TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên lưƠng thị loan



tải về 0.6 Mb.
trang1/6
Chuyển đổi dữ liệu24.07.2016
Kích0.6 Mb.
  1   2   3   4   5   6

Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------
LƯƠNG THỊ LOAN

Xây dựng quy trình xác định đồng, chì, cadimi trong mẫu huyết thanh bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP-MS)

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 60 44 29

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Nguyễn Thị Huệ

Hà Nội – Năm 2009




LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô TS. Nguyễn Thị Huệ đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn này.

En xin chân thành cảm ơn PGS.TS Tạ Thị Thảo cùng các thầy cô trong bộ môn Hóa phân tích đã luôn tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến ThS. Vũ Văn Tú, ThS. Phạm Hải Long cùng các anh chị trong phòng phân tích chất lượng môi trường – Viện công nghệ môi trường – Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam, đã luôn động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm thực nghiệm .


Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2009

Học viên

LƯƠNG THỊ LOAN

MỤC LỤC


MỞ ĐẦU

Cho đến nay có hàng trăm công trình khoa học trên thế giới đã công bố các kết quả nghiên cứu về chức năng và ảnh hưởng của một số kim loại nặng đối với sức khỏe con người. Các nguyên tố vi lượng như đồng, chì và cadimi là thành phần rất cần trong cơ thể. Nếu dư thừa hoặc thiếu hụt sẽ gây ra một số bệnh như bệnh Schizophrenia, bệnh Willson đó là do sự dư thừa lượng đồng trong cơ thể, hiện tượng tím tái người ngất xỉu đột ngột do nhiễm độc chì,…

Để đánh giá mức độ nhiễm các nguyên tố này trong cơ thể, người ta thường định lượng chúng trong máu hoặc trong huyết thanh. Nhưng trong huyết thanh, hàm lượng kim loại thường rất nhỏ, vì vậy cần sử dụng các thiết bị phân tích có độ nhạy, độ chính xác cao để xác định chúng. Phù hợp với các loại mẫu này là phép đo quang phổ plasma ghép nối khối phổ (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer, ICP-MS). ICP-MS thể hiện tính ưu việt hơn các phương pháp khác như quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa dùng lò grafit (AAS-G), quang phổ phát xạ plasma (ICP-OES),… về khả năng phân tích nhanh và phát hiện với nồng độ thấp (ppt). Dựa vào phần mềm lựa chọn đồng vị, có thể tìm nồng độ tối ưu của nguyên tố đó trong mẫu, loại trừ ảnh hưởng trong quá trình phân hủy mẫu.

Để xác định thật chính xác hàm lượng các ion kim loại đồng, chì và cadimi trong huyết thanh, việc xây dựng một quy trình phân tích hoàn thiện từ quá trình chuẩn bị, xử lý mẫu và phép phân tích là hết sức cần thiết. Chính vì vậy “ Xây dựng quy trình xác định đồng, chì, cadimi trong huyết thanh bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP-MS)” là mục đích của luận văn đề ra. Đây là hướng nghiên cứu mới mang tính thực tiễn cao nhằm đưa ra quy trình phân tích chính xác hàm lượng một số kim loại trong huyết thanh. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là tài liệu hỗ trợ trong quá trình chuẩn đoán, điều trị bệnh tại một số bệnh viện như bệnh viện nhi trung ương.



Nội dung chính của luận văn gồm những phần sau:

  • Nghiên cứu các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu huyết thanh nhằm đưa ra quy trình xử lý mẫu tối ưu nhất để định lượng các kim loại đồng, chì và cadimi trong huyết thanh.

  • Nghiên cứu các điều kiện tối ưu trong quá trình phân tích các kim loại đồng, chì và cadimi trên thiết bị ICP-MS để kết quả phân tích đạt độ chính xác cao.

  • Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình phân tích các nguyên tố kim loại nói trên.

  • Xây dựng quy trình phân tích một số kim loại như đồng, chì và cadimi trong mẫu huyết thanh bằng phương pháp ICP-MS.

  • Áp dụng phân tích một số mẫu thực tế.


PHẦN I: TỔNG QUAN

1.1. Trạng thái tự nhiên, một vài tính chất và ứng dụng của đồng, chì và cadimi

1.1.1.Trạng thái thiên nhiên của các nguyên tố đồng, chì và cadimi[20]

Đồng là nguyên tố được con người biết đến và sử dụng sớm nhất. Những công cụ lao động bằng đồng được làm cách đây 6000 năm. Trong thiên nhiên, đồng là nguyên tố tương đối phổ biến. Trữ lượng đồng trong thạch quyển của vỏ trái đất chiếm khoảng 10-2 % về khối lượng. Những khoáng vật chính của đồng là: cancosin (Cu2S) chứa 79,8% đồng; cuprit (Cu2O) chứa 88,8% đồng; covelin (CuS) chứa 66,5% đồng; cancopirit (CuFeS2) chứa 34,57% đồng và malachit (CuCO3.Cu(OH)2).

Cadimi được tìm thấy trong tạp chất của cacbonat kẽm (calamin). Trong thạch quyển của vỏ trái đất cadimi chiếm khoảng 5×10-5 % về khối lượng. Khoáng vật chủ yếu của cadimi là quặng grinokit (CdS). Trong quặng blen kẽm và calamine có chứa khoảng 3% cadimi.

Chì đã được con người biết đến từ thời thượng cổ. Chì trong vỏ trái đất ứng với thành phần thạch quyển chiếm 1,6×10-3 % về khối lượng. Galen (PbS) là quặng chì quan trọng nhất trong công nghiệp, ngoài ra còn gặp chì trong quặng xeruzit (PbCO3).



1.1.2. Một vài tính chất và ứng dụng của đồng, chì và cadimi

* Tính chất vật lý

Đồng là kim loại nặng, mềm, màu ánh đỏ, có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Đồng có 11 đồng vị từ 58Cu đến 68Cu, trong đó có 2 đồng vị thiên nhiên là 63Cu (chiếm 70,13%) và 65Cu (chiếm 29,87%). Hai đồng vị phóng xạ bền nhất của đồng là 67Cu (chu kỳ bán hủy là 2,21 ngày-đêm) và 64Cu (chu kỳ bán hủy là 0,541 ngày-đêm).

Cadimi là kim loại có màu trắng ánh xanh, mềm, dễ uốn, có thể cắt bằng dao. Cadimi có 19 đồng vị, trong đó có 8 đồng vị gặp trong thiên nhiên 106Cd (chiếm 1,215%), 108Cd (chiếm 1,215%), 110Cd (chiếm 12,39%), 111Cd (chiếm 12,7%), 112Cd (chiếm 24,07%), 113Cd (chiếm 12,26%), 114Cd (chiếm 28,86%), và 116Cd (chiếm 7,58%). Trong các đồng vị phóng xạ thì đồng vị 100Cd có chu kỳ bán hủy 470 ngày đêm là bền nhất.

Chì là kim loại có mầu xám, có khối lượng riêng lớn nhất. Chì có 18 đồng vị, trong đó có 4 đồng vị thiên nhiên là 204Pb (chiếm 1,48%), 206Pb (chiếm 23,6%), 207Pb (chiếm 22,6%) và 208Pb (chiếm 52,3%). Đồng vị phóng xạ bền nhất của chì là 202Pb có chu kỳ bán hủy là 3.105 năm.

Một số tính chất vật lý của đồng, chì và cadimi được tổng kết trong bảng 1



Bảng 1: Một số tính chất vật lý của các nguyên tố đồng, chì và cadimi

STT

Tính chất vật lý

Đồng

Cadimi

Chì

1

STT trong bảng hệ thống tuần hoàn

29

48

82

2

Nguyên tử khối (đvC)

64

112

208

3

Cấu hình electron

[Ar]3d104s1

[Kr]4d105s2

[Kr]6s26p2

4

Năng lượng ion hóa (kJ/mol)

I1=745,5

I1=867,8

I1=715,6

I2=1957,9

I2=1631,4

I2=1450,5

5

Bán kính nguyên tử (pm)

135

155

180

6

Nhiệt độ nóng chảy (0C)

1083

321

327,4

7

Nhiệt độ sôi (0C)

2600

767

1740

8

Khối lượng riêng (g/cm3)

8,93

8,64

11,34


* Tính chất hóa học của đồng, chì và cadimi[16; 20].

Tác dụng với oxi

Ở nhiệt độ thường và trong không khí, đồng bị bao phủ bởi một lớp màng đỏ gồm Cu và Cu2O.

2Cu + O2 + 2H2O  2Cu(OH)2

Cu(OH)2 + Cu  Cu2O + H2O

Nếu trong không khí có CO2 thì đồng bị bao phủ bởi một lớp màu lục gồm cacbonat bazơ Cu(OH)2CO3.

Cadimi bền trong điều kiện không khí ẩm và ở nhiệt độ thường nhờ có màng oxit bảo vệ. Nhưng ở nhiệt độ cao cadimi cháy mãnh liệt tạo thành oxit, cho ngọn lửa màu sẫm.

Chì bị oxi hóa ở điều kiện thường tạo thành màng oxit bảo vệ cho kim loại. Khi đun nóng trong không khí, chì bị oxi hóa dần đến hết tạo ra PbO

2Pb + O2 2PbO



Tác dụng với các phi kim khác

Ở nhiệt độ thường đồng không tác dụng với Flo do hình thành một lớp CuF2 rất bền bên ngoài bảo vệ. Với Clo, đồng tác dụng tạo thành CuCl2. Khi đun nóng đồng tác dụng với lưu huỳnh, cacbon, photpho, asen tạo thành các muối tương ứng.

Halogen, lưu huỳnh, photpho tác dụng với cadimi tạo muối tương ứng.

Chì tác dụng được với các halogen, lưu huỳnh tạo thành muối.

Pb + S → PbS

Pb + Cl2 → PbCl2



Tác dụng với nước

Đồng, chì và cadimi không tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường. Nhưng ở nhiệt độ cao cadimi khử hơi nước biến thành oxit. Còn chì phản ứng chậm với nước khi có mặt của oxi tạo ra hidroxit:

2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

Tác dụng với axit

Với axit không có tính oxi hóa (như HCl, H2SO4 loãng,…) thì đồng không tác dụng (trừ HI do tạo thành CuI ít tan và HCN nhờ tạo thành anion phức bền [Cu(CN)2]-)

2Cu + 4HCN  2H[Cu(CN)2] + H2

Nhưng khi có mặt oxi không khí, đồng có thể tan được trong dung dịch HCl

2Cu + 4HCl + O2  2CuCl2 + 2H2O

Ngược lại cadimi và chì lại có thể tác dụng, giải phóng khí hidro.

Cd + 2HCl → CdCl2 + H2

Tuy nhiên, khi chì tan trong HCl lại tạo ra lớp PbCl2 khó tan làm cho chì không tan thêm được nữa; nhưng với HCl đặc chì lại dễ tan hơn do tạo thành hợp chất dễ tan dạng H2[PbCl4]

PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4]

Với các axit có tính oxi hóa (như HNO3, H2SO4 đặc) thì đồng, cadimi và chì đều hoạt động mạnh.

Cd + 2H2SO4 đ → CdSO4 + SO2 ↑ + 2H2O

Đồng tan trong H2SO4 đặc và HNO3 theo phương trình

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O

Cu + 2H2SO4  CuSO4 + SO2 ↑+ 2H2O

Chì chỉ tác dụng trên bề mặt với dung dịch H2SO4 có nồng độ thấp hơn 80% tạo ra lớp muối khó tan, người ta đã lợi dụng tính chất này để chế tạo ắc quy chì. Còn với H2SO4 đặc chì rất dễ tan do tạo hợp chất dễ tan Pb(HSO4)2 không bảo vệ được chì khỏi bị axit tiếp tục tác dụng:

Pb + H2SO4 → PbSO4 + SO2↑+ 2H2O

PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2

Nhưng với axit HNO3, chì tác dụng ở bất kỳ nồng độ nào đều tạo ra Pb(NO3)2. Tuy nhiên do Pb(NO3)2 khó tan trong HNO3 đặc, dễ tan trong nước nên chì dễ tan trong HNO3 loãng, khó tan trong HNO3 đặc

3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Chì cũng tan được trong axit axetic và một số axit hữu cơ khác khi có mặt oxi

2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O

Đặc biệt, chì còn có thể tan được trong dung dịch kiềm đặc nóng

Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2

*Ứng dụng của đồng, chì và cadimi

Đồng, chì và cadimi có rất nhiều ứng dụng quan trọng. Các sản phẩm được chế tạo từ đơn chất và hợp chất của ba kim loại trên đóng vai trò không thể thiếu trong đời sống con người. Đồng được sử dụng để sản xuất dây điện, que hàn, nam châm điện, mạch IC,.… Các hợp chất của đồng như dung dịch Feling có ứng dụng trong phân tích hóa học. Còn đồng (II) sulfat được sử dụng như là thuốc bảo vệ thực vật và chất làm sạch nước.

Cadimi được dùng để sản xuất các loại pin (đặc biệt là pin Ni-Cd). Ngoài ra cadimi còn dược dùng trong các chất màu, lớp sơn phủ, các tấm mạ và làm chất ổn định cho nhựa. Các sử dụng khác bao gồm: sản xuất hợp kim, lưới kiểm soát trong lò phản ứng hạt nhân. Các hợp chất chứa cadimi được sử dụng trong các ống hình của ti vi đen trắng hay ti vi màu, thiết bị phát sáng hay pin mặt trời,….

Còn chì lại là thành phần chính tạo nên ắc quy sử dụng cho xe, chất nhuộm trắng trong sơn. Chì được sử dụng như thành phần màu trong tráng men, được dùng làm các tấm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân….



1.1.3.Vai trò sinh học của đồng, chì và cadimi

Trong cơ thể con người, đồng là nguyên tố vi lượng rất cần thiết. Đồng được tìm thấy trong một số loại enzym như cytochrom coxidas, enzym chứa Cu-Zn superoxid dismutas. Đồng cũng là kim loại trung tâm trong chất chuyên chở ôxy hemocyanin.

Đồng có vai trò liên quan chặt chẽ với quá trình oxi hóa xảy ra trong cơ thể. Đồng là thành phần của nhiều men oxi hóa quan trọng như polyphenonoloxydaza, axcobinoxydaza, laccaza, dehydrogenaza và butyrylco-fecmen A. Tất cả những men chứa đồng này đều đã thực hiện phản ứng oxi hóa khử bằng cách chuyển điện tử từ nền đến oxi phân tử là chất nhận điện tử và trong quá trình đó hóa trị của đồng đã thay đổi từ trạng thái hóa trị II sang trạng thái hóa trị I và ngược lại. Các phản ứng oxi hóa đó đã xảy ra theo một trong các phương trình sau:

OH

[nền]H2 + O2 = [nền] (1)

OH

OH

[nền]H2 + O2 + 2e + 2H+ = [nền] (2)

OH

[nền]H2 + O2 = [nền] + H2O2 (3)



Đồng được vận chuyển chủ yếu trong máu bởi protein trong huyết tương gọi là ceruloplasmin. Đồng được hấp thụ trong ruột non và được vận chuyển tới gan bằng cách liên kết với albumin.

Khi thiếu đồng, hoạt động của các men oxi hóa bị yếu đi rất nhiều. Tuy nhiên, khi hàm lượng đồng cao sẽ gây tổn thương cho đường tiêu hóa, gan, thận và niêm mạc.

Đồng kết hợp với một số protein tạo ra enzym xúc tác cho hoạt động của cơ thể. Đồng cũng tham gia tạo ra năng lượng cung cấp cho các phản ứng sinh hóa. Đồng cũng liên quan đến sự biến đổi hắc tố của da giúp chuyển hóa các dạng colagen và elastin hình thành mô tế bào rất quan trọng với tim và động mạch. Do đó sự thiếu hụt đồng là một nhân tố làm tăng nguy cơ bị bệnh mạch vành tim ở người cao tuổi[12].

Bệnh Wilson ở người sinh ra do cơ thể giữ lại đồng, mà không bài tiết ra khỏi gan vào trong mật. Do cơ thể bị rối loạn một số chức năng hoặc do đột biến của gien nên ở người mắc bệnh Wilson, lượng đồng vào cơ thể không thải ra được mà đọng lại hết trong cơ thể. Theo thống kê mỗi năm tại bệnh viện nhi trung ương có khoảng 5 trẻ mắc bệnh Wilson.

Đồng tích tụ dần và gây nhiễm độc tại những cơ quan mà nó lắng đọng như gan, não, máu, mắt, khớp,…,nếu không được điều trị sớm sẽ dẫn tới các tổn thương về não và gan. Khi chất đồng lắng đọng ở cơ quan thần kinh, trẻ sẽ có những biểu hiện như tự nhiên khó nói, chảy nước miếng, những vận động khéo léo của bàn tay bị mất đi, viết chữ chậm, xấu, nặng hơn trẻ sẽ bị co cứng tay, chân hoặc có những biểu hiện tâm thần như trầm cảm, những rối loạn tâm thần, khó nuốt.

Sự tích tụ lượng đồng ở mắt sẽ gây ra bệnh Keyer-Fleischer, ở tim gây bệnh cơ tim và ở thận sẽ gây bệnh thận. Đặc biệt, khi đồng phóng thích đột ngột vào máu sẽ gây tán huyết (vỡ hồng cầu dữ dội). Trong trường hợp này, nếu bệnh trường diễn sẽ dẫn đến suy gan tối cấp, nếu không được ghép gan thì bệnh nhân sẽ bị tử vong. Theo WHO lượng đồng cần cho một ngày đối với nam là 12mg và 10mg đối với nữ[14].

Đối với cơ thể con người thì cadimi và các hợp chất của cadimi đều rất độc. Cadimi có thể xâm nhập vào cơ thể con người bằng nhiều con đường khác nhau như tiếp xúc với bụi cadimi, ăn uống các nguồn có sự ô nhiễm cadimi. Sự kiện bị ngộ độc cadimi trên thế giới là sự kiện xảy ra ở Nhật Bản với bệnh Itai - là một bệnh có liên quan đến ô nhiễm nguồn nước bởi cadimi. Người khi hít phải bụi chứa cadimi có thể bị các bệnh về hô hấp và thận. Nếu ăn phải một lượng đáng kể cadimi sẽ bị ngộ độc, có thể dẫn đến tử vong. Đã có bằng chứng chứng minh rằng cadimi tích tụ trong cơ thể gây nên chứng bệnh giòn xương. Ở nồng độ cao, cadimi gây đau thận, thiếu máu và phá hủy tủy xương. Người bị nhiễm độc cadimi, tùy theo mức độ sẽ bị ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, đặc biệt là bị tổn thương thận, ảnh hưởng đến nội tiết, máu và tim mạch. Mặt khác, cadimi còn là chất gây ung thư qua đường hô hấp. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy mối quan hệ giữa cadimi với chứng bệnh loãng xương, nứt xương. Sự hiện diện của cadimi trong cơ thể khiến cho việc cố định canxi trở nên khó khăn dẫn đến những tổn thương về xương gây đau đớn ở vùng xương chậu và hai chân. Ngoài ra, tỷ lệ ung thư tiền liệt tuyến vú và ung thư phổi cũng khá lớn ở nhóm người thường xuyên tiếp xúc với chất độc này.

Cadimi trong thận chiếm khoảng 1% lượng cadimi trong cơ thể. Các metallotionetin chỉ có ở thận là do cadimi tạo liên kết với các protein. Phần còn lại được giữ lại trong các bộ phận khác của cơ thể và tích lũy dần cùng tuổi tác. Khi lượng cadimi được tích lũy đủ lớn, nó có thể thay thế chỗ ion Zn2+ trong các enzim quan trọng, gây rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy xương gây ung thư…. Cadimi cũng có thể can thiệp vào quá trình sinh học có chứa magie và canxi theo cách thức tương tự như đối với kẽm.

Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) đã xếp cadimi 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. Lượng cadimi đưa vào cơ thể hàng tuần cơ thể có thể chịu đựng được là 7g/kg thể trọng[14].

Chì và các hợp chất của chì đều được xếp vào nhóm độc tố đối với cơ thể người. Khi hàm lượng chì tích lũy lại vượt quá ngưỡng cho phép thì chì sẽ ức chế một số enzym quan trọng trong quá trình tổng hợp máu dẫn đến không tạo được hồng cầu. Bởi vì chì đã ức chế một số sản phẩm trung gian trong quá trình tổng hợp máu dẫn đến không tạo được hồng cầu như delta-aminolevulinic axit hay còn gọi là ALA-dehidraza enzym I (HOOC-(CH)-CO-CH(NH2)-COOH), là một chất trung gian quan trọng để tổng hợp porphobilinogen[5]



HOOC - CH2 - CH2 -C C - CH2 - CH2 – COOH

H2N - CH2 - C C – H

N

Chì gây ức chế ALA-dehidraza enzym I, do đó giai đoạn tiếp theo hình thành porphobilinogen II không xảy ra được. Tổng quát chung thì chì phá hủy quá trình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố cần thiết cho máu như cytochoromes. Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxy để oxi hóa glucoza tạo năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể mỏi mệt. Nồng độ cao hơn 0,8ppm có thể gây thiếu hemoglobin, gây rối loạn chức năng thận và phá hủy não[5; 14].



Đối với sức khỏe con người, nhiễm độc chì gây ra bệnh về tai, mũi, họng, phế quản, máu, gan, xương và các bệnh ngoài ra. Khi ngộ độc chì, người lớn hay than phiền, đau tê ở đầu ngón chân, tay, bắp thịt mỏi yếu, nhức đầu, đau bụng, tăng huyết áp, thiếu máu, giảm trí nhớ, thay đổi tâm trạng, sảy thai, kém sản xuất tinh trùng... Lâu ngày, bệnh trở thành mạn tính, đưa tới suy thận, tổn thương thần kinh ngoại vi, giảm chức năng não bộ (do chì có khả năng tạo thành các hợp chất alkyl ái lipit)[9].

Trẻ em thường bị tác hại của chì trầm trọng hơn người trưởng thành, đặc biệt là trẻ dưới 6 tuổi vì hệ thần kinh còn non yếu và khả năng thải độc chất của cơ thể chưa hoàn chỉnh. Trong khi trẻ em có mức hấp thụ chì gấp 4-5 lần người lớn và thời gian bán phân hủy chì ở trẻ em cũng lâu hơn nhiều so với người lớn. Một số trẻ em có thể bị nhiễm ngay từ khi còn ở trong bụng mẹ, do người mẹ bị nhiễm chì, qua nhau thai từ tuần thứ 20 của thai kỳ và tiếp diễn suốt thời kỳ mang thai, hoặc bú sữa mẹ có hàm lượng chì cao. Tới khi lớn, các em có thể ăn thực phẩm có chứa chì, nuốt chì lẫn trong đất, bụi khi bò chơi trên mặt đất hoặc ăn các mảnh vụn sơn tường nhà cũ. Do đó trẻ từ 6 tuổi trở xuống và phụ nữ có thai là những đối tượng mẫn cảm với những ảnh hưởng nguy hại đến sức khỏe do chì gây ra. Gần đây, các phương tiện thông tin đại chúng trong nước và quốc tế đều đưa tin hai vụ nhiễm độc chì ở trẻ em Trung Quốc trong vòng một tháng qua, với số nạn nhân lên đến 1.300 bé tại tỉnh Hồ Nam và trên 600 bé ở tỉnh Thiểm Tây. Theo trung tâm kiểm soát bệnh tật Hoa Kỳ (CDC), hơn 250.000 trẻ em 1-5 tuổi ở quốc gia này có lượng chì trong máu lớn hơn 100 microgam/lít, mức được cho là nhiễm độc chì.

Ở trẻ em, nhiễm độc chì cấp tính khiến các em trở nên cáu kỉnh, kém tập trung, ói mửa, dáng đi không vững, lên cơn kinh phong. Trường hợp mãn tính, các em có dấu hiệu chậm trí, hay gây gổ, lên kinh thường xuyên, đau bụng, thiếu máu, suy nhược cơ bắp, suy thận, đôi khi có thể đưa tới tử vong.

Ngoài ra, chì có thể thay thế một phần canxi trong Ca2(PO4)2 của xương, tác dụng gây ra vành xám ở lợi răng và hệ thần kinh, các bệnh về đường ruột và bệnh thiếu máu. Chì và các hợp chất của chì có thể vào cơ thể người thông qua việc ăn uống, hô hấp và tích lũy lại, gây ra các bệnh nguy hiểm đặc biệt là ung thư và biến đổi gen rất nguy hiểm.

WHO đã thiết lập giá trị tạm thời cho hàm lượng chì đưa vào cơ thể hàng tuần có thể chịu đựng được đối với trẻ sơ sinh và thiếu nhi là 25g/kg thể trọng[14].

Chính vì vậy, việc kiểm soát và xác định chính xác hàm lượng kim loại đồng, chì và cadimi trong cơ thể con người là rất quan trọng. Kiểm soát được hàm lượng các kim loại này trong cơ thể sẽ giúp chúng ta phòng ngừa bệnh tật, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Xác định hàm lượng các kim loại này trong cơ thể giúp cho y học có thể chuẩn đoán một số bệnh có liên quan đến các kim loại này.

Xuất phát từ ý nghĩa to lớn đó mà trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu xác định hàm lượng các kim loại nặng nói chung, và kim loại đồng, chì và cadimi nói riêng trong các đối tượng mẫu khác nhau (như đất, nước, không khí, thực phẩm,…) với nhiều phương pháp khác nhau.

Để xác định hàm lượng các kim loại trong cơ thể con người, người ta thường tiến hành phân tích chúng trong tóc, móng tay, nước tiểu, máu và huyết thanh.

Trong huyết thanh, các kim loại này chủ yếu tồn tại ở dạng phức protein vận chuyển (hay dự trữ) và ion kim loại tự do. Hàm lượng kim loại này trong huyết thanh chỉ cỡ vài g/L, rất nhỏ so với trong máu. Sự tồn tại đồng thời các nguyên tố này trong huyết thanh gây ra những ảnh hưởng qua lại lẫn nhau. Điều này đã được khẳng định trong một số công trình nghiên cứu, ví dụ như cadimi cạnh tranh với đồng, chiếm chỗ của đồng trong liên kết với sulfhydry. Điều này đã giải thích cho tác dụng đối kháng của cadimi trong việc hấp thu đồng. Cadimi có khả năng đuổi kẽm khỏi một số emzym và gây bệnh máu heamatopoiesis. Nếu trong cơ thể hàm lượng kẽm lớn sẽ ngăn cản việc hấp thu đồng qua ruột, làm thiếu đồng trong cơ thể, mặc dù lượng đồng được cung cấp thích hợp. Và thiếu đồng sẽ gây thiếu sắt, dẫn tới thiếu máu,…[39].

Chính vì vậy mà hàm lượng của các nguyên tố này trong huyết thanh không cố định, khác nhau tùy theo lứa tuổi, giới tính và có thể thay đổi tùy theo các điều kiện khác nhau của môi trường sống. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng kim loại đồng và chì trong huyết thanh của nữ thường cao hơn của nam. Trẻ em có độ hấp thụ chì cao hơn người lớn, trong khi hàm lượng đồng trong huyết thanh lại tăng theo độ tuổi. Những người sống ở những vùng bị ô nhiễm kim loại đồng, chì, cadimi thường có hàm lượng các kim loại này trong huyết thanh cao hơn so với người sống ở khu vực không bị ô nhiễm. Các bệnh nhân bị mắc các những bệnh có liên quan đến hàm lượng các kim loại đồng, chì, cadimi như bệnh Willson, bệnh giòn xương,…,thường có hàm lượng các kim loại này trong huyết thanh tăng đột biến. Do đó có thể nói rằng hàm lượng các kim loại trong huyết thanh phản ánh tình trạng ô nhiễm kim loại của môi trường sống và tình trạng sức khỏe của con người sống trong môi trường đó.

Tuy nhiên, trên thế giới số lượng công trình nghiên cứu xác định các kim loại này trong máu tương đối nhiều, còn trong huyết thanh thì rất hạn chế.

Y.E.R.Von Suhirnding, thuộc tổ chức y tế thế giới (WHO) đã nghiên cứu xác định hàm lượng chì trong máu của trẻ em ở Johanesbus bao gồm các khu vực nội và ngoại thành của Alexandra và Westbury, phía bắc và phía tây của trung tâm thành phố. Kết quả chỉ ra rằng hàm lượng chì trung bình ở trẻ em là 11,9 g/dL, trong đó 78% số trẻ có hàm lượng chì bằng hoặc vượt quá 10 g/dL so với quy định của quốc tế hiện nay (theo trung tâm phòng chống ung thư thế giới,1991)[17].

Angela Mathee thuộc đại học Witwatersrand, Johanesbus, Nam Phi và các cộng sự nghiên cứu về sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các kim loại chì và mangan trong máu của trẻ đang trong độ tuổi đến trường của ba thành phố lớn ở Nam Phi là Cape Town (11 trường), Johanesbus (10 trường) và Kimberley (6 trường) với tổng số mẫu máu là 1282 mẫu. Kết quả nghiên cứu đã rút ra kết luận không có sự ảnh hưởng đáng kể của mangan đến việc xác định hàm lượng chì trong máu[26].

Shungin Wang và Jinliang Zhang – Trung tâm khoa học sức khỏe, Bắc Kinh, Trung Quốc đã nghiên cứu hàm lượng chì trong máu của trẻ em Trung Quốc, và đã đưa ra giá trị trung bình của hàm lượng chì trong máu trẻ em Trung Quốc là 92,2 g/L. Trong đó có 9 trong số 27 tỉnh và thành phố được chọn để nghiên cứu có hàm lượng chì trong máu của trẻ là cao hơn 100 g/L. Trong đó, trẻ em nam có hàm lượng chì cao hơn trẻ em nữ. Trẻ em sống ở ven vùng công nghiệp có hàm lượng chì cao hơn trẻ ở các vùng khác[40].

Waelin I. Mortada, Mohamed A. Sobh, Mohamed M. El-Defrawy và Sami E. Farahat ở đại học Mansoura-Ai Cập đã nghiên cứu hàm lượng cadimi, chì, thủy ngân trong máu, nước tiểu, tóc, móng tay của 68 nam và 25 nữ. Kết quả thu được cho thấy giới tính, thói quen hút thuốc ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng các nguyên tố này trong máu, nước tiểu, tóc, móng tay[43].

Ebba Bárány - đại học khoa học nông nghiệp Thụy Điển và các đồng sự đã tiến hành nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hàm lượng vết của 13 kim loại trong máu và huyết thanh vào giới tính, độ tuổi, vùng dân cư và vùng kinh tế. Đối tượng trong nghiên cứu này là thanh thiếu niên Thụy Điển ở hai độ tuổi là 15 và 17, thuộc hai khu vực môi trường tự nhiên và kinh tế - xã hội khác nhau. Kết quả cho thấy theo độ tuổi hàm hượng chì giảm còn cadimi lại tăng. Nữ có hàm lượng chì cao hơn trong khi hàm lượng coban và đồng thấp hơn so với nam. Điều kiện kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến hàm lượng của tất cả các nguyên tố này trong huyết thanh[22].

Jean-Pierre Goulle và các cộng sự đã tiến hành phân tích hàm lượng kim loại trong máu, huyết thanh, nước tiểu, tóc bằng phương pháp ICP-MS. Kết quả phân tích hàm lượng của 27 nguyên tố trong 100 mẫu máu và 100 mẫu huyết thanh, 30 nguyên tố trong 100 mẫu nước tiểu, 32 nguyên tố trong 100 mẫu tóc cho thấy hàm lượng của các kim loại trong các đối tượng mẫu khác nhau là khác nhau tùy thuộc vào từng nguyên tố. Jean-Pierre đã đưa ra được khoảng nồng độ của một số kim loại trong huyết thanh như đồng (794-2023 g/l); chì (0,014-0,25 g/l); cadimi (0,01-0,05 g/l) và trong máu như chì (11,4-62,8g/l); cadimi (0,15-2,04g/l), mangan (5-12,8g/l); thủy ngân (0,94-8,13g/l);…[30].

Ở Việt Nam, do hạn chế về mặt kỹ thuật nên việc xác định hàm lượng các kim loại trong máu nói chung và trong huyết thanh nói riêng rất ít. Có thể đưa ra một số công trình tiêu biểu sau

Nguyễn Văn Nhiên và các cộng sự đã nghiên cứu xác định lượng vết của các kim loại kẽm, selen, magie trong máu của 243 trẻ em từ 12 đến 72 tháng tuổi ở vùng nông thôn Việt Nam, trong đó có 137 nam và 106 nữ, bằng thiết bị ICP-MS. Kết quả chỉ ra được hàm lượng trung bình của kẽm, đồng, selen, mangan lần lượt là 514 g/l; 1067 g/l; 65,3 g/l và 18 g/l. Đồng thời cũng chỉ ra được mối quan hệ giữa sự thiếu hụt selen với bệnh thiếu máu[37].

Tiến sĩ Lương Thúy Quỳnh – khoa sinh hóa, viện lão khoa Trung ương đã nghiên cứu xác định hàm lượng đồng, kẽm trong huyết thanh người có tuổi ở Việt Nam bằng thiết bị AAS. Kết quả thu được cho thấy hàm lượng trung bình của đồng và kẽm lần lượt là 1,06 mg/l; 1,05 mg/l. Từ 75 tuổi trở lên hàm lượng đồng tăng lên, trong khi hàm lượng kẽm lại giảm. Kẽm huyết thanh ở nam cao hơn ở nữ. Trong huyết thanh của bệnh nhân ung thư và nhồi máu cơ tim hàm lượng đồng tăng còn hàm lượng kẽm giảm[12].

Các nước phát triển từ lâu đã có chương trình phòng chống nhiễm độc các kim loại nặng nói chung và các kim loại đồng, chì, cadimi nói riêng. Tổ chức y tế thế giới (WHO) cũng đã đưa ra khoảng nồng độ của gần 30 kim loại trong huyết thanh được cho là an toàn với sức khỏe con người, trong đó đồng là 794-2023 g/l; chì là 0,014-0,25 g/l; cadimi là 0,01-0,05 g/l [30]. Đây là cơ sở khoa học để đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng nói chung, và ô nhiễm đồng, chì, cadimi nói riêng. Còn trong lĩnh vực y tế, hàm lượng kim loại đồng, chì và cadimi trong huyết thanh là cơ sở cho việc chuẩn đoán và điều trị các bệnh có liên quan đến ô nhiễm bởi các kim loại này.

Trong khi nước ta chưa có một chương trình như vậy và cũng không có thống kê đủ tin cậy về tình trạng nhiễm độc đồng, chì và cadimi ở người dân. Tuy nhiên, không ai dám đoan chắc tỉ lệ nhiễm độc các kim loại này ở người dân là thấp, do ở Việt Nam hiện nay chưa có tài liệu chính thức nào cho biết hàm lượng các kim loại đồng, chì, cadimi trong huyết thanh của người Việt Nam. Vì vậy trong thời gian tới cần phải xây dựng quy trình xác định hàm lượng các kim loại nặng trong huyết thanh nói chung, và của đồng, chì, cadimi nói riêng, tiến tới đưa ra được khoảng nồng độ đồng, chì và cadimi được cho là an toàn đối với thể trạng của người Việt Nam.





  1   2   3   4   5   6


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương