong nghiên cứu này là các mẫu thực vật, động vật thủy
sinh đƣợc nuôi trồng gần khu vực khai thác mỏ Núi Pháo. Bên cạnh đó, một số mẫu
môi trƣờng (đất canh tác, nƣớc sản xuất) đƣợc thu thập thêm để nghiên cứu và đánh
giá mức độ ô nhiễm
Đồng thời với các mẫu đƣợc lấy trên địa bàn gần khu khai thác mỏ, sẽ tiến
hành thu thập các mẫu đối chứng ở khu vực khác cách xa (hoặc ít chịu ảnh hƣởng)
nguồn gây ô nhiễm để làm căn cứ so sánh
2.2.2 Nội dung nghiên cứu
 Tối ƣu các điều kiện phân tích đồng thời 10 nguyên tố kim loại nặng bằng
ICP-MS bao gồm: lựa chọn số khối, tối ƣu tốc độ khí va chạm, tối ƣu tự
động các thông số thiết bị, khảo sát ảnh hƣởng của các dung môi đo mẫu,
khảo sát tối ƣu thời gian bơm, rửa mẫu.
 Nghiên cứu quy trình xử lí mẫu bằng lò vi sóng phá mẫu và thiết bị phá hủy
mẫu áp suất cao HPA-S dựa trên các phƣơng pháp tham chiếu tiêu chuẩn
[49]

Chuyên ngành Hóa phân tích

15

Trƣờng ĐHKHTN


Luận văn Thạc sĩ khoa học


16

Trƣờng ĐHKHTN


Luận văn Thạc sĩ khoa học

Đinh Viết Chiến-K26 Hóa học

Hình 2.1 Bản đồ khảo sát khu vực lấy mẫu thực phẩm nuôi trồng gần khu khai thác
mỏ Núi Pháo (Thái Nguyên)
Lấy mẫu thực phẩm (các loại rau, củ, quả, động vật thủy sinh, đƣợc nuôi
trồng gần khu vực mỏ Núi Pháo theo các khu vực đã khảo sát đƣợc chú thích trên
bản đồ (khu vực 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), tập trung lấy mẫu nằm ở khu vực phía hạ lƣu
khu khai thác mỏ, chịu ảnh hƣởng từ việc ô nhiễm nguồn nƣớc do thẩm thấu từ các
bể chứa thải, tuyển quặng. Nguồn nƣớc này thẩm thấu qua các lớp đất đá, thâm
nhiễm vào nguồn nƣớc sinh hoạt, diện tích đất canh tác, nuôi trồng của dân cƣ sống
gần khu vực, khi gặp mƣa lũ lại bị rửa trôi dần về phía hạ lƣu qua hệ thống các kênh
rạch nhỏ. Bên cạnh đó, khói bụi từ hoạt động khai thác mỏ theo hƣớng gió dễ dàng
phân tán ra xung quanh, đặc biệt là các xóm 3, 4, 6, làm cho nguy cơ ô nhiễm thực
phẩm càng tăng cao.
+ Khu vực 1, 2: là các khu vực thuộc địa bàn Đội 1 xã Hùng Sơn, tiếp giáp
phía Đông với xã Hà Thƣợng, địa hình dốc dần theo hƣớng Đông Nam-Tây Bắc,
nằm ở phía sau bên trái, cách trung tâm khu khai thác mỏ Núi Pháo 1,2-1,7km.
Nguồn nƣớc tƣới tiêu cho các hoạt động canh tác của khu vực trên lấy từ Đầm Phủ
qua một hệ thống mƣơng dẫn. Đầm Phủ tuy nằm về phía thƣợng lƣu khu khai thác
mỏ, nhƣng về bên trái, do địa hình thấp, nên nguồn nƣớc dễ bị ô nhiễm do hiện
tƣợng thẩm thấu, rửa trôi đất cát sau các trận mƣa lũ. Khu vực trên ít bị ảnh hƣởng
bởi khói bụi của hoạt động khai thác do gió thƣờng theo hƣớng Đông Bắc, về phía