CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Đại cương về các tính chất của chì (Pb) 1. Đặc tính nguyên tử và tính chất hoá lí Chì (ký hiệu Pb) là nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc ô số 82, phân nhóm IVB trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học.1 Một số thông số lý hoá của chì (Pb)[15] Cấu hình electron [Xe] 4f145d106s26p2 Nguyên tử khối 207,2 Màu sắc Trắng xanh Nhiệt độ nóng chảy (oC) 327,5 Nhiệt độ sôi (oC) 1750 Bán kính nguyên tử (ppm) 175 Khối lượng riêng (g.cm-3) 11,34 Năng lượng ion hoá (kJ.mol-1) I1 715,4 I2 1450,0 I3 3080,7 I4 4082,3 Chì là kim loại màu trắng xanh, có khối lượng riêng lớn, nhiệt độ nóng chảy thấp, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, mềm nên dễ uốn. Khi mới cắt, bề mặt kim loại chì sáng bóng lập tức bị bao phủ bởi một lớp chì (II) oxide trên mặt, các lớp chì (II) oxide có thể phản ứng với carbon dioxide trong khí quyển tạo thành chì (II) carbonate.
Các lớp oxide hay carbonate này bảo vệ kim loại chì khỏi ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài. Nguyên tử chì cho phổ hấp thụ đặc trưng khi hấp thụ các bức xạ có bước sóng 217,00 nm và 283,30 nm. Nhờ tính chất đặc biệt này, người ta đã ứng dụng phân tích hàm lượng chì bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa FAAS. Chì trong tự nhiên, trong sản xuất và trong đời sống [15] Chì trong vỏ trái đất có hàm lượng khoảng 20 mg/kg.
Trong tự nhiên, chì tồn tại dưới dạng các loại quặng khác nhau ở bề mặt trái đất như khoáng chất PbSO4 3 Luan van (anglesite), PbCO3 (cerussite), galena (PbS). Chì có bốn đồng vị phổ biến: 204Pb, 205Pb, 207 Pb và 208Pb, trong đó ba đồng vị 205Pb, 207Pb và 208Pb hình thành từ sự phân rã phóng xạ của thorium và hai đồng vị khác nhau của uranium. Chì được sử dụng rộng rãi trong thành phần các loại sơn hay chất phủ bề mặt khác trong suốt các thập niên 1940 – 1950. Sơn chì không chỉ gây ngộ độc cho người mà còn làm nhiễm bẩn môi trường đất, nước và không khí.
Hiện nay sơn có chì đã bị cấm sử dụng cho khu dân cư nên lượng chì gây ô nhiễm cũng giảm đáng kể. Các nguồn thực phẩm vẫn có thể bị nhiễm chì từ khu vực cung cấp nguồn nguyên liệu hoặc từ khâu chế biến thực phẩm, đặc biệt là thực phẩm có chứa tính axit như các loại trái cây, đồ chua được đóng trong lon có thành phần chứa chì. Bên cạnh nguồn thực phẩm, nguồn nước cũng là nơi dễ bị ô nhiễm chì. Con đường dẫn nước qua các ống dẫn có chì làm nước bị ô nhiễm, hoặc bể chứa nước chứa chì cũng là nguyên nhân làm nước bị nhiễm chì.
Đặc biệt tại các khu vực sinh hoạt gần nơi luyện kim, khai thác, chì có thể hòa tan từ đất vào nguồn nước uống gây bệnh cho con người. Không chỉ thức ăn, nước uống bị ô nhiễm, không khí xung quanh con người cũng bị ảnh hưởng bởi lượng khí thải có chì từ các phương tiện giao thông, các khu chế suất hay các khu công nghiệp. Độc tính của chì (Pb) 1. Các con đường xâm nhập của chì vào cơ thể [15], [1] Đường tiêu hoá: Chì có thể xâm nhập qua thức ăn, nước uống vào cơ thể con người gây ra các rối loạn nhất định phụ thuộc độ tuổi, thể trạng của cơ thể.
Đường hô hấp: Chì cũng có thể xâm nhập vào cơ thể qua khí thải có chứa hơi chì từ các phương tiện giao thông hay các nhà máy, khu công nghiệp. Đường qua da: Chì có thể thấm qua da và đi vào máu khi con người tiếp xúc với các sản phẩm có chứa chì, điển hình là son môi. Chì thấm nhiều và nhanh hơn khi nhiệt độ và độ ẩm trên da tăng. Tác hại đối với con người [15] Người nhiễm độc chì có thể mắc phải một số triệu chứng và các bệnh như thiếu máu, đau bụng, bệnh lý về thần kinh, bệnh thận, vô sinh hoặc lâm vào trạng thái hôn 4 Luan van mê.
Chỉ cần một lượng nhỏ 0,5 ppm trong máu người đã gây ức chế enzyme, ngăn cản quá trình tổng hợp hemoglobin trong máu. Chì được xem như một chất độc tích lũy, khi tích lũy đến một hàm lượng nhất định, nó tạo ra một loạt các hiệu ứng chủ yếu trên hệ thống tạo máu, hệ thần kinh và thận. Trên hệ thống tạo máu: mối liên hệ giữa chì và các enzyme heme được tìm thấy ở hầu hết các tế bào. Ba trong số bảy enzyme heme bị giảm do chì, dẫn đến thiếu máu tùy mức độ.
Ảnh hưởng của chì xuất hiện ngay cả với nồng độ thấp 10 μg/dL. Trên hệ thống thần kinh: hệ thần kinh là nơi dễ chịu ảnh hưởng bởi nhiễm độc chì. Biểu hiện của nhiễm độc chì trên hệ thần kinh là bệnh não cấp tính với các triệu chứng nôn mửa kéo dài, co giật, hôn mê. Đặc biệt là trẻ em với ngưỡng nồng độ chì ảnh hưởng đến hệ thần kinh rất thấp, chỉ dưới 10 μg/dL.
Trên cơ quan thận: chì có thể gây ra suy thận mãn tính dẫn đến bệnh gút ở con người. Người bị nhiễm độc chì không có triệu chứng gì đến khi các chức năng thận suy giảm một cách đáng kể. Hàm lượng chì cao có thể dẫn đến xơ hoá kẽ, teo ống, cầu thận xơ cứng và cuối cùng là suy thận. Sơ nét về mỹ phẩm son môi Son môi là loại mỹ phẩm dùng ngoài da dành cả cho nam và nữ, già hay trẻ.
Son môi có nhiều loại khác nhau như son dưỡng, son kem, son nước, son lì với các dạng rắn, lỏng, kem tùy theo nhu cầu của người tiêu dùng. Son môi có tác dụng làm đẹp, dưỡng ẩm, ngăn ngừa nếp nhăn do trong thành phần chứa nhiều dưỡng chất như dầu khoáng, lalonin, sáp ong [13]. Theo thống kê của một bài báo trên tạp chí Food and Chemical Toxicology [16], phần trăm phụ nữ yêu thích các sản phẩm son môi của miền Đông Bắc Hoa Kỳ chiếm đến 60%. Điều đó chứng tỏ son môi có sức hút rất lớn đối với nữ giới nói riêng.
Trong thành phần chì chứa một số kim loại nặng như Cd, As, Hg, Pb gây ảnh hưởng xấu sức khỏe người tiêu dùng. Đặc biệt kim loại chì tích lũy dần trong cơ thể gây ra các bệnh như đã trình bày ở mục 1. Do đó, việc khảo sát hàm lượng chì trong các mẫu son môi là vô cùng cần thiết. Theo quy định của cục quản lý dược Việt 5 Luan van Nam, giới hạn hàm lượng chì trong các loại mỹ phẩm nói chung không vượt quá 20 ppm [2].
Một số phương pháp định lượng chì 1. Phương pháp quang phổ UV – VIS [8] Phương pháp này dùng để định lượng một số kim loại trong đó có chì thông qua sự tạo thành phức càng cua với thuốc thử dithizon. Phức chì – dithizon được pha trong dung môi cacbon tetraclorua (CCl4) hấp thụ cực đại ở bức xạ có bước sóng 520 nm. Ưu điểm: phương pháp đơn giản, dễ thực hiện.
Nhược điểm: giới hạn hàm lượng chì phát hiện được phải từ 10-7 M trở lên, các kim loại khác cũng có thể tạo phức với dithizon trong dung môi CCl4 gây sai số đến quá trình phân tích. Năm 2017, Đặng Kim Tại đã xác định hàm lượng chì trong đất ở thành phố Cao Lãnh, Tỉnh Đồng Tháp bằng phương pháp trắc quang (UV -VIS) kết hợp với phương pháp chiết tách. Kết quả thu được đều thỏa mãn giới hạn cho phép các kim loại nặng trong đất ( 70 mg/kg), hàm lượng chì từ 10,54 1,87 mg/kg đến 20,16 1,46 mg/kg. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử điện nhiệt EAAS [17] Phương pháp này có độ nhạy cao, thao tác dễ dàng và nhanh chóng, giai đoạn chuẩn bị mẫu hầu hết đều đơn giản, giới hạn phát hiện thấp, phù hợp cho phân tích chì ở hàm lượng nhỏ.
Năm 2012, Sema Gunduz và Suleyman Akman đã xác định hàm lượng chì trong son môi bằng phương pháp EAAS, sử dụng hỗn hợp HNO3 đặc (65%) và HF (40%) để phá mẫu trong lò vi sóng, sau đó đem đo độ hấp thụ ở bước sóng 283,3060 nm. Kết quả thu được hàm lượng chì trong các mẫu son từ 0,11 ng/mg đến 4,48 ng/mg. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GFAAS Phương pháp này cực kì hữu ích trong vấn đề nghiên cứu các nguyên tố ở dạng vết, vì đây là một trong những kĩ thuật có độ nhạy cao nhất, giới hạn phát hiện vào khoảng μg/L đến ng/L. 6 Luan van Năm 2012, tạp chí Talanta đã đăng bài báo nghiên cứu chì trong son môi của Aline Rodrigues Soares và Clésia Cristina Nascentes bằng phương pháp GFAAS.
Hai cách xử lí mẫu khác nhau được dùng để so sánh cho ra kết quả gần giống nhau: Khi xử lí mẫu bằng dung dịch TMAH, hàm lượng chì trong son thu được từ 2,07 0,03 μg/g đến 3,72 0,06 μg/g; khi xử lí mẫu bằng hỗn hợp acid HNO3 đặc, HF đặc và cung cấp nhiệt bằng lò vi sóng, hàm lượng chì trong son đạt từ 2,15 0,08 μg/g đến 3,56 0,15 μg/g [12]. Phương pháp khối phổ ICP - MS Phổ khối lượng có tính chọn lọc tốt, độ nhạy cao, phù hợp trong nghiên cứu hàm lượng vết các kim loại nặng như Hg, As, Pb… Năm 2014, Wei-Ni Chen và các cộng sự đã nghiên cứu hàm lượng chì trong các mẫu son môi bằng phương pháp kết hợp ICP-MS, hàm lượng chì đạt được trong các mẫu khác nhau dao động từ 22,5 0,7 ng/g đến 189 8,5 ng/g [19]. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS [5] 1. Nguyên tắc Để thực hiện phương pháp đo độ hấp thụ nguyên tử phải thực hiện quy trình chặt chẽ sau: Chọn điều kiện và hệ thống nguyên tử hoá phù hợp để chuyển mẫu cần phân tích thành dạng hơi của nguyên tử tự do, hơi này chính là môi trường hấp thụ bức xạ ở bước sóng thích hợp.
Chiếu chùm tia bức xạ có bước sóng thích hợp qua đám hơi nguyên tử từ nguồn cung cấp tia sáng, đó là đèn catot rỗng (HCL) hay đèn không điện cực (EDL). Cường độ chùm tia sáng bị đám hơi nguyên tử hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường hấp thụ. Hệ thống máy quang phổ sẽ thu toàn bộ chùm sáng và chọn vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó. Cường độ này chính là tín hiệu độ hấp thụ thể hiện trên màn hình máy đo.
Trong khoảng nồng độ nhất định, giá trị độ hấp thụ tuyến tính với nồng độ của nguyên tố trong mẫu theo công thức: A = a.Cb A: độ hấp thụ. 7 Luan van a: hằng số thực nghiệm L: bề dày môi trường hấp thụ chùm sáng đi qua. C: nồng độ của nguyên tố trong mẫu phân tích.