i Lời cảm ơn Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường cùng các thầy cô trong khoa Công nghệ hóa học & thực phẩm, bộ môn Công nghệ thực phẩm trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM[.]
Lời cảm ơn Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường thầy khoa Cơng nghệ hóa học & thực phẩm, môn Công nghệ thực phẩm trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM tạo điều kiện học tập, nghiên cứu, hết lòng giảng dạy truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt thời gian em học tập trường Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tiến sĩ Nguyễn Thị Kim Phượng, người tận tân hướng dẫn, bảo cho em, cô theo sát giúp đỡ em suốt trình thực đồ án, đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến phòng hóa lý phân tích viện cơng nghệ hóa học số Mạc Đỉnh Chi tạo điều kiện để em thực tốt đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, em cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em học tập nghiên cứu suốt thời gian qua Em xin kính chúc Ban Giám Hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, quý thầy cô, đặc biệt thầy cô khoa CNHH & TP, Bộ môn Công nghệ thực phẩm lời chúc sức khỏe thành công công tác đào tạo Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, tháng năm 2011 Phạm Thị Hà Vân i TÓM TẮT ĐỒ ÁN Tên đồ án: “Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng kim loại Pb nước tưới đến hấp thu kim loại cần thiết (Cu, Zn) rau muống (Ipomoea aquatica) tích luỹ Pb phần thương phẩm rau muống” 1) Giới thiệu khái quát đồ án Nội dung đồ án gồm phần chính: Phần 1: Giới thiệu sơ lược Cu, Pb, Zn, tác hại chúng sức khỏe người thực vật, chế hấp thụ kim loại nặng thực vật, giới thiệu chung sở lý thuyết phương pháp nghiên cứu Tổng quan tình hình nghiên cứu kim loại nặng rau Việt Nam Phần 2: Trình bày đối tượng phương pháp nghiên cứu, hóa chất, thiết bị dụng cụ sử dụng trình nghiên cứu Phương pháp thực đồ án : Thực trồng rau muống tưới nước bổ sung kim loại cần thiết (Cu2+, Zn2+) giới hạn cho phép (1ppm Cu, 2ppm Zn) bổ sung kim loại không cần thiết Pb2+ cao giới hạn cho phép (ĐC, 1ppm, 3ppm, 5ppm) Phân tích hàm lượng kim loại nặng thương phẩm rau phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS – kỹ thuật ngun tử hóa lửa đèn khí F - AAS để xác định ảnh hưởng kim loại không cần thiết đến hấp thụ kim loại cần thiết thực vật, đánh giá khả phát triển rau muống tích lũy Pb lên rau Phần 3: Kết nghiên cứu thảo luận Xây dựng đường chuẩn xác định Cu, Pb, Zn phương pháp AAS, xác định giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ), kết thu sau: - Xác định khoảng tuyến tính Cu máy từ 0,0mg/l đến 2mg/l; với phương trình đường chuẩn Zn là: y = 0,056x – 0,001; hệ số tương quan R2= 0,996; LOD = 0,36ppm; LOQ = 1,21ppm - Xác định khoảng tuyến tính Pb máy từ 0,0mg/l đến 4mg/l; với phương trình đường chuẩn Pb là: y = 0,027x + 0,000; hệ số tương quan R2= 0,999; LOD = 0,14ppm; LOQ = 0,47ppm - Xác định khoảng tuyến tính Zn máy từ 0,0mg/l đến 1,5mg/l; với phương trình đường chuẩn Zn là: y = 0,2498x + 0,0044; hệ số tương quan R2= 0,999; LOD = 0,055ppm; LOQ = 0,18ppm ii Khảo sát mức độ ảnh hưởng Pb nước tưới đến hấp thụ kim loại cần thiết Cu, Zn rau muống, kết phân tích cho thấy: - Sự diện Pb nước tưới ảnh hưởng rõ đến hấp thụ Cu rau muống Có nghĩa xuất kim loại không cần thiết (Pb) gây cản trở thực vật hấp thụ kim loại cần thiết (Cu) - Sự diện Pb nước tưới ảnh hưởng rõ đến hấp thụ Zn rau muống Có nghĩa xuất kim loại không cần thiết (Pb) gây cản trở thực vật hấp thụ kim loại cần thiết (Zn) Nghiên cứu khả tích lũy Pb rau muống tưới nước ô nhiễm Pb nồng độ (ĐC, 1ppm, 3ppm, 5ppm), ta kết luận rằng: nồng độ ô nhiễm cao, thời gian tưới lâu hàm lượng Pb rau lớn khả tích lũy Pb rau muống cao nguồn nước tưới bị ô nhiễm So sánh hàm lượng Cu, Pb, Zn thương phẩm rau muống với giới hạn cho phép Cu, Pb, Zn rau xanh Việt Nam (TCVN), kết thu được: - Hàm lượng Cu tích lũy rau lơ thí nghiệm lần thu hoạch (30 40 ngày) thấp giới hạn tối đa (30 mgCu/kg rau tươi) nhiều - Hàm lượng kẽm tích lũy mẫu rau lơ thí nghiệm sau 30 ngày tất lơ thí nghiệm nằm giới hạn cho phép tối đa lượng Zn rau tươi Sau 40 ngày hàm lượng Zn rau muống tất lơ thí nghiệm kể lơ đối chứng vượt qua giới hạn tối đa cho phép 40 mgZn /kg rau tươi (TCVN 5487:1991) Điều cho thấy rau muống có khả hấp thụ tích lũy lượng lớn Zn kể trồng môi trường đất nước tưới không bị ô nhiễm Zn kéo dài thời gian thu hoạch rau sau 30 ngày - Hàm lượng chì tích lũy mẫu rau nồng độ nhiễm lơ thí nghiệm hai lần thu hoạch lớn nhiều so với giới hạn tối đa cho phép 0,3 mgPb/kg rau tươi (TCVN 7602 : 2007) Ước lượng hàm lượng Cu, Pb, Zn trung bình hấp thụ vào thể người ngày Ước lượng hàm lượng Cu, Zn hấp thụ vào thể người ngày giới hạn chấp nhận phần ăn hàng ngày cung cấp từ 0,17 đến 0,25 mgZn/kg thể trọng; 0,5 mgCu/ kg thể trọng - Ước lượng hàm lượng Pb hấp thụ vào thể người ngày mẫu ô nhiễm cao giới hạn chấp nhận phần ăn hàng ngày 0,0033 đến 0,005 mgPb/kg thể trọng iii MỤC LỤC Chương GIỚI THIỆU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tình hình nhiễm kim loại nặng rau 2.2 Tổng quan kim loại đồng (Cu) 2.3 Tổng quan kim loại kẽm (Zn) 2.4 Tổng quan kim loại chì (Pb) 2.4.1 Đặc tính chì 2.4.2 Môi trường tồn chì 2.4.3 Cơ chế xâm nhập, phân bố tích tụ chì thể người 2.5 Kim loại nặng người trồng 11 2.5.1 Vai trò kim loại trồng 11 2.5.2 Cơ chế hấp thụ kim loại nặng vào thực vật 11 2.5.3 Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào 12 2.6 Tổng quan tình hình nghiên cứu kim loại nặng rau xanh Việt Nam 12 2.7 Phương pháp định lượng vết kim loại nặng 13 2.8 Cơ sở lý thuyết phương pháp nghiên cứu 14 2.8.1 Phương pháp xử lý mẫu phân tích 14 2.8.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 15 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.1 Đối tượng nghiên cứu 21 3.1.1 Thực vật nghiên cứu 21 3.1.2 Kim loại nghiên cứu 22 3.2 Phương pháp nghiên cứu 22 3.2.1 Quy trình nghiên cứu 22 3.2.2 Phương pháp lập thực nghiệm 22 3.3 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 24 3.3.1 Hóa chất 24 3.3.2 Dụng cụ thiết bị 24 3.4 Quy trình xử lý mẫu rau để đo phổ Cu, Pb Zn phương pháp F-AAS 25 3.5 Giới hạn tối đa kim loại theo TCVN rau nước tưới 26 3.6 Tính tốn đánh giá hàm lượng kim loại nặng người ăn vào hàng ngày………….25 iv 3.7 Phương pháp xử lý số liệu 27 3.7.1 Phương pháp đường chuẩn 27 3.72 Các phương pháp xử lý thống kê 28 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 Đường chuẩn xác định Cu, Pb, Zn phương pháp F-AAS 30 4.1.1 Đường chuẩn Cu 30 4.1.2 Đường chuẩn Pb 32 4.1.3 Đường chuẩn Zn 33 4.2 Hàm lượng kim loại đất nước tưới 34 4.3 Khảo sát mức độ ảnh hưởng Pb nước tưới đến hấp thụ kim loại cần thiết Cu, Zn rau muống 35 4.3.1 Ảnh hưởng hàm lượng Pb nước tưới đến hấp thụ Cu rau muống 35 4.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng Pb nước tưới đến hấp thụ Zn rau muống 37 4.4 Tích lũy Pb rau muống tưới nước ô nhiễm Pb 38 4.5 Tương quan Pb nước Pb rau 40 4.6 Hàm lượng Cu, Pb, Zn thương phẩm rau muống với giới hạn cho phép Cu, Pb, Zn rau xanh Việt Nam (TCVN) 41 4.6.1 Hàm lượng Cu tích lũy rau so với giới hạn cho phép 41 4.6.2 Hàm lượng Zn tích lũy rau so với giới hạn cho phép (TCVN) 41 4.6.3 Hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau so với giới hạn cho phép (TCVN) 42 4.7 Ước lượng hàm lượng Cu, Pb, Zn hấp thụ vào thể người ngày 43 4.7.1 Ước lượng hàm lượng Cu hấp thụ vào thể người ngày 43 4.7.2 Ước lượng hàm lượng Zn hấp thụ vào thể người ngày 44 4.7.3 Ước lượng hàm lượng Pb hấp thụ vào thể người ngày 44 Chương KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Một số phương pháp phân tích hóa lý khoảng định lượng 14 Bảng 3.1 Thành phần hóa học rau muống 22 Bảng 3.2: Hàm lượng kim loại lơ thí nghiệm 23 Bảng 3.3: Giới hạn tối đa kim loại theo TCVN 26 Bảng 4.1 Các điều kiên tối ưu đo phổ Cu 30 Bảng 4.2 Các điều kiện tối ưu đo phổ Pb 32 Bảng 4.3 Các điều kiện tối ưu đo phổ Zn 33 Bảng 4.4: Kết phân tích đất trồng nước tưới trước làm ô nhiễm 35 Bảng 4.5: Hàm lượng Cu tích lũy mẫu rau theo thời gian theo nồng độ Pb nước tưới 36 Bảng 4.6: Hàm lượng Zn tích lũy mẫu rau theo thời gian theo nồng độ Pb nước tưới 37 Bảng 4.7: Hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau theo thời gian 38 Bảng 4.8: Kết tương quan hàm lượng Pb nước tưới - rau 41 Bảng 4.9: Hàm lượng Cu ước lượng hấp thụ vào thể người ngày 43 Bảng 4.10: Hàm lượng Zn ước lượng hấp thụ vào thể người ngày 44 Bảng 4.12: Hàm lượng Pb ước lượng hấp thụ vào thể người ngày 45 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Hình 2.1: Tinh thể Đồng Hình 2.2: Tinh thể Kẽm Hình 2.3: Tinh thể Chì Hình 2.4: Cấu tạo đền catod rỗng 16 Hình 2.5: Đèn phóng điện khơng điện cực 17 Hình 2.6: Hệ thống nguyên tử hóa mẫu lửa 17 Hình 2.7: Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy AAS 18 Hình 2.8: Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA – 6200 20 Hình 3.1: Cây rau muống 21 Sơ đồ 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 23 Hình 3.2: Cân phân tích số 24 Hình 3.3:Tủ sấy chân khơng 24 Hình 3.4: Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử GBC Avanta 25 Hình 3.5: Quy trình xử lý mẫu 25 Hình 3.6: Máy xử lý mẫu vi sóng CEM MARXS 26 Hình 4.1: Đường chuẩn xác định Cu kỹ thuật nguyên tử hóa lửa 31 Hình 4.2: Đường chuẩn xác định Pb kỹ thuật nguyên tử hóa lửa 32 Hình 4.3: Đường chuẩn xác định Zn kỹ thuật nguyên tử hóa lửa 34 Hình 4.4: Hàm lượng Cu tích lũy mẫu rau theo thời gian 36 Hình 4.5: Hàm lượng Zn tích lũy mẫu rau theo thời gian 37 Hình 4.6: Hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau theo thời gian 39 Hình 4.7: Biểu diễn mối tương quan lượng Pb nước tưới Pb mẫu rau 40 Hình 4.8: Hàm lượng Cu tích lũy mẫu rau sau 30,40 ngày 41 Hình 4.9: Hàm lượng Zn tích lũy mẫu rau sau 30,40 ngày 42 Hình 4.10: Hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau sau 30,40 ngày 42 vii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Giải thích AAS Máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử ATP Adenozin triphotphta dd Dung dịch ĐC Đối chứng ĐH Đại học NXB Nhà xuất TP Thành phố TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh TB Trung bình Q Quận TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam viii Chương 1: Giới thiệu Chương GIỚI THIỆU Mở đầu Thực phẩm nguồn dinh dưỡng thiếu đời sống người Trong trình phát triển mạnh mẽ kinh tế, người tạo nhiều sản phẩm vật chất tốt đặc biệt sản phẩm thực phẩm, sở để tạo nên sống no đủ dinh dưỡng cho người Và nhu cầu người ngày thay đổi từ “ ăn no mặc ấm” sang “ăn ngon mặc đẹp” chuyển dần sang ăn đẹp, cân đầy đủ dinh dưỡng Tuy nhiên thị trường có nhiều loại thực phẩm khơng an tồn cho người tiêu dùng, có chứa hàm lượng kim loại nặng như: Fe, Zn, Pb, Cu, Cr, Mn, As, Hs, Cd, Ni…vượt mức cho phép Lý chọn đề tài: Ơ nhiễm mơi trường nước, đất kim loại nặng ngày gia tăng mức báo động Theo tổ chức bảo vệ mơi trường Mỹ (USEPA) ngun tố kim loại xếp vào danh sách chất độc hại hàng đầu: Pb, As, Hg, Cd, Cr, Ni, Cu, Be Đồng, kẽm nguyên tố vi lượng cần thiết cho đời sống người thực vật, nhiên hàm lượng cao chúng gây độc, ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người Chì kim loại khơng cần thiết gây độc nồng độ thấp Những năm gần đây, vấn đề ngộ độc thực phẩm có ngộ độc rau xanh bùng phát, ngộ độc gây bệnh cấp tính hay mãn tính ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ người Rau xanh nguồn thực phẩm quan trọng thiếu bữa ăn hàng ngày dân Việt Nam Do đó, việc đảm bảo chất lượng an toàn rau xanh cần phải quan tâm hàng đầu Sử dụng rau an toàn vừa nhu cầu, vừa quyền lợi người dân Vì vậy, nghiên cứu ảnh hưởng tích lũy kim loại nặng lên thương phẩm rau xanh cần thiết nhằm góp phần giải vấn đề đảm bảo an toàn thực phẩm bảo vệ sức khỏe cho người tiêu dùng Trong khuôn khổ đồ án này, tác giả chọn đối tượng thực vật là: Rau muống (Ipomoea aquatica) loại rau quen thuộc bữa ăn hàng ngày với người Việt Nam Kim loại nặng điển hình là: đồng, chì kẽm Có nhiều phương pháp phân tích hóa lý sử dụng để phân tích đồng, chì, kẽm hàm lượng nhỏ phổ biến phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), ưu điểm phương pháp có độ nhạy độ xác cao Do đó, tơi lựa chọn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng ngun tố đồng, chì, kẽm có thương phẩm rau muống Mục tiêu đề tài - Nghiên mức độ ảnh hưởng kim loại Pb nước tưới đến hấp thụ kim loại cần thiết (Cu, Zn) rau muống - Nghiên cứu hấp thụ tích luỹ Pb phần thương phẩm rau muống nhằm cảnh báo nguy nhiễm Pb qua tiêu thụ rau muống Trang Chương 1: Giới thiệu Nội dung nghiên cứu - Xây dựng đường chuẩn Cu, Pb, Zn theo thơng số tối ưu mà phịng thí nghiệm có - Khảo sát mức độ ảnh hưởng Pb nước tưới đến hấp thụ kim loại cần thiết Cu, Zn rau muống - Nghiên cứu tích lũy Pb thương phẩm rau muống tưới nước ô nhiễm Pb - So sánh hàm lượng Cu, Pb, Zn thương phẩm rau muống với giới hạn cho phép Cu, Pb, Zn rau xanh Việt Nam - Ước lượng hàm lượng Cu, Pb, Zn trung bình hấp thụ vào thể người ngày Ý nghĩa khoa học thực tiễn Kết đồ án sở cho nghiên cứu lĩnh vực có liên quan hàm lượng kim loại nặng đối tượng trồng khác Kết nghiên cứu đồ án góp phần định hướng cho việc sử dụng hợp lý có hiệu nước tưới chứa kim loại nặng rau xanh Trang Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận Bảng 4.5: Hàm lượng Cu tích lũy mẫu rau theo thời gian theo nồng độ Pb nước tưới (n = 3) Nồng độ Pb nước tưới (ppm) Ký hiệu Hàm lượng Cu mẫu rau (mgCu/kgrau tươi) 30 ngày 40 ngày Đối chứng 5,387 ± 0,286 8,151 ± 1,260 1Pb 4,280 ± 0,787 7,820 ± 0,761 3Pb 4,877 ± 0,686 7,464 ± 3,386 5Pb 5,037 ± 0,538 7,457 ± 1,456 (độ tin cậy 95%; α = 0,05; tα = 4,303; giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn) Hình 4.4: Hàm lượng Cu tích lũy mẫu rau theo thời gian Từ bảng 4.5 hình 4.4 cho thấy, lượng Cu tích lũy rau muống tăng theo thời gian tất lơ thí nghiệm Sự gia tăng hàm lượng Cu rau theo thời gian giải thích sau: Khi lớn nhu cầu trao đổi chất nhiều, lượng Cu theo nước chất dinh dưỡng vào nhiều Sau 30 ngày tưới nước nhiễm Pb: - Hàm lượng Cu tích lũy mẫu rau đối chứng cao đáng kể so với lượng Cu tích lũy mẫu nhiễm - Lượng Cu tích lũy rau muống tưới nước ô nhiễm tăng theo gia tăng nồng độ Pb nước tưới Sau 40 ngày tưới nước ô nhiễm Pb: Trang 36 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận - Hàm lượng Cu tích lũy mẫu rau đối chứng 8,151 ± 1,260 mg/kg rau tươi; cao so với lượng Cu tích lũy mẫu ô nhiễm - Tích lũy Cu rau muống ô nhiễm giảm lượng Pb nước tưới tăng Như vậy, hàm lượng Cu mẫu rau muống đối chứng cao so với lượng Cu rau muống bị tưới nước ô nhiễm Pb Sự diện Pb nước tưới ảnh hưởng rõ đến hấp thu Cu rau muống Có nghĩa xuất kim loại không cần thiết (Pb) gây cản trở thực vật hấp thu kim loại cần thiết (Cu) 4.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng Pb nước tưới đến hấp thu Zn rau muống Kết phân tích hàm lượng Zn tích lũy rau muống tưới nước ô nhiễm Pb không ô nhiễm Pb trình bày bảng 4.6 đồ thị 4.5 Bảng 4.6: Hàm lượng Zn tích lũy mẫu rau theo thời gian theo nồng độ Pb nước tưới (n = 3) Nồng độ Pb nước tưới (ppm) Ký hiệu Hàm lượng Zn mẫu rau ( mg/kgrau tươi) 30 ngày 40 ngày Đối chứng 19,951 ± 2,338 45,464 ± 11,021 1Pb 18,591 ± 0,179 43,444 ± 12,242 3Pb 18,558 ± 4,949 44,564 ± 11,741 5Pb 18,617 ± 0,525 50,793 ± 8,785 (độ tin cậy 95%; α = 0,05; tα = 4,303; giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn) Hình 4.5: Hàm lượng Zn tích lũy mẫu rau theo thời gian Trang 37 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận Kết bảng 4.6 hình 4.5 cho thấy hầu hết lơ thí nghiệm lượng Zn tích lũy rau muống giảm nước tưới rau có mặt kim loại Pb Lượng Zn tích lũy rau muống tăng theo thời gian tất lơ thí nghiệm Lượng Zn mẫu rau muống thu hoạch 40 ngày cao đáng kể so với 30 ngày Sự gia tăng hàm lượng Zn rau theo thời gian giải thích sau: Khi lớn nhu cầu trao đổi chất nhiều, Zn theo nước chất dinh dưỡng vào nhiều Sau 30 ngày tưới nước ô nhiễm Pb: - Hàm lượng Zn tích lũy mẫu rau đối chứng cao so với lượng Zn tích lũy mẫu nhiễm - Lượng Zn tích lũy rau muống tưới nước ô nhiễm không tăng nồng độ Pb nước tưới tăng từ 1-5 ppm Sau 40 ngày tưới nước nhiễm Pb: - Hàm lượng Zn tích lũy mẫu rau đối chứng 45,464 ± 11,021mg/kg rau tươi; cao so với lượng Zn tích lũy mẫu rau muống tưới nước ô nhiễm Pb nồng độ 3ppm Khi nước tưới có chứa 5ppm Pb lượng kẽm tích lũy rau muống tăng lên cao so với Zn mẫu đối chứng Nhìn chung, hàm lượng Zn mẫu rau muống đối chứng cao so với lượng Zn rau muống bị tưới nước ô nhiễm Pb Sự diện Pb nước tưới ảnh hưởng rõ đến hấp thu Zn rau muống Có nghĩa xuất kim loại không cần thiết (Pb) gây cản trở thực vật hấp thu kim loại cần thiết (Zn) 4.4 Tích lũy Pb rau muống tưới nước nhiễm Pb Kết phân tích hàm lượng Pb tích lũy rau muống theo nồng độ Pb nước tưới thời gian thu hoạch trình bày bảng 4.8 hình 4.6 Bảng 4.7: Hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau theo thời gian (n = 3) Nồng độ Pb nước tưới (ppm) Ký hiệu Hàm lượng Pb mẫu rau ( mg/kgrau tươi) 30 ngày 40 ngày Đối chứng 0,552 ± 0,253 0,571 ± 0,109 1Pb 8,549 ± 0,652 14,884 ± 4,460 3Pb 16,465 ± 1,430 38,435 ± 8,094 5Pb 30,802 ± 7,691 79,415 ± 5,135 (độ tin cậy 95%; α = 0,05; tα = 4,303; giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn) Trang 38 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận Hình 4.6: Hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau theo thời gian Kết phân tích cho thấy, hàm lượng Pb nước tưới tăng nguyên nhân làm cho hàm lượng Pb rau muống tăng Thời gian tưới lâu hàm lượng Pb tích lũy rau tăng Sự gia tăng hàm lượng Pb mẫu rau tăng theo thời gian thu hoạch giải thích sau: lớn nhu cầu trao đổi chất nhiều lượng Pb theo nước chất dinh dưỡng vào nhiều Sau 30 ngày, mẫu đối chứng hàm lượng Pb nước tưới 0ppm phân tích hàm lượng Pb mẫu rau 0,552 ± 0,253mgPb/kg rau tươi; 40 ngày 0,571 ± 0,109mgPb/kg rau tươi đất trồng có hàm lượng Pb định 15,9438 mg/kg Sau 30 ngày tưới nước ô nhiễm Pb: - Hàm lượng chì mẫu đối chứng thấp nhiều so với hàm lượng chì mẫu bị tưới nước nhiễm - Hàm lượng chì tích lũy mẫu rau tăng theo nồng độ chì cho vào để làm ô nhiễm nước tưới Sau 40 ngày tưới nước ô nhiễm Pb: - Tương tự sau 30 ngày, hàm lượng chì mẫu tưới nước nhiễm cao nhiều so với mẫu đối chứng hàm lượng chì tăng nồng độ chì nước tưới tăng - Chỉ sau 10 ngày, hàm lượng chì tích lũy sau 40 ngày tăng gần gấp đôi so với hàm lượng chì mẫu rau sau 30 ngày - Sự chênh lệch hàm lượng chì tích lũy rau nồng độ lớn Nhìn chung, hàm lượng Pb tích lũy rau nhiễm cao nhiều so với mẫu đối chứng, nồng độ cao thời gian tưới lâu khả tích lũy Pb rau cao Khả tích lũy Pb rau muống cao nguồn tưới bị ô nhiễm Trang 39 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận 4.5 Tương quan Pb nước Pb rau Tương quan lượng Pb nước tưới Pb rau muống minh họa hình 4.7 Hình 4.7: Biểu diễn mối tương quan lượng Pb nước tưới Pb mẫu rau Trang 40 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận Bảng 4.8: Kết tương quan hàm lượng Pb nước tưới - rau Thời gian thu hoạch Phương trình đường chuẩn R Kết luận 30 ngày Y = 5,7713x + 1,1067 0,9923 Tương quan 40 ngày Y = 15,412x – 1,3309 0,9916 Tương quan Kết bảng 4.9 hình 4.7 cho thấy có mối tương quan Pb nước tưới Pb rau muống Cả hai lần thu hoạch sau 30 ngày, 40 ngày có tương quan cao, mối quan hệ tuyến thể tốt Hệ số tương quan giảm thời gian trồng tăng 4.6 Hàm lượng Cu, Pb, Zn thương phẩm rau muống với giới hạn cho phép Cu, Pb, Zn rau xanh Việt Nam (TCVN) 4.6.1 Hàm lượng Cu tích lũy rau so với giới hạn cho phép - Giới hạn tối đa Cu rau theo TCVN 6541:1999 30 mg/kg rau tươi - Giới hạn tối đa Cu nước tưới theo TCVN – 1995 1mg/l - Hàm lượng Cu cố định nước tưới nghiệm thức 1mg/l Hình 4.8: Hàm lượng Cu tích lũy mẫu rau sau 30,40 ngày Kết hình 4.8 cho thấy hàm lượng Cu tích lũy rau lơ thí nghiệm lần thu hoạch thấp giới hạn tối đa nhiều 4.6.2 Hàm lượng Zn tích lũy rau so với giới hạn cho phép (TCVN) - Giới hạn tối đa Zn rau theo TCVN 5487:1991 40 mg/kg rau tươi - Giới hạn tối đa Zn nước tưới theo TCVN – 1995 mg/l - Hàm lượng Zn cố định nước tưới nghiệm thức mg/l Trang 41 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận Hình 4.9: Hàm lượng Zn tích lũy mẫu rau sau 30,40 ngày Hàm lượng kẽm tích lũy mẫu rau lơ thí nghiệm sau 30 ngày tất lơ thí nghiệm nằm giới hạn cho phép tối đa lượng Zn rau tươi Sau 40 ngày hàm lượng Zn rau muống tất lơ thí nghiệm kể lô đối chứng vượt qua giới hạn tối đa cho phép 40 mgZn /kg rau tươi (TCVN 5487:1991) Điều cho thấy rau muống có khả hấp thu tích lũy lượng lớn Zn kể trồng môi trường đất nước tưới không bị ô nhiễm Zn kéo dài thời gian thu hoạch rau sau 30 ngày Như vậy, người tiêu thụ có nguy bị ngộ độc Zn ăn phải rau muống trồng kéo dài sau 30 ngày ăn với khối lượng lớn 4.6.3 Hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau so với giới hạn cho phép (TCVN) - Giới hạn tối đa Pb rau theo TCVN 7602:2007 0,3 mg/kg rau tươi - Giới hạn tối đa Pb nước tưới theo TCVN – 1995 0,5 mg/l - Hàm lượng Pb nước tưới trồng theo nồng độ khác nhau: mẫu đối chứng (ĐC), 1ppm Pb (1Pb), 3ppm Pb (3Pb), 5ppm Pb (5Pb) Hình 4.10: Hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau sau 30, 40 ngày Trang 42 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận Hàm lượng chì tích lũy mẫu rau nồng độ ô nhiễm Pb lơ thí nghiệm hai lần thu hoạch lớn nhiều so với giới hạn tối đa cho phép 0,3 mgPb/kg rau tươi Hàm lượng Pb tích tụ mẫu rau: - Sau 30 ngày: mẫu đối chứng cao gấp 1,8 lần giới hạn tối đa cho phép; nồng độ 1ppm Pb nước tưới hàm lượng Pb cao gấp 23,3 lần; nồng độ 3ppm Pb cao gấp 54,7 lần; nồng độ 5ppm Pb hàm lượng cao gấp 102,7 lần so với giới hạn tối đa cho phép - Sau 40 ngày: mẫu đối chứng cao gấp 1,7 lần; nồng độ 1ppm Pb nước tưới hàm lượng Pb cao gấp 51,7 lần; nồng độ 3ppm Pb cao gấp 128 lần; nồng độ 5ppm Pb cao gấp 263,3 so với giới hạn tối đa cho phép 4.7 Ước lượng hàm lượng Cu, Pb, Zn hấp thụ vào thể người hàng ngày Áp dụng theo công thức (3.1) chương trang 26 đồ án ta tính hàm lượng KLN người hấp thụ hàng ngày: Ta có thơng số sau: - ED: cơng thức mơ hình hóa, kiểm nghiệm thực tế, thời gian tiếp xúc trung bình 30 năm [33] - IR: Lượng rau sử dụng trung bình bữa ăn người Việt Nam 0,1 kg/bữa [44] - BW: Trọng lượng trung bình người Việt Nam 63 kg người trưởng thành [45] - Tuổi thọ trung bình người Việt Nam năm 2010 là: 72 tuổi [45] 4.7.1 Ước lượng hàm lượng Cu hấp thụ vào thể người ngày Kết thu bảng sau: Bảng 4.9: Hàm lượng Cu ước lượng hấp thụ vào thể người ngày Thời gian thu hoạch Lơ thí nghiệm Hàm lượng Cu rau (mgCu/kg rau tươi) Kết (mgCu/kg thể trọng – ngày) ĐC 5,387 ± 0,286 0,0036 ± 0,0002 1Pb 4,280 ± 0,787 0,0028 ± 0,0005 3Pb 4,877 ± 0,686 0,0032 ± 0,0005 5Pb 5,037 ± 0,538 0,0033 ± 0,0004 ĐC 8,151 ± 1,260 0,0054 ± 0,0008 1Pb 7,820 ± 0,761 0,0052 ± 0,0005 3Pb 7,464 ± 3,386 0,0049 ± 0,0022 5Pb 7,457 ± 1,456 0,0049 ± 0,0010 30 ngày 40 ngày (giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn) Trang 43 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận Đồng thành phần cần thiết cho thể thức ăn đưa vào, liều lượng đồng chấp nhận hàng ngày cho người 0,5 mg/kg thể trọng [18] Vì với liều lượng Cu bảng 4.10 khơng ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng Cu khơng gây ngộ độc tích lũy mà gây ngộ độc cấp tính người ăn phải lượng muối đồng lớn 4.7.2 Ước lượng hàm lượng Zn hấp thụ vào thể người ngày Kết thu bảng sau: Bảng 4.10: Hàm lượng Zn ước lượng hấp thụ vào thể người ngày Thời gian thu hoạch Lơ thí nghiệm Hàm lượng Zn rau (mgZn/kg rau tươi) Kết (mgZn/kg thể trọng – ngày) ĐC 19,951 ± 2,338 0,0132 ± 0,0015 1Pb 18,591 ± 0,179 0,0123 ± 0,0001 3Pb 18,558 ± 4,949 0,0123 ± 0,0033 5Pb 18,617 ± 0,525 0,0123 ± 0,0003 ĐC 45,464 ± 11,021 0,0301 ± 0,0073 1Pb 43,444 ± 12,242 0,0187 ± 0,0053 3Pb 44,564 ± 11,741 0,0295 ± 0,0078 5Pb 50,793 ± 8,785 0,0336 ± 0,0058 30 ngày 40 ngày (giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn) Kẽm thành phần thành phần cần thiết cho sống người, phần ăn hàng ngày cung cấp từ 0,17 đến 0,25mg/kg thể trọng [18] Vì với liều lượng kẽm bảng 4.11 khơng ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng Kẽm kim loại gây độc hàm lượng thấp, kẽm gây ngộ độc tích lũy 4.7.3 Ước lượng hàm lượng Pb hấp thụ vào thể người ngày Kết thu bảng sau: Trang 44 Chương 4: Kết nghiên cứu thảo luận Bảng 4.12: Hàm lượng Pb ước lượng hấp thụ vào thể người ngày Thời gian thu hoạch Lơ thí nghiệm Hàm lượng Pb rau (mgPb/kg rau tươi) Kết (mgPb/kg thể trọng – ngày) ĐC 0,552 ± 0,253 0,0004 ± 0,0002 1Pb 8,549 ± 0,652 0,0057 ± 0,0004 3Pb 16,465 ± 1,430 0,0109 ± 0,0009 5Pb 30,802 ± 7,691 0,0204 ± 0,0051 ĐC 0,571 ± 0,109 0,0004 ± 0,0001 1Pb 14,884 ± 4,460 0,0098 ± 0,0029 3Pb 38,435 ± 8,094 0,0254 ± 0,0054 5Pb 79,415 ± 5,135 0,0525 ± 0,0034 30 ngày 40 ngày (giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn) Chì thành phần khơng cần thiết phần ăn Trung bình liều lượng chì chấp nhận cho phần ăn ngày từ 0,0033 – 0,005 mg/kg thể trọng [18] Với kết phân tích liều lượng chì lơ thí nghiệm 1Pb, 3Pb, 5Pb cao liều lượng trung bình chấp nhận cho phần ăn hàng ngày Nồng độ nước tưới ô nhiễm cao thời gian tưới lâu thì hàm lượng Pb ước lượng hấp thu vào thể người ngày lớn Kết bảng 4.10 cho thấy: - Sau 30 ngày: lơ thí nghiệm 1Pb hàm lượng chì cao gấp 1,8 lần liều lượng chì chấp nhận cho phần ăn hàng ngày; lô 3Pb cao gấp 3,3 lần; cịn lơ 5Pb cao gấp 6,2 lần - Sau 40 ngày: lơ thí nghiệm 1Pb hàm lượng chì cao gấp 2,96 lần liều lượng chì chấp nhận cho phần ăn hàng ngày; lô 3Pb cao 7,7 lần; cịn lơ 5Pb cao gấp 15,9 lần Với hàm lượng Pb gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng Vì độc tính chì nặng, người trưởng thành chỉ cần hàng ngày hấp thu vào thể 1mg chì trở lên sau vài năm gây nhiễm độc mãn tính, 10 – 100 mg gây độc nặng vài tuần Trang 45 Chương 5: Kết luận – Kiến nghị Chương KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ Qua thời gian thực đồ án tốt nghiệp Viện Cơng nghệ Hóa học với đề tài “Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng kim loại Pb nước tưới đến hấp thu kim loại cần thiết (Cu, Zn) rau muống (Ipomoea aquatica) tích luỹ Pb phần thương phẩm rau muống” Tôi thu kết sau: - Sự hấp thu tích lũy Cu, Pb, Zn mẫu rau muống tỷ lệ thuận theo thời gian phát triển rau, thời gian trồng lâu hàm lượng tích lũy rau cao - Sự hấp thu kim loại không cần thiết (Pb) cản trở rau muống hấp thu kim loại cần thiết (Cu, Zn) - Xác định khoảng tuyến tính Cu máy từ 0,0mg/l đến 2mg/l; với phương trình đường chuẩn Zn là: y = 0,056x – 0,001; hệ số tương quan R2= 0,996; LOD = 0,36ppm; LOQ = 1,21ppm - Xác định khoảng tuyến tính Pb máy từ 0,0mg/l đến 4mg/l; với phương trình đường chuẩn Pb là: y = 0,027x + 0,000; hệ số tương quan R2= 0,999; LOD = 0,14ppm; LOQ = 0,47ppm - Xác định khoảng tuyến tính Zn máy từ 0,0mg/l đến 1,5mg/l; với phương trình đường chuẩn Zn là: y = 0,2498x + 0,0044; hệ số tương quan R2= 0,999; LOD = 0,055ppm; LOQ = 0,18ppm - Với nồng độ Pb nước tưới 1ppm, 3ppm, 5ppm điều kiện nghiên cứu lớn nhiều so với giới hạn tối đa cho phép TCVN 7602:2007 Với hàm lượng Pb tích lũy mẫu rau nồng độ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng - Rau muống có khả hấp thu tích lũy lượng lớn Zn kể trồng môi trường đất nước tưới không bị ô nhiễm Zn kéo dài thời gian thu hoạch rau sau 30 ngày Ước lượng hàm lượng Cu, Zn hấp thụ vào thể người ngày giới hạn chấp nhận phần ăn hàng ngày cung cấp từ 0,17 đến 0,25mgZn/kg thể trọng; 0,5 mgCu/ kg thể trọng Ước lượng hàm lượng Pb hấp thụ vào thể người ngày mẫu ô nhiễm cao giới hạn chấp nhận Từ số kêt phân tích tơi có số kiến nghị sau: Đối với người trồng rau: - Sử dụng nguồn nước tưới rau không bị ô nhiễm kim loại nặng khu công nghiệp - Dùng loại phân bón đạt tiêu chuẩn, có nguồn gốc rõ ràng - Khơng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật ko có nguồn gốc rõ ràng, bị cấm hạn chế sử dụng Trang 46 Chương 5: Kết luận – Kiến nghị - Thiết lập quy trình sản xuất rau an toàn, đạt tiêu chuẩn - Nếu rau trồng mơi trường đất có hàm lượng kẽm khoảng 56mg/kg đất nồng độ Zn nước tưới 2ppm người trồng rau khơng nên kéo dài thời gian thu hoạch sau 30 ngày Đối với người tiêu dùng: - Không sử dụng loại rau không rõ nguồn gốc, xuất xứ - Không sử dụng loại rau có màu sắc khác thường, mùi vị lạ - Khơng sử dụng loại rau có nguồn gốc từ khu công nghiệp, khu chế suất - Khi sử dụng loại rau nên rửa trước nấu chín Do thời gian nghiên cứu có hạn nên kết phân tích dừng lại số kết luận Các kết nhận từ nghiên cứu mang tính tham khảo số liệu sở cho nghiên cứu lĩnh vực có liên quan Tơi hy vọng đề tài nghiên cứu đóng góp phần vào chương trình vệ sinh an toàn thực phẩm giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng Trang 47 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đào Ngọc Phong (1999) Những vấn đề sinh học – ô nhiễm môi trường NXB Khoa học kỹ thuật [2] Hồ Cường (2007) Giáo trình Phương pháp phân tích xử lý số liệu Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh [3] Hồng Kim Anh Hóa học thực phẩm NXB Khoa học kỹ thuật [4] Hoàng Hưng, Nguyễn Thị Kim Loan Con người môi trường NXB ĐH Quốc gia TP.HCM, 404 trang [5] Hồng Nhâm (2000) Hóa học vơ cơ, tập NXB Giáo dục [6] Hồng Văn Bính (2007) Độc chất học cơng nghiệp dự phịng nhiễm độc NXB Khoa học kỹ thuật, 271 trang [7] Lê Huy Bá (2005) Sinh thái môi trường học NXB ĐH Quốc gia TP HCM, 575 trang [8] Lê Huy Bá (2006) Độc học môi trường NXB ĐH Quốc gia TP HCM [9] Lê Văn Khoa (2010) Khoa học môi trường NXB Giáo dục Việt Nam, 362 trang [10] Ngô Lâm Tuấn Anh (biên soạn) (2009) Bài giảng Phân tích thực phẩm Khoa Cơng nghệ hóa học thực phẩm Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, 156 trang [11] Nguyễn Ngọc Tuấn (2007) Phép đo AAS Giáo trình cao học ĐH Đà Lạt [12] Nguyễn Thị Ngọc Ẩn (2006) Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng rau xanh thành phố Hồ Chí Minh NXB ĐH Khoa Học Tự Nhiên TP.HCM [13] Nguyễn Thị Ngọc Ẩn (2007) Đánh giá trạng nhiễm chì (Pb) rau xanh TP.HCM Tạp chí Phát tiển khoa học cơng nghệ Tập 10, số 07 [14] Nguyễn Thị Thìn (2001) Môi trường ô nhiễm hậu NXB Khoa học kỹ thuật [15] Nguyễn Thọ Bài giảng thí nghiệm công nghệ thực phẩm, xác định độ ẩm nguyên liệu, 175 trang [16] Nguyễn Văn Đông (2008) Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ứng dụng phân tích kiểm tra chất lượng Trung tâm đào tạo phát triển sắc ký TP.HCM [17] Phạm Luận (2005) Phương pháp nghiên cứu phổ nguyên tử NXB ĐH Quốc gia Hà Nội, 295 trang [18] Trịnh Thị Thanh (2000) Độc học môi trường sức khỏe người NXB ĐH Quốc gia Hà Nội [19] Trịnh Thị Thanh (2004) Sức khỏe môi trường NXB ĐH Quốc gia Hà Nội [20] Vũ Văn Vụ (2008) Sinh lý học thực vật NXB Giáo dục [21] Bộ y tế (1998) Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh lương thực – thực phẩm, số Trang 48 Tài liệu tham khảo [22] TCVN 6541:1999 (1999) Rau, tươi sản phẩm từ rau Xác định hàm lượng Đồng Phương pháp nguyên tử quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa Ủy ban Khoa học Nhà nước [23] TCVN 7602:2007 (2007) Xác định hàm lượng Chì phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Ủy ban Khoa học Nhà nước [24] TCVN 5487:1991 (1991) Rau sản phẩm chế biến Xác định hàm lượng Kẽm Ủy ban Khoa học Nhà nước, 10 trang [25] Baker A.J.M., (1981), “Accumulators and excluders-strategies in the response of plants to the heavy metals”, Journal of plant nutrient 3, pp 643-654 [26] J.W Kiceniuk and S.Ray (1994) Analysis of Contaminants in Edible Aquatic Resoures VCH Publisher New York [27] Rui Z., Mengxia Z., Hui W., Yasuhito T., Xinrong Z., (2005), Arsenic speciation in Moso Bamboo Shoot - A terrestrial plant that contains organoarsenic species, Science of the total environment 371 [28] Perry L.Mc Carty (1967) Chemistry for sanitary engineers Hill book company [29] Gary M Rand and Sam R Petrocelli (1984) Fundamentals of Aquatic Toxicology Hemisphere Publishing Corporation Washington [30] Heavy metals (Cd, Cu, Pb, and Zn) in Meretrix meretrix meratrix Roding, water and sendiments from Estuaties in Sabah, North Borneo.(2007) International Joural of Environmental and Science Education [31] Grill E Winnacker E.L, Zenk M.H (1987) Phytochelatins a class of heavy metals binding peptides from plants is functionanlly analogous to metallothioneins Procceeding of Natural Academy Science USA 84 [32] Lauri H, J.Lajunen – Spectochemical Analysis by Atomic Absorption and emission, Publish by the Royal 1992, Finland [33] Background discussion for Soild – Plant – human exposure pathway [34] Institute of Environment and Health.(2010) The interdepart mental group on health ricks form chemical – Current appoaches to ex posure modelling in UK Government departments and Agencies [35] http://www.en.wikipedia.org/wiki/Garlic [36] http://www.khoahocvadoisong.wordpress.com [37] http://www.giaoan.violet.vn/present/show?entry_id=233622 [38] http://www.tailieu.vn [39] http://www.thiennhien.net [40] http://www.hitachi – hitec.com/science/English/appli/appli_aas.htm [41] http://www.tictn.info.vn [42] http://www.thuvienluanvan.com [43] http://www.khoahoc.com.vn [44] http://www.suckhoedoisong.vn Trang 49 Tài liệu tham khảo [45] http://www.tienphong.vn/Khoe-Dep/Suc-Khoe Trang 50 ... rau muống Mục tiêu đề tài - Nghiên mức độ ảnh hưởng kim loại Pb nước tưới đến hấp thụ kim loại cần thiết (Cu, Zn) rau muống - Nghiên cứu hấp thụ tích luỹ Pb phần thương phẩm rau muống nhằm cảnh... Zn rau muống bị tưới nước ô nhiễm Pb Sự diện Pb nước tưới ảnh hưởng rõ đến hấp thu Zn rau muống Có nghĩa xuất kim loại không cần thiết (Pb) gây cản trở thực vật hấp thu kim loại cần thiết (Zn). .. sát mức độ ảnh hưởng Pb nước tưới đến hấp thụ kim loại cần thiết Cu, Zn rau muống, kết phân tích cho thấy: - Sự diện Pb nước tưới ảnh hưởng rõ đến hấp thụ Cu rau muống Có nghĩa xuất kim loại