Nghiên cứu thử nghiệm xây dựng quy trình kỹ thuật và xác định nồng độ niken trong nước tiểu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

Thứ Sáu, 01/12/2023, 09:46(GMT +7)

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Với tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa không ngừng đã đem lại ý nghĩa to lớn cho sự phát triển kinh tế của mỗi Quốc gia. Tuy nhiên, kéo theo sự phát triển kinh tế ấy là hiện tượng ô nhiễm môi trường: ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước, môi trường không khí,…, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Một trong những vấn đề ô nhiễm đang được cả thế giới quan tâm đó là ô nhiễm kim loại. Đặc biệt, đối với niken(Ni) – là kim loại có những ảnh hưởng rất nghiêm trọng và đã được nhiều nước trên thế giới công nhận là tác nhân gây nên bệnh nghề nghiệp được bảo hiểm. Năm 2010, tổ chức lao động quốc tế (ILO) đề xuất danh mục bệnh nghề nghiệp,trong đó có bệnh nghề nghiệp do tiếp xúc với niken và các hợp chất của nó.

Trên thế giới, nhiều nước công nhận niken là tác nhân gây bệnh nghề nghiệp được bảo hiểm như Mỹ, Canada, Đan Mạch, Pháp…. Tại những nước này liên tục có các nghiên cứu để xác định ảnh hưởng của niken và hợp chất của niken đối với người lao động, trên cơ sở đó đưa ra biện pháp bảo vệ tốt nhất. Như phương tiện bảo vệ cá nhân bắt buộc, giám sát sinh học, giám sát môi trường… Nên nồng độ cho phép của niken trong khu vực sản xuất trung bình 8 giờ liên tục được xem xét, quy định lại theo thời gian, người lao động được bảo vệ kịp thời.

Ở Việt Nam hiện nay, chưa có giám sát sinh học đối với niken trong dịch sinh học. Nhiễm độc niken nghề nghiệp chưa được công nhận là bệnh nghề nghiệp được bảo hiểm. Chính vì vậy người lao động tại Việt Nam có tiếp xúc với niken và hợp chất của niken chưa được bảo vệ một cách thỏa đáng.

Vì vậy việc “Nghiên cứu thử nghiệm xây dựng quy trình xác định nồng độ niken trong nước tiểu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử” là rất cần thiết mang tính thời sự, để đánh giá mức độ tiếp xúc của người lao động với Ni, từ đó có biện pháp bảo vệ sức khỏe người lao động về lâu dài. Đề tài được thực hiện với một mục tiêu:

Xây dựng được quy trình kỹ thuật xác định nồng độ niken trong nước tiểu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật không ngọn lửa. Giới hạn phát hiện của hai quy trình là 0.1µg/l, độ chính xác trên 85%.

2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

– Mẫu nước tiểu của 73công nhân làm việc tại cơ sở mạ niken.

– Vật liệu phân tích niken trong nước tiểu: Thiết bị, dụng cụ, hóa chất sử dụng

2.2.Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Thiết kế nghiên cứu

Thử nghiệm quy trình phân tích Ni trong phòng thí nghiệm với nghiên cứu cắt ngang.

2.2.2. Phương pháp kỹ thuật nghiên cứu

   Thử nghiệm được ứng dụng theo phương pháp phân tích Quang phổ hấp thụ nguyên tử GF-AAS

3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. Chuẩn hóa các điều kiện cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cho nguyên tố Ni

      Tại tại vạch phổ 232nm, khe đo 0.7nm và cường độ đèn 75% (30mA) cho độ hấp thụ tốt nhất và ổn định nhất. Chính vì vậy chọn các giá trị này cho việc khảo sát các điều kiện tiếp theo.

3.1.1. Kết quả khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu

     Quá trình nguyên tử hóa mẫu của kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa xảy ra theo 4 giai đoạn kế tiếp nhau trong thời gian tổng cộng từ 60 – 80giây. Các giai đoạn đó là: sấy khô mẫu, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá, làm sạch cuvet [1]. Mỗi giai đoạn đều có vai trò nhất định trong quá trình nguyên tử hóa mẫu và liên quan chặt chẽ với nhau.Quá trình nguyên tử hóa mẫu với các giá trị cụ thể như sau:

Giai đoạn sấy mẫu

Giai đoạn sấy mẫu 1: Nhiệt độ sấy mẫu khảo sát trong khoảng từ (700C-1500C). Thời gian tăng nhiệt từ (1s). Thời gian giữ nhiệt từ (20s). Thời gian tăng nhiệt và giữ nhiệt là theo khuyến cáo của hàng máy Perkil Elmer 900

           Giai đoạn sấy mẫu 2: Nhiệt độ sấy mẫu khảo sát trong khoảng từ (4000C-6000C). Thời gian tăng nhiệt từ (5-25s). Thời gian giữ nhiệt từ (5-40s).

Giai đoạn tro hóa luyện mẫu:

       Nhiệt độ tro hóa luyện mẫu khảo sát trong khoảng từ (8000C 12000C). Thời gian tăng nhiệt từ (5-25s). Thời gian giữ nhiệt từ (1-5s).

Giai đoạn nguyên tử hóa mẫu:

                 Nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu khảo sát trong khoảng từ (21000C-23000C). Thời gian tăng nhiệt từ (0s). Thời gian giữ nhiệt từ (3s). Thời gian tăng và thời gian giữ nhiệt trong giai đoạn này theo khuyến cáo của hang Perkil Elmer 900.

Giai đoạn làm sạch cuvet:

      Giai đoạn này theo khuyến cáo của hang Perkil Elmer 900.Nhiệt độ làm sạch khảo sát trong khoảng từ (23000C). Thời gian tăng nhiệt từ (1s). Thời gian giữ nhiệt từ (3s).Với các điều kiện khảo sát ở trên kết quả thu được ở bảng dưới đây:

Tức là tại các giá trị trong bảng trên nhóm nghiên cứu nhận thấy độ hấp thụ quang tốt nhất và ổn định nhất.Chính vì vậy nhóm nghiên cứu để chọn các giá trị trong bảng trên làm giá trị ở giai đoạn nguyên tử hóa mẫu cho quy trình phân tích Ni trong mẫu nước tiểu.

3.1.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo phổ hấp thụ không ngọn lửa

     Xác định một số yếu tố ảnh hưởng chính là: axit, nồng độ axit, thành phần và nồng độ chất cải biến nền (modifier). Kết quả khảo sát cụ thể được trình bày dưới đây:

3.1.2.1. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit HNO3

    Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Luận[1], Nunes[6] và Ivanenko[5], O Faroon [9] trong phân tích kim loại nặng bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa thì axit HNO3 được xem là axit phù hợp nhất cho kết quả tốt nhất. Chính vì vậy nhóm nghiên cứu chọn axit HNO3 là axit dùng để phân tích Ni trong nước tiểu.

    Tuy nhiên, nồng độ axit ảnh hưởng rất lớn đến kết quả của phép đo, thậm chí nồng độ axit HNO3 cao hơn 5% sẽ ảnh hưởng đến độ bền của lò. Nồng độ axit khác nhau tạo nên độ nhớt của dung dịch khác nhau và kết quả phân tích cũng khác nhau. Để đảm bảo kết quả phân tích nhóm nghiên cứu tiến hành phân tích ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3 ở các mức sau: 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%, 2.25%. Kết quả cho thấy sự khác nhau về nồng độ axit dẫn đến sự khác nhau về độ hấp thụ quang.Tuy không nhiều nhưng nhóm nghiên cứu nhận thấy với nồng độ HNO3 = 0.1% cho cường độ vạch phổ và độ ổn định là tốt nhất.

3.1.2.2. Khảo sát chất cải biến hóa học

3.1.2.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ X-100

     X -100 là chất khi thêm vào mẫu phân tích tạo thành các chất dễ bay hơi, cho phép loại những thành phần nền ra khỏi mẫu trước khi nguyên tử hóa chất phân tích.Theo nghiên cứu của Nunes Ivanenko, P olmedol– chất cải biến nền được sử dụng với nồng độ như sau: 2.5% NH4H2PO4, 0.2% HNO3,  0.1% Triton X-100. Theo hướng nghiên cứu này chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của nồng X-100 đến phép đo phổ của nguyên tố Ni ở các mức nồng độ: 0;  0.05;  0.1; 0.15; 0.2 (%). Trong điều kiện 0.1%HNO3 kết quả thu được như sau:

     Kết quả khảo sát cho thấy ở mẫu nước tiểukhi không có X-100 độ hấp thụ quang thấp nhất Abs = 1.31. Khi có X-100 độ hấp thụ quang tăng hơn. Tuy nhiên, độ hấp thụ quang cao nhất ở nồng độ 0.1%. Tiếp tục tăng nồng độ X-100 lên 0.15%, 0.2% độ hấp thụ quang không tăng.Thậm chí còn giảm ở nồng độ cao 0.2% (Abs=0.0319).

     Kết quả này phù hợp với nồng độ X-100 của Nunesvà Ivanenko (0.1%).

3.1.2.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NH4H2PO4

Nhóm nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của NH4H2PO4ở các nồng độ sau 1.5%; 2%; 2.5%; 3 %; 3.5%. Với hợp với các điều kiện tối ưu đã được khảo sát ở trên kết quả thu được như sau:

Từ kết quả cho thấy đối với mẫu nước tiểu nồng độ NH4H2PO4 ảnh hưởng đến kết quả của phép đo rất rõ dệt. Đối với mẫu nước tiểu thì nồng độ cho độ ổn định và độ hấp thụ quang cao là 2.5%. Căn cứ vào kết quả khảo sát nhóm nghiên cứu đã chọn được nồng độ thích hợp cho NH4H2PO4 làm chất cải biến hóa học là 2.5% đối với mẫu nước tiểu.Kết quả này giống kết quả của một số tác giả nghiên cứu trước như Nunes Ivanenko.Tuy nhiên, phương pháp của NIOSH (8005) phân tích Ni trong mẫu nước tiểu không sử dụng chất này. Có thể đây là một trong nhưng lý do khiến phương pháp 8005 của NIOSH mất nhiều thời gian phá mẫu hơn.

3.1.2.2.3. Khảo sát Pd(NO3)2

Theo GS.TSKH Phạm Luận và nhiều tác giả khác thì Pd(NO3)2 là một trong những nguyên tố có vài trò rất quan trọng trong cải biến nền của chất phân tích. Thực tế ít dùng chất này vì giá thành của nó khá đắt.Các nhà phân tích thường sử dụng các chất khác có giá thành thấp hơn để phân tích mà vẫn đảm bảo chất lượng phân tích mẫu. Trong quy trình phân tích Ni trong nước tiểu của các tác giả Nunes Ivanenko, P.Olmedo (2010) không sử dụng Pd(NO3)2. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này nhóm nghiên cứu cũng khảo sát vai trò của Pd(NO3)2 trong cải biến nền của quy trình phân tích Ni trong nước tiểu ở các mức nồng độ: 0; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05;

Từ kết quả trên nhóm nghiên cứu chọn 0.03% Pd(NO3)2 làm chất cải biến nền cho phép phân tích Ni trong mẫu nước tiểu. Việc sử dụng thêm Pd(NO3)2 trong chất cải biến nền để tăng độ hấp thụ quang của phép phân tích là một sự khác biệt trong quá trình thực hiện của nhóm nghiên cứu so với Nunes Ivanenko, P.Olmedo.

3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng thể tích chất bổ trợ – cải biến nền (modifier)

Khảo sát ảnh hưởng của thể tích chất bổ trợ – modifier nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát trên cùng một mẫu với thể tích chất bổ trợ khác nhau là 0, 1, 2, 3, 4 (µl) thu được kết quả như sau:

Từ kết quả khảo sát cho thấy thể tích chất bổ trợ 2 µl cho độ hấp thụ quang tốt nhất. Thể tích chất bổ trợ càng tăng thì độ hấp thụ càng giảm, thậm chí khi tăng thể tích chất bổ trợ lên V=4 µl thì ở mẫu nước tiểu thì giảm mạnh độ hấp thụ giảm mạnh, giảm hơn 30% so với độ hấp thụ quang khi thể tích của modifier bằng 2µl. Điều đó cho thấy chất bổ trợ có vai trò rất quan trong trong việc cải biến nền và tăng độ hấp thụ quang đối với mỗi nguyên tố. Tuy nhiên, chỉ ở nồng độ nhất định nếu dùng với nồng độ cao sẽ gây tác dụng ngược lại.

Đối với thể tích mẫu phân tích nhóm nghiên cứu chọn theo kết quả nghiên cứu của Nunes Ivanenko.Thể tích của mẫu nước tiểu =10µl.

3.2. Chọn các điều kiện lấy mẫu, xử lý mẫu để có dung dịch đo

3.2.1. Lấy mẫu

    Trước đây lấy mẫu lấy mẫu nước tiểu thường lấy nước tiểu 24h lấy phức tạp cho người nghiên cứu. Tuy nhiên do đặc điểm quá trình đào thải của kim loại nói chung và Ni qua đường tiết niệu có thể lấy nước nước tiểu bãi phân tích vẫn đảm bảo độ chính xác cho kết quả phân tích, đánh giá mức độ thấm nhiễm hay giám sát sinh học. Lấy 10ml nước tiểu bãi, cho 1 giọt HNO3 đậm đặc để bảo quản.

      Ở điều kiện âm sâu -200 đến -800C mẫu có thể bảo quản được 6-8 tháng.

3.2.2. Xử lý mẫu

 Trên cơ sở của những nghiên cứu trước tiến hành xử lý mẫu để có dung dịch phân tích bằng cách dùng dung dịch modifier đã khảo sát được. Đó là trộn đều dung dịch modifier với mẫu phân tích. Tuy nhiên, để có tỷ lệ hợp lý dung dịch phân tích cho kết quả tốt nhất chúng tôi tiến hành khảo sát tỷ lệ trộn giữa modifier và mẫu như : 9:1; 8:2; 7:3; 6:4; 5:5; Tổng thể tích của mẫu và modifier ≥1ml. Vì thể tích dung dịch đựng trong cóng đo trên máy là 1ml. Sử dụng những điều kiện tối ưu đã khảo sát được chúng tôi phân tích dung dịch đã chuẩn bị ở trên. Kết quả khảo sát thu được ở bảng 6:

Từ kết quả khảo sát nhận thấy xử lý mẫu bằng dung dịch modifier với tỷ lệ 9:1 là hợp lý nhất. Vì tỷ lệ này cho độ hấp thụ quang tốt nhất. Khi thể tích mẫu càng tăng thì tỷ lệ độ hấp thụ quang lại giảm. Điều này cho thấy modifier có ảnh hưởng lớn đến kết quả phân tích của phép đo. Nếu tăng nồng độ cao quá thì độ hấp thụ quang giảm, ngược lại nếu giảm thì độ hấp thụ quang cũng giảm. Chính vì vậy đòi hỏi các nhà phân tích phải khảo sát kỹ nồng độ tỷ lệ của các chất khi sử dụng mới có thể đưa ra được phương pháp phấp tích đạt hiệu quả cao.

Trước đây, xử lý mẫu để có dung dịch phân tích là bước mất rất nhiều thời gian gian, hóa chất và sai số rất lớn. Vì phải nhiều thao tác chuyển mẫu từ dụng cụ này sang dụng cụ khác hoặc mất nhiều giờ ủ mẫu hoặc đun trên bếp. Với cách xử bằng dung dịch modifier ở trên tiết kiệm được nhiều thời gian và hạn chế sai số.

3.3. Đánh giá các điều kiện của quy trình

3.3.1. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn của phép đo GF-AAS đối với Ni.

3.3.1.1. Khảo sát khoảng tuyến tính

Khoảng tuyến tính hay còn được gọi là giới hạn tuyến tính (limit of linearity – LOI): Trong phân tích định lượng khi tăng nồng độ chất phân tích đến giá trị nào đó thì quan hệ giữa tín hiệu đo và nồng độ chất phân tích không còn phụ thuộc tuyến tính. Tại nồng độ lớn nhất của chất phân tích mà tín hiệu phân tích còn tuân theo phương trình tuyến tính bậc nhất thì gọi là giới hạn tuyến tính. Khoảng nồng độ chất phân tích từ giới hạn định lượng đến giới hạn tuyến tính gọi là khoảng tuyến  tính

Qua tiến hành khảo sát khoảng tuyến tính của Ni bằng cách: pha một dãy chuẩn của Ni trong HNO3 nồng độ 0.1%  là 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100(ppb). Với thành phần nền của mẫu nước tiểu 0.1%Triton X-100, 2.5%NH4H2PO4, 0.1% HNO3 thu được kết quả như sau:

Từ kết quả thử nghiệm nhóm nghiên cứu nhận thấy khoảng tuyến tính của Ni từ LOQ-60ppb đối với quy trình phân tích Ni trong mẫu nước tiểu.Vì vậy khi phân tích mẫu nếu hàm lượng nguyên tố cần phân tích nằm ngoài khoảng tuyến thì phải làm giàu mẫu hoặc pha loãng mẫu để phân tích mới đảm bảo được độ chính xác của phép đo.

3.3.1.2. Xây dựng đường chuẩn

3.3.1.2.1. Đường chuẩn

Từ kết quả khảo sát khoảng tuyến tính nhóm nghiên cứu sử dụng phần mềm minitab 16.0 để xây dựng đường chuẩn. Phương trình đường chuẩn của Ni trong nước tiểu được chỉ ra ở dưới đây:

Theo kết quả thu được từ phần mềm minitab  a = 0.01546 ;    b = 0.01756 

Sa=  0.844711    ;  Sb = 0.000472

Khoảng tin cậy của hệ số a và b được tính là a ± t.Sa; b ± t.Sb

Δa = t.Sa = t(0.95; 7) x Sa = 2.36 x 0.844711 =  1.9935

Δb = t.Sb = t(0.95; 7) x Sb = 2.36 x 0.000472 =  0.0011

Như vậy phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn cho phân tích Ni trong nước tiểu có dạng: y = (0.01546± 1.9935)+ (0.01756 ± 0.0011) x

       Đánh giá phương trình hồi quy của đường chuẩn

       Trong phương trình y = a + bx, trường hợp lý tưởng xảy ra khi a = 0 (khi không có chất phân tích thì không có tín hiệu). Tuy nhiên trong thực tế các số liệu phân tích thường mắc sai số ngẫu nhiên luôn làm cho a ≠ 0.Nếu giá trị a ≠ 0 có nghĩa thống kê thì phương pháp phân tích sẽ mắc sai số hệ thống.Vì vậy trước khi sử dụng đường chuẩn cho phân tích cần kiểm tra sự khác nhau giữa giá trị a và giá trị 0.

Kiểm tra a với giá trị 0 theo tiêu chuẩn thống kê Fisher (chuẩn F)

Nếu xem a ≈ 0 thì phương trình y = a + bx được viết thành phương trình

y = bx khi đó các giá trị b của phương trình hồi quy đường chuẩn cho phân tích Ni trong nước tiểu lần lượt được tính và cho kết quả là:

Ftính = S’2/S2=  2.25Fchuẩn =F(0.95; 4; 5) = 5.19 tức là Ftínhchuẩn ở phương trình đường chuẩn phân tích Ni trong nước tiểu. Có nghĩa là sự sai khác giữa giá trị a và 0 không có ý nghĩa thống kê.Vì vậy phương pháp phân tích trên không mắc sai số hệ thống.

3.3.2. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)

            Để tính được Sb nhóm nghiên cứu tiến hành đo mẫu trắng 10 lần. Kết quả thu được như sau:

Bảng 8: Kết quả xác định LOD, LOQ của quy trình phân tích Ni trong nước tiểu

Căn cứ vào kết quả thu được nhận thấy giới hạn phát hiện 0.12ppb giới hạn định lượng là 0.42ppb.

Như vậy khoảng tuyến tính của Ni trong quy trình phân tích Ni trong nước tiểu là (LOQnước tiểu – 60)µg/L tương đương (0.42 -60)µg/L.

3.3.3. Đánh giá độ chính xác của phương pháp

   Theo quan điểm của tiêu chuẩn quốc tế (ISO – 5725 1 – 6:1994) và tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN 6910 1-6:2005) độ chính xác của phương pháp được đánh giá qua độ chụm và độ đúng.

– Độ chụm chỉ mức độ giao động của các kết quả thử nghiệm độc lập quanh giá trị trung bình. 

– Độ đúng chỉ mức độ gần nhau giữa giá trị trung bình của kết quả thử nghiệm và giá trị thực hoặc giá trị được chấp nhận là đúng.

3.3.3.1. Kiểm tra độ chụm

            Độ chụm thay đổi theo nồng độ các chất phân tích. Nồng độ chất phân tích càng thấp thì kết quả dao động càng nhiều (không chụm) nghĩa là RSD% hay CV% lớn.

Kết quả khảo sát cho thấy CV% ở điểm đầu (nồng độ thấp) và điểm cuối (nồng độ cao) của khoảng tuyến tính có hệ số biến thiên lớn hơn điểm giữa (nồng độ trung bình) của khoảng tuyến tính sai số nhỏ hơn. Với mẫu nước tiểu cũng tương tự như vậy điểm giữa sai số là 4.02% nhỏ hơn hai điểm đầu (6.37%)và điểm cuối (6.08%). theo tiêu chuẩn đánh giá của AOAC nồng độ chất phân tích từ 10 – 100 ppb CV% cho phép là < 15%. Nên những sai số ở trên cả điểm đầu, điểm cuối hay điểm giữa đều là những sai số nhỏ và chấp nhận được.Điều đó chứng tỏ phương pháp có độ chụm tốt.

3.3.3.2. Kiểm tra độ đúng

     Có nhiều cách để đánh giá độ đúng của phương pháp.Nhóm nghiên cứu/ chúng tôi đã chọn cách được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới hiện nay là dùng vật liệu chuẩn (còn gọi là mẫu chuẩn).Kết quả phân tích mẫu CRM thể hiện qua bảng sau:

Từ bảng 12 nhận thấy kết quả phân tích mẫu CRM cho các giá trị nằm trong khoảng giá trị đã cho và sát với giá trị trung bình của mẫu CRM. Ở mức nồng độ thấp giá trị thu được là 4.98 µg/L xấp xỉ giá trị trung bình của mẫu CRM (5.92µg/L) và thuộc khoảng giá trị đã cho là (4.73–7.10µg/L). Tương tự ở nồng độ cao kết quả thu được cũng gần giá trị trung bình và năm trong khoảng cho phép. Điều đó chứng tỏ phương pháp phân tích đảm bảo độ đúng.

            Từ kết quả kiểm tra độ chụm và độ đúng của phương pháp cho thấy phương pháp phân tích Ni trong nươc tiểu mà nhóm nghiên cứu đang tiến hành đảm bảo độ chính xác.

3.4. Nêu quy trình xây dựng và ứng dụng

3.4.1. Tổng hợp kết quả các điều kiện đo Ni bằng GF-AAS

            Chọn được các điều kiện tối ưu để đo Ni bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử  GF-AAS của hãng Perkin Elmer 900 như dưới đây:

3.4.1.1. Các điều kiện đo phổ (Thông số và điều kiện)

3.4.1.2. Tổng hợp điều kiện nguyển tử hóa mẫu

3.4.2. Nêu quy trình tóm tắt quy trình phân tích Ni trong nước tiểu

            * Chuẩn bị dụng cụ hóa chất

       Được chuẩn bị cụ thể như phần thiết bị, dụng cụ, hóa chất

* Chuẩn bị các dung dịch để phân tích mẫu

– Dung dịch modiffier:– 0.1%Triton X-100 ; – 2.5%NH4H2PO4 ; – 0.03%Pd(NO3)2

– Dung dch ra0.1% Triton X-100, 0.1%HNO3

– Pha dung dch chuẩn: Chuẩn được pha trong HNO3 0.1%nồng độNi 10ppb.

– X lý mu: Mẫu nước tiểuđược lấy ra từ tủ âm sâu giã đông bằng cách để trong ngăn mát tủ lạnh thường sau khi giã đông đưa ra ngoài để để phân tích. Trước khi phân tích phải lắc đều 0.9 ml modifier + 0.1 ml mẫu lắc đều rồi đưa vào máy phân tích.

Điu kin để phân tích

     * Kỹ thuật lò graphit

Nguyên tố: Ni;  Bước sóng: 232nm;  Khe đo: 0.7nm; Tín hiệu: AA-BG; Cường độ đèn:30mA; Thể tích mẫu: 10µl; Thể tích modifier: 2µl

– Thông tin đường chuẩn: + 5 điểm với các mức nồng độ: 1; 5; 10 ; 20; 30; 40; 50; 60 ppb.

– ương trình nguyên tử hóa mẫu – theo bảng 12

         Nhận xét: Từ quy trình trên , chúng tôi có một số nhận xét như sau:

Quy trình có giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng tương đương thậm chí còn thấp hơn một số quy trình phân tích của một số tác giả khác. Như nghiên cứu của P. Olmedol [6] (2010)(LOD/LOQ là 0.24/0.81 ppb; của nhóm nghiên cứu là 0.1264/0.4214.

So sánh quy trình phân tích Nitrong nước tiểu và nước tiểu với phương pháp của NIOSH (Mỹ) 8005, 8310 thì nhóm nghiên cứu nhận thấy quy trình phân tích được rút ngắn rất nhiều. Nếu như phương pháp 8005, 8310 của NIOSH phá mẫu mất nhiều giờ (lắc mẫu ít nhất 12h), thể tích mẫu lớn (50ml nước tiểu), tốn nhiều hóa chất (mỗi mẫu nước tiểu cho 10ml HNO3) thì Quy trình của nhóm nghiên cứu đã khắc phục được những nhược điểm trên.

       Hiện nay, ở Việt Nam những quy trình phân tích kim loại trong dịch sinh học còn nhiều hạn chế. Có thể do thiết bị máy móc cũ. Cũng có trường hợp sử dụng thiết bị hiện đại xong quy trình xử lý mẫu quá phức tạp – theo kiểu truyền thống – vô cơ hóa hoàn toàn bằng axit trên bếp ủ, mất rất nhiều thời gian, sai số lớn. Quy trình nghiên cứu thử nghiệm của chúng tôi đưa ra đã khắc phục được những hạn chế trên.Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng tương đương với một số phương pháp hiện tại trên thế giới đang dùng. Quy trình thực hiện đơn giản, sai số ít, đặc biệt xử lý mẫu không còn mất nhiều thời gian như trước. Quy trình này có thể ứng dựng trên các máy thế hệ tương đương hoặc thế hệ tiếp theo của hãng. Đối với những hãng khác chỉ cần là những máy có điều kiện và tính năng kỹ thuật tương tự (ứng dụng) nếu hiện đại hơn thì càng tốt đều có thể dùng được.

3.4.3. Ứng dụng quy trình

Áp dụng quy trình xây dựng được, phân tích phân tích Ni trong 73 mẫu nước tiểu của người lao động (NLĐ) làm việc tại cơ sở mạ Ni cho kết quả như sau:

        Nhận xét : Áp dụng quy trình xây dựng được, phân tích mẫu nước tiểu của công nhân có tiếp xúc với Ni tại cơ sở mạ Ni, kết quả cho thấy trong 73 đối tượng được phân tích có 91.78% có nồng độ Ni vượt giới hạn Ni trong nước tiểu của người bình thường (>  3 µg/l), chỉ có 8.22% đối tượng có nồng độ Ni nằm trong giới hạn cho phép (≤  3 µg/l). So với nghiên cứu của Bernacki EJ – Nồng độ Ni trong nước tiểu của công nhân mạ niken là 34±32µg/L. Mẫu môi trường – Đo mẫu cá nhân tại vùng thở nồng độ Ni thu được là 9,3±4,4µg/m3[7]. Nghiên cứu của Ulrichvà cộng sự(1991) – Tiến hành đối với những công nhân tiếp xúc với niken trong mạ điện. Kết quảnồng độ Ni trung bình trongnước tiểu là 53,3μg/L (từ1,73-98,55μg/L) – cao hơn rất nhiều so với kết quả của đề tài. Tuy nhiên kết quả này cho thấy Việt Nam cần có nghiên cứu tiếp theo trên quy mô lớn để đánh giá ảnh hưởng hưởng Ni đến người lao động có tiếp xúc nghề nghiệp từ đó có biện pháp bảo vệ người lao động một cách kịp thời.

     kết quả  sử dụng quy trình xây dựng được để phân tích mẫu thực, nhận thấy quy trình ổn định, đảm bảo kết quả chính xác. Vì trước khi chạy mẫu thực nhóm nghiên cứu đều chạy mẫu chuẩn kiểm tra độ tin cậy của quy trình. Vì vậy, quy trình dự thảo ban đầu không cần thay đổi gì sau khi nhóm nghiên cứu áp dụng thực tế và đã xây dựng hoàn thiện quy trình

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1. Kết luận

        *  Thử nghiệm xây dựng quy trình phân tích Ni trong phòng thí nghiệm đã đạt được kết quả cụ thể như sau:

         – Khoảng tuyến tính: (0.4214-60) µg/L.

         – Giới hạn phát hiện:0.1264µg/L.  Giới hạn định lượng:0.4214µg/L .

          – Quy trình đảm bảo tính ổn định, độ chính xác trên 85%.

         –  Về LOD, LOQ thấp hơn một số tác giả khác đã nghiên cứu, thời gian phân tích 58s, độ bền cuvet nhờ quy trình nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu giảm.

       *Áp dụng quy trình xây dựng được đã phân tích 73 mẫu nước tiểu của 73 công nhân làm việc tại cơ sở mạ Ni cho thấy 91,78% mẫu có nồng độ Ni trong nước tiểu > 3µg/L.

4.2. Kiến nghị

     Tiếp tục nghiên cứu, áp dụng rộng rãi Quy trình đã xây dựng được trong các nghiên cứu trên đối tượng là người lao động có tiếp xúc với Ni để hoàn thiện chính thức Quy trình.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

  1. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học quốc gia Hà Nội.
  2. Tạ Thị Thảo (2010), Thống kê trong hóa phân tích, Giáo trình môn học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc Gia Hà Nôi.
  3. Viện kiểm nghiện an toàn vệ sinh Thực phẩm Quốc Gia (2010), Thẩm định phương pháp trong phân tích hóa học và vi sinh vật học, NXB Khoa học và Kỹ Thuật.
  4. Bernacki EJ. Fluctuations of nickel concentrations in urine of electroplating workers. .Ann Clin Lab Sci.1980 Jan-Feb;10(1):33-9.
  5. Ivanenko N. B. (2012), Application of Zeeman graphite furnace atomic absorption spectrometry with high-frequency modulation polarization for the direct determination of aluminum, beryllium, cadmium, chromium, mercury, manganese, nickel, lead, and thallium in human blood. Arch Environ Contam Toxicol, 63(3), 299-308.
  6. Nunes JA, Batista BL, Rodrigues JL, Caldas NM, Neto JA, Barbosa F Jr. A simple method based on ICP-MS for estimation of background levels of arsenic, cadmium, copper, manganese, nickel, lead, and selenium in blood of the Brazilian population.  J Toxicol Environ Health A. 2010;73(13-14):878-87
  7. Olmedo P, Pla A, Hernández AF, López-Guarnido O, Rodrigo L, Gil F.(2010), Validation of a method to quantify chromium, cadmium, manganese, nickel and lead in human whole blood, urine, saliva and hair samples by electrother mal atomic absorption spectrometry, Anal Chim Acta659,7- 60.
  8. Templeton DM, Sunderman FW Jr, Herber RFM.  1994.  Tentative reference values for nickel concentrations in human serum, plasma, blood, and urine:  Evaluation according to the TRACY protocol. Sci Tot Environ 148:243-251
  9. www.ncbi.nlm.nih.gov › NCBI › Literature › Bookshel

ThS.BS. Nguyễn Thị Hiền

Viện Nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động


(Nguồn tin: Nilp.vn)