Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6496:1999 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 11047 : 1995) là văn bản kỹ thuật quan trọng quy định phương pháp xác định hàm lượng các kim loại nặng trong đất. Dưới đây là tóm tắt chi tiết và chuyên sâu về phần mở đầu cùng các điều khoản đầu tiên (từ Điều 1 đến Điều 4) của tiêu chuẩn này.

Phạm vi áp dụng (Điều 1)

Tiêu chuẩn này quy định chi tiết hai phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng của tám nguyên tố kim loại nặng và á kim trong dịch chiết đất bằng nước cường thủy (aqua regia), bao gồm: cađimi (Cd), crom (Cr), coban (Co), đồng (Cu), chì (Pb), mangan (Mn), niken (Ni) và kẽm (Zn). Việc lựa chọn phương pháp đo phụ thuộc vào nồng độ dự kiến của các nguyên tố trong mẫu:

• Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS): Được áp dụng để xác định các nguyên tố có hàm lượng từ trung bình đến cao trong dịch chiết đất. Giới hạn xác định thực tế của phương pháp này thường nằm trong khoảng từ 1 mg/kg đến 2 mg/kg đối với đất khô kiệt, tùy thuộc vào từng nguyên tố cụ thể và độ nhạy của thiết bị.
• Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (ET-AAS / GF-AAS): Sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa bằng lò graphite, thích hợp cho việc xác định các nguyên tố có hàm lượng vết cực thấp (thường dưới 1 mg/kg). Phương pháp này có độ nhạy cao hơn nhiều so với phương pháp ngọn lửa nhưng đòi hỏi kỹ thuật kiểm soát nhiễu nền phức tạp hơn.

Tiêu chuẩn viện dẫn (Điều 2)

Để đảm bảo tính chính xác và đồng bộ trong quá trình thực hiện quy trình phân tích, tiêu chuẩn này yêu cầu áp dụng kết hợp với các tiêu chuẩn viện dẫn sau:

• TCVN 4851 (ISO 3696): Nước dùng cho phòng thí nghiệm phân tích - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử. Tiêu chuẩn này quy định chất lượng nước cất hoặc nước khử ion tối thiểu phải đạt cấp độ 2 để tránh nhiễm bẩn mẫu.
• ISO 11466: Chất lượng đất - Chiết các nguyên tố vết tan trong nước cường thủy. Đây là tiêu chuẩn nền tảng quy định quy trình phá mẫu đất bằng hỗn hợp axit clohydric và axit nitric để thu được dịch chiết trước khi tiến hành đo phổ.

Nguyên tắc xác định (Điều 3)

Nguyên lý cốt lõi của cả hai phương pháp phân tích dựa trên sự hấp thụ bức xạ điện từ của các nguyên tử tự do ở trạng thái cơ bản:

• Đối với phương pháp ngọn lửa (F-AAS): Dịch chiết đất thu được sau quá trình xử lý bằng nước cường thủy được phun sương trực tiếp vào ngọn lửa (thường là hỗn hợp không khí-axetylen hoặc đinitơ oxit-axetylen). Tại đây, các hợp chất kim loại bị phân hủy và chuyển sang trạng thái nguyên tử tự do. Thiết bị đo độ hấp thụ ánh sáng phát ra từ đèn cathode rỗng (HCL) hoặc đèn phóng điện không cực (EDL) ở bước sóng đặc trưng cho từng kim loại.
• Đối với phương pháp không ngọn lửa (ET-AAS): Một thể tích mẫu rất nhỏ (vài chục microlit) được bơm vào ống graphite của lò nung. Quá trình gia nhiệt được lập trình nghiêm ngặt qua các giai đoạn: sấy khô (bay hơi dung môi), tro hóa (loại bỏ chất nền hữu cơ) và nguyên tử hóa (tạo đám hơi nguyên tử tự do). Độ hấp thụ ánh sáng ở bước sóng đặc trưng được ghi lại dưới dạng pic tín hiệu.
• Xác định nồng độ: Hàm lượng của từng kim loại trong mẫu được tính toán dựa trên việc so sánh độ hấp thụ đo được với đường chuẩn được thiết lập từ các dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ đã biết.

Hóa chất và thuốc thử (Điều 4)

Để hạn chế tối đa sai số do nhiễm bẩn từ môi trường và dụng cụ, tiêu chuẩn đưa ra các yêu cầu khắt khe về hóa chất sử dụng:

• Nước phân tích: Phải sử dụng nước đạt tiêu chuẩn loại 2 theo TCVN 4851, hoàn toàn không chứa các kim loại cần xác định ở giới hạn phát hiện của phương pháp.
• Axit nitric (HNO3) và Axit clohydric (HCl): Phải là loại tinh khiết đặc biệt dùng cho phân tích kim loại vết (suprapur hoặc tương đương) để pha chế nước cường thủy và các dung dịch axit loãng.
• Dung dịch tiêu chuẩn gốc (1000 mg/l): Được chuẩn bị từ các kim loại có độ tinh khiết cao (tối thiểu 99,9%) hoặc mua từ các nhà cung cấp chuẩn uy tín để làm cơ sở pha chế dãy dung dịch hiệu chuẩn làm việc.
• Chất biến đổi nền (Matrix Modifiers): Đặc biệt cần thiết đối với phương pháp không ngọn lửa (như amoni dihydro photphat, magie nitrat hoặc palađi nitrat) nhằm ổn định nhiệt độ nguyên tử hóa của nguyên tố phân tích hoặc tăng tính dễ bay hơi của các thành phần nền gây cản trở.