I. Giới thiệu về thủy ngân
Thủy ngân (Hg) là một trong những kim loại độc hại nhất đối với con người và môi trường. Hợp chất thủy ngân, đặc biệt là metyl thủy ngân, có khả năng tích lũy sinh học cao, gây ra nhiều bệnh nguy hiểm như tổn thương não, hệ thần kinh và thận. Nồng độ tối đa cho phép của Hg trong nước uống theo quy định của WHO và các tổ chức khác là 1 ppb. Do đó, việc phát triển các phương pháp phân tích lượng vết Hg trong nước tự nhiên là rất cần thiết.
1.1. Các nguồn phát sinh và dạng tồn tại của thủy ngân
Thủy ngân có thể xuất hiện trong môi trường từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và tự nhiên. Các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường bao gồm thủy ngân nguyên tố, thủy ngân vô cơ và thủy ngân hữu cơ. Mỗi dạng có tính chất và mức độ độc hại khác nhau, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.
1.2. Tác hại của thủy ngân đối với con người và môi trường
Thủy ngân có thể gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người, đặc biệt là đối với trẻ em và phụ nữ mang thai. Nó có thể gây ra các vấn đề về phát triển thần kinh, tổn thương thận và các vấn đề về nội tiết. Ngoài ra, thủy ngân cũng gây ra những tác động tiêu cực đến hệ sinh thái, làm giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn.
II. Các phương pháp phân tích lượng vết thủy ngân
Có nhiều phương pháp phân tích lượng vết thủy ngân, bao gồm quang phổ huỳnh quang hóa hơi lạnh (CV-AFS), quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV-AAS) và khối phổ plasma (ICP-MS). Mặc dù các phương pháp này có độ nhạy cao, nhưng chi phí thiết bị và phân tích rất cao, làm cho chúng khó áp dụng trong nhiều phòng thí nghiệm.
2.1. Các phương pháp quang phổ nguyên tử
Các phương pháp quang phổ nguyên tử như CV-AFS và CV-AAS thường được sử dụng để xác định thủy ngân. Những phương pháp này có độ nhạy cao và giới hạn phát hiện thấp, nhưng yêu cầu thiết bị đắt tiền và kỹ thuật phức tạp.
2.2. Phương pháp phân tích điện hóa
Phương pháp phân tích điện hóa, đặc biệt là phương pháp von-ampe hòa tan (ASV), đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Phương pháp này có độ nhạy tương đương với các phương pháp quang phổ nhưng chi phí thấp hơn, giúp dễ dàng áp dụng trong thực tế.
III. Nghiên cứu phát triển điện cực vàng đồng
Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển điện cực vàng đồng để xác định lượng vết thủy ngân trong nước tự nhiên bằng phương pháp ASV. Điện cực vàng có khả năng tương tác tốt với thủy ngân, trong khi đồng cũng có thể tạo thành hỗn hống với thủy ngân, từ đó nâng cao độ nhạy của phương pháp phân tích.
3.1. Đặc tính von ampe hòa tan của thủy ngân
Khảo sát đặc tính von-ampe hòa tan của thủy ngân trên các loại điện cực khác nhau cho thấy điện cực màng vàng có mặt đồng (AuFE-Cu) cho kết quả tốt nhất. Điều này cho thấy sự kết hợp giữa vàng và đồng có thể cải thiện đáng kể độ nhạy của phương pháp phân tích.
3.2. Quy trình phân tích lượng vết thủy ngân
Quy trình phân tích lượng vết thủy ngân bằng phương pháp ASV với điện cực AuFE-Cu đã được xây dựng và áp dụng vào thực tế. Quy trình này có độ tin cậy cao và chi phí phân tích thấp, giúp dễ dàng áp dụng trong các phòng thí nghiệm.
