[Luan Van Thac Sy] Xác định Cd, Pb bằng F-AAS

7/31/2019 [Luan Van Thac Sy] Xác định Cd, Pb bằng F-AAS

http://slidepdf.com/reader/full/luan-van-thac-sy-xac-dinh-cd-pb-bang-f-aas 1/82

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NGUYỄN THỊ HÂN

XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CADIMI VÀ CHÌ TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU

XANH TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ - TỈNH THÁI NGUYÊN BẰNG PHƢƠNG

PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

Thái Nguyên, năm 2010




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NGUYỄN THỊ HÂN

XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CADIMI VÀ CHÌ TRONG MỘT SỐ LOẠI

RAU XANH TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ - TỈNH THÁI NGUYÊN BẰNG

PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)

Chuyên ngành: Hoá phân tích

Mã số: 60.44.29

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ĐĂNG ĐỨC

Thái Nguyên, năm 2010




LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên của luận văn này tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn

Đăng Đức. Thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện

luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Hóa học, Trường Đại học

Sư phạm, Đại học Thái Nguyên; các thầy cô, anh chị và các bạn trong bộ môn Hóa

học, Trường Đại Học Khoa Học, Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ tạo điều kiện cho

tôi trong suốt quá trình làm luận văn.

Dù đã có nhiều cố gắng, song do năng lực còn hạn chế nên trong luận văn của

tôi chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng

góp của các thầy cô và các bạn để luận văn này được hoàn chỉnh hơn.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2010

Học viên

Nguyễn Thị Hân




DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

Abs Absorbance Độ hấp thụ

AAS Atomic Absorption

Spectrometry

Phép đo quang phổ hấp thụ

nguyên tử

F- AAS Flame - Atomic Absorption

Spectrometry

Phép đo quang phổ hấp thụ

nguyên tử ngọn lửa

HCL Hollow Cathoe Lamps Đèn catôt rỗng

ppm Part per million Một phần triệu




MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................3

1.1. Giới thiệu chung về rau xanh ..........................................................................3

1.1.1. Vai trò của rau ..........................................................................................3

1.1.2. Thế nào là rau sạch ...................................................................................3

1.1.3. Công dụng của một số loại rau ..................................................................4

1.1.4. Một số tiêu chí rau an toàn........................................................................6

1.1.4.1. Định nghĩa .........................................................................................6

1.1.4.2. Các yếu tố gây ô nhiễm cho rau..........................................................7

1.1.4.3. Về chất lượng của rau an toàn ............................................................9

1.2. Tính chất của Cd và Pb [14,22,23] ..................................................................9

1.2.1. Tính chất vật lý.........................................................................................9

1.2.2. Tính chất hóa học. .................................................................................. 11

1.2.3. Các hợp chất của Cd và Pb ..................................................................... 12

1.2.3.1. Các ôxít ............................................................................................ 12

1.2.3.2. Các hyđroxit..................................................................................... 13

1.2.3.3. Các muối .......................................................................................... 13

1.3. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd, Pb [5,17]......................................... 14

1.3.1. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd................................................... 14

1.3.2. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Pb [10] ............................................ 16

1.4. Các phương pháp xác định Cd, Pb................................................................. 17

1.4.1. Phương pháp phân tích hoá học [13]....................................................... 17

1.4.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng ................................................... 17

1.4.1.2. Phương pháp phân tích thể tích ........................................................ 18

1.4.2. Phương pháp phân tích công cụ .............................................................. 19

1.4.2.1. Phương pháp điện hoá [7,13]............................................................ 19

1.4.2.2. Phương pháp quang phổ ................................................................... 21




1.5. Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb [12,25] ........................ 24

1.5.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) ............................. 25

1.5.2. Phương pháp xử lý khô ........................................................................... 25

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. ....... 27

2.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu................................................................. 27

2.1.1. Đối tượng và mục tiêu ............................................................................ 27

2.1.2. Các nội dung nghiên cứu ........................................................................ 27

2.2. Giới thiệu phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử [9] ....................................... 27

2.2.1. Nguyên tắc của phương pháp .................................................................. 27

2.2.2. Hệ trang bị của phép đo .......................................................................... 28

2.3. Giới thiệu về phương pháp xử lý ướt mẫu bằng axit ...................................... 29

2.3.1. Nguyên tắc của phương pháp .................................................................. 30

2.3.2. Cơ chế phân hủy ..................................................................................... 30

2.4. Dụng cụ - hóa chất ........................................................................................ 31

2.4.1. Dụng cụ máy móc................................................................................... 31

2.4.2. Hoá chất ................................................................................................. 31

CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ ............ ............. ..... 32

3.1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm để đo phổ của cadimi và chì .................. 32

3.1.1. Khảo sát chọn vạch đo phổ ..................................................................... 32

3.1.2. Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng (HCL) ....................................... 33

3.1.3. Khảo sát độ rộng khe đo ......................................................................... 34

3.1.4. Khảo sát chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu ...................................... 35

3.1.5. Khảo sát thành phần hỗn hợp khí cháy.................................................... 36

3.1.6. Tốc độ dẫn mẫu ...................................................................................... 37

3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo .................................................. 37

3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit ............................. 38

3.2.2. Khảo sát thành phần nền của mẫu ........................................................... 40

3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của các ion.............................................................. 42

3.2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của các cation ................................................... 42




3.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các anion.................................................... 44

3.2.3.3. Ảnh hưởng của tổng các cation và anion .......................................... 45

3.3. Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo F- AAS...................................... 47

3.3.1. Khảo sát xác định khoảng tuyến tính của Cd và Pb ................................. 47

3.3.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới

hạn định lượng (LOQ) của Cd và Pb ................................................................ 49

3.3.2.1. Đường chuẩn của Cadimi ................................................................. 49

3.3.2.2. Đường chuẩn của chì........................................................................ 51

3.4. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo ...................................................... 53

3.5. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của cadimi và chì .............................. 56

3.6. Phân tích mẫu thực ........................................................................................ 56

3.6.1. Lấy mẫu.................................................................................................. 56

3.6.2. Khảo sát quá trình xử lí mẫu ................................................................... 58

3.7. Thực nghiệm đo phổ và tính toán kết quả ...................................................... 60

3.7.1. Phương pháp xử lí kết quả phân tích theo phương pháp đường chuẩn ..... 60

3.7.2. Kết quả xác định hàm lượng cadimi, chì trong các mẫu rau .................... 60

3.8. Kiểm tra quá trình xử lý mẫu......................................................................... 62

3.8.1. Mẫu lặp .................................................................................................. 62

3.8.2. Mẫu thêm chuẩn ..................................................................................... 66

KẾT LUẬN ............................................................................................................ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 71

PHỤ LỤC....................................................................Error! Bookmark not defined.






Bảng 3.26: Kết quả sai số và độ lặp của phép đo chì .............................................. 55

Bảng 3.27: Tổng kết các điều kiện đo phổ F- AAS của Cd, Pb .............................. 56

Bảng 3.28: Địa điểm và thời gian lấy mẫu ............................................................. 57

Bảng 3.29: Tỉ lệ khối lượng của một số loại rau trước và sau khi sấy khô .............. 58

Bảng 3.30: Kết quả khảo sát lượng HNO3 ứng với 1 gam mẫu rau khô .................. 59

Bảng 3.31: Kết quả đo phổ F- AAS đối với nguyên tố Cd ..................................... 61

Bảng 3.32 : Kết quả đo phổ F- AAS đối với nguyên tố Pb ..................................... 61

Bảng 3.33 : Kết quả xử lý số liệu hàm lượng Cd.................................................... 63

Bảng 3.34 : Hàm lượng chính xác Cd trong rau ..................................................... 63

Bảng 3.35: Kết quả xử lý số liệu hàm lượng Pb ..................................................... 64

Bảng 3.36: Hàm lượng chính xác Pb trong rau ...................................................... 65

Bảng 3.37 : Mẫu thêm chuẩn ................................................................................. 66

Bảng 3.38: Kết quả phân tích cadimi ..................................................................... 67

Bảng 3.39: Kết quả phân tích chì ........................................................................... 67




DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 2.1 : Sơ đồ cấu tạo máy phổ hấp thụ nguyên tử .............................................. 29

Hình 3.1: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Cd.................................. 48

Hình 3.2: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb .................................. 49

Hình 3.3: Đồ thị đường chuẩn của cadimi ............................................................... 50

Hình 3.4: Đồ thị đường chuẩn của chì .................................................................... 52

Hình 3.5: Đồ thị hàm lượng Cd qua kết quả phân tích rau ở một số xã

của huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên ....................................................... 64

Hình 3.6: Đồ thị hàm lượng Pb qua kết quả phân tích rau ở một số xã của

huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên ............................................................. 65




1

MỞ ĐẦU

Ngày nay việc bảo vệ môi trường và an toàn thực phẩm là vấn đề quan trọngđối với mỗi quốc gia. Trong đời sống, rau xanh luôn là nguồn thực phẩm cần thiết

và quan trọng. Hiện nay do nhiều nguyên nhân khác nhau mà chủ yếu là việc sử

dụng phân bón hoá học, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất thải của

các nhà máy, khu công nghiệp đã dẫn đến sự ô nhiễm nguồn đất, nguồn nước và bầu

khí quyển. Do đó rau xanh có thể bị nhiễm một số kim loại nặng như Sn, Pb, Hg,

Mn, Zn... và các vi sinh vật gây bệnh. Nếu con người sử dụng phải sẽ bị ngộ độc có

thể gây ra những căn bệnh hiểm nghèo như ung thư sẽ dẫn đến tử vong.

Vấn đề đang được đặt ra ở Thái Nguyên nói riêng và cả nước nói c hung là

làm thế nào để có được rau xanh an toàn (rau sạch)?

Như vậy việc điều tra, đánh giá chất lượng rau sạch trở nên vô cùng cấp thiết.

Một trong các chỉ tiêu dùng để đánh giá độ an toàn thực phẩm nói chung và rau sạch

nói riêng là hàm lượng các kim loại nặng. Do đó, việc phân tích để tìm ra hàm lượng

các kim loại nặng trong rau xanh trên địa bàn huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên sẽ

góp phần kiểm soát được chất lượng rau sạch theo tiêu chuẩn rau sạch đang được áp

dụng ở Việt Nam. Có nhiều phương pháp để xác định hàm lượng các kim loại, tùy

thuộc vào hàm lượng chất phân tích mà có thể sử dụng các phương pháp khác nhau:

phương pháp phân tích thể tích, phương pháp phân tích trọng lượng, phương pháp

điện hóa, phương pháp phân tích công cụ (phương pháp quang phổ, phương pháp phổ

phát xạ nguyên tử AES, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS) trong đó phương

pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F- AAS là phương pháp có độ nhạy, độ chọn

lọc cao, phù hợp với việc xác định lượng vết các kim loại nặng trong thực phẩm.

Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi chọn đề tài: " Xác định hàm lượng Cadimi

và Chì trong một số loại rau xanh tại huyện Đại Từ - tỉn h Thái Nguyên bằng

phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F -AAS)".

Mục đích: Xác định được hàm lượng Cadimi và Chì gây ô nhiễm trong r au

xanh và đánh giá hiện trạng ô nhiễm bởi hai kim loại này trong rau xanh ở một số

xã của huyện Đại Từ tỉnh Thái nguyên.




2

Để thực hiện đề tài này, chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:

1. Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện xác định Cd, Pb trong rau xanh bằng

phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F- AAS)

2. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình xử lý mẫu đối với các mẫu rau xanh.

3. Xác định hàm lượng của Cd, Pb trong một số mẫu rau xanh tại huyện Đại

Từ tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp đường chuẩn và thêm chuẩn.




3

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về rau xanh 1.1.1. Vai trò của rau

Các loại rau tươi của nước ta rất phong phú. Nhìn chung ta có thể chia rau

tươi thành nhiều nhóm: nhóm rau xanh như rau cải, rau muống, rau xà lách, rau

cần... nhóm rễ củ như cà rốt, củ cải, củ su hào, củ đậu...nhóm cho quả như cà chua,

dưa chuột... nhóm hành gồm các loại hành, tỏi. Trong ăn uống hàng ngày rau tươi

có vai trò đặc biệt quan trọng. Rau tươi nằm trong nhóm thứ 4, cung cấp vitamin và

muối khoáng. Nếu tính lượng đạm có trong 100 gam có thể thấy một số loại rau rất

giàu chất đạm như bồ ngót, rau muống. Mặc dù chất đạm có nhiều trong thịt, cá từ

14 – 15 gam nhưng thịt cá đắt tiền, không phải ai cũng có khả năng mua thường

xuyên trong khi rau rất rẻ mà lượng đạm cung cấp cũng khá. 1kg rau muống cung

cấp 300 gam lượng đạm tương đương 200 gam thịt. Như vậy rau là loại thức ăn rẻ

tiền nhưng lại có vai trò dinh dưỡng rất cao. Rau còn quan trọng ở chỗ nó cung cấp

chất xơ. Chất xơ không dễ tiêu hoá hấp thụ được, không cung cấp năng lượng, nó

tạo ra chất thải lớn trong ruột, làm tăng nhu động ruột, chống táo bón. Đây là điều

rất quan trọng trong việc tránh hấp thụ có hại cho cơ thể. Nếu phân để lâu trong ruột

do thiếu chất xơ cũng tăng tỉ lệ ung thư tiêu hoá, đại tràng, gây xơ vữa động mạch.

Ngoài ra, chất xơ còn thúc đẩy sự hấp thụ của cơ thể đối với 3 nhóm thức ăn đạm,

béo, đường. Rau còn là nguồn chất sắt quan trọng. Sắt trong rau được cơ thể hấp thụ

tốt hơn sắt ở các hợp chất vô cơ. Các loại rau, đậu, xà lách là nguồn mangan tốt.

Tóm lại, rau tươi có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng, trong bữa ăn hàng ngày

của chúng ta không thể thiếu được. Điều quan trọng là phải đảm bảo rau sạch,

không có vi khuẩn gây bệnh và các hoá chất độc nguy hiểm.

1.1.2. Thế nào là rau sạch

Rau sạch là rau không bị ô nhiễm bởi các tác nhân sinh học, hoá học, vật lí vượt

qua giới hạn cho phép và không gây nguy hại tới sức khoẻ cho người tiêu dùng.




4

Ô nhiễm sinh học: ô nhiễm vi khuẩn, vi rút, kí sinh trùng.

+ Vi khuẩn: phân tươi là ổ chứa của nhiều loại vi khuẩn gây bệnh tả, lị,

thương hàn, trứng giun sán...do vậy chúng có thể lây nhiễm sang rau, khi ăn rausống hoặc nấu rau không chín thì chúng sẽ theo vào cơ thể và gây bệnh.

+ Vi rút : gây viêm gan thường gặp trong các môi trường không đảm bảo vệ

sinh như nước bẩn, thức ăn nhiễm bẩn (do côn trùng, phân người...). Đáng lưu ý là

các loại rau thuỷ sinh trồng dưới nước gần nguồn ô nhiễm phân như cầu tiêu, trên

ao, hồ, sông...

+ Kí sinh trùng: rau trồng ở khu vực đất có nhiều nguồn ô nhiễm như bón

phân tưới của gia súc, gia cầm, phân người khả năng nhiễm rất cao và gây nguy

hiểm cho người sử dụng.

Ô nhiễm hoá học: ô nhiễm kim loại nặng, hoá chất bảo vệ thực vật, phụ

gia bảo quản

+ Ô nhiễm kim loại nặng: xảy ra khi trồng rau quả, củ gần nơi ô nhiễm khí

thải của các nhà máy hay khói xăng, gần quốc lộ hoặc dùng nước thải của các nhà

máy thải ra để tưới rau.

+ Ô nhiễm tồn dư thuốc bảo vệ thực vật do xịt thuốc cho rau quả thời gian

cách li ngắn, chưa thải hồi hết đã thu hoạch. Gây ngộ độc cấp và mãn tính cho

người sử dụng.

Để đạt được năng suất cao hoặc để tiêu diệt các sâu, rầy, đặc biệt là đối với

một số loại rau quả dễ bị sâu phá hoại, một số người nông dân đã sử dụng quá nhiều

phân bón hoá học và phun thuốc trừ sâu với liều lượng vượt quá mức an toàn, phun

thuốc trừ sâu tới sát ngày thu hoạch. Mặt khác, một số loại rau quả được trồng ở

vùng đất ô nhiễm, tưới phân tươi, hay nước thải bẩn cũng là mối đe doạ cho sức

khoẻ của người tiêu dùng. Nên thận trọng với những loại rau ăn lá hoặc rau trái

không phải gọt vỏ như: rau muống nước, xà lách, tần ô, cải bẹ xanh, cải ngọt, cải

dùng để làm dưa, rau má, đậu đũa, khổ qua, dưa leo, cà chua, nho, táo...

1.1.3. Công dụng của một số loại rau

Rau muống có vị ngọt, tính hơi lạnh. Công dụng thanh nhiệt, lương huyết,

chỉ huyết, thông đại tiểu tiện, giải các chất độc xâm nhập vào cơ thể. Rau muống có




5

nhiều tính năng và tác dụng trong việc phòng và chữa bệnh như: thanh nhiệt giải

độc mùa hè, lương huyết, cầm máu, chữa tâm phiền, chảy máu mũi, lưỡi đỏ rêu

vàng, khát nước mát, ù tai chóng mặt; đau đầu trong trường hợp huyết áp cao; đau

dạ dày, nóng ruột, ợ chua, miệng khô đắng; say sắn, ngộ độc sắn; giải các chất độc

trong thức ăn; các chứng bệnh chảy máu như chảy máu cam, ho nôn ra máu; tiêu

tiểu ra máu, trĩ, lỵ; sản phụ khó sinh; khí hư bạch đới; phù thũng toàn thân do thận,

bí tiểu tiện; đái tháo đường; quai bị; chứng đẹn trong miệng hoặc lở khóe miệng ở

trẻ em; lở ngứa, loét ngoài da, zona, ong cắn; rôm sẩy, mẩn ngứa; sởi, thủy đậu ở trẻ

em… Rau muống cung cấp nhiều chất xơ, có vitamin C, vitamin A và một số thành

phần tốt cho sức khỏe, là thức ăn tốt cho mọi người.

Cải bắp có vị ngọt, tính hàn, không độc, có tác dụng hoà huyết thanh nhiệt,

thanh phế, trừ đàm thấp, mát dạ dày, giảm độc lợi tiểu. Cải bắp cũng chống suy

nhược thần kinh, giảm đau nhức, phòng chống các bệnh ung thư, tim mạch và nhiều

loại bệnh khác.Theo tây y, cải bắp đã được dùng để chữa bệnh thông thường như:

mụn nhọt, sâu bọ đốt, giun, đau dạ dày. Một số tác dụng chữa bệnh chính của cải

bắp được biết đến để phòng bệnh ung thư vú ở phụ nữ, chữa loét dạ dày, hành tátràng, phòng tránh ung thư đường tiêu hoá

Rau cải xoong trong rau cải xoong chứa hàm lượng vitamin C cao, lại có

vitamin A, B1, B2 nên giúp bảo vệ sức khoẻ, chống oxi hoá, chống độc, làm tăng

sức đề kháng, chống hiện tượng lão hoá bệnh lý, giữ gìn nét tươi trẻ. Rau cải xoong

giúp ta ăn ngon miệng lại tẩy độc, lợi tiểu, có nhiều chất xơ nên tác dụng tốt đối với

dạ dày, có tác dụng thông gan mật và góp phần làm giảm bệnh ứ máu.

Rau giấp cá là một loại rau gia vị rất quan trọng trong bữa ăn hàng ngày của

gia đình. Ngoài việc dễ trồng, vị thơm ngon rau giấp cá còn có nhiều công dụng

chữa bệnh. Theo đông y giấp cá có vị chua, mùi tanh, tính mát có tác dụng thanh

nhiệt giải độc, lợi tiểu, sát trùng, chữa viêm phổi, thổ huyết, lở loét cổ tử cung, viêm

khớp, táo bón, kiết lị do vi khuẩn cấp tính... Y học hiện đại cũng chứng minh rau

giấp cá có tác dụng chống nhiễm khuẩn, chống vi khuẩn, nâng cao sức đề kháng và

lợi tiểu. Theo nghiên cứu của y học hiện đại, trong rau giấp cá có chất decanoyl -




6

acetalđehyd có tác dụng kháng khuẩn. Bên cạnh đó giấp cá cũng có tác dụng đối với

vi rút sởi, cúm.

Rau cải cúc chứa nhiều proten, acid amin, chất béo, chất xơ, vitamin và

lisin. Lá rau cải cúc còn tươi hay làm khô nơi thoáng mát thay vì ngoài nắng giúp

chữa bệnh ho ở trẻ em, điều trị bệnh đau mắt, có thể lấy lá cải cúc sau khi đã rửa

sạch và hơ nóng để đắp lên mắt.

Rau ngải cứu rất thông dụng trong cuộc sống hàng ngày bởi nó vừa dễ ăn

lại dễ tìm, có rất nhiều công dụng chữa bệnh cũng như các món ăn từ ngải cứu.

Đông y coi ngải cứu là vị thuốc có tính ôn, vị cay, dùng điều hòa khí huyết, trục hàn

thấp, điều kinh, an thai, kinh nguyệt không đều... Ngoài ra ngải cứu còn có thể dùng

để kích thích huyệt trong châm cứu.

Rau xà lách theo Đông y Trung Quốc thì rau xà lách vị đắng ngọt, hơi hàn.

Công năng ích ngũ tạng, thông kinh mạch, cứng gân cốt, lợi tiểu tiện và làm trắng

răng đẹp da. Dùng chữa tăng huyết áp viêm thận mạn, sữa không thông sau sinh

nở... khai vị thanh tâm chữa các chứng ung độc, sưng tấy.

Cải thìa là cây thảo sống 1năm hoặc 2 năm, cao 25- 70 cm. Rễ không phìnhthành củ. Lá ở gốc, to, màu xanh nhạt, gân giữa trắng, nạc; phiến hình bầu dục

nhẵn, nguyên hay có răng không rõ, men theo cuống, tới gốc nhưng không tạo thành

cánh; các lá ở trên hình giáo. Hoa màu vàng tươi họp thành chùm ở ngọn; hoa dài 1-

1,4 cm, có 6 nhị. Quả cải dài 4 - 11cm, có mỏ; hạt tròn, đường kính 1- 1,5 mm, màu

nâu tím. Cải thìa có nhiều vitamin A,B,C. Lượng vitamin C của nó rất phong phú,

đứng vào bậc nhất trong các loại rau.Sau khi phơi khô, hàm lượng vitamin C vẫn

còn cao. Cải thìa có tác dụng chống scrbut, tạng khớp và làm tan sưng. Hạt cải thìa

kích thích, làm dễ tiêu, nhuận tràng.

1.1.4. Một số tiêu chí rau an toàn

1.1.4.1. Định nghĩa

Trong quá trình gieo trồng , để có sản phẩm rau an toàn nhất thiết phải áp

dụng các biện pháp kỹ thuật và sử dụng một số nguyên liệu như nước , phân bón,

thuốc phòng trừ sâu bệnh . Trong các nguyên liệu này, kể cả đất trồng đều có chứa




7

các nguyên tố gây ô nhiễm rau và ít nhiều đều để lại một số dư lượng trên rau sau

khi thu hoạch.Trong thực tế hiện nay hầu như không thể có sản phẩm của rau sạch

với ý nghĩa hoàn toàn không có yếu tố độc hại. Tuy vậy những yếu tố này thực sự

chỉ gây độc khi chúng để lại một dư lượng nhất định nào đó trên rau, dưới mức dư

lượng này thì không độc hại , mức dư lượng tối đa không gây hại cho người có thể

chấp nhận được gọi là mức dư lượng cho phép (hoặc ngưỡng dư lượng giới hạn).

Như vậy những sản phẩm rau tươi (bao gồm các loại rau ăn lá, củ, thân, hoa, qủa)

có chất lượng đúng như đặc tính của chúng, mức độ nhiễm các chất độc hại và các

vi sinh vật gây hại không vượt quá chỉ tiêu cho phép, đảm bảo an toàn cho người

tiêu dùng và nuôi trồng được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, gọi tắt

là “rau an toàn” (theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn).

1.1.4.2. Các yếu tố gây ô nhiễm cho rau

Có nhiều yếu tố làm rau bị ô nhiễm , song quan trọng nhất là các yếu tố sau:

Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật

Dư lượng Nitrat (NO3-)

Sinh vật gây bệnh.

Dư lượng kim loại nặng

- Khái niệm :

Các kim loại nặng như Asen (As), chì (Pb) , thủy ngân (Hg) , kẽm (Zn),

thiếc (Sn), .... nếu vượt qua mức cho phép cũng là những chất có hại cho cơ thể ,

hạn chế sự phát triển của tế bào và hoạt động của máu, gây thiếu máu , biến động

thân nhiệt , rối loạn tiêu hóa ...

- Nguyên nhân :

* Trong thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) và phân bón NPK có chứa một số

kim loại nặng trong quá trình tưới tiêu , các kim loại nặng này bị rửa trôi xuống ao

hồ,sông rạch, thâm nhập vào mạch nước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước tưới rau.

* Nguồn nước thải của thành phố và các khu công nghiệp chứa nhiều kim

loại nặng chuyển trực tiếp vào rau tươi.

- Biện pháp khắc phục:




8

* Không trồng rau trong khu vực có chất thải của nhà máy , các khu vực đất

đã bị ô nhiễm do quá trình sản xuất trước đó gây ra.

* Không tưới rau bằng nguồn nước có nước thải của các nhà máy công nghiệp.

Những yếu tố trên là nguyên nhân chủ yếu làm cho rau bị ô nhiễm , ảnh

hưởng đến sức khỏe con người , trong đó phổ biến nhất là thuốc BVTV và vi sinh

vật gây bệnh . Vì vậy yêu cầu cần thiết là phải gieo trồng thế nào để có được những

sản phẩm rau không bị ô nhiễm , tức rau an toàn đối với tất cả mọi người .

Yêu cầu sản xuất rau an toàn:

Chọn đất: Đất để trồng rau phải là đất cao, thoát nước thích hợp với sinh

trưởng và phát triển của rau. Tốt nhất là đất cát pha hoặc thịt nhẹ hay đất thịt trung

bình có tầng canh tác dày (20- 30 cm), vùng trồng rau phải cách ly với khu vực có

chất thải công nghiệp và bệnh viện ít nhất là 2 km, với chất thải sinh hoạt của thành

phố ít nhất là 200m, đất có thể chứa một lượng nhỏ kim loại nặng nhưng không

được tồn dư hoá chất độc hại.

Nƣớc tƣới : Vì trong rau xanh, nước chứa trên 90% nên nước tưới ảnh hưởng

trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, cần sử dụng nước sạch để tưới. Nếu có điều kiệnnên sử dụng giếng khoan, nhất là đối với vùng trồng rau xà lách và các loại rau gia vị.

Nếu không có giếng thì dùng nước sông, ao, hồ nhưng không bị ô nhiễm. Nước sạch

dùng để pha các loại phân bón lá, hoá chất bảo vệ thực vật. Đối với các loại rau cho

quả, giai đoạn đầu có thể sử dụng nước bơm từ sông, hồ để tưới.

Giống: Chỉ gieo những hạt giống tốt và trồng cây con khoẻ mạnh, không có

mầm bệnh. Phải biết rõ lý lịch nơi sản xuất hạt giống. Giống nhập nội phải qua kiểm

dịch thực vật. Hạt giống trước khi gieo cần được xử lý hoá chất hoặc nhiệt, trước khi

đưa cây con ra ruộng, cần xử lý Sherpa 0,1% để phòng trừ bệnh hại sau này.

Phân bón: Phân chuồng được ủ hoai mục và phân lân hữu cơ vi sinh được

dùng để bón lót. Tuỳ mỗi loại cây có chế độ bón, lượng phân bón khác nhau. Trung

bình để bón lót dùng 15 tấn phân chuồng + 300 kg lân hữu cơ vi sinh cho 1 ha. Phân

hoá học tuỳ thuộc yêu cầu xử lý của cây, bón lót 30% N + 50% K, số đạm và kali

còn lại dùng để bón thúc.




9

Hoá chất bảo vệ thực vật: Không sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật nhóm I

và II. Khi thật cần thiết có thể sử dụng hoá chất nhóm III và IV, chọn các loại thuốc

có hoá chất thấp, ít độc hại với ký sinh thiên địch. Kết thúc phun hóa chất trước khithu hoạch ít nhất 5 - 10 ngày, ưu tiên sử dụng các chế phẩm sinh học, các chế phẩm

thảo mộc, các ký sinh thiên địch để phòng bệnh. Áp dụng nghiêm ngặt các biện

pháp phòng trừ tổng hợp (IPM) : luân canh cây trồng hợp lý, sử dụng giống tốt,

chống chịu bệnh, chăm sóc cây theo yêu cầu sinh lý, bắt sâu bằng tay, dùng bẫy

sinh học trừ bướm, sử dụng các chế phẩm sinh học, thường xuyên vệ sinh đồng

ruộng, thường xuyên kiểm tra đồng ruộng để theo dõi phát hiện sâu bệnh, tập trung

trừ sớm…Sử dụng thuốc theo nguyên tắc 4 đúng: Đúng thuốc, đúng lúc, đúng liềulượng, đúng cách và đảm bảo thời gian cách ly.

Thu hoạch, bao gói: Rau đựơc thu hoạch đúng độ chín, hoặc bỏ lá già, héo,

quả bị sâu, dị dạng… Rau được rửa kỹ bằng nước sạch, để ráo nước, rồi cho vào

bao, túi sạch trước khi mang đi tiêu thụ tại các cửa hàng, trên bao bì phải có phiếu

bảo hành, có địa chỉ nơi sản xuất nhằm đảm bảo quyền lợi cho người tiêu dùng.

1.1.4.3. Về chất lượng của rau an toàn

Rau an toàn phải đạt được các yếu tố sau:

Chỉ tiêu hình thái: Sản phẩm được thu hoạch đúng lúc, đúng với yêu cầu

từng loại rau, không dập nát, hư thối, không lẫn tạp chất, sâu bệnh và có bao gói

thích hợp (tuỳ loại).

Chỉ tiêu nội chất: Chỉ tiêu nội chất được qui định cho rau tươi bao gồm: Dư

lượng hoá chất bảo vệ thực vật; Hàm lượng Nitrat (NO3-); Hàm lượng một số kim

loại nặng chủ yếu: Cd, Pb, Cu,Zn…; Mức độ nhiễm các vi sinh vật gây bệnh

(E.coli, Salmonella…), và ký sinh trùng đường ruột (Thí dụ: trứng giun đũa). Tất cảcác chỉ tiêu trong từng loại rau phải đạt dưới mức cho phép theo tiêu chuẩn của

FAO/WHO (trong khi chờ Việt Nam công bố tiêu chuẩn về các lĩnh vực này).

1.2. Tính chất của Cd và Pb [14,22,23]

1.2.1. Tính chất vật lý

* Tính chất vật lý của Cd :

Cadimi là các kim loại màu trắng bạc nhưng trong không khí ẩm, chúng dần

dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim.




10

Cadimi có 8 đồng vị, trong đó 112Cd chiếm 24.2%. Đặc biệt 113Cd có thiết

diện bắt notron rất lớn nên được dùng làm thanh điều chỉnh dòng notron trong lò

phản ứng hạt nhân.

Dưới đây là một số hằng số vật lý của cadimi:

Bảng 1.1: Hằng số vật lý của Cd

Hằng số vật lý Cd

Cấu hình electron [Kr]4d10

5s2

Năng lượng ion hoá thứ nhất (eV) 8,99

Bán kính nguyên tử (A

0

) 1,56Thế điện cực chuẩn (V) - 0,402

Khối lượng nguyên tử (đvc) 112,411

Nhiệt độ nóng chảy (0C) 321,07

Nhiệt độ sôi (0C) 767

Cấu trúc tinh thể Lục giác bó chặt

* Tính chất vật lý của Pb :

Chì là kim loại màu xám thẫm, rất mềm, dễ lát mỏng, có cấu trúc kiểu lập

phương tâm diện, số thứ tự là 82 trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Bảng 1.2: Hằng số vật lý của Pb

Hằng số vật lý Pb

Cấu hình electron [Xe]4f 14

5d10

6s26p

2

Năng lượng ion hoá thứ nhất (eV) 7,42

Bán kính nguyên tử (Ao) 1,75

Thế điện cực chuẩn (V) -0,126

Khối lượng nguyên tử (đvc) 207,21

Nhiệt độ nóng chảy (oC) 327,4

Nhiệt độ sôi (oC) 1740

Cấu trúc tinh thể Lập phương tâm diện




11

1.2.2. Tính chất hóa học.

* Ở nhiêt độ thường cadimi và chì bị oxi hóa không khí tạo thành lớp oxít

bền, mỏng bao phủ bên ngoài kim loại.

2Pb + O2 2PbO

* Cadimi và chì tác dụng được với các phi kim như halogen tạo thành

đihalogenua, tác dụng với lưu huỳnh và các nguyên tố không kim loại khác như

phôtpho , selen ...

Cd + X2 CdX2 (X = halogen)

Pb + X2 PbX2

* Ở nhiệt độ thường cadimi và chì bền với nước do có màng oxit bảo vệ

.Nhưng ở nhiệt độ cao cadimi khử hơi nước biến thành oxit , còn khi có mặt oxi, chì

có thể tương tác với nước tạo thành hyđroxit:

Cd + H2O CdO + H2

2Pb + O2 + 2H2O 2Pb(OH)2

* Cadimi tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất oxi hóa, giải phóng

khí hiđro. Ví dụ:Cd + 2HCl CdCl2 + H2

Trong dung dịch thì :

2Cd + 2H3O+

+2 H2O 2[Cd(H2O)2]2+

+ H2

Còn Chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit.

Nhưng thực tế chì chỉ tương tác trên bề mặt với dung dịch axít clohiđric loãng và

axit sunfuric dưới 80% và bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và PbSO4) nhưng

với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó , chì có thể tan vì muối khó tan của lớp

bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan :

PbCl2 + 2HCl H2PbCl4

PbSO4 + H2SO4 Pb(HSO4)2

3Pb + 8HNO3 (loãng) 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Chì có thể tan trong axit axetic khi có mặt oxi và các axit hữu cơ khác:

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




12

Với dung dịch kiềm chì có thể tương tác khi đun nóng giải phóng hiđrô

Pb + 2KOH + 2H2O K2[Pb(OH)4] + H2

1.2.3. Các hợp chất của Cd v à Pb

1.2.3.1. Các oxit

a. Cadimi oxit:

- CdO có màu từ vàng đến nâu gần như đen tùy thuộc vào quá trình chế hoá

nhiệt , nóng chảy ở 1813oC, có thể thăng hoa, không phân hủy khi đun nóng, hơi

CdO rất độc.

- CdO không tan trong nước chỉ tan trong axit và kiềm nóng chảy:

CdO + 2KOH(nóng chảy) K2CdO2 + H2O

- CdO có thể điều chế cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệt

phân hiđroxit hay các muối cacbonat, nitrat:

2Cd + O2 2CdO

Cd(OH)2 CdO + H2O

CdCO3 CdO + CO2

b. Chì oxit :

- Chì có hai ôxit là PbO, PbO2 và hai oxit hỗn hợp là chì meta planbat Pb2O3

(hay PbO.PbO2), chì orthoplanbat Pb3O4 (2PbO.PbO2 )

- Monooxit PbO là chất rắn có hai dạng : PbO - α màu đỏ và PbO – β màu

vàng , PbO tan chút ít trong nước nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt oxi .

PbO tan trong axit và tan trong kiềm mạnh , khi đun nóng trong không khí bị ôxi

hóa thành Pb3O

4

- Đioxit PbO2 là chất rắn màu nâu đen , có tính lưỡng tính nhưng tan trong

kiềm dễ hơn trong axit . Khi đun nóng PbO2 mất dần oxi biến thành các oxit trong

đó chì có số oxy hóa thấp hơn :

PbO2 Pb2O3 Pb3O4 PbO

( Nâu đen) (Vàng đỏ) (Đỏ) (Vàng)

Lợi dụng khả năng oxi hóa mạnh của PbO2 người ta chế ra acquy chì.

290 ÷ 320oC 390 ÷ 420oC 530 ÷ 550oC




13

Chì orthoplanbat (Pb3O4) hay còn gọi là minium , là hợp chất của Pb có các

số oxi hóa +2 , + 4 . Nó là chất bột màu đỏ da cam được dùng chủ yếu là để sản

xuất thủy tinh pha lê , men đồ sứ và đồ sắt , làm chất màu cho sơn (sơn trang trí vàsơn bảo vệ cho kim loại không bị rỉ).

Tất cả các đihalogen có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MX tạo

thành hợp chất phức kiểu M2[PbX4]. Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hòa tan

của chì đihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhiđric

Và muối của chúng :

PbI2 + 2KI K2[PbI4]

PbCl2 + 2HCl H2[PbCl4]

1.2.3.2. Các hyđroxit

Cd(OH)2 là kết tuả nhầy ít tan trong nước và có màu trắng, còn Pb(OH) 2 là

chất kết tủa màu trắng k hông tan trong nước. Khi đun nóng chúng dễ mất nước biến

thành oxit.

Cd(OH)2 không thể hiện rõ tính lưỡng tính, tan trong dung dịch axit, không

tan trong dung dịch kiềm mà chỉ tan trong kiềm nóng chảy, còn Pb(OH)2 là chất

lưỡng tính.

Khi tan trong axit, nó tạo thành muối của cation Cd2+, Pb

2+:

Cd(OH)2 + 2HCl CdCl2 + 2H2O

Pb(OH)2 + 2HCl PbCl2 + 2H2O

Cd chỉ tan trong kiềm nóng chảy, còn Pb tan trong dung dịch kiềm mạnh, nó

tạo thành muối hiđroxoplombit:

Pb(OH)2+ 2KOH K2[Pb(OH)4]

Muối hiđroxoplombit dễ tan trong nước bị thủy phân mạnh nên chỉ bền trongdung dịch kiềm dư.

Cd tan trong dung dịch NH3 tạo thành hợp chất phức:

Cd(OH)2 +4NH3 [Cd(NH3)4](OH)2

1.2.3.3. Các muối

a. Các muối của Cadimi

Đa số các muối Cadimi(II) đều không màu. Các muối sunfat và nitrat của

cadimi đều tan chỉ có muối sunfua, cácbonat của chúng là ít tan trong nước




14

Các muối clorua bị hiđrat hoá tạo nên các axit tương ứng và chúng là các axit

tương đối mạnh

Ngoài ra cadimi(II) còn tạo ra rất nhiều phức chất:

Cadimi(II): có khả năng tạo phức mạnh với nhiều thuốc thử hữu cơ cũng như

vô cơ. Các phức của Cd2+ với halogenua, SCN-

, CN-, NH3…đều là các phức tan.

Các phức của cadimi(II) tạo với các thuốc thử hữu cơ có màu đặc trưng ví dụ như

phức với dithizon tạo ra cadimi-dithizonnat có màu đỏ tím, với EDTA, Cd2+ tạo

phức bền với lg = 16,6.

Các đihalogenua của cadimi là chất ở dạng tinh thể màu trắng, có nhiệt độ

nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao.

b.Các muối của Chì

Các muối Pb (II) thường là tinh thể có cấu trúc phức tạp, không tan trong

nước trừ Pb(NO3)2 và Pb(CH3COO)2.

Ion Pb (II) có thể tạo nhiều phức với hợp chất hữu cơ như AmoniPyrilodyn

Dithiocacbamat (APDC), điển hình là với đithizon ở pH 8,5 - 9,5 tạo phức màu

đỏ gạch. Các đihalogenua chì đều là chất rắn không màu, trừ PbI2 màu vàng, tan ít

trong nước lạnh nhưng tan nhiều trong nước nóng.

Tất cả các đihalogenua có thể kết hợp với halogenua kim loại kiềm MX tạo

thành hợp chất phức kiểu M2[PbX4]. Sự tạo phức này giải thích khả năng dễ hoà

tan của chì đihalogenua trong dung dịch đậm đặc của axit halogenhidric và muối

của chúng.

PbI2 + 2KI K2[PbI4]

PbCl2 + 2HCl H2[PbCl4]

1.3. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd, Pb [5,17]

1.3.1. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd

Đất, cát, đá, than đá, các loại phân phosphate đều có chứa cadimium . Cadimium

được trích lấy từ các kỹ nghệ khai thác các mỏ đồng, chì và kẽm. Nhờ tính chất ít bị

rỉ sét nên được sử dụng trong việc sản xuất pin, acquy, mạ kền, hợp kim alliage,




15

que đũa hàn và trong kỹ nghệ sản xuất chất nhựa polyvinyl clorua (P.V.C),trong đó

cadimium được sử dụng như chất làm ổn định. Bởi lý do này, đồ chơi trẻ em và các

lon hộp làm bằng chất dẻo PVC đều có chứa cadimium. Cadimium cũng được dùng

trong những loại nước men, sơn đặc biệt trong kỹ nghệ làm đồ sứ, chén, đĩa... Cụ

thể một số ứng dụng của Cadimi như sau:

* Mạ điện (chiếm 7 %) : Cadimi được mạ lên bề mặt chất điện phân hoặc

máy móc để tạo ra bề mặt sáng bóng và chống ăn mòn.

* Các chất màu (chiếm 15 %): Cadimi sunfua (CdS) cho màu từ vàng tới

cam và cadimisunfoselenit cho màu từ hồng tới đỏ và nâu sẫm. Tất cả các chất màu

này đều được dùng trong công nghiệp nhựa, gốm sứ, sơn và các chất phủ ngoài.

* Các phụ gia ổn định nhựa (chiếm 10%): Cadimi stearat được sử dụng

như một chất ổn định trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl clorua (PVC). Chúng

ổn định các liên kết đôi trong polime bằng cách thế chỗ các nhóm allyl được đánh

dấu trên nguyên tử clorua không bền. Thêm các muối bari (hoặc các muối kẽm), các

hợp chất epoxy, các este photphat hữu cơ để bảo vệ polime khỏi clo thừa hoặc các

lớp clorua. Tuy nhiên, các chất ổn định dựa trên nền Cd không được sử dụng trongsản xuất PVC dẻo để chứa thực phẩm.

* Sản xuất pin (chiếm 67 %): Cd được sử dụng rộng rãi trong sản xuất pin,

có tác dụng đảo ngược hoàn toàn các phản ứng điện hóa trong một khoảng rộng

nhiệt độ, tốc độ thải hồi thấp, và dễ thu hồi từ các pin chết. Người tiêu dùng sử dụng

các pin này trong các hoạt động như: máy đánh răng, cạo râu, khoan và cưa tay, các

thiết bị y học, thiết bị điều khiển thông tin, các dụng cụ chiếu sáng khẩn cấp, máy

bay, vệ tinh nhân tạo và tên lửa, và các trang bị cơ bản cho các vùng địa cực.

Bên cạnh những tác dụng trên, cadimi là một nguyên tố rất độc. Cadimi

thường được tìm thấy trong các khoáng vật có chứa kẽm, còn trong khí quyển và

nước cadimi xâm nhập qua nguồn tự nhiên (như bụi núi lửa, bụi đại dương, lửa rừng

và các đá bị phong hóa, đặc biệt là núi lửa) và nguồn nhân tạo (như công nghiệp

luyện kim, lọc dầu). Cadimi xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu qua thức ăn

thực vật, được trồng trên đất giầu cadimi hoặc tưới bằng nước có chứa nhiều




16

cadimi, nhưng hít thở bụi cadimi thường xuyên có thể làm hại phổi, trong phổi

cadimi sẽ thấm vào máu và được phân phối đi khắp nơi. Phần lớn cadimi xâm nhập

vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng

1%) được giữ lại trong thận, do cadimi liên kết với protein tạo thành metallotionein

có ở thận [7]. Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích lũy cùng

với tuổi tác. Khi lượng cadimi được tích trữ lớn, nó có thể thế Zn 2+trong các enzim

quan trọng và gây rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận,

thiếu máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy sống, gây ung thư.

1.3.2. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Pb [10]

Chì và các hợp chất của chì được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống của con

người. Chì là thành phần chính tạo nên pin, ắc quy, sử dụng cho xe, chì được sử

dụng như chất nhuộm trắng trong sơn và được sử dụng như thành phần mầu trong

tráng men. Chì được dùng trong dây cáp điện, đầu đạn và các ống dẫn trong công

nghiệp hoá học. Những lượng chì lớn được dùng để điều chế nhiều hợp kim quan

trọng như thiếc hàn, hợp kim chữ in, hợp kim ổ trục…Chì còn được dùng làm các

tấm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân do chì hấp thụ tốt các tia phóng xạ và tiaRơnghen (tường của phòng thí nghiệm phóng xạ được lót bằng gạch chì mỗi viên

thường nặng hơn 10Kg).

Chì là kim loại có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp, do đó cùng

với sự phát triển của ngành công nghiệp khai thác chế biến, mức độ nhiễm chì ngày

càng trầm trọng.

Chì xâm nhập qua đường tiêu hoá do ăn uống những rau, quả, thực phẩm,

nguồn nước bị nhiễm chì, qua đường hô hấp...Chì là một thành phần không cần

thiết của khẩu phần ăn. Trung bình liều lượng chì do thức ăn, thức uống cung cấp

cho khẩu phần hàng ngày từ 0,0033 đến 0,005 mg/ kg thể trọng. Nghĩa là trung

bình một ngày, một người lớn ăn vào cơ thể từ 0,25 đến 0,35mg chì. Với liều

lượng đó hàm lượng chì tích lũy sẽ tăng dần theo tuổi, nhưng cho đến nay chưa có

gì chứng tỏ rằng sự tích lũy liều lượng đó có thể gây ngộ độc đối với người bình

thường khỏe mạnh.




17

Liều lượng tối đa chì (Pb) có thể chấp nhận hàng ngày cho người, do thức ăn

cung cấp, được tạm thời quy định là 0,005mg/kg thể trọng. Ngộ độc cấp tính do chì

thường ít gặp. Ngộ độc trường diễn là do ăn phải thức ăn có chứa một lượng chì, tuyít nhưng liên tục hàng ngày. Chỉ cần hàng ngày cơ thể hấp thụ từ 1 mg chì trở lên, sau

một vài năm, sẽ có những triệu chứng đặc hiệu: hơi thở thối, sưng lợi với viền đen ở

lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên (tay bị biến

dạng), mạch yếu, nước tiểu ít, trong nước tiểu có poephyrin, phụ nữ dễ bị sảy thai.

Chì có nhiều ảnh hưởng độc hại đến các cơ quan, tổ chức trong cơ thể con

người. Đặc biệt khi xâm nhập vào cơ thể, chì có thể phá vỡ một cách mãnh liệt các

chức năng chính của cơ thể và từ đây dẫn đến các biến chứng rộng, từ nôn mửa đến

rối loạn thần kinh hay tử vong.

1.4. Các phƣơng pháp xác định Cd, Pb

Hiện nay, có nhiều phương pháp khác nhau để xác định cadimi và chì như

phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử UV-

VIS, sắc kí lỏng hiệu năng cao (HLPC), phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ

nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (GF-AAS)… Sau đây là một số

phương pháp xác định Cadimi và Chì.

1.4.1. Phương pháp phân tích hoá học [13]

Nhóm các phương pháp này dùng để xác định hàm lượng lớn (đa dạng) của

các chất, thông thường lớn hơn 0,05%, tức là mức độ miligam. Các thiết bị và dụng

cụ cho các phương pháp này đơn giản và không đắt tiền.

1.4.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng

* Nguyên tắc: Đây là phương pháp dựa trên sự kết tủa chất cần phân tíchvới thuốc thử phù hợp, sau đó lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân chính xác sản phẩm

và từ đó xác định được hàm lượng chất phân tích.

* Cách tiến hành: Với Cd, người ta thường cho kết tủa dưới dạng CdS trong

môi trường axit yếu.Còn chì kết tủa dưới dạng PbSO4, PbCrO4 hay PbMoO4.

Phương pháp này đơn giản không đòi hỏi máy móc hiện đại, đắt tiền, có độ

chí nh xác cao, tuy nhiên đòi hỏi nhiều thời gian, thao tác phức tạp và chỉ phân tích

hàm lượng lớn, nên không dùng để phân tích lượng vết.




18

1.4.1.2. Phương pháp phân tích thể tích

* Nguyên tắc: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ

chính xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụngđủ toàn bộ lượng chất định phân đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng vừa

đủ với chất định phân gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương,

người ta dùng các chất gây ra hiện tượng đổi màu hay kết tủa có thể quan sát bằng

mắt gọi là các chất chỉ thị . Tuỳ thuộc vào loại phản ứng chính được dùng mà người

ta chia phương pháp phân tích thể tích thành các nhóm phương pháp trung hoà,

phương pháp oxi hoá khử, phương pháp kết tủa, phương pháp complexon

* Cách tiến hành: Xác định Cd: Người ta có thể chuẩn độ cadimi trong dung dịch kiềm

thường dùng chỉ thị Eriocrom đen T hoặc chỉ thị xylen da cam. Với hai chỉ thị này

sự thay đổi màu sắc đều rất rõ ràng. Trong phép chuẩn độ complexon dùng dung

dịch chuẩn độ EDTA 0.01M, chỉ thị Eriocrom đen T ở pH=10 (dùng dung dịch

NH4Cl + NH3), cadimi có thể được xác định với lượng 25mg/100ml dung dịch.

Trong phép chuẩn độ complexon thì dung dịch EDTA có nồng độ có 0,1-

0,01M, chỉ thị xylen ở pH=6, cadimi có thể được xác định với lượng 100mg/100mldung dịch.

Xác định Pb: Đối với Pb, ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn

độ ngược bằng Zn2+ hoặc chuẩn độ thay thế với ZnY2-, chỉ thị ET - 00.

.* Cách tiến hành :

- Phương pháp thể tích cromat

Kết tủa cromat chì trong dung dịch axetat amoni đã được axit hoá bằng

CH3COOH rồi hoà tan nó bằng hỗn hợp clorua (NaCl + HCl) sau đó thêm mộtlượng KI (không cho quá dư KI vì sẽ tạo nên kết tủa PbI2 có màu vàng ánh, làm

cho việc phân biệt sự đổi màu của dung dịch trở nên rất khó khăn) vào dung dịch và

chuẩn độ lượng I2 thoát ra bằng Na2S2O3.

2Pb(CHCOO)2 + K2Cr2O7 + H2O 2PbCrO4 + 2CH3COOK + 2CH3COOH

2PbCrO4 + 4HCl 2PbCl2+ H2Cr2O7 + H2O

H2Cr2O7 + 6KI + 12HCl 2CrCl3 + 6KCl + 7H2O + 3I2

2 Na2S2O3. + I2 Na2S4O6 + 2NaI




19

- Phương pháp chuẩn độ complexon

- Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ bằng EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm

(pH khoảng 8 - 12), với chỉ thị ET – 00.

Pb2+

+ H2Y2 -

PbY2-

+ 2H+

Tuy nhiên, chì rất dễ thuỷ phân nên trước khi tăng pH phải cho Pb 2+ tạo phức

kém bền với tactrat hoặc tritanolamin.

- Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb2+ bằng Zn2+

. Cho Pb2+

tác dụng với một lượng

dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10. Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng

Zn2+

với chỉ thị là ET – 00.

Pb2+

+ H2Y2-

PbY2-

+ 2H+

H2Y2-

(dư) + Zn2+

ZnY2-

+ 2H+

ZnInd + H2Y2-

ZnY2-

+ HInd

(đỏ nho) (xanh)

- Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY2-, chỉ thị ET – 00.

Do phức PbY2- bền hơn ZnY2-

ở pH = 10 nên Pb2+ sẽ đẩy Zn2+

ra khỏi phức

ZnY2-

. Sau đó chuẩn độ Zn2+

sẽ xác định được Pb2+

:

Pb2+

+ ZnY2-

PbY2-

+ Zn2+

ZnInd + H2Y2-

ZnY2-

+ HInd

(đỏ nho) (xanh)

Phương pháp phân tích thể tích có ưu điểm là nhanh chóng và dễ thực hiện,

tuy nhiên cũng giống như phương pháp phân tích khối lượng, phương pháp này

cũng không được sử dụng trong phân tích lượng vết, vì phải thực hiện quá trình làm

giàu phức tạp.

1.4.2. Phương pháp phân tích công cụ

1.4.2.1. Phương pháp điện hoá [7,13]

a. Phương pháp cực phổ

Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục và tuyến tính điện áp đặt vào 2 cực để

khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Thông qua chiều cao

của đường cong Von-Ampe có thể định lượng được ion kim loại trong dung dịch




20

ghi cực phổ. Vì dòng giới hạn Igh ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ

ion trong dung dịch ghi cực phổ theo phương trình:

I = kC

Trong phương pháp phân tích này người ta dùng điện cực giọt thuỷ ngân rơi

là cực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường

1-5mV/s) đồng thời ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi. Sóng cực

phổ thu được có dạng bậc thang, dựa vào chiều cao có thể định lượng được chất

phân tích.

Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định cả chất vô cơ và hữu cơ với nồng độ 10-5

10-6M tuỳ thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng

dư. Sai số của phương pháp thường là 2 3% với nồng độ 10-310

-4M, là 5% với

nồng độ 10-5M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi).

Ví dụ: Cadimi được xác định bằng phương pháp phổ phát xạ nguyên tử hồ

quang với khoảng nồng độ 0,0005 0,002 %.

Vạch cadimi 228,8 nm được sử dụng cho khoảng nồng độ 0.00050.002%.

Nồng độ cadimi 500 g/ml được xác định bằng phương pháp phát xạ ngọn lửa vì

nguyên tố này có đặc tính phát xạ kém.

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng của

dòng tụ điện, dòng cực đại, của oxi hoà tan, bề mặt điện cực…

Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các

phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân(DPP), cực phổ sóng vuông

(SQWP)… chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố.

b. Phương pháp Von-ampe hoà tan

Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương pháp

cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác định nồng độ các chất trong dung

dịch. Nguyên tắc gồm hai bước:

Bước 1: Điện phân làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm

việc, trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.




21

Bước 2: Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược điện

cực làm việc, đo và ghi dòng hoà tan. Trên đường Von-Ampe hoà tan cho pic của

nguyên tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ.

Ưu điểm của phương pháp: xác định được cả những chất không bị khử trên

điện cực với độ nhạy khá cao 10 -6 10

-8M.

Nhược điểm của phương pháp: độ nhạy bị hạn chế bởi dòng dư, nhiều yếu tố

ảnh hưởng như: điện cực chỉ thị, chất nền…

1.4.2.2. Phương pháp quang phổ

a. Phương pháp trắc quang [7]

* Nguyên tắc của phương pháp này: Dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng

của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ

hoặc hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương

pháp định lượng theo phương trình cơ bản:

A = K.C

Trong đó: A: độ hấp thụ quang của chất

K: hằng số thực nghiệm

C: nồng độ của chất phân tích

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ của chất ở khoảng 10-5- 10

-7M

và là một trong các phương pháp được dùng khá phổ biến.

* Xác định Cd: Với cadimi để xác định hàm lượng cadimi bằng phương pháp

chiết trắc quang dùng đithizon, người ta chiết bằng CCl4 từ môi trường kiềm mạnh

chứa tactrat, dung dịch đithizonat của cadimi trong dung môi hữu cơ có mầu đỏ, hấp

thụ cực đại ở bước sóng =515 nm (kính lọc sáng có màu xanh lá cây).

* Xác định Pb: Để xác định chì ta chuyển nó về dạng chì - đithizonat trong

môi truờng pH = 5 – 6. Sau đó chiết phức này vào dung môi hữu cơ CCl4 hoặc

CHCl3 rồi đem đo mật độ quang của nó tại = 510nm. Giới hạn của phương pháp

này đối với chì là 0,05ppm.

Ưu điểm của phương pháp: độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao,

được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng.




22

Nhược điểm của phương pháp: không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo

nhiều phức với nhiều ion.

b. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) [8]

Ở điều kiện bình thường, nguyên tử không thu hay không phát xạ năng

lượng, nhưng nếu bị kích thích thì các electron sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng

thái có năng lượng cao hơn. Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng giải

phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức xạ. Các

bức xạ này gọi là phổ phát xạ nguyên tử.

Nguyên tắc của phương pháp AES là dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của

nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khi có sự tương tác với nguồn

năng lượng phù hợp. Một số nguồn năng lượng thường dùng để kích thích phổ AES

như: ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện…

Ưu điểm: phương pháp AES có độ nhạy cao (thường từ n.10 -3 đến n.10-4

%),

ít tốn mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu, phân

tích được lượng vết kim loại trong nước, lương thực, thực phẩm.

Nhược điểm: chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra

được trạng thái liên kết của nó trong mẫu.

Ngoài ra còn có một số phương pháp xác định Cd và Pb. Phương pháp phổ

biến nhất mà hiện nay thường dùng là: phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS.

c. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (F- AAS)[9]

Nguyên tắc : Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng

cơ bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở

trạng thái cơ bản. Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tia sángđơn sắc có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của

nguyên tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên

tử. Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử. Với hai kỹ thuật nguyên tử hóa,

nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng. Đó là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

trong ngọn lửa (F- AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

không ngọn lửa (GF – AAS có độ nhạy cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50 - 1000 lần, cỡ

0,1- 1 ppb).




23

Cơ sở của phân tích định lượng theo AAS là dựa vào mối quan hệ giữa

cường độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức:

A = a.Cx

Có 2 phương pháp định lượng theo phép đo AAS là : phương pháp đường

chuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn.

Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như:

Độ nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. Với ưu

điểm này, AAS được thế giới dùng làm phương pháp tiêu chuẩn để xác định lượng

nhỏ và lượng vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau. Phép đo phổ AAS có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại

và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Nó được

sử dụng rộng rãi trong các ngành : địa chất,công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học,

sinh học, dược phẩm...

* Phép đo phổ F-AAS:

Kỹ thuật F-AAS dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và

nguyên tử hoá mẫu phân tích. Do đó mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoámẫu phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí nhưng chủ yếu là

nhiệt độ ngọn lửa. Đây là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích,

mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của

phương pháp phân tích.

* Phép đo phổ GF-AAS:

Kỹ thuật GF-AAS ra đời sau kỹ thuật F-AAS nhưng đã được phát triển rất

nhanh, nó đã nâng cao độ nhạy của phép xác định lên gấp hàng trăm lần so với kỹ

thuật F-AAS. Mẫu phân tích bằng kỹ thuật này không cần làm giàu sơ bộ và lượng

mẫu tiêu tốn ít.

Kỹ thuật GF-AAS là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất

ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suất lớn và trong môi trường khí

trơ (Argon). Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: sấy

khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ nguyên tử và cuối cùng là




24

làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố quyết định mọi diễn biến của

quá trình nguyên tử hoá mẫu.

Những ưu - nhược điểm của phép đo:

Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấp

thụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất định đó là:

Ưu điểm:

Đây là phép đo có độ nhạy cao và độ chọn lọc tương đối cao. Gần 60 nguyên

tố hoá học có thể xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 1.10-4 – 1.10

-5%.

Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa thì có thể đạt tới độnhạy n.10-7

%. Chính vì có độ nhạy cao nên phương pháp phân tích này đã được sử

dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại. Một ưu

điểm lớn của phép đo là: trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần

xác định trước khi phân tích. Do đó, tốn ít mẫu, ít thời gian cũng như hoá chất tinh

khiết để làm giàu mẫu. Tránh được sự nhiễm bẩn khi xử lý mẫu qua các giai đoạn

phức tạp. Đặc biệt, phương pháp này cho phép phân tích hàng loạt mẫu với thời

gian ngắn, kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ.

Nhược điểm: Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm phép đo AAS cũng có

nhược điểm là chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích mà

không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu.

1.5. Phƣơng pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb [12,26]

Để xác định hàm lượng Cd, Pb trong rau xanh, trước hết ta phải tiến hành xử

lý mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu(dạng rắn) về dạng dung dịch. Đây là công việc rất quan trọng vì có thể dẫn đến

những sai lệch có trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn hay làm mất chất phân

tích nếu thực hiện không tốt. Hiện nay có nhiều kĩ thuật xử lý mẫu phân tích, với

đối tượng rau xanh thì hai kĩ thuật dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướt bằng

axit đặc hoặc axit mạnh (phương pháp xử lý ướt) và kĩ thuật tro hóa khô (phương

pháp tro hóa khô).




25

1.5.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh)

Nguyên tắc của phương pháp là dùng axit đặc có tính oxi hóa mạnh như

(HNO3, HClO4…), hay hỗn hợp cả axit đặc có tính oxi hóa mạnh(HNO3 + H2O2)…

để phân hủy hết các chất hữu cơ của mẫu trong bình Kendan, để chuyển các kim loại

ở dạng hữu cơ về dạng các ion trong dung dịch muối vô cơ. Việc phân hủy có thể

thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay trong hệ mở (áp suất thường). Lượng

axit thường phải dùng gấp từ 10- 15 lần lượng mẫu, tùy thuộc mỗi loại mẫu và cấu

trúc vật lý hóa học của nó. Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ mở, bình Kendan,

ống nghiệm, cốc… thường từ vài giờ đến vài chục giờ, cũng tùy loại mẫu, bản chất

của các chất, còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần vài chục phút. Thường khi

phân hủy xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đo phổ.

Ưu nhược điểm của kĩ thuật này là

+ Không mất một số kim loại như Pb, Fe, Zn, Cu…

+ Thời gian phân huỷ lâu, thường là từ 10 -12 giờ.

+ Tốn nhiều axit tinh khiết, axit dư nhiều, phải đuổi axit sau khi xử lý.

+ Dễ gây nhiễm bẩn, nếu các hoá chất không có độ sạch cao. + Phải đuổi axit dư lâu, có khi khó khăn không hết được. Đồng thời khi đun

đuổi axit lâu lại gây ra sự nhiễm bẩn hay bắn mất mẫu.

1.5.2. Phương pháp xử lý khô

Nguyên tắc: Đối với các mẫu hữu cơ trước hết phải được xay nghiền thành

bột, vữa hay thể huyền phù. Sau đó dùng nhiệt để hóa tro mẫu, đốt cháy chất hữu cơ

và đưa các kim loại về dạng oxit hay muối của chúng. Cụ thể là: Cân lấy một lượng

mẫu nhất định (5- 10 g) vào chén nung. Nung chất mẫu ở nhiệt độ thích hợp, để đốt

cháy hết các chất hữu cơ, và lấy bã vô cơ còn lại của các mẫu là các oxit, các

muối…sau đó hòa tan bã thu được trong axit vô cơ như HCl (1/1), HNO3 (1/2)…để

chuyển các kim loại về dạng ion trong dung dịch.Quyết định dạng tro hóa ở đây là

nhiệt độ nung và thời gian nung (nhiệt độ tro hóa và thời gian tro hóa) và các chất

phụ gia thêm vào mẫu khi nung. Nhiệt độ tro hóa các chất hữu cơ thường được chọn

thích hợp trong khoảng 400- 5500C, tùy theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích.




26

Sử dụng phương pháp này có những ưu nhược điểm như:

+ Tro hóa triệt để được mẫu, hết các chất hữu cơ.

+ Đơn giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý không lâu như phương pháp vô cơ

hóa ướt.

+ Không tốn nhiều axit tinh khiết cao, và không có axit dư.

+ Hạn chế được sự nhiểm bẩn do dùng ít hóa chất.

+ Mẫu dung dịch thu được sạch sẽ và trong.

+ Nhưng hay bị mất một số nguyên tố phân tích (Pb, Zn, Cu, Cd…), nếu

không dùng chất bảo vệ và chất chảy.




27

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Đối tượng và mục tiêu

Đối với Việt Nam, một nước nông nghiệp vẫn giữ vai trò quan trọng trong

nền kinh tế quốc dân thì vấn đề lương thực, thực phẩm có ý nghĩa vô cùng to lớn.

Rau là nguồn thực phẩm cần thiết và quan trọng cung cấp đầy đủ các chất cần thiết

cho cơ thể: vitamin, muối khoáng, đạm... Nó không những đem lại giá trị về kinh tế

mà còn mang giá trị dinh dưỡng cao mà nó còn ổn định đời sống hàng ngày của con

người và động vật. Ngoài ra, rau còn được dùng như một loại thuốc chữa bệnh

thông thường. Hiện nay vì chạy theo lợi nhuận nên chất lượng của một số loại rau

có ảnh hưởng đến sức khoẻ và gây hại cho con người và động vật do nhiễm các chất

độc như kim loại nặng như Cd, Pb, As, Hg, ...

Chính vì vậy, đối tượng và mục tiêu nghiên cứu trong luận văn này là xác

định hàm lượng Cd và Pb trong rau xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

ngọn lửa (F - AAS).

2.1.2. Các nội dung nghiên cứu

- Khảo sát chọn các điều kiện phù hợp để đo phổ F- AAS của Cd và Pb.

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phép xác định Cd và Pb của phép đo.

- Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn trong phép đo phổ.

- Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phép đo.

- Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp.

- Ứng dụng phương pháp xác định Cd và Pb trong một số mẫu rau của huyệnĐại Từ - Tỉnh Thái Nguyên.

2.2. Giới thiệu phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử [9]

2.2.1. Nguyên tắc của phương pháp

Cơ sở lý thuyết của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là dựa trên sự hấp

thụ năng lượng bức xạ đơn sắc của nguyên tử tự do của nguyên tố ở trạng thái hơi,

khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi nguyên tử của nguyên tố ấy. Môi trường hấp

thụ chính là đám hơi các nguyên tử tự do của mẫu phân tích.




28

Do đó, muốn thực hiện phép đo AAS cần phải có các quá trình sau:

1. Chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hoặc dung dịch) thành

trạng thái hơi của các nguyên tử tự do. Đây là quá trình nguyên tử hoá mẫu.

2. Chiếu chùm tia phát xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích từ nguồn

bức xạ qua đám hơi nguyên tử tự do ấy. Các nguyên tử của nguyên tố cần xác định

trong đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó.

3. Tiếp đó, nhờ hệ thống quang học, người ta thu, phân ly và chọn một vạch

phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo cường độ của nó. Cường độ đó chính

là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ. Trong một giới hạn nồng độ xác định, tín

hiệu này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ của nguyên tố cần xác định trong mẫu

theo phương trình:

A = K.Cb

A : Cường độ hấp thụ

K: Hằng số thực nghiệm

C: Nồng độ nguyên tố trong mẫu

b: Hằng số bản chất, phụ thuộc vào nồng độ (0<b1)

Phương trình trên là cơ sở định lượng cho phép đo AAS

Tuỳ thuộc vào kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu mà người ta phân biệt phổ hấp

thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) cho độ nhạy cỡ ppm. Phổ hấp thụ nguyên tử không

ngọn lửa (GF-AAS) cho độ nhạy đến ppb.

2.2.2. Hệ trang bị của phép đo

Dựa vào nguyên tắc của phép đo, ta có thể mô tả hệ thống trang thiết bị đo

AAS gồm các phần sau:

1. Nguồn phát chùm tia bức xạ cộng hưởng của nguyên tố cần phân tích. Đó

có thể là đèn catot rỗng (HCL), đèn phóng điện không điện cực (EDL) hoặc nguồn

bức xạ điện liên tục đã được biến điệu.

2. Hệ thống nguyên tử hoá mẫu. Hệ thống này được chế tạo theo hai kỹ thuật:

- Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa đèn khí (F-AAS).

- Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa (GF -AAS).




29

3. Bộ phận đơn sắc (hệ quang học) có nhiệm vụ thu, phân ly và chọn tia

sáng(vạch phổ) cần đo hướng vào nhân quang điện để đo tín hiệu AAS .

4. Bộ phận khuếch đại và chỉ thị tín hiệu AAS. Phần chỉ thị tín hiệu có thể là :

- Điện kế chỉ tín hiệu AAS

- Bộ tự ghi các pic hấp thụ

- Bộ chỉ thị hiện số

- Máy tính (computer) với màn hình video, để hiện thị, lưu trữ, xử lý số liệu

và điều khiển toàn bộ hệ thống máy đo

Dưới đây là sơ đồ biểu diễn cấu tạo máy đo AAS:

Hình 2.1 : Sơ đồ cấu tạo máy phổ hấp thụ nguyên tử

2.3. Giới thiệu về phƣơng pháp xử lý ƣớt mẫu bằng axit

Đối với việc xác định cadimi và chì trong rau xanh chúng tôi chọn phương

pháp vô cơ hóa ướt để xử lý mẫu. Mẫu được xử lý trong hệ mở ở điều kiện thường

bằng cách sử dụng axit HNO3 65% và H2O2 30% đun mẫu tới khi khói màu nâu

Bộ phận chỉ thị

(/)/)/)/)/)/)

- -

Đèn catốt rỗng

Hệ thống

nebulizzer và burner

Detector

Dung dịch mẫu




30

không còn bốc lên và axit cạn. Cắn được hòa tan trong HNO3 2% định mức đem đo.

Hoặc vô cơ hóa mẫu trong lò vi sóng, sử dụng axit HNO3 65% và H2O2

2.3.1. Nguyên tắc của phương phápDùng một axit đặc có tính oxi hoá mạnh, hay hỗn hợp các axit đặc có tính

oxi hoá mạnh, hay một axit có tính oxi hoá mạnh và một axit không có tính oxi hoá

như (HNO3 + HCl), hay (HF + HClO4),… để phân huỷ hết các chất hữu cơ của mẫu

trong bình kenđan, để chuyển hết các kim loại ở dạng hữu cơ về dạng các ion trong

dung dịch muối vô cơ. Việc phân huỷ có thể thực hiện trong hệ đóng kín áp suất cao

hay hệ mở (áp suất thường). Lượng axit thường dùng phải gấp từ 15 – 10 lần lượng

mẫu, thời gian từ 10 – 12 giờ nên khi phân huỷ xong thường phải đuổi hết axit dư.

Sự phân hủy mẫu là do hai tác nhân đồng thời xảy ra là : Năng lượng nhiệt,

axit đặc.

2.3.2. Cơ chế phân hủy

Dưới tác dụng của axit các hạt (phân tử) mẫu bị phá hủy và hòa tan, tác nhân

năng lượng nhiệt làm tan rã các hạt mẫu. Sự khuếch tán đối lưu, chuyển động nhiệt

và va chạm của các hạt mẫu với nhau cũng làm chúng bị bào mòn dần từ ngoài vào

trong rồi tan hết.

Các quá trình xảy ra trong khi phân hủy mẫu:

+ Sự phá vỡ mạng lưới cấu trúc của hạt mẫu để giải phóng các chất phân tích

và chuyển vào dung dịch dưới dạng các muối tan.

+ Quá trình oxi hóa khử làm thay đổi hóa trị, chuyển đổi dạng, làm tan vỡ

các hạt vật chất mẫu để giải phóng chất phân tích về dạng muối tan.

+ Đối với mẫu hữu cơ phân tích các kim loại thì có sự đốt cháy, phá hủy các

hợp chất hữu cơ và mùn tạo ra khí CO2 và nước, để giải phóng các kim loại trong

chất mẫu hữu cơ về dạng muối vô cơ tan.

+ Tạo ra hợp chất dễ bay hơi, làm mất đi các anion trong phân tử chất

mẫu…làm mẫu bị phân hủy tạo ra các hợp chất tan trong dung dịch.

+ Sự tạo thành các hợp chất hay muối phức tan trong dung dịch.

Như vậy trong quá trình xử lý mẫu có thể có các phản ứng hóa học xảy ra,

như phản ứng oxi hóa khử, phản ứng thủy phân, phản ứng tạo phức, phản ứng hòa




31

tan, phản ứng kết tủa của phân tử chất mẫu với nhau và với các axít dùng để phân hủy

mẫu. Trong đó quá trình nào là quá trình chính hay phụ được quyết định bởi thành

phần chất nền bản chất của chất mẫu và các loại axít dùng để phân hủy và hòa tan mẫu

2.4. Dụng cụ - hóa chất

2.4.1. Dụng cụ máy móc

Các trang thiết bị, dụng cụ cần thiết cho quá trình phân tích Cd và Pb bằng

phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử là:

- Máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử Thermo electron corporation (Anh)-

Phòng thí nghiệm Hoá Học-Đại học Khoa Học-Đại học Thái Nguyên.

- Pipet 1;2;5;10 ml.

- Pipet man.

- Bình kendal.

- Bình định mức 10; 25; 50; 250; 1000 ml.

- Cốc thuỷ tinh.

- Ống đong, phễu.

- Tủ sấy Jeio tech (Hàn Quốc).- Cân phân tích và một số thiết bị khác.

2.4.2. Hoá chất

- Nước cất hai lần.

- Axit đặc: HCl 36%; HNO3 65%; HClO4 70%: Merck.

- Các dung dịch chuẩn Cd2+1000 ppm (1000 mg/l); Pb

2+1000 ppm (1000 mg/l)

- Các dung dịch nền: CH3COONH4 PA 10% (Merck).

CH3COONa PA 10% (Merck).

LaCl3 PA 10% (Merck).

- Dung dịch các cation kim loại để nghiên cứu ảnh hưởng.




32

CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ

3.1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm để đo phổ của cadimi và chì 3 .1.1. Khảo sát chọn vạch đo phổ

Mỗi loại nguyên tử của nguyên tố hoá học chỉ có thể hấp thụ những bức xạ

có bước sóng mà chính nó phát ra trong quá trình phát xạ. Nhưng thực tế không

phải mỗi loại nguyên tử đều hấp thụ được tất cả các bức xạ mà nó phát ra. Quá trình

hấp thụ chỉ nhạy với các vạch đặc trưng (gọi là vạch nhạy). Vạch nào có độ hấp thụ

càng nhạy thì khoảng nồng độ tuyến tính càng hẹp.

* Đối với cadimi : Nguyên tố Cd có 2 vạch phổ đặc trưng, nhạy nhất 1 =

228,8 nm và 2 = 326,1 nm. Tiến hành khảo sát dung dịch Cd2+1 ppm trong HNO3

2% ở 2 bước sóng, kết quả thu được ở bảng sau:

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát vạch phổ của cadimi

Abs

Vạch đo (nm)

228,8 nm 326,1nm

Lần 1 0,3540 0,3350

Lần 2 0,3540 0,3340

Lần 3 0,3540 0,3350

Trung bình 0,3540 0,3350

%RSD 0,1123 0,2312

* Đối vớ i chì :Tiến hành khảo sát ở hai vạch phổ đặc trưng nhạy nhất của chì

là 217,0 nm và 283,3 nm. Kết quả khảo sát hai vạch phổ đặc trưng của chì đối với

các dung dịch Pb2+ có nồng độ 2 ppm trong HNO3 2%, NH4Ac 1% được trình bày

trong bảng 3.2




33

Bảng 3.2: Kết quả khảo sát vạch phổ của chì

Abs

Vạch đo (nm)

217,0 nm 283,3 nm

Lần 1 0,0885 0,0357

Lần 2 0,0887 0,0362

Lần 3 0,0889 0,0358

Trung bình 0,0887 0,0359

%RSD 0,3429 0,7348

Như vậy nhìn vào kết quả khảo sát, cũng như dựa vào các tài liệu tham khảo,cũng như yêu cầu xác định vi lượng các nguyên tố chúng tôi thấy rằng cho thấy tại

vạch phổ 217,0 nm đối với nguyên tố chì và vạch phổ 228,8 nm đối với nguyên tố

cadimi thì độ chính xác và độ lặp lại cao nhất. Do đó chúng tôi chọn vạch đo phổ

của Pb là 217 nm và vạch đo phổ của Cd là 228,8 nm .

3.1.2. Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng (HCL)

Đèn catot rỗng HCL là nguồn phát tia bức xạ cộng hưởng, nó chỉ phát ra

những tia phát xạ nhạy của nguyên tố kim loại được dùng làm catot rỗng. Mỗi đènHCL đều có dòng điện giới hạn cực đại mà đèn có thể chịu đựng được, tuy nhiên

giá trị thích hợp nhất khi sử dụng đèn là trong vùng từ 60-85% giá trị cực đại.

Với đèn đơn Cd có Imax = 12mA, Pb có Imax = 15 mA, tiến hành khảo sát

cường độ đèn HCL trong vùng từ 60 – 80% Imax đối với dung dịch Pb2+2ppm trong

HNO3 2%, NH4Ac 1%. Kết quả khảo sát cường độ đèn catốt rỗng được trình bày

trong bảng 3.3 và 3.4

Bảng 3.3: Khảo sát cƣờng độ dòng đèn với nguyên tố Cd

% Imax 60 65 75 83

Abs-Cd

Lần 1 0,3040 0,2965 0,2882 0,2909

Lần 2 0,3042 0,2967 0,2885 0,2910

Lần 3 0,3044 0,2969 0,2888 0,2909

Trung bình 0,3042 0,2967 0,2885 0,2909

%RSD 0,5089 0,2613 0,1400 0,2145




34

Bảng 3.4: Kết quả khảo sát cƣờng độ dòng đèn với nguyên tố Pb

% Imax 60 70 73 80

Abs-Pb

Lần 1 0,0890 0,0895 0,0795 0,0853

Lần 2 0,0889 0,0897 0,0794 0,0853

Lần 3 0,0890 0,0893 0,0795 0,0852

Trung bình 0,0890 0,0895 0,0795 0,0853

%RSD 0,2243 0,5107 0,9325 0,8829

Qua kết quả khảo sát ta thấy rằng khi cường độ dòng đèn giảm thì cường độ

hấp thụ cuả vạch phổ tăng nhưng hệ số biến động tăng hay sai số tăng, vì vậy ta

phải chọn được cường độ dòng đèn sao cho cường độ của vạch phổ vừa cao vừa ổn

định tức sai số nhỏ, do đó chúng tôi chọn cường độ dòng đèn Cd 8mA (65%) và

cường độ dòng đèn Pb 10mA (70%).

3.1.3. Khảo sát độ rộng khe đo

Độ rộng của khe đo ảnh hưởng đến tín hiệu phổ hấp thụ. Theo nguyên tắc

hoạt động của hệ thống đơn sắc trong máy phổ hấp thụ nguyên tử, chùm tia phát xạ

cộng hưởng của nguyên tố cần nghiên cứu được phát ra từ đèn catot rỗng, sau khi đi

qua môi trường hấp thụ sẽ được hướng vào khe đo của máy, được chuẩn trực, được phân ly và sau đó chỉ một vạch phổ cần đo được chọn và hướng vào khe đo để tác

dụng vào nhân quang điện để phát hiện và

xác định cường độ của vạch phổ. Do vậy, khe đo của máy phải được chọn chính

xác, phù hợp với từng vạch phổ.

Đối với các nguyên tố Cd và Pb để chọn được khe đo phù hợp chúng tôi tiến

hành khảo sát với các dung dịch Cd 1ppm và Pb 2 ppm trong HNO3 2% và tiến hành

đo ở các khe đo khác nhau. Kết quả đo được trình bày trong bảng 3.5 và 3.6 sau:

Bảng 3.5 : Kết quả khảo sát khe đo với nguyên tố Cd

Khe đo(nm)

Abs0,1 0,2 0,5 1,0

Lần 1 0,3132 0,3130 0,3157 0,3125

Lần 1 0,3134 0,3132 0,3157 0,3124

Lần 1 0,3135 0,3134 0,3157 0,3123

Trung bình 0,3134 0,3132 0,3157 0,3123




35

Bảng 3.6 : Kết quả khảo sát khe đo với nguyên tố Pb

Khe đo(nm)

Abs 0,1 0,2 0,5 1

Lần 1 0,0871 0,0868 0,0875 0,0872

Lần 2 0,0870 0,0869 0,0875 0,0871

Lần 3 0,0869 0,0870 0,0875 0,0873

Trung bình 0,0870 0,0869 0,0875 0,0872

Từ kết quả thu được ở bảng trên chúng tôi chọn khe đo với nguyên tố Cd và

nguyên tố Pb đều là 0,5 nm vì đây là khe đo cho kết quả phân tích có độ lặp lại cao,

sai số nhỏ nhất và 100% diện tích pic của vạch phổ sẽ nằm trong khe đo.

3.1.4. Khảo sát chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu

Nguyên tử hoá mẫu là công việc quan trọng nhất trong phép đo AAS. Bởi vì

nó là giai đoạn tạo ra các nguyên tử tự do, là yếu tố quyết định sinh ra phổ AAS.

Việc chọn chiều cao ngọn lửa giúp loại trừ tốt các yếu tố ảnh hưởng, thu tín hiệu ổnđịnh, phép đo có độ nhạy và độ chính xác cao.

Nhiệt độ là thông số đặc trưng của ngọn lửa đèn khí, là yếu tố quyết định đến

hiệu suất nguyên tử hoá mẫu. Mà nhiệt độ ngọn lửa thay đổi theo từng vùng. Vùng

trung tâm ngọn lửa có nhiệt độ cao, ngọn lửa ở đó thường có màu xanh nhạt. Trong

phần này, hỗn hợp khí được đốt cháy tốt nhất và không có phản ứng thứ cấp. Còn

trong vùng vỏ và đuôi ngọn lửa thường xảy ra nhiều phản ứng thứ cấp không có lợicho phép đo. Vì vậy, trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, người ta phải chọn chiều

cao thích hợp của ngọn đèn nguyên tử hoá sao cho nguồn đơn sắc phải chiếu vào

phần trung tâm ngọn lửa nguyên tử hoá mẫu.

* Đối với nguyên tố C d: Kết quả khảo sát dung dịch Cd2+1 ppm trong HNO3

2%, NH4Ac 1% ở các chiều cao khác nhau của đèn nguyên tử hoá mẫu được trình

bày ở bảng 3.7




36

Bảng 3.7: Kết quả khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu của Cd

Chiều cao đèn (mm) 4 5 6 7 8

Abs- Cd

Lần 1 0,3127 0,3128 0,3131 0,3131 0,3026

Lần 2 0,3129 0,3128 0,3129 0,3131 0,3028

Lần 3 0,3123 0,3127 0,3130 0,3131 0,3027

Trung bình 0,3126 0,3128 0,3130 0,3131 0,3027

* Đối với nguyên tố Pb: Kết quả khảo sát dung dịch Pb2+2ppm trong HNO3

2%, NH4Ac 1% ở các chiều cao khác nhau của đèn nguyên tử hoá mẫu được trình

bày ở bảng 3.8 Bảng 3.8: Kết quả khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu của Pb

Chiều cao đèn (mm) 4 5 6 7 8

Abs- Pb

Lần 1 0,0856 0,0848 0,0852 0,0858 0,0845

Lần 2 0,0857 0,0849 0,0850 0,0858 0,0846

Lần 3 0,0857 0,0848 0,0851 0,0858 0,0845

Trung bình 0,0857 0,0848 0,0851 0,0858 0,0845

Qua kết quả thu được ở đây chúng tôi chọn chiều cao của đèn nguyên tử hoá

mẫu đối với các nguyên tố Cd và Pb đều là 7mm vì ở điều kiện này pic thu được có

độ nhạy và độ ổn định cao, sai số là nhỏ nhất.

3.1.5. Khảo sát lưu lượng khí axetilen

Trong phép đo F-AAS, nhiệt độ của ngọn lửa là yếu tố quyết định quá trình

hoá hơi và nguyên tử hóa mẫu. Nhiệt độ ngọn lửa đèn khí lại phụ thuộc nhiều vào

bản chất và thành phần của các chất khí đốt cháy tạo ra ngọn lửa. Điều đó có nghĩalà với mỗi một hỗn hợp khí đốt sẽ cho ngọn lửa có nhiệt độ khác nhau. Hai loại hỗn

hợp khí đã và đang được sử dụng phổ biến trong phép đo F-AAS là hỗn hợp (không

khí nén + acetylen) và hỗn hợp (khí N2O + acetylen).

Cadimi và chì thường được nguyên tử hoá ở nhiệt độ khoảng 23000C –

24500C nên dùng hỗn hợp không khí nén và acetylen là thích hợp nhất.

Để chọn điều kiện ngọn lửa có nhiệt độ phù hợp cho phép đo, tiến hành khảo

sát dung dịch Cd2+

1ppm và Pb2+

2 ppm trong HNO3 2%, NH4Ac 1% .




37

Bảng 3.9: Kết quả khảo sát lƣu lƣợng khí axetilen đối với Cd

C2H2 (l/ph) 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3

Abs-Cd

Lần 1 0,3125 0,3023 0,3127 0,3129 0,3124

Lần 2 0,3125 0,3022 0,3126 0,3129 0,3123

Lần 3 0,3124 0,3022 0,3126 0,3129 0,3122

Trung bình 0,3125 0,3022 0,3126 0,3129 0,3123

Bảng 3.10: Kết quả khảo sát lƣu lƣợng khí axetilen đối với Pb

C2H2(l/ph) 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3

Abs - Pb

Lần 1 0,0867 0,0870 0,0869 0,0871 0,0868

Lần 2 0,0866 0,0869 0,0870 0,0871 0,0866

Lần 3 0,0867 0,0869 0,0870 0,0871 0,0862

Trung bình 0,0867 0,0869 0,0870 0,0871 0,0865

Theo kết quả thu được ở các bảng trên ta thấy rằng lưu lượng khí axetilen

1,2lít/ph là phù hợp nhất đối với phép đo các nguyên tố Cd và Pb. Vì ở đây đảm bảo

cho phép đo có độ nhạy và độ ổn định cao nhất.

3.1.6. Tốc độ dẫn mẫu

Tốc độ dẫn mẫu vào buồng aresol hoá cũng ảnh hưởng tới cường độ vạch

phổ cần đo. Đối với một hệ thống máy nhất định thì tốc độ dẫn mẫu phụ thuộc chủ

yếu vào độ nhớt của dung dịch. Trên máy Thermo của Anh, chúng tôi sử dụng hệ

thống bơm mẫu tự động (ASC), dung dịch mẫu được hút với thể tích là 20µl cho

một lần đo. Đây là tốc độ dẫn mẫu được chọn phù hợp với hầu hết các dung dịch

thông thường có nồng độ muối không cao.

3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến phép đo

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử F- AAS có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng

quá trình đo, nhưng đặc biệt các yếu tố hóa học rất đa dạng và phức tạp có thể dẫn

đến những hướng như sau.




38

* Làm giảm cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích do tạo hợp chất bề

mặt, khó hóa hơi và khó nguyên tử hóa.

* Làm tăng cường độ vạch phổ do tạo các hợp chất dễ hóa hơi và dễ nguyên

tử hóa hay do hạn chế ảnh hưởng của sự ion hóa và kích thích phổ phát xạ của

nguyên tố phân tích.

* Tăng cường độ vạch phổ khi nguyên tố phân tích tồn tại trong nền của mẫu

là những hợp chất hóa hơi. Khi đó các chất này như một chất mang cho sự hóa hơi

nguyên tố phân tích, nó làm hóa hơi với hiệu suất cao.

* Giảm cường độ vạch phổ khi nguyên tố phân tích trong nền của mẫu là

những hợp chất bền nhiệt, khó hóa hơi. Lúc này các nguyên tố nền kìm hãm sự hóa

hơi các nguyên tố phân tích.

* Chính với tác dụng trên mà chúng ta cần phải khảo sát và nghiên cứu sự

ảnh hưởng hóa học đến phép đo là rất cần thiết.

3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit

Trong phép đo F-AAS, mẫu đo ở dạng dung dịch và trong môi trường axit.

Nồng độ axit trong dung dịch luôn có ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ của cácnguyên tố cần phân tích thông qua tốc độ dẫn mẫu, khả năng hoá hơi và nguyên tử

hoá các chất mẫu.

Nói chung các loại axit dễ bay hơi gây ảnh hưởng nhỏ, các loại axit khó bay

hơi gây ảnh hưởng lớn. Các axit làm giảm cường độ vạch phổ của nguyên tố cần

phân tích theo thứ tự: HClO4<HCl<HNO3<H2SO4<H3PO4<HF. Nghĩa là axit HClO4

, HCl và HNO3 gây ảnh hưởng nhỏ nhất trong vùng nồng độ nhỏ. Chính vì thế trong

thực tế phân tích của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) người ta thường dùng

môi trường là axit HCl hay HNO3.

Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hai loại axit có thể dùng để hoà

tan mẫu và tạo môi trường axit là HCl và HNO 3 lên cường độ của vạch phổ hấp thụ

của cadimi và chì trên nguyên tắc cố định nồng độ của ion kim loại và pha trong các

dung dịch axit có nồng độ biến thiên và khảo sát độ hấp thụ của các nguyên tố

cadimi và chì.




39

* Tiến hành khảo sát đối với dung dịch Cd 1ppm và Pb 2 ppm trong các axit

HCl và HNO3 với nồng độ biến thiên từ 0 đến 3%. Các kết quả được chỉ ra ở bảng

3.11 và 3.12

Bảng 3.11: Ảnh hƣởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Cd

Nồng độ axit (C%) 0 1 2 3

HNO3

Lần 1 0,3045 0,3051 0,3052 0,3042

Lần 2 0,3047 0,3058 0,3053 0,3046

Lần 3 0,3043 0,3050 0,3053 0,3047

Trung bình 0,3045 0,3053 0,3053 0,3045%RSD 0,1240 0,5498 0,1860 0,3415

HCl

Lần 1 0,3045 0,3009 0,2992 0,2968

Lần 2 0,3047 0,3008 0,2990 0,2968

Lần 3 0,3043 0,3009 0,2985 0,2969

Trung bình 0,3045 0,3009 0,2989 0,2968

%RSD 0,1240 0,2328 0,2960 0,2007

Bảng 3.12: Ảnh hƣởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Pb

Nồng độ axit (C%) 0 1 2 3

HNO3

Lần 1 0,0679 0,0749 0,0760 0,0775

Lần 2 0,0683 0,0749 0,0763 0,0776

Lần 3 0,0678 0,0748 0,0763 0,0776

Trung bình 0,0680 0,0749 0,0762 0,0776Sai số (%RSD) 0,9040 0,2605 0,2571 0,7329

HCl

Lần 1 0,0679 0,0709 0,0723 0,0738

Lần 2 0,0683 0,0710 0,0722 0,0739

Lần 3 0,0678 0,0710 0,0723 0,0739

Trung bình 0,0680 0,0710 0,0723 0,0739

Sai số (%RSD) 0,9040 0,9859 0,2370 0,2045




40

Như vậy nồng độ HNO3 và HCl trong các dung dịch mẫu < 5% không ảnh

hưởng tới phép đo phổ của Cd và Pb.

Dựa vào kết quả thu được ở bảng trên chúng tôi thấy nồng độ axit không ảnh

hưởng đáng kể đến cường độ vạch phổ của Cd và Pb. Do vậy tôi chọn axit HNO 3 ở

nồng độ 2% cho phổ ổn định nhất, đồng thời giữ được nguyên tố cần phân tích

trong dung dịch. Vì vậy trong quá trình phân tích Cd và Pb được pha trong HNO 3

2% và làm dung dịch nền.

3.2.2 . Khảo sát thành phần nền của mẫu

Trong một số trường hợp, các mẫu có chứa các nguyên tố dưới dạng các chất bền nhiệt. Các chất này gây khó khăn, cản trở cho quá trình hoá hơi nguyên tử hoá

mẫu, từ đó làm giảm độ nhạy của phương pháp phân tích và cường độ vạch phổ. Để

loại trừ ảnh hưởng của yếu tố này người ta có thể dùng nhiều biện pháp khác nhau.

Đó là:

+ Tăng nhiệt độ nguyên tử hoá mẫu.

+ Thêm các chất phụ gia có nồng độ phù hợp để ngăn cản sự xuất hiện cáchợp chất bền nhiệt.

+ Tách bỏ hai nguyên tố nền khi hai biện pháp trên không đạt hiệu quả. Tất

nhiên việc sử dụng biện pháp này là hữu hạn.

Trong ba biện pháp này thì biện pháp thứ nhất chỉ được sử dụng trong một

chừng mực nhất định do sự hạn chế của trang thiết bị, bản chất của khí đốt. Do đó

phương pháp thêm chất nền là biện pháp được sử dụng phổ biến trong phép đo

AAS. Với từng phép đo mà ta sử dụng các nền khác nhau.

Trên cơ sở lí thuyết của phép đo mà chúng tôi tiến hành khảo sát với chất

nền CH3COONa (NaAc) và CH3COONH4 (NH4Ac) có nồng độ biến thiên từ 1-3%

đối với dung dịch Cd 1ppm và Pb 2ppm trong HNO3 2%. Kết quả được chỉ ra ở

bảng 3.13 sau:




41

Bảng 3.13: Khảo sát ảnh hƣởng của thành phần nền

Nồng độ (C%)

Cd2+

1ppm Pb2+

2ppm

Abs % RSD Abs % RSD

0 0,3147 0,2985 0,3147 0,2985

NH4Ac 1% 0,3201 0,2175 0,0725 0,1535

NH4Ac 2% 0,3143 0,4015 0,0716 0,8745

NH4Ac3% 0,3249 0,0936 0,0721 0,4659

NaAc 1% 0,3072 0,3798 0,0719 0,3424

NaAc 2% 0,3056 0,3005 0,0720 0,8570

NaAc 3% 0,3027 0,3423 0,0718 1,0187

Qua kết quả thu được chúng tôi thấy rằng nền CH3COONH4 1% cho cường

độ hấp thu cao và ổn định nhất hay hệ số biến động nhỏ nhất. Do đó chúng tôi sử

dụng nền CH3COONH4 1% để tiến hành phép đo cadimi và chì.

Nền NH4Ac có tác dụng loại bỏ sự hình thành các chất bền nhiệt, nhưng lại

không có tác dụng loại bỏ ảnh hưởng của một số cation và anion, vì vậy để cho kết

quả phân tích tốt nhất cần có thêm phụ gia khác nữa. Thực tế trong phép đo F -

AAS, các chất phụ gia thêm vào thường là LaCl3, SrCl2, LiCl, KCl và AlCl3. Ở đây

LaCl3 được sử dụng rộng rãi nhất, các chất còn lại chỉ cho một số trường hợp riêng

biệt. Vì vậy chúng tôi chọn LaCl3 là chất phụ gia thêm vào, tuy nhiên LaCl3 có nhiệt

độ hóa hơi cao do đó nếu nồng độ LaCl3 trong mẫu mà lớn thì nhiệt độ của ngọn lửa

không đủ để hóa hơi mẫu. Vì thế cần phải khảo sát nồng độ nền LaCl 3 sao cho phù

hợp nhất. Do đó chúng tôi tiến hành khảo sát đối với dung dịch Cd 1ppm và Pb

2ppm trong HNO3 2% + NH4Ac 1%. Kết quả thu được như trong bảng 3.14 Bảng 3.14: Kết quả khảo sát nồng độ LaCl3

Nồng độ LaCl3

(%)

Cd Pb

Abs %RSD Abs %RSD

0 0,3105 0,2715 0,0785 0,6985

0,5 0,3200 0,2341 0,0802 0,1723

1,0 0,3225 0,2507 0,0829 0,2753

1,5 0,3212 0,4618 0,0811 0,3703




42

Qua kết quả thu được ta thấy tại nồng độ LaCl3 1% cường độ hấp thụ của Cd

và Pb cao và ổn định, do đó chúng tôi chọn LaCl3 1% là phụ gia thêm vào.

3.2.3 . Khảo sát ảnh hưởng của các ion

Dung dịch mẫu phân tích, ngoài nguyên tố cần xác định, thường còn chứa

các nguyên tố khác. Các nguyên tố này tồn tại dưới dạng các cation hay anion tan

trong dung dịch mẫu. Các ion này có thể làm tăng, cũng có thể làm giảm, hoặc cũng

có thể không gây ảnh hưởng gì đến cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích.

Khi có ảnh hưởng thì mức độ ảnh hưởng của mỗi ion cũng rất khác nhau trong từng

trường hợp cụ thể.

Trong đối tượng phân tích của chúng tôi (rau xanh) thường có rất nhiều

cation và anion khác nhau, trong đó đáng chú ý là các cation và anion sau: K +; Na+;

Ca2+

; Ba2+

; Mg2+

;... 2

4 3Cl ;SO ; NO ;... Do vậy chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng

của các cation và anion này tới phép đo phổ AAS.

3.2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của các cation

Để xem xét ảnh hưởng của các cation chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng

của từng nhóm cation đối với dung dịch Cd 1ppm và Pb 1ppm (trong nền HNO3

2%; CH3COONH4 1%). Đó là các nhóm :

Nhóm cation kim loại kiềm: K +, Na+.

Nhóm cation kim loại kiềm thổ: Ca2+,Mg

2+, Ba

2+, Sr

2+

Nhóm cation kim loại nặng hoá trị II: Cu2+

, Ni2+

, Mn2+

; Zn2+

Nhóm kim loại hoá trị III: Al3+,Fe

3+.

Kết quả khảo sát được chỉ ra ở các bảng sau:

Bảng 3.15: Ảnh hƣởng của nhóm cation kim loại kiềm

MẫuIon

C0 C1 C2 C3 C4

K+(ppm) 0 200 300 400 800

Na+

(ppm) 0 100 200 400 500

Abs-Cd 0,3056 0,3049 0,3048 0,3054 0,3058

Abs-Pb 0,0709 0,0714 0,0726 0,0706 0,0722




43

Bảng 3.16: Ảnh hƣởng của nhóm cation kim loại kiềm thổ

Mẫu

Ion C0 C5 C6 C7 C8

Mg+

(ppm) 0 50 100 150 200

Ca+

(ppm) 0 50 100 150 200

Ba+

(ppm) 0 10 20 30 40

Sr2+

(ppm) 0 10 20 30 40

Abs-Cd 0,3056 0,3036 0,3062 0,3059 0,3064

Abs-Pb 0,0709 0,0714 0,0707 0,0716 0,0700

Bảng 3.17: Ảnh hƣởng của nhóm cation kim loại nặng hoá trị II

Mẫu

IonC0 C9 C10 C11 C12

Cu+

(ppm) 0 20 30 40 50

Ni2+

(ppm) 0 20 30 40 50

Zn2+

(ppm) 0 20 30 40 50

Mn+(ppm) 0 20 30 40 50

Abs-Cd 0,3056 0,3040 0,3041 0,3043 0,3045

Abs-Pb 0,0709 0,0702 0,0718 0,0725 0,0723

Bảng 3.18: Ảnh hƣởng của nhóm cation kim loại hoá trị III

Mẫu

IonC0 C13 C14 C15 C16

Al3+

(ppm) 0 20 60 80 100

Fe+(ppm) 0 20 60 80 100

Cr3+

(ppm) 0 2 4 8 10

Abs-Cd 0,3056 0,3051 0,3069 0,3063 0,3060

Abs-Pb 0,0709 0,0716 0,0718 0,0709 0,0705




44

Bảng 3.19 : Ảnh hƣởng tổng của cation

Mẫu C0 C17 C18 C19 C20

K+(ppm) 0 200 300 400 800

Na+

(ppm) 0 100 200 400 500

Mg2+

(ppm) 0 50 100 150 200

Ca2+

(ppm) 0 50 100 150 200

Ba2+

(ppm) 0 10 20 30 40

Sr+

(ppm) 0 10 20 30 40

Cu

2+

(ppm) 0 20 30 40 50Ni

2+(ppm) 0 20 30 40 50

Zn+

(ppm) 0 20 30 40 50

Mn+(ppm) 0 20 30 40 50

Al3+

(ppm) 0 20 60 80 100

Fe3+

(ppm) 0 20 60 80 100

Cr+(ppm) 0 2 4 8 10

Abs-Cd 0,3056 0,3056 0,3049 0,3063 0,3060

Abs-Pb 0,0709 0,0700 0,0727 0,0728 0,0708

Như vậy, trong nền đã chọn số liệu nghiên cứu từ bảng 3.15 đến bảng 3.19

cho thấy các cation với các nồng độ đã chọn để khảo sát đều không gây ảnh hưởng

tới cường độ vạch phổ của Cd và Pb.

3.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các anion

Cùng với cation thì anion cũng có thể gây ảnh hưởng đến cường độ vạch phổcủa nguyên tố phân tích. Ảnh hưởng này về tính chất cũng tương tự như ảnh hưởng

của các loại axit. Nói chung thì các anion gốc của các axit dễ bay hơi thường ít gây

ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ của nguyên tố cần phân tích. Trong mẫu phân

tích có thể chứa một số anion như: Cl-, NO3

-, SO4

2-, F

-, I

-, H2PO4

- …

Để tiến hành công việc khảo sát này chúng tôi chuẩn bị các dung dịch mẫu

của dung dịch Cd 1 ppm, Pb 2ppm trong dung dịch HNO3 2%, NH4Ac 1% và LaCl3

1%. Kết quả khảo sát được chỉ ra trong các bảng 3.20 và 3.21:




45

Bảng 3.20: Khảo sát ảnh hƣởng của anion SO42-

,H2PO4-, F-, I-

Mẫu

Ion

C0 C1 C2 C3 C4

2

4SO (ppm) 0 50 100 150 200

H2PO4-(ppm) 0 50 100 150 200

F-(ppm) 0 50 100 150 200

I-(ppm) 0 50 100 150 200

Abs-Cd 0,3056 0,3049 0,3050 0,3057 0,3062

Abs-Pb 0,0709 0,0730 0,0742 0,0726 0,0720

Bảng 3.21: Khảo sát ảnh hƣởng của tổng các anion

Mẫu C0 C1 C2 C3 C4

NO3-(%) 0 1 2 3 4

Cl-(%) 0 1 2 3 4

2

4SO (ppm) 0 50 100 150 200

H2PO4-(ppm) 0 50 100 150 200

F-(ppm) 0 50 100 150 200

I-

(ppm) 0 50 100 150 200

Abs-Cd 0,3056 0,3052 0,3055 0,3060 0,3059

Abs-Pb 0,0709 0,0730 0,0720 0,0719 0,0715

Theo bảng 3.20 và 3.21 cho thấy các anion với các nồng độ như trên đều

không gây ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ của các nguyên tố Cd và Pb.

3.2.3.3. Ảnh hưởng của tổng các cation và anion

Để đánh giá tổng quát chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tổng các

cation và anion đến quá trình đo phổ của Cd và Pb. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.22




46

Bảng 3.22 : Ảnh hƣởng của tổng các cation và anion

Mẫu C0 C1 C2 C3 C4

K+(ppm) 0 200 300 400 800

Na+

(ppm) 0 100 200 400 500

Mg2+

(ppm) 0 50 100 150 200

Ca2+

(ppm) 0 50 100 150 200

Ba2+

(ppm) 0 10 20 30 40

Sr+

(ppm) 0 10 20 30 40

Cu

2+

(ppm) 0 20 30 40 50Ni

2+(ppm) 0 20 30 40 50

Zn+

(ppm) 0 20 30 40 50

Mn+(ppm) 0 20 30 40 50

Al3+

(ppm) 0 20 60 80 100

Fe3+

(ppm) 0 20 60 80 100

Cr+(ppm) 0 2 4 8 10

NO3-(%) 0 1 2 3 4

Cl-(%) 0 1 2 3 4

2

4SO (ppm) 0 50 100 150 200

H2PO4-(ppm) 0 50 100 150 200

F-(ppm) 0 50 100 150 200

I-

(ppm) 0 50 100 150 200

Abs-Cd 0,3056 0,3056 0,3052 0,3058 0,3060Abs-Pb 0,0709 0,0710 0,0721 0,0725 0,0712

Nhận xét: Từ bảng số liệu trên chứng tỏ rằng các ion trong vùng khảo sát

không ảnh hưởng đến phép xác định Cd và Pb. Hơn nữa trong các mẫu thực tế thì

hàm lượng các ion trên nhỏ hơn hàm lượng khảo sát rất nhiều nên có thể khẳng định

rằng các ion này không gây ảnh hưởng đến phép đo. Đây cũng chính là một ưu

điểm nổi bật của phép đo F-AAS so với phương pháp khác.




47

3.3. Phƣơng pháp đƣờng chuẩn đối với phép đo F- AAS

3.3.1 . Khảo sát xác định khoảng tuyến tính của Cd và Pb

Phương trình cơ sở phân tích định lượng của một nguyên tố trong phép đo

F – AAS là:

A = K. Cb

A : Cường độ vạch phổ hấp thụ

K: Hằng số thực nghiệm

C: Nồng độ của nguyên tố trong mẫu đo phổ

b: Hằng số bản chất (0<b≤1)

Trong một khoảng nồng độ nhất định thì b=1, mối quan hệ giữa A và C là

tuyến tính A= f(C). Do đó để xác định hàm lượng Cd và Pb chúng ta phải tìm được

khoảng nồng độ tuyến tính của phép đo để dựng đường chuẩn.

Để xác định khoảng tuyến tính của Cd, Pb chúng tôi tiến hành pha mẫu của

Cd, Pb chuẩn trong nền HNO3 2% và CH3COONH4 1% sao cho nồng độ tăng dần.

Sau đó đo mật độ quang trong các điều kiện đã chọn và ghi lại kết quả thu được kết

quả sau. Bảng 3.23: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Cd

Abs-Cd

Nồng độ (ppm)

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình

0.25 0,0260 0,0270 0,0260 0,0260

0.5 0,0330 0,0340 0,0330 0,0330

1 0,0660 0,0670 0,0670 0,0670

2 0,1290 0,1290 0,1290 0,1290

3 0,1910 0,1920 0,1910 0,1910

4 0,2470 0,2470 0,2470 0,2470

5 0,2980 0,2990 0,2990 0,2990

6 0,3420 0,3420 0,3420 0,3420

7 0,4000 0,4000 0,4000 0,4000




48

Từ số liệu của bảng 3.23 trên ta vẽ đựơc đồ thị :

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

A b s - C d

Conc-Cd(ppm)

Hình 3.1: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Cd

Qua đồ thị khảo sát ta thấy khoảng tuyến tính của Cd từ 0,25 ppm đến 5 ppm

Bảng 3.24: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb

Abs-Pb

Nồng độ (ppm)Lần 1 Lần 2 Lần 3

Trung

bình

0,1 0,0324 0,0325 0,0325 0,0325

0,25 0,0486 0,0485 0,0484 0,0485

1 0,0610 0,0610 0,0609 0,0610

2 0,0794 0,0795 0,0793 0,0794

3 0,0960 0,0960 0,096 0,0960

4 0,1126 0,1127 0,1127 0,1127

6 0,1445 0,1444 0,1446 0,1445

7 0,1603 0,1605 0,1606 0,1605

8 0,1741 0,1742 0,1742 0,1742

9 0,1814 0,1816 0,1815 0,1815

10 0,2119 0,2120 0,2120 0,2120




49

Từ số liệu bảng 3.24 ta vẽ được đồ thị :

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

B

X Axis Title

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0.20

Hình 3.2: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb

Qua đồ thị khảo sát ta thấy khoảng tuyến tính của Pb từ 0,25 ppm đến 8 ppm.

3.3.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạ n

định lượng (LOQ) của Cd và Pb

Từ các kết quả thu được ở trên chúng tôi dùng phần mềm Origin 6.0 để xây

dựng đường chuẩn của các nguyên tố cadimi và chì đồng thời xác định giới hạn

phát hiện và giới hạn định lượng của chúng. Kết quả thu được như sau:

3.3.2.1. Đường chuẩn của Cadimi

Từ sử dụng phần mềm Origin 6.0 để xây dựng đường chuẩn của Cd thu đượ c

kết quả như hình 3.3.

CPb

Abs - Pb




50

0 1 2 3 4 50.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

Y=A+B.X A b s - C d

Conc-Cd(ppm)

Hình 3.3: Đồ thị đƣờng chuẩn của cadimi

Phương trình đường chuẩn Data1_B:

Y = A + B * X

Thông số giá trị sai số

------------------------------------------------------------

A 0.00904 0.00274

B 0.05897 9,74.10-4

------------------------------------------------------------

R SD N P

------------------------------------------------------------

0.99932 0.0043 7 < 0.0001

------------------------------------------------------------




51

Tra bảng phân phối Student ta được giá trị t(P=0,95;f= N-1=6) = 2,447

Theo kết quả tính toán của phần mềm Origin 6.0 ta có:

A = t(0,95; 6).SA = 2,447. 0,00274= 0,0067

B = t(0,95; 6).SB = 2,447. 9,74.10-4

= 0,0024

Vậy phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn có dạng:

Ai = (0,0090 0,0067) + (0,0589 0,0024).CCd

Trong đó: Ai là cường độ hấp thụ đo được khi đo phổ (Abs).

CCd là nồng độ của Cd (ppm).

* Giới hạn phát hiện (LOD)

LOD được xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân tích

còn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền.

Giới hạn phát hiện Cd bằng phép đo F-AAS theo đường chuẩn:

3. 3.0,004 0,2( )0,059

yS LOD ppm B

* Giới hạn định lượng (LOQ)

LOQ được xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống định

lượng được với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa định lượng với tín hiệu của mẫu

trắng hay tín hiệu nền và đạt độ tin cậy ≥ 95%.

Giới hạn định lượng Cd bằng phép đo F-AAS theo đường chuẩn:

10. 10.0,0040,678( )

0,059

yS

LOQ ppm B

3.3.2.2. Đường chuẩn của chì

Từ kết quả thu được ở bảng 3.24 chúng tôi dùng phần mềm Origin 6.0 để xác

định đường chuẩn của chì và thu được kết quả như sau:




52

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

X Axis Title

Y A

x i s T i t l e

Hình 3.4: Đồ thị đƣờng chuẩn của chì

Linear Regression for Data1_B:

Y = A + B * X

Parameter Value Error

----------------------------------------------------

A 0.04672 0.00113

B 0.01617 2.23629E-4

-----------------------------------------------------

R SD N P

------------------------------------------------------

0.99952 0.00144 7 <0.0001

-------------------------------------

CPb

Abs - Pb




53

Tra bảng phân phối Student ta được giá trị t(P=0,95;f= N-1=6) = 2,447

Theo kết quả tính toán của phần mềm Origin 6.0 ta có:

A = t(0,95; 6).SA = 2,47.0,00113 = 0,003

B = t(0,95; 6).SB = 2,47. 2,23629.10-4

= 0,00055

Vậy phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn có dạng:

Ai = (0,04672 0,003) + (0.01617 0,00055).CPb

Trong đó: Ai là cường độ hấp thụ đo được khi đo phổ (Abs).

CPblà nồng độ của Pb (ppm).

Giới hạn phát hiện Pb bằng phép đo F-AAS theo đường chuẩn:

LOD = B

S y*3=

0162,0

00144,0.3= 0,267 ( ppm)

Giới hạn định lượng Pb bằng phép đo F-AAS theo đường chuẩn:

LOQ = B

S y*10=

0162,0

00144,0*10= 0,889 (ppm)

3.4. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo

Để đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo ta dựng đường chuẩn, pha 3 mẫu

có nồng độ ở điểm đầu, điểm giữa và điểm cuối của đường chuẩn trong các điều

kiện và thành phần giống như mẫu chuẩn. Thực hiện đo mỗi mẫu 10 lần, kết quả thu

được biểu diễn trong bảng 3.25, 3.26

Sai số được tính theo công thức :

% X =t

it

A

A A )( *100%

Trong đó:

+ %X : Sai số phần trăm tương đối .

+ Ai : Giá trị cường độ hấp thụ đo được (Abs)

+ At : Giá trị cường độ hấp thụ tìm được theo đường chuẩn (Abs)

Độ lặp lại của phép đo được xác định theo các đại lượng S2và %RSD.

Các đại lượng đó được tính theo công thức :




54

S2

=1

)(2

n

A A it Suy ra : S = 2S

% RSD =tb A

S *100%

Trong đó : + Atb : Cường độ hấp thụ trung bình

+ n : số lần đo

+ S : độ lệch chuẩn

+ % RSD : hệ số biến động của phép đo.

Tiến hành thực nghiệm với các mẫu chuẩn và xử lí các kết quả thu được bằng

thống kê chúng tôi thu được kết quả như sau:

Bảng 3.25: Kết quả sai số và độ lặp của phép đo cadimi

Mẫu 1 2 3

CCd

(ppm)0, 25 2 5

At (Abs) 0,0255 0,1287 0,2989

Lần đo Ai %X Ai %X Ai %X1 0,0245 3,92 0,1278 0,70 0,2958 1,04

2 0,0250 1,96 0,1262 1,94 0,2960 0,97

3 0,0253 0,78 0,1275 0,93 0,2945 1,47

4 0,0242 5,09 0,1270 1,32 0,2915 2,48

5 0,0247 3,14 0,1265 1,71 0,2912 2,58

6 0,0239 6,27 0,1263 1,86 0,2909 2,68

7 0,0249 2,35 0,1259 2,18 0,2923 2,21

8 0,0240 5,88 0,1272 1,17 0,2902 2,91

9 0,0252 1,18 0,1269 1,40 0,2905 2,81

10 0,0248 2,75 0,1268 1,48 0,2938 1,71

Atb 0,0247 3,33 0,1268 1,47 0,2927 2,09

S 0,001 0,002 0,007

%RSD 4,05 1,58 2,39




55

Bảng 3.26: Kết quả sai số và độ lặp của phép đo chì

Mẫu 1 2 3

CPb (ppm) 1 4 8

At (Abs) 0,0610 0,1127 0,1742

Lần đo Ai X % Ai X % Ai X %

1 0,0590 3,28 0,1120 0,62 0,1720 1,26

2 0,0585 4,09 0,1115 1,06 0,1715 1,55

3 0,0583 4,43 0,1106 1,86 0,1705 2,12

4 0,0595 2,46 0,1117 0,89 0,1710 1,84

5 0,0580 4,92 0,1102 2,22 0,1700 2,41

6 0,0576 5,57 0,1098 2,57 0,1707 2,01

7 0,0588 3,61 0,1100 2,39 0,1705 2,12

8 0,0579 5,08 0,1095 2,84 0,1709 1,89

9 0,0597 2,13 0,1109 1,60 0,1701 2,35

10 0,0599 1,80 0,1113 1,24 0,1695 2,70

Atb 0,0587 3,74 0,1108 1,73 0,1707 2,03

S 0,0025 0,0022 0,0038

% RSD 4,26 1,99 2,23

Kết quả khảo sát sai số tuân theo định luật phân bố Gaus. Điểm đầu và

điểm cuối của vùng tuyến tính sai số lớn (4,05% và 2,39% với Cd ; 4,26% và

2,23% với Pb), điểm giữa vùng tuyến tính sai số nhỏ nhất (1,58% với Cd ; 1,99%

với Pb). Như vậy kết quả khảo sát cho thấy độ lệch chuẩn và hệ số biến động (sai số

tương đối) của phép đo Cd, Pb đều nhỏ nằm trong giới hạn cho phép (10%). Qua

kết quả trên chúng tôi nhận thấy phương pháp phổ F-AAS là phương pháp phân tích

ổn định, có độ lặp lại tốt đồng thời có độ chính xác cao, hoàn toàn phù hợp với xác

định lượng vết kim loại trong mẫu.




56

3.5. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của cadimi và chì

Từ các kết quả nghiện cứu được ở trên, các điều kiện phù hợp để đo phổ F -

AAS của cadimi và chì được chỉ ra ở bảng 3.27

Bảng 3.27: Tổng kết các điều kiện đo phổ F- AAS của Cd, Pb

Nguyên tố

Các yếu tố Cd Pb

T h ô n g s ố

m á y đ o

Vạch phổ hấp thụ (nm) 228,8 217

Khe đo (nm) 0,5 0,5

Cường độ dòng đèn (%Imax) 65 % 70 %Lưu lượng khí C2H2 (ml/phút) 1,2 1,2

Chiều cao của burner (mm) 7 7

T h à n h

p h ầ n Nồng độ HNO3 (C%) 2 2

Nồng độ CH3COONH4 (C%) 1 1

Giới hạn phát hiện LOD (ppm) 0,2 0,267

Giới hạn định lượng LOQ (ppm) 0,678 0,889

Vùng tuyến tính (ppm) 0,25-5 0,25- 8

3.6. Phân tích mẫu thực

3.6 .1. Lấy mẫu

Qua thăm dò thực tiễn và xuất phát từ yêu cầu xác định hàm lượng cadimi và

chì trong rau xanh tại khu vực huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên, chúng tôi tiến

hành lấy mẫu ở những khu vực trồng rau có nguồn nước sạch như, xã Mỹ Yên (nơi

cung cấp nguồn nước sạch) và các xã có các mỏ khoáng sản như xã Hà Thượng (nơi

có mỏ đa kim ViCa- Núi Pháo), xã Yên Lãng (nơi có mỏ Than Núi Hồng).

Mẫu rau sau khi được lấy ở các địa điểm trên được đựng trong túi nilon sạch

và đưa về phòng thí nghiệm. Rửa sạch đất bám trên rau, tráng lại bằng nước cất một

vài lần. Để ráo nước, cân trọng lượng tươi rồi sấy ở 100-1200C để diệt men, sau đó

sấy lại ở khoảng 500C cho đến khô. Chuyển mẫu rau khô đó vào bình hút ẩm để

nguội, đem cân lại để xác định trọng lượng khô. Sau khi cân mẫu được đựng trong




57

lọ kín để tránh ẩm mốc. Tất cả các lọ đựng rau đều được dán nhãn ghi rõ: tên mẫu,

loại rau, thời gian, địa điểm lấy mẫu.

Bảng 3.28: Địa điểm và thời gian lấy mẫu

STT Loại rau Địa điểm lấy mẫu Thời gian lấy mẫu

1 Bắp cải (BC) Xã Hà Thượng-huyên Đại Từ-

tỉnh Thái Nguyên

15h30 ngày10/03/2010.

2 Cải xoong (CX) Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ -

tỉnh Thái Nguyên.

15h30 ngày 13/03/2010

3 Cải canh (CC) Xã Hà Thượng-huyên Đại Từ-

tỉnh Thái Nguyên 15h30 ngày 10/03/2010

4 Ngải cứu (NC) Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ -

tỉnh Thái Nguyên. 09h30 ngày 05/05/2010

5 Xà lách (XL)Xã Phú Cường - huyện Đại Từ

- tỉnh Thái Nguyên. 09h30 ngày 15/03/2010

6 Muống nước (MN) Xã Hà Thượng - huyện Đại

Từ - tỉnh Thái Nguyên. 09h30 ngày 05/05/2010

7 Cải thìa (CT) Xã Hà Thượng - huyện Đại


8 Mồng tơi (MT)

Xã Hà Thượng - huyện Đại


9 Dền đỏ (DD) Xã Yên Lãng - huyện Đại Từ -


10 Giấp cá (GC) Xã Mỹ Yên - huyện Đại Từ -





58

Bảng 3.29: Tỉ lệ khối lƣợng của một số loại rau trƣớc và sau khi sấy khô

STT Mẫu Loại rau

Khối lượng sau và trước

khi sấy (g)

Phần trăm khô

(%)

1 M1 Bắp cải (BC) 35,67/1000 3,567 %

2 M2 Cải xoong (CX) 41,54/1000 4,154 %

3 M3 Cải canh (CC) 53,37/1000 5,337 %

4 M4 Ngải cứu (NC) 89,48/1000 8,948 %

5 M5 Xà lách (XL) 37,78/1000 3,778 %

6 M6 Muống nước (MN) 44,54/1000 4,454 %

7 M7 Cải thìa (CT) 86,78/1000 8,678 %

8 M8 Mồng tơi (MT) 67,94/1000 6,794 %

9 M9 Dền đỏ (DD) 83,56/1000 8,356 %

10 M10 Giấp cá (GC) 110,47/1000 11,047 %

3.6 .2. Khảo sát quá trình xử lí mẫu

Chúng tôi tiến hành khảo sát với 10 mẫu rau xanh tại huyện Đại Từ-tỉnh Thái

Nguyên. Mỗi mẫu đó được nghiên cứu thành bột mịn, ở đây chúng tôi chọn phương

pháp xử lí ướt bằng axit.

Mẫu rau được xử lí như sau:

Cân 1 gam mẫu khô đã nghiền thành bột mịn cho vào bình Kendal, sau đó tẩm ướt bằng 1 ml nước cất, cho tiếp HNO3 đặc (65%) vào trong bình, sau đó thêm tiếp 2ml

HClO4 đặc vào bình, đậy bình bằng phễu lọc có đuôi dài. Đun mẫu phân tích trong

nhiều giờ. Để chọn được tỉ lệ thể tích HNO3 phù hợp cần cho vào ứng với 1gam

mẫu khô phù hợp chúng tôi tiến hành khảo sát như sau:

Đối với mỗi mẫu rau khô chúng tôi tiến hành khảo sát thể tích HNO 3 từ 10

ml đến 15ml.




59

Bảng 3.30: Kết quả khảo sát lƣợng HNO3 ứng với 1 gam mẫu rau khô

STT Mẫu rau 3HNO

V (mL)

10 11 12 13 14 15

1 B p cải (BC) - + + + + +

2 Cải xoong (CX) - - - - + +

3 Cải canh (CC) - + - - + +

4 Ngải cứu (NC) - - - - + +

5 Xà lách (XL) - + + + + +

6 Muống nước (MN) - - - + + +7 Cải thìa (CT) - + - + + +

8 Mồng tơi (MT) - - + + + +

9 Dền đỏ (DD) - - + + + +

10 Giấp cá (GC) - - - + + +

Dấu “–” là những mẫu sau khi xử lí dung dịch vẫn còn cặn, dung dịch thu

được vẩn đục chứng tỏ mẫu chưa phân huỷ hết. Dấu “+” là những mẫu sau khi xử lí dung dịch thu được trong suốt hoặc có

màu hơi vàng, đó là những mẫu đã bị phân huỷ hoàn toàn.

Qua kết quả khảo sát được ở trên chúng tôi chọn lượng axit HNO3 65% thích

hợp cho quá trình xử lí 1gam mẫu khô là từ 11 ml đến 14 ml tùy vào từng mẫu.

Các mẫu sau khi được xử lí sơ bộ như trên được vô cơ hoá như sau: Cân trên

cân phân tích một lượng mẫu chính xác (5 gam) cho vào bình Kendal, thêm 55 -70

ml HNO3 65% (tuỳ vào từng loại rau), đậy miệng bình bằng một phễu nhỏ, để quađêm. Sau đó, đun nhẹ trên bếp điện có điều chỉnh nhiệt độ, đun sôi nhẹ đến khi mẫu

phân huỷ hoàn toàn, thêm 2-3 ml HClO4 và đun đến dung dịch trong suốt. Chuyển

mẫu sang cốc miệng rộng, thêm 1 ml HClO4, làm bay hơi hết axit đến còn muối ẩm.

Định mức vào bình 10 ml bằng HNO3 2%. Đem mẫu này xác định hàm lượng

cadimi, chì bằng phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS.

Mẫu trắng: Cho 5ml nước cất, rồi thêm vào đó 55-70 ml axit HNO3 đặc và 2-

3 ml HClO4.




60

3.7. Thực nghiệm đo phổ và tính toán kết quả

Dung dịch mẫu sau khi đã được chuẩn bị ở phần trước chúng tôi tiến

hành đo phổ hấp thụ nguyên tử trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Thermo

electron corporation (Anh) đã có sẵn phần mềm xây dựng và xử lí đường chuẩn xác

định nồng độ ion của các nguyên tố cần xác định.

3.7.1. Phương pháp xử lí kết quả phân tích theo phương pháp đường chuẩn

Dựa vào giá trị độ hấp thụ A và đường chuẩn đã xây dựng, chúng tôi xác

định được nồng độ của cadimi và chì trong các dung dịch mẫu đã qua xử lí. Hàm

lượng của chất phân tích được tính theo công thức:

XC V

Xm

Trong đó:

X: hàm lượng cadimi, chì trong thể tích mẫu đem đo (mg).

XC : Nồng độ chất phân tích trong mẫu đo phổ tìm được theo đường

chuẩn (mg/l).

V: Thể tích dung dịch mẫu (10 ml).

m: Lượng mẫu phân tích để xử lí và định mức thành thể tích (5 gam).

Từ kết quả trên ta xác định được hàm lượng cadimi, chì trong 1000 gam mẫu

tươi theo công thức sau:

X’ = X.% khô

X’ : hàm lượng Cd, Pb trong 1000 gam mẫu tươi).

3.7.2. K ết quả xác định hàm lượng cadimi, chì trong các mẫu rau Chúng tôi tiến hành xử lí 10 mẫu rau như đã đề cập ở phần 3.6.2. Chuẩn bị

dung dịch đo và tiến hành đo mẫu ở các điều kiện tối ưu như đã đề cập ở phần 3.5.

Các kết quả thu được là trung bình của các lần đo và trừ đi mẫu trắng.

Mẫu rau mùa xuân bao gồm: Bắp cải (BC); Cải xoong (CX); Cải canh (CC);

Xà lách (XL). Rau mùa hè bao gồm : Ngải cứu (NC); Muống nước (MN); Cải thìa

(CT); Mồng tơi (MT); Dền đỏ (DD); Giấp cá (GC).




61

Bảng 3.31: Kết quả đo phổ F- AAS đối với nguyên tố Cd

STT Mẫu Abs- Cd

Nồng độ tính

theo đƣờngchuẩn(ppm)

Hàm lƣợng

trong mẫurau tƣơi(mg/kg)

Giới hạn cho

phép 46/2007QĐ – BYT

(mg/kg )[19]

1 Bắp cải (BC) 0,0302 0,3260 0,0233

0,2

2 Cải xoong (CX) 0,0294 0,3125 0,0260

3 Cải canh (CC) 0,0285 0,2969 0,0317

4 Ngải cứu (NC) 0,0288 0,3025 0,0541

5 Xà lách (XL) 0,0255 0,2455 0,01856 Muống nước (MN) 0,0271 0,2735 0,0244

7 Cải thìa (CT) 0,0519 0,6990 0,1213

8 Mồng tơi (MT) 0,0518 0,6982 0,0949

9 Dền đỏ (DD) 0,0355 0,4173 0,0697

10 Giấp cá (GC) 0,0299 0,3218 0,0711

Bảng 3.32 : Kết quả đo phổ F- AAS đối với nguyên tố Pb

STT Mẫu Abs-

Pb

Nồng độ tính theođƣờng chuẩn

(ppm)

Hàm lƣợngtrong mẫu

rau tƣơi(mg/kg)

Giới hạn chophép 46/2007

QĐ – BYT(mg/kg )[19]

1 B p cải (BC) 0,0498 0,3210 0,0229

0,3

2 Cải xoong (CX) 0,0516 0,4320 0,0359

3 Cải canh (CC) 0,0507 0,3580 0,0382

4 Ngải cứu (NC) 0,0532 0,5323 0,0953

5 Xà lách (XL) 0,0550 0,6457 0,0488

6 Muống nước (MN) 0,0573 0,7854 0,0699

7 Cải thìa (CT) 0,0600 0,9530 0,1654

8 Mồng tơi (MT) 0,0534 0,5423 0,0737

9 Dền đỏ (DD) 0,0514 0,4210 0,0704

10 Giấp cá (GC) 0,0585 0,8578 0,1895




62

3.8. Kiểm tra quá trình xử lý mẫu

Vì kết quả phân tích thu được phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: phương pháp

xử lý mẫu, điều kiện thiết bị, kỹ thuật thực hiện... nên để đánh giá mức độ chính xác

cũng như độ lặp lại của phương pháp chúng tôi đã chọn các mẫu để tiến hành làm

mẫu lặp lại và mẫu thêm chuẩn.

3.8.1. Mẫu lặp

Chúng tôi dùng các mẫu rau ở trên để tiến hành xử lý lặp lại 3 lần. Kết quả

được chỉ ra ở các bảng dưới đây.

Với mỗi lần đo mẫu thì độ lặp lại được xác định theo công thức:

2

2 2( )

1

i tbC C

S S S n

% .100%tb

S RSD

C

.t S

n

Trong đó: S2: phương sai

S: độ lệch chuẩn

Ci: Nồng độ mẫu i

Ctb: Nồng độ trung bình

Áp dụng công thức ta có kết quả xác định hàm lượng cadimi và chì trong rau

(với độ tin cậy của phép đo là p=0,95 tra bảng ta có t(n=3)=4,3)

Hàm lượng chính xác Cd, Pb trong rau xanh được tính theo công thức

M = X ± ε (X: Hàm lượng đo được)

Trong đó M: hàm lượng chính xác mẫu trong các loại rau xanh.

X: hàm lượng đo được

ε: khối lượng chênh lệch




63

Bảng 3.33 : Kết quả xử lý số liệu hàm lƣợng Cd

Mẫu C1 C2 C3 Ctb S %RSD ε

Bắp cải (BC) 0,3250 0,3262 0,3268 0,3260 0,0009 0,2761 0,0022

Cải xoong (CX) 0,3127 0,3123 0,3125 0,3125 0,0003 0,0960 0,0007

Cải canh (CC) 0,2965 0,2970 0,2972 0,2969 0,0004 0,1347 0,0010

Ngải cứu (NC) 0,3020 0,3027 0,3023 0,3025 0,0004 0,1322 0,0010

Xà lách (XL) 0,2453 0,2456 0,2456 0,2455 0,0002 0,0815 0,0005

Muống nước (MN) 0,2734 0,2735 0,2736 0,2735 0,0001 0,0366 0,0002

Cải thìa (CT) 0,6985 0,6993 0,6992 0,6990 0,0004 0,0572 0,0010

Mồng tơi (MT) 0,6979 0,6980 0,6987 0,6982 0,0004 0,0573 0,0010

Dền đỏ (DD) 0,4172 0,4175 0,4172 0,4173 0,0002 0,0479 0,0005

Giấp cá (GC) 0,3220 0,3219 0,3215 0,3218 0,0003 0,0932 0,0007

Bảng 3.34 : Hàm lƣợng chính xác Cd trong rau

STT Mẫu

Nồng độ tính

theo đƣờng chuẩn

(ppm)

Hàm lƣợng trong

mẫu rau tƣơi (mg/kg)

1 Bắp cải (BC) 0,3260 ± 0,0022 0,0233 ± 0,0022

2 Cải xoong (CX) 0,3125 ± 0,0007 0,0260 ± 0,0007

3 Cải canh (CC) 0,2969 ± 0,0010 0,0317 ± 0,0010

4 Ngải cứu (NC) 0,3025 ± 0,0010 0,0541 ± 0,0010

5 Xà lách (XL) 0,2455 ± 0,0005 0,0185 ± 0,0005

6 Muống nước (MN) 0,2735 ± 0,0002 0,0244 ± 0,0002

7 Cải thìa(CT) 0,6990 ± 0,0010 0,1213 ± 0,0010

8 Mồng tơi (MT) 0,6982 ± 0,0010 0,0949 ± 0,0010

9 Dền đỏ (DD) 0,4173 ± 0,0005 0,0697 ± 0,0005

10 Giấp cá (GC) 0,3218 ± 0,0007 0,0711 ± 0,0007




64

200

600

800

400

M1 M2 M4M3 M6 M7M5 M8 M9 M10

23.3 26.0 31.7 54.418.5 24.4

121.3 94.9 69.7 71.1

Hình 3.5: Đồ thị hàm lƣợng Cd qua kết quả phân tích rau ở một số xã

của huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên

Bảng 3.35: Kết quả xử lý số liệu hàm lƣợng Pb

Mẫu C1 C2 C3 Ctb S %RSD ε

Bắp cải (BC) 0,3211 0,3210 0,3209 0,3210 0,0001 0,0312 0,0002

Cải xoong (CX) 0,4318 0,4319 0,4323 0,4320 0,0003 0,0694 0,0007

Cải canh (CC) 0,3585 0,3578 0,3577 0,3580 0,0004 0,1117 0,0010

Ngải cứu (NC) 0,5320 0,5318 0,5331 0,5323 0,0007 0,1315 0,0017

Xà lách (XL) 0,6457 0,6459 0,6455 0,6457 0,0002 0,0310 0,0005

Muống nước (MN) 0,7850 0,7856 0,7856 0,7854 0,0003 0,0382 0,0007Cải thìa (CT) 0,9529 0,9528 0,9533 0,9530 0,0003 0,0315 0,0007

Mồng tơi (MT) 0,5422 0,5425 0,5422 0,5423 0,0002 0,0369 0,0005

Dền đỏ (DD) 0,4205 0,4217 0,4208 0,4210 0,0006 0,1425 0,0015

Giấp cá (GC) 0,8580 0,8577 0,8577 0,8578 0,0002 0,0233 0,0005

Hàm lượng Cd phân tích

Hàm lượng Cd cho phép

Mẫu

gkg




65

Ta có kết quả chính xác của các mẫu như sau:

Bảng 3.36: Hàm lƣợng chính xác Pb trong rau

STTMẫu

Nồng độ tính theo đƣờng chuẩn (ppm)

Hàm lƣợng trongmẫu rau tƣơi (mg/kg)

1 Bắp cải (BC) 0,3210 ± 0,0002 0,0229 ± 0,0002

2 Cải xoong (CX) 0,4320 ± 0,0007 0,0359 ± 0,0007

3 Cải canh (CC) 0,3580 ± 0,0010 0,0382 ± 0,0010

4 Ngải cứu (NC) 0,5323 ± 0,0017 0,0953 ± 0,0017

5 Xà lách (XL) 0,6457 ± 0,0005 0,0488 ± 0,0005

6 Muống nước (MN) 0,7854 ± 0,0007 0,0699 ± 0,0007

7 Cải thìa (CT) 0,9530 ± 0,0007 0,1654 ± 0,0007

8 Mồng tơi (MT) 0,5423 ± 0,0005 0,0737 ± 0,0005

9 Dền đỏ (DD) 0,4210 ± 0,0015 0,0704 ± 0,0015

10 Giấp cá (GC) 0,8578 ± 0,0005 0,1895 ± 0,0005

Hình 3.6: Đồ thị hàm lƣợng Pb qua kết quả phân tích rau ở một số xã

của huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên

Hàm lượng Cd phân tích

Hàm lượng Cd cho phép

g / kg

189.5

7.0473.7

16.54

69.948.895.3

38.235.922.9

M10

800

600

400

200

M9M8M5 M7M6M3 M4M2M1

1200

1000

Mẫu




66

Nhận xét: Nhìn vào kết quả phân tích hàm lượng kim loại Cd và Pb trong

một số địa điểm của huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên được thể hiện trên bảng 3.34 ;

3.36 và hình 3.5;3.6 chúng tôi nhận thấy hàm lượng các kim loại Cd và Pb đều

dưới mức cho phép theo TCVN 46/2007 QĐ – BYT (mg/kg tươi).

3.8.2. Mẫu thêm chuẩn

Chúng tôi chọn ra 2 mẫu rau đại đại diện cho mùa xuân và mùa hè ở trên để

tiến hành làm mẫu thêm chuẩn. Đối với mỗi mẫu chúng tôi thêm vào những lượng

nhất định Cd, Pb ở điểm đầu, giữa và cuối đường chuẩn. Cụ thể như ở bảng sau:

Bảng 3.37 : Mẫu thêm chuẩn

STT Mẫu rau Thành phần

1

NC Mẫu rau ngải cứu không thêm chất phân tích Cd,Pb

NC + t1 Mẫu NC + 0,25 ppm Cd + 0,25 ppm Pb

NC + t2 Mẫu NC + 2ppm Cd + 4 ppm Pb

NC + t3 Mẫu NC + 5 ppm Cd + 8 ppm Pb

2

BC Mẫu bắp cải không thêm chất phân tích Cd, Pb

BC + t1 Mẫu BC + 0,25 ppm Cd + 0,25 ppm Pb

BC + t2 Mẫu BC + 2 ppm Cd + 4 ppm Pb

BC + t3 Mẫu BC + 5 ppm Cd + 8 ppm Pb

Kết quả được biểu diễn dưới bảng 3.38 và 3. 39 , kết quả này là giá trị trung bình của 3 lần đo và có trừ đi mẫu trắng.




67

Bảng 3.38: Kết quả phân tích cadimi

STT Mẫu rau Kim loại Cd

Nồng độ mẫu

thu được

(ppm)

Nồng độ chu n

thêm vào

(ppm)

Nồng độ thêm

vào thu được

(ppm)

Hiệu suất

thu được

(%)

Sai số

1

NC 0,3025

NC + t1 0,5732 0,25 0,2305 92,20 7,80

NC + t2 0,8309 2,00 1,8856 94,28 5,72

NC + t3 1,2512 5,00 4,6570 93,14 6,86

2

BC 0,3260

BC + t1 0,4267 0,25 0,2315 92,60 7,40

BC + t2 0,9235 2,00 1,8875 94,38 5,63

BC + t3 1,3685 5,00 4,6752 93,50 6,49

Bảng 3.39: Kết quả phân tích chì

STT Mẫu rau

Kim loại Pb

Nồng độ

mẫu thu được

(ppm)

Nồng độ

chuẩn thêm

vào (ppm)

Nồng độ thêm

vào thu được

(ppm)

Hiệu suất

thu được

(%)

Sai số

1

NC 0,5323

NC + t1 0,7145 0,25 0,2367 94,68 5,32

NC + t2 0,9231 4,00 3,8560 96,40 3,60

NC + t3 2,3570 8,00 7,7015 96,27 3,73

2

BC 0,3210

BC + t1 0,8120 0,25 0,2341 93,64 6,36

BC + t2 1,005 4,00 3,8425 96,06 3,94

BC + t3 2,5324 8,00 7,6792 95,99 4,01




68

Nhận xét: Qua kết quả thu được cho thấy hiệu suất thu hồi Cd, Pb đều lớn

hơn 90% và sai số đều nhỏ hơn 10%. Cụ thể sai số đối với những mẫu thêm ở đầu

đường chuẩn và cuối đường chuẩn là lớn hơn sai số đối với mẫu thêm ở giữa đường

chuẩn, như vậy kết quả này hoàn toàn phù hợp với lí thuyết phân bố sai số Gauss.

Vậy có thể sử dụng một trong hai phương pháp đường chuẩn hoặc thêm

chuẩn để xác định hàm lượng Cd, Pb trong rau xanh.

Trên đây là kết quả áp dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F

– AAS để xác định hàm lượng các kim loại nặng vào thực tế. Vì thời gian nghiên

cứu có hạn nên muốn có kết quả phân tích chính xác hơn thì cần phải lấy mẫu hàng

ngày vào các thời điểm khác nhau trong ngày, trong nhiều tháng vào các mùa khác

nhau đem phân tích, lấy kết quả đánh giá, so sánh với kết quả phân tích bằng các

phương pháp khác nữa thì kết quả thu được mới đảm bảo chính xác và có tính

thuyết phục hơn.




69

KẾT LUẬN

Trên cơ sở nghiên cứu phương pháp xác định cadimi và chì trong rau bằng

phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS chúng tôi đã thu được các kết quả như sau:

1. Đưa ra các điều kiện phù hợp để đo phổ F-AAS của cadimi và chì.

2. Xác định được khoảng tuyến tính và lập đường chuẩn của cadimi và chì.

3. Xác định được giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phép đo.

4. Đánh giá được sai số và độ lặp lại của phép đo.

5. Chọn được các điều kiện phù hợp để lấy mẫu xử lý mẫu rau.

6. Kiểm tra được kết quả xử lý mẫu bằng mẫu lặp, mẫu thêm chuẩn và cho kếtquả tốt (sai số đều nhỏ hơn 10 %).

7. Phân tích được hàm lượng Cd và Pb trong các mẫu rau xanh ở xã Hà Thượng,

Mỹ Yên, Yên Lãng, Phú Cường vào mùa xuân và mùa hè thuộc huyện Đại Từ tỉnh Thái

Nguyên.

Tuy các mẫu nghiên cứu và phân tích hàm lượng kim loại nặng đều dưới

mức cho phép theo TCVN, nhưng chúng ta cũng nên chú ý đến các mẫu có hàm

lượng kim loại vượt hơn các mẫu bình thường.

- Hàm lượng Cd theo TCVN: Mức cho phép trong rau là 0,2 ppm thì đường biểu

diễn trong các hình ở huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên đều ở dưới mức cho phép, mẫu có

hàm lượng Cd cao hơn các mẫu khác như M7 (121,30 μg/kg) .

- Hàm lượng Pb theo TCVN: Mức cho phép trong rau là 1 ppm thì đường biểu

diễn trong các hình ở huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên đều ở dưới mức cho phép, mẫu

có hàm lượng Pb cao hơn các mẫu khác như M10 (189,50 μg/kg) .Chính lượng kim loại nặng hiện diện trong các rau xanh canh tác theo hệ

thống dây chuyền: Đất -> cây rau hấp thụ -> con người dinh dưỡng, hấp thụ và tích

luỹ trong cơ thể qua chuỗi thức ăn -> ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng

Như vậy, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có thể xác định được hàm

lượng các kim loại nặng trong rau. Qua thực nghiệm, cho thấy một số loại rau tại

một số khu vực của huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên theo các kết quả phân tích cho

thấy hàm lượng cadimi và chì nằm trong giới hạn cho phép của Bộ Y tế.




70

Do thời gian làm luận văn không dài nên chúng tôi chưa tiến hành phân tích

được nhiều loại rau và mối tương quan của chúng với điều kiện sống. Chúng tôi

mong rằng sẽ sớm có một đề tài nghiên cứu toàn diện về vấn đề này và kết luận

chính xác về tình hình rau hiện nay.




71

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng việt

1. Nguyễn Thị Ngọc Ẩn – Đánh giá hiện trạng ô nhiềm chì (Pb) trong rau xanh ở

thành phố Hồ Chí Minh-Tạp chí phát triển KH và CN, tập 10, số 07-2007.

2. Nguyễn Tinh Dung, Hồ Viết Quý(1991), Các phương pháp phân tích hóa lý , Đại

học Sư phạm Hà Nội.

3. Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích, phần III - Các phương pháp phân

tích định lượng hóa học, NXB Giáo dục.

4. Nguyễn Đăng Đức(2006), Xác định hàm lượng các ion kim loại Crom, Mangan, Đồng, Chì, Cadimi, Asen, Thủy ngân trong nước và lập biểu đồ ô nhiễm ở TP

Thái Nguyên, Đề tài nghiên cứu cấp bộ - Khoa Khoa học tự nhiên - Đại học

Thái Nguyên.

5. Phạm Thị Thu Hà(2006), luận văn thạc sỹ - Nghiên cứu xác định Cd và Pb trong

thảo dược và sản phẩm của nó bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử .

6. Trần Tứ Hiếu(2000) - Hóa học phân tích - NXB ĐHQGHN.

7. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2003)- Các

phương pháp phân tích công cụ - phần hai - Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại

học Quốc Gia Hà Nội.

8. Phạm Luận(1998), Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ phát xạ và hấp thụ

nguyên tử phần II - Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội.

9. Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử - NXB Đại học

Quốc gia Hà Nội. 10. Phạm Luận (1999/2003), Vai trò của muối khoáng và các nguyên tố vi lượng đối với

sự sống của con người, Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội.

11. Phạm Luận (1987), Sổ tay pha chế dung dịch - Phần 1,2, NXB Khoa học và kỹ thuật.

12. Phạm Luận (2001/2004), Giáo trình cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích -

Phần 1,2, Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội.

13. Từ Vọng Nghi (2001), Hóa học phân tích- Cơ sở lý thuyết các phương pháp hóa

học phân tích, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.



72

14. Hoàng Nhâm (2003), Hoá học vô cơ tập hai - NXB Giáo Dục.

15. Lê Thị Tuyết Nhung (2008), Xác định Pb, Cd trong rau muống bằng phương

pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F -AAS), Khóa luận tốt nghiệp hệ

đại học tại chức , Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội.

16. Hồ Viết Quý (2007), Các phương pháp phân tích công cụ trong hóa học hiện

đại, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội.

17. Phan Thanh Phương (2009), Xác định hàm lượng Cd và Pb trong rau xanh ở

thành phố Thái Nguyên bằng phương pháp chiết - trắc quang , Luận văn thạc sỹ

khoa học, Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên.

18. Tạ Thị Thảo (2005), Bài giảng chuyên đề thống kê trong hóa phân tích, ĐH

KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội.

19. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 46/ 2007) , về chất lượng các loại thực phẩm..

20. http://vietbao.vn/Doi-song-Gia-dinh/Rung-minh-chat-luong-rau-

xanh/45253964/111/

21. http://www.tin247.com/nhan_nhan_rau_nhiem_chi!-1-141097.html

Tài liệu nƣớc ngoài

22. Argiculture Board and National Research Council (1968), Effect of pesticide on

fruit and vegetable physiology..

23. Ballantyne.E.E (1984), Heavy metals in natural waters, Springer- Verlag.

24. Greenwood N.N, Earnshaw (1997), Chemistry of the elements, p.1201- 1226,

2ed , Elservier.

25. Lee Sing Kong (1994), From garden to kitchen: Grow your own fruit and vegetables.

26 John R Dean (2003) Methods for environmental trace analytical Northmbria

http://vietbao.vn/Doi-song-Gia-dinh/Rung-minh-chat-luong-rau-xanh/45253964/111/




http://www.tin247.com/nhan_nhan_rau_nhiem_chi!-1-141097.html






Documents

[Luan Van Thac Sy] Xác định Cd, Pb bằng F-AAS