Phân tích, đánh nhau giá hàm lượng asen, cadimi, chì trong rau xanh và nước tưới ở khu vực thành phố thái nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử gf ass

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHAN THỊ KIM PHƯỢNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG ASEN, CADIMI, CHÌ TRONG RAU XANH VÀ NƯỚC TƯỚI Ở KHU VỰC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ GF – AAS LUẬN VĂN THẠC SỸ HỐ HỌC Thái Ngun - 2013 Số hóa Trung tâm Học liệu Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://lrc.tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHAN THỊ KIM PHƯỢNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG ASEN, CADIMI, CHÌ TRONG RAU XANH VÀ NƯỚC TƯỚI Ở KHU VỰC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ GF – AAS Chuyên ngành: Hố học Phân Tích Mã số : 60440118 LUẬN VĂN THẠC SỸ HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN THỊ HỒNG VÂN Thái Nguyên - 2013 Soá hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Thị Hồng Vân hướng dẫn em tận tình, chu đáo suốt q trình làm luận văn, giúp em hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy tổ mơn Hố Phân Tích, Ban chủ nhiệm khoa Hoá học, trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên giúp em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm y tế dự phòng Tỉnh Thái Nguyên, kỹ sư, bác sĩ, dược sỹ tạo điều kiện giúp đỡ em sở vật chất, hướng dẫn em suốt q trình làm thực nghiệm Tơi xin chân thành cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp, gia đình quan tâm, giúp đỡ động viên tỏng suốt trình thực luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2013 Phan Thị Kim Phượng Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Thái Ngun, tháng năm 2013 Tác giả Phan Thị Kim Phượng Xác nhận Xác nhận trưởng khoa chuyên môn người hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Thị Hồng Vân Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục i Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình viii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ ASEN, CADIMI VÀ CHÌ 1.1.1 Asen 1.1.1.1.Trạng thái tự nhiên asen 1.1.1.2 Tính chất vật lí 1.1.1.3 Tính chất hóa học 1.1.1.4 Tác dụng sinh hoá 1.1.2 Cadimi 1.1.2.1 Trạng thái tự nhiên cadimi 1.1.2.2 Tính chất vật lí 1.1.2.3 Tính chất hóa học 1.1.2.4 Tác dụng sinh hóa 1.1.3 Chì 1.1.3.1 Trạng thái tự nhiên 1.1.3.2 Tính chất vật lí 1.1.3.3 Tính chất hóa học 1.1.3.4 Tác dụng sinh hóa 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RAU 1.2.1 Đặc điểm, vai trị cơng dụng rau xanh 1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm rau xanh Thái Nguyên 1.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ASEN, CADIMI VÀ CHÌ 11 1.3.1 Các phương pháp hoá học 11 1.3.1.1 Phương pháp phân tích khối lượng 11 i Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ 1.3.1.2 Phương pháp phân tích thể tích 11 1.3.2.Phương pháp phân tích cơng cụ 13 1.3.2.1 Các phương pháp quang phổ 13 1.3.2.2 Phương pháp điện hoá 14 1.3.2.3 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 15 1.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH ASEN, CADIMI VÀ CHÌ 17 1.4.1 Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) 17 1.4.2 Phương pháp xử lý khô 18 Chương THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 THIẾT BỊ, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ 20 2.1.1 Thiết bị 20 2.1.2 Dụng cụ 20 2.1.3 Hoá chất 20 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.2.1 Phương pháp đường chuẩn 21 2.2.2 Phương pháp thêm chuẩn 22 2.3.1 Khảo sát điều kiện thực nghiệm xác định asen, cadimi, chì phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa (GF-AAS) 24 2.3.1.1 Khảo sát điều kiện máy đo phổ AAS 24 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 25 3.1 KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ASEN, CADIMI, CHÌ BẰNG PHƯƠNG PHÁP GF - AAS 25 3.1.1 Khảo sát vạch đo 25 3.1.2 Khảo sát thông số máy 27 3.1.2.1 Khảo sát độ rộng khe đo 27 3.1.2.2 Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng (HCL) 28 3.1.3 Khảo sát điều kiện nguyên tử hóa mẫu 29 3.1.3.1 Nhiệt độ sấy khô mẫu 29 3.1.3.2 Khảo sát nhiệt độ tro hóa luyện mẫu 30 3.1.3.3 Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu 31 3.1.4 Các điều kiện khác 32 3.1.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phép đo GF – AAS 32 3.1.5.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit loại axit 33 3.1.5.2 Khảo sát ảnh hưởng chất cải biến 35 ii Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ 3.1.5.3 Khảo sát ảnh hưởng cation có mẫu 36 3.1.6 Tổng kết điều kiện đo phổ GF – AAS As, Cd, Pb 39 3.2 PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHUẨN ĐỐI VỚI PHÉP ĐO GF – AAS 40 3.2.1 Khảo sát khoảng tuyến tính nồng độ kim loại 40 3.2.2 Xây dựng đường chuẩn As, Cd, Pb 44 3.2.2.1 Đường chuẩn asen 44 3.2.2.2 Đường chuẩn cadimi 45 3.2.2.3 Đường chuẩn chì 45 3.3 ĐÁNH GIÁ SAI SỐ VÀ ĐỘ LẶP VÀ GIỚI HẠN PHÁT HIỆN (LOD), GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG (LOQ) CỦA PHƯƠNG PHÁP 46 3.3.1 Đánh giá sai số độ lặp lại phương pháp 46 3.3.2 Giới hạn phát giới hạn đinh lượng phép đo GF-AAS 51 3.3.2.1 Giới hạn phát giới hạn định lượng Asen 51 3.3.2.2 Giới hạn phát giới hạn định lượng Cadimi 51 3.3.2.3 Giới hạn phát giới hạn định lượng Chì 52 3.4 PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHUẨN 52 3.5.1 Lấy mẫu bảo quản mẫu 52 3.5.1.1 Mẫu nước tưới 55 3.5.1.2 Mẫu rau 56 3.5.2 Xử lý mẫu 57 3.5.2.1 Xử lý mẫu nước 57 3.5.2.2 Xử lý mẫu rau 57 3.5.3 Kết xác định hàm lượng kim loại mẫu 57 3.5.3.1 Kết xác định hàm lượng kim loại nặng mẫu theo phương pháp đường chuẩn 57 3.5.3.2 Xác định hàm lượng kim loại phương pháp thêm chuẩn 62 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 iii Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Tên đầy đủ AAS Atomic Absorption Spectroscopy F - AAS Flame Atomic Absorption Spectroscopy GF - AAS Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy ETA - AAS Electro – Thermal Atomization Atomic Absorption Spectroscopy AES Atomic Emission Spectroscopy ICP-MS Inductively Coupled Plasma Mas Spectrometry LOD Limit of Detection LOQ Limit of Quantity UV - Vis Ultra Violet – Visible 10 HCL Hollow Cathode Lamp iv Số hóa Trung tâm Học lieäu http://lrc.tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1: Kết khảo sát vạch đo As 25 Bảng 3.2: Kết khảo sát vạch đo Cd 26 Bảng 3.3: Kết khảo sát vạch đo Pb 26 Bảng 3.4: Các bước sóng tối ưu cadimi, chì asen 26 Bảng 3.5: Kết khảo sát khe đo với nguyên tố As 27 Bảng 3.6 : Kết khảo sát khe đo với nguyên tố Cd 27 Bảng 3.7 : Kết khảo sát khe đo với nguyên tố Pb 28 Bảng 3.8: Khảo sát cường độ dòng đèn với nguyên tố As 28 Bảng 3.9: Khảo sát cường độ dòng đèn với nguyên tố Cd 28 Bảng 3.10: Khảo sát cường độ dòng đèn với nguyên tố Pb 29 Bảng 3.11: Kết khảo sát nhiệt độ tro hóa As, Cd Pb 31 Bảng 3.12: Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa As 31 Bảng 3.13: Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa Cd 31 Bảng 3.14: Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hóa Pb 32 Bảng 3.15: Khảo sát ảnh hưởng axit As 33 Bảng 3.16: Khảo sát ảnh hưởng axit Cd 34 Bảng 3.17: Khảo sát ảnh hưởng axit Pb 34 Bảng 3.18: Khảo sát nồng độ chất cải biến Mg(NO3)2 35 Bảng 3.19 : Ảnh hưởng nhóm kim loại kiềm 36 Bảng 3.20: Ảnh hưởng nhóm kim loại kiềm thổ 37 Bảng 3.21: Ảnh hưởng nhóm cation hóa trị II 37 Bảng 3.22: Ảnh hưởng nhóm cation hóa trị III 38 Bảng 3.23: Ảnh hưởng tổng cation 38 Bảng 3.24: Tổng kết điều kiện đo phổ As, Cd, Pb 39 Bảng 3.25: Kết khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính As 41 Bảng 3.26: Kết khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính Cd 42 v Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Bảng 3.27: Kết khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính Pb 43 Bảng 3.28: Kết xác định sai số phương pháp với phép đo As 48 Bảng 3.29: Kết xác định sai số phương pháp với phép đo Cd 49 Bảng 3.30: Kết xác định sai số phương pháp với phép đo Pb 50 Bảng 3.31 : Các mẫu nước tưới lấy khu vực trồng rau Túc Duyên 55 Bảng 3.32 : Các mẫu rau khu vực Túc Duyên – Thái Nguyên 56 Bảng 3.33 : Kết xác định nồng độ kim loại mẫu nước 58 Bảng 3.34: Giá trị giới hạn tối đa cho phép nồng độ số kim loại nặng nước bề mặt, theo QCVN 08:2008/BTNMT 58 Bảng 3.35: Kết tính nồng độ Pb, Cd, As mẫu rau 60 Bảng 3.36: Kết tính hàm lượng Pb, Cd, As rau xanh 61 Bảng 3.37: Giới hạn tối đa hàm lượng kim loại nặng loại rau 62 Bảng 3.38: Mẫu thêm chuẩn 63 Bảng 3.39: Kết phân tích As phương pháp thêm chuẩn 64 Bảng 3.40: Kết phân tích Cd phương pháp thêm chuẩn 65 Bảng 3.41: Kết phân tích Pb phương pháp thêm chuẩn 66 vi Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Bảng 3.35: Kết tính nồng độ Pb, Cd, As mẫu rau Nồng độ kim loại thu (ppb) STT Mẫu rau As Cd Pb RM1 5,3568 5,9042 8,5812 RM2 14,8415 2,1464 17,9483 RM3 3,8561 1,2548 4,5458 RM4 3,5563 1,6521 3,8922 RCT1 2,4922 3,8623 1,2526 RCT2 0,5004 0,7683 1,0658 RCT3 2,4649 0,5342 3,2964 RCT4 3,3368 1,2507 3,8934 RCC1 2,1523 1,6187 1,5366 10 RCC2 8,0641 2,0811 3,0888 11 RCC3 3,2447 1,3549 4,0258 12 RCC4 1,4321 0,7843 2,1894 13 RCX1 3,0082 1,2326 1,2447 14 RCX2 4,1568 5,6067 1,1765 15 RCX3 3,5327 0,6764 3,3524 16 RBC1 2,3040 0,6348 4,5841 17 RBC2 4,4125 0,9385 1,7406 18 RBC3 3,1124 1,4708 3,1525 19 GRM1 5,8283 6,3562 10,3848 20 GCX1 3,5846 5,9786 1,8962 60 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Bảng 3.36: Kết tính hàm lượng Pb, Cd, As rau xanh STT Mẫu rau Hàm lượng kim loại nặng rau xanh (mg/kg rau tươi) As Cd Pb RM1 0,1339 0,2952 0,2145 RM2 0,3710 0,1073 0,4487 RM3 0,0964 0,0627 0,1136 RM4 0,0889 0,0826 0,0973 RCT1 0,0623 0,1931 0,0313 RCT2 0,0125 0,0784 0,0266 RCT3 0,0616 0,0567 0,0824 RCT4 0,0834 0,0625 0,0973 RCC1 0,0538 0,0809 0,0384 10 RCC2 0,2016 0,1040 0,0772 11 RCC3 0,0811 0,0677 0,1006 12 RCC4 0,0358 0,0392 0,0547 13 RCX1 0,0752 0,0615 0,0311 14 RCX2 0,1039 0,2803 0,0294 15 RCX3 0,0883 0,0338 0,0838 16 RBC1 0,0576 0,0317 0,1146 17 RBC2 0,1103 0,0469 0,0435 18 RBC3 0,0778 0,0735 0,0788 19 GRM1 0,1457 0,3178 0,2587 20 GCX1 0,0896 0,2989 0,0474 61 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Từ kết phân tích mẫu rau xanh (bảng 3.39) thấy: - Hàm lượng asen nằm khoảng 0,0125 - 0,3710 mg/kg - Hàm lượng cadimi nằm khoảng 0,0317 – 0,3178 mg/kg - Hàm lượng chì nằm khoảng 0,0266 - 0,4487 mg/kg Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia giới hạn ô nhiễm kim loại nặng thực phẩm QCVN 8-1:2011/BYT định 106/2007/QĐ-BNN, giới hạn tối đa hàm lượng kim loại mẫu rau tươi thể qua bảng 3.37 Bảng 3.37: Giới hạn tối đa hàm lượng kim loại nặng loại rau Giới hạn tối đa hàm lượng kim loại mẫu rau tươi Mẫu rau Cd[2] As[1] Rau tươi (mg/kg rau tươi) Pb[2] Rau ăn Rau họ thập tự (cải) 0,2 0,05 0,2 0,3 Đối chiếu với QCVN 8-1:2011/BYT, ta thấy có 2/20 mẫu rau bị nhiễm As (RM2 RCC2); có 13/20 mẫu rau bị nhiễm Cd (RM1, RCT1, RCT2, RCT3, RCT4, RCC1, RCC2, RCC3, RCX1, RCX3, RBC3, GRM1 GCX1); có 1/20 mẫu bị nhiễm Pb (RM2) 3.5.3.2 Xác định hàm lượng kim loại phương pháp thêm chuẩn Chúng chọn mẫu rau (RM1, RCT1, RCC1) đại diện cho mẫu rau để tiến hành làm mẫu thêm chuẩn Đối với mẫu thêm vào lượng định dung dịch chuẩn As, Cd, Pb điểm đầu, cuối đường chuẩn, cụ thể bảng 3.38 Kết phân tích hàm lượng As, Cd Pb số mẫu rau phương pháp thêm chuẩn ghi bảng 3.39 đến 3.41 62 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Bảng 3.38: Mẫu thêm chuẩn Mẫu Thành phần RM1 Mẫu rau muống khơng thêm chất phân tích RM1 + t1 RM1 + 0,5 ppb As + 0,2 ppb Cd + 0,5 ppb Pb RM1 + t2 RM1 + 15 ppb As + ppb Cd + 25 ppb Pb RM1 + t3 RM1 + 25 ppb As + ppb Cd + 40 ppb Pb RCT1 Mẫu rau cải thìa khơng thêm chất phân tích RCT1 + t1 RCT1 + 0,5 ppb As + 0,2 ppb Cd + 0,5 ppb Pb RCT1 + t2 RCT1 + 15 ppb As + ppb Cd + 25 ppb Pb RCT1 + t3 RCT1 + 25 ppb As + ppb Cd + 40 ppb Pb RCC1 Mẫu rau cải canh không thêm chất phân tích RCC1 + t1 RCC1 + 0,5 ppb As + 0,2 ppb Cd + 0,5 ppb Pb RCC1 + t2 RCC1 + 15 ppb As + ppb Cd + 25 ppb Pb RCC1 + t3 RCC1 + 25 ppb As + ppb Cd + 40 ppb Pb 63 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Bảng 3.39: Kết phân tích As phương pháp thêm chuẩn As STT Mẫu rau Nồng độ mẫu thu (ppb) Nồng độ chuẩn thêm vào (ppb) Nồng độ thêm vào thu (ppb) Hiệu suất thu (%) Sai số (%) RM1 5,3568 RM1 + t1 5,8281 0,5 0,4713 94,26 5,74 RM1 + t2 19,6825 15 14,3257 95,50 4,50 RM1 + t3 28,3746 25 23,0178 92,07 7,93 RCT1 2,4922 RCT1 + t1 2,9504 0,5 0,4582 91,64 8,36 RCT1 + t2 16,7658 15 14,2736 95,16 4,84 RCT1 + t3 25,5670 25 23,0748 92,30 7,70 RCC1 2,1523 RCC1 + t1 2,6079 0,5 0,4556 91,12 8,88 RCC1 + t2 16,4420 15 14,2897 95,26 4,74 RCC1 + t3 25,1471 25 22,9948 91,98 8,02 64 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Bảng 3.40: Kết phân tích Cd phương pháp thêm chuẩn Cd STT Mẫu rau Nồng độ mẫu thu (ppb) Nồng độ Nồng độ chuẩn thêm thêm vào thu Hiệu suất Sai thu số vào (ppb) (ppb) (%) (%) RM1 5,9042 RM1 + t1 6,0878 0,2 0,1836 91,80 8,20 RM1 + t2 7,7689 1,8647 93,24 6,76 RM1 + t3 9,5893 3,6851 92,13 7,83 RCT1 3,8623 RCT1 + t1 4,0479 0,2 0,1856 92,80 7,20 RCT1 + t2 5,7507 1,8884 94,42 5,58 RCT1 + t3 7,6798 3,8175 95,44 4,56 RCC1 1,6187 RCC1 + t1 1,8056 0,2 0,1869 93,45 6,55 RCC1 + t2 3,5303 1,9116 95,58 4,42 RCC1 + t3 5,4306 3,8119 95,30 4,70 65 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Bảng 3.41: Kết phân tích Pb phương pháp thêm chuẩn Pb STT Mẫu rau Nồng độ mẫu thu (ppb) Nồng độ chuẩn thêm vào (ppb) Nồng độ thêm vào thu (ppb) Hiệu suất thu (%) Sai số (%) RM1 8,5812 RM1 + t1 9,0426 0,5 0,4614 92,28 7,72 RM1 + t2 32,2543 25 23,6731 94,69 5,31 RM1 + t3 45,7340 40 37,1528 92,88 7,12 RCT1 1,2526 RCT1 + t1 1,7110 0,5 0,4584 91,68 8,32 RCT1 + t2 25,0783 25 23,8257 95,30 4,70 RCT1 + t3 38,8809 40 37,6283 94,07 5,93 RCC1 1,5366 RCC1 + t1 1,9962 0,5 0,4596 91,92 8,08 RCC1 + t2 25,2348 25 23,6982 94,79 5,21 RCC1 + t3 38,9225 40 37,3859 93,46 6,54 66 Soá hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Kết phân tích theo phương pháp thêm chuẩn cho thấy hiệu suất thu hồi As, Cd Pb lớn 90% sai số nhỏ 10% Sai số mẫu thêm chuẩn đầu đường chuẩn cuối đường chuẩn lớn sai số mẫu thêm đường chuẩn, kết hoàn toàn phù hợp với lí thuyết phân bố sai số Gauss Như sử dụng hai phương pháp đường chuẩn thêm chuẩn để xác định hàm lượng As, Cd, Pb rau xanh Qua việc phân tích hàm lượng As, Cd, Pb rau xanh trồng khu vực Túc Duyên – Thành phố Thái Nguyên, nhận thấy rau trồng khu vực Túc Dun – Thái Ngun có tượng nhiễm kim loại nặng, đặc biệt ô nhiễm cadimi (13/20 mẫu có hàm lượng cadimi vượt tiêu chuẩn cho phép) Ở khu vực nguồn nước có hàm lượng kim loại nặng cao rau hàm lượng As, Cd, Pb cao Hiện tượng ô nhiễm cadimi xảy diện rộng, nguyên nhân nước tưới bị ô nhiễm cadimi loại rau có khả tích luỹ cadimi, theo chúng tơi có khả cơng nghệ sản xuất phân bón lượng sử dụng phân bón, đặc biệt phân lân chưa hợp lý Hàm lượng kim loại nặng tích luỹ phụ thuộc vào khả đồng hoá kim loại nặng trồng, phụ thuộc vào pH môi trường, lượng kim loại nặng đất nước tưới, vào tuổi loại trồng loại kim loại nặng khác nhau, phụ thuộc vào chất hữu đất, khả trao đổi ion, thành phần sét Hàm lượng kim loại nặng phụ thuộc vào dạng hợp chất chúng đất nước tưới Trước thực tế nước nhiều mẫu rau nước tưới bị ô nhiễm kim loại nặng, cần quan tâm đến biện pháp khắc phục tình trạng Trong đất trung tính kiềm bón vơi, Cd bị kết tủa dạng CdCO3, đất axit Cd trở nên linh động khoảng pH = 4,4 - 5,5 Ngược lại môi trường đất kiềm, Cd trở nên linh động Nên biện pháp chống ô nhiễm Cd đất cách làm tăng pH đất Vơi khống bón cho trồng vùng đất bị ô nhiễm làm giảm hấp thu Cd vào cây, pH đất yếu tố quan trọng gây ảnh hưởng đến hòa tan Cd đất (Ashley Senn cs, 2007 [33]) 67 Số hóa Trung tâm Học lieäu http://lrc.tnu.edu.vn/ Biện pháp ứng dụng với Pb Bón vơi làm giảm độ hồ tan Pb (Han cs, 2004 [34]) Ở pH cao, Pb bị kết tủa dạng hidroxit, photphat, cacbonat có khuynh hướng tạo thành phức hữu ổn định Để giảm linh động Pb cần theo hướng: trì pH đất > 6,5, cần thiết phải bón vơi thêm chất hữu vào đất phải bố trí trồng xa khu đường phố khu đô thị Unnikrishnan cs, 2003 [35], tiến hành thử nghiệm vai trò oxit sắt số hợp chất Fe (II) việc giảm khả hấp thu As số loại rau suplơ, củ cải đỏ, khoai tây trồng đất bị ô nhiễm As cao cho kết khả quan, với 0,2% oxit sắt cho vào đất làm giảm khả hấp thu As trồng từ 22% - 32% Hiện việc giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng nhà khoa học hướng tới phương pháp rẻ tiền thân thiện với mơi trường hơn, phương pháp xử lý ô nhiễm thực vật - giải pháp quan trọng, có tính khả thi cao để xử lý vùng đất, nước bị ô nhiễm kim loại nặng Ở Việt Nam số tác giả đề xuất biện pháp làm ô nhiễm kim loại nặng đất cách sử dụng số có khả tích tụ kim loại độc hại mức cao cúc su si, ngũ gia bì…(Trần Kơng Tấu cs, 2005 [23], cải xoong xử lý Cr Ni từ nước thải mạ điện, rong chó bèo lại có khả giảm thiểu Pb, Zn, Fe Cu có Hồ bảy mẫu, Hà Nội (Nguyễn Quốc Thông cs, 1999 [27]), ổi thơm dưa leo (Herterostrema villosum) có khả hấp thụ Pb Cd cao, dương xỉ làm nước bị ô nhiễm As (S.Tu cs, 2004 [40]), … Việc lựa chọn phương pháp xử lý ô nhiễm kim loại phải loại trồng, đặc điểm hệ rễ, sinh khối, pH đất, loại kim loại nặng Xu hướng nhà nghiên cứu theo hướng lựa chọn loại thực vật dễ trồng, chi phí thấp, có khả chịu nồng độ nhiễm cao có khả môi trường với thời gian ngắn Các tác giả Đặng Xuyến Như cs (2004) [18] thử nghiệm bèo tây loại bỏ As, Pb, Cu từ nước thải khu vực mỏ tuyển thiếc Thái Nguyên có hiệu tốt, … 68 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ Tác giả Phan Thị Thu Hằng [7] tiến hành sử dụng bèo tây việc giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Cd, As) môi trường nước tưới bổ sung kim loại nặng vào nước theo mức: 2,0 ppm Pb, 0,1ppm Cd 0,5 ppm As chậu thí nghiệm với lít nước, bèo tây ban đầu Kiểm tra hàm lượng kim loại nước sau - 10 - 20- 30 ngày thí nghiệm trồng bèo tây, kết cho thấy bèo tây có khả tích lũy kim loại nặng tốt Tiến hành sử dụng nước chứa 2,0 ppm Pb để thả bèo tây cho thấy Sau ngày thả bèo tây, hàm lượng Pb nước 1,280 ppm, giảm 36% Và đến ngày thứ 10 thí nghiệm, hàm lượng Pb nước giảm mạnh 0,006 ppm, đạt tỷ lệ làm gần 100% so ban đầu Bèo tây có khả hút Cd từ nước mạnh, Hàm lượng Cd nước trước thí nghiệm 1,1104 ppm Ở ngày thứ sau thả bèo, hàm lượng Cd nước 0,053 mg/l, đạt tỷ lệ làm 52% sau 10 ngày thí nghiệm hàm lượng Cd nước giảm hẳn xuống ngưỡng an tồn, đạt 0,0002 ppm, tỷ lệ cịn lại dung dịch 0,18% so với trước thí nghiệm Hàm lượng As nước lúc ban đầu chưa thả bèo 0,5326 ppm, sau ngày thí nghiệm hàm lượng As 0,3340 ppm (còn 62,7% so với ban đầu), đến ngày thứ 10 hàm lượng As nước 0,1204 ppm (còn 22,6% so với ban đầu), đến ngày thứ 20 thí nghiệm, 0,0928 ppm (cịn 22% so với ban đầu) đến ngày thứ 30 thí nghiệm hàm lượng As nước đạt 0,0630 ppm, cịn 11,8% so với trước thí nghiệm Thử nghiệm đồng ruộng cho kết tốt, bể có bèo Tây, hàm lượng kim loại nặng (Pb, Cd, As) sau 10 ngày giảm rõ rệt so với bể không thả bèo Tuy mức độ làm bèo tây thực tế chậm so với thí nghiệm chậu Như thơng qua kết nghiên cứu tác giả, ta thấy bèo tây phương pháp đơn giản rẻ tiền làm giảm mức độ nhiễm kim loại nặng nước tưới, qua làm giảm hàm lượng kim loại nặng rau xanh Bên cạnh đó, việc bón phân sử dụng thuốc bảo vệ thực vật cần phải liều lượng để đảm bảo chất lượng cho rau xanh 69 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ KẾT LUẬN Với mục đích ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử kĩ thuật khơng lửa để phân tích, điều tra xác định hàm lượng kim loại nặng As, Cd, Pb rau xanh nước tưới khu vực Túc Dun – thành phố Thái Ngun, chúng tơi tìm hiểu đối tượng, tham khảo tài liệu tiến hành khảo sát điều kiện thích hợp tiến hành phân tích mẫu thực tế Luận văn thu số kết sau: Chọn điều kiện phù hợp máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Shimadzu 6300 để xác định hàm lượng As, Cd Pb kỹ thuật không lửa (GF – AAS) Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phép đo As, Cd Pb Xác định khoảng tuyến tính lập đường chuẩn As, Cd Pb phép đo GF –AAS Đánh giá sai số độ lặp lại phép đo GF – AAS Xác định giới hạn phát giới hạn định lượng phép đo Chọn quy trình phù hợp để xử lý mẫu rau xanh Kiểm tra kết xử lý mẫu rau xanh phương pháp mẫu lặp, mẫu thêm chuẩn cho kết tốt Xác định hàm lượng As, Pb, Cd mẫu nước tưới 20 mẫu rau xanh khu vực Túc Duyên, thành phố Thái Nguyên Qua thực nghiệm cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (GF – AAS) kỹ thuật phù hợp để xác định nguyên tố có hàm lượng vết As, Cd Pb mẫu nước mẫu rau xanh với độ xác cao, độ lặp lại tốt độ chọn lọc cao Rau xanh khu vực Túc Dun - Thành phố Thái Ngun có tượng nhiễm kim loại nặng, đặc biệt ô nhiễm Cadimi Hàm lượng Cadimi rau giảm so với nghiên cứu tác giả Phan Thị Thu Hằng [7], cần biện pháp tích cực để đạt tiêu chuẩn rau an tồn 70 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Bộ Nông nghiệp & PTNT (2007), Quyết định 106, Quyết định số 106/2007/QĐBNN ngày 28 tháng 12 năm 2007 Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp & PTNT, Quy định tối đa kim loại rau Bộ Y tế (2008), Qui định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học hóa học thực phẩm, Nhà xuất Hà Nội Trần Kim Chung (2009), “Nghiên cứu, đánh giá hàm lượng kẽm số kim loại nặng nước, rau khu vực phía Nam Hà Nội phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa F – AAS”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa Học, Đại Học Sư Phạm Hà Nội Nguyễn Tinh Dung (2006), “Hóa học Phân tích - Phần III, Các Phương pháp định lượng hóa học”, NXB Giáo dục Hà Nội Nguyễn Đăng Đức (2006), “Xác định hàm lượng ion kim loại Crom, Mangan, Đồng, Chì, Cadimi, Asen, Thủy ngân nước lập biểu đồ ô nhiễm TP Thái Nguyên”, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ - Khoa Khoa học tự nhiên, Đại học Thái Nguyên Phạm Thị Thu Hà (2006), “ Nghiên cứu xác định Cd Pb thảo dược sản phẩm phép đo phổ hấp thụ nguyên tử”, Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội Phan Thi Thu Hằng (2008), “Nghiên cứu hàm lượng nitrat kim loại nặng đất, nước, rau số biện pháp nhằm hạn chế tích lũy chúng rau Thái Nguyên”, Luận án tiến sỹ Khoa học Nông Nghiệp, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Nguyễn Thị Hân (2010), “Xác định hàm lượng Cadimi Chì số loại rau xanh huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử F – AAS”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa Học, Đại Học Sư Phạm Thái Nguyên Vũ Thị Tâm Hiếu (2009), ” Phân tích đánh giá hàm lượng kim loại đồng, crom, niken rau xanh thành phố Thái Nguyên phương pháp phổ 71 Soá hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ hấp thụ ngun tử lửa F-AAS”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Đại Học Sư phạm Thái Nguyên 10 Phạm Thị Thanh Hồng (2009), “Nghiên cứu xác định tổng số tổng dạng Asen số hải sản phương pháp trắc quang”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Đại học Sư phạm Thái Nguyên 11 Lê Quốc Khánh (2011), “Xác định hàm lượng số kim loại nặng (đồng, chì, cađimi, kẽm) loại rau xanh thành phố Sơn La phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa F – AAS”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Đại học Sư phạm Hà Nội 12 Vũ Thị Thu Lê (2010), “Phân tích đánh giá hàm lượng kim loại đồng, chì, kẽm, cađimi nước mặt sơng Cầu thuộc thành phố Thái Nguyên phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F-AAS)”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Đại học Sư phạm Thái Nguyên 13 Phạm Luận (1999), “Giáo trình hướng dẫn vấn đề sở kỹ thuật xử lí mẫu phân tích - Phần I: vấn đề chung”, Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội 14 Phạm Luận (2006), “Phương pháp phân tích phổ nguyên tử”, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội 15 Hoàng Nhâm (2003), “Hóa học vơ - Tập 3”, NXB Giáo dục 16 Hồng Nhâm (2001), “Hố vơ Tập- 2”, NXB Giáo dục 17 Lê Đức Ngọc (2001), “Xử lý số liệu kế hoạch hóa thực nghiệm”, NXB Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội 18 Đặng Xuyến Như cs (2004), ” Nghiên cứu xác định số giải pháp sinh học (thực vật vi sinh vật) để xử lý ô nhiễm kim loại nặng nước thải Thái Nguyên”, Đề tài NCKH cấp Bộ năm 2003 – 2004 19 Dương Quang Phùng (2009), “Một số phương pháp Phân tích Điện hóa”, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội 20 Hồ Viết Q (2009), “Các phương phân tích cơng cụ hoá học đại”, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội 72 Số hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ 21 Hồ Viết Quý (1999), “Các phương phân tích quang học hoá học”, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội 22 Trần Vĩnh Q (2006), “Giáo trình hóa tin học”, NXB Đại học Sư phạm 23 Trần Kông Tấu, Đặng Thị An, Đào Thị Khánh Hương (2005), "Một số kết bước đầu việc tìm kiếm biện pháp xử lý đất bị ô nhiễm thực vật", Tạp chí khoa học đất số 23, trang 156 - 158 24 TCVN 4832 (1989), “ Danh mục hàm lượng tối đa chất nhiễm độc thực phẩm”, Bộ Khoa Học, Công nghệ Môi trường, Hà Nội 25 Trịnh Thị Thanh (2003), “Độc hại môi trường sức khỏe người”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 26 Trần Khắc Thi (2004), “ Công tác nghiên cứu rau nước ta”, Tài liệu hội thảo định hướng công tác nghiên cứu rau Việt Nam 27 Nguyễn Quốc Thơng, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Lan Anh (1999), “Khả tích tụ kim loại nặng Cr, Ni Zn bèo tây xử lý nước thải công nghiệp”, Báo cáo khoa học Hội nghị cơng nghệ sinh học tồn quốc, Hà Nội 9,10/12/1999, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, trang 983- 988 28 Đặng Quốc Trung, Nguyễn Đăng Đức, Nguyễn Như Lâm, Phan Thanh Phương (2011).” Xác định Asen chè xanh Thái Ngun”, Tạp chí khoa học cơng nghệ, tập 78, Đại học Thái Nguyên, trang 51-55 29 Đàm Thị Thanh Thủy, (2009),” Nghiên cứu tách, làm giàu, xác định lượng vết Chì Cadimi có nước ngầm kỹ thuật chiết pha rắn phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật lửa (F-AAS)”, Luận án thạc sỹ khoa học Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội 30 Phạm Văn Thưởng, Đặng Đình Bạch (1999), “Cơ sở Hóa học Mơi trường”, NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội 31 Nguyễn Thị Vinh (2010), ” Xác định hàm lượng số kim loại nặng động vật nhuyễn thể khu vực Hồ Tây”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa Học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội 73 Soá hóa Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn/ TIẾNG ANH 32 Agency for Toxic Substances and Disease Registry - ATSDR (2000), “Toxicological profile for manganese”, Department of Health and Human Services, Public Health Service, Atlanta, GA:U.S 33 Ashley Senn, Paul Milham (2007), "Managing cadmium in vegetables", NSW Department of Primary Industries' Plant Health Doagnostic and Analytical Services, 04/2007 34 D.H Han and J H Lee (2004), "Effects of liming on uptake of lead and cadmium by Raphanus sativa", Archives of Environmental contamination and Toxicology, pp 488 - 493 Springer New York 35 E K Unnikrishnan, A K Basu, N Chattopadhyay & B Maiti (2003), "Removal of arsenic from water by ferrous sulphide", Indian Journal of Chemical Technology, Vol.10, May 2003, pp 281-286 36 EU (2001), Commision Regulation (ED) (No 466/2001) “Setting maximum levels for certain contaminants in food stuffs” 37 Goku M.Z.L, Akar M, Cevik F, Findik O (2003), “Bioacumulation ofsome heavy metal (Cd, Fe, Zn, Cu) in two Bivalvia Species”, Faculy of Fisheries, Cukurova University, Adana, Turkey, 89 – 93 38 Greenwood N.N, Earnshaw A (1997), “Chemistry of the elements” (2nd edition), Elservier, Great Britain 39 “Spotlight on Applications e-Zine”(2012), Special edition – Food & Beverage, PerkinElmer, USA 40 S.Tu, Lena Ma, Abioye Fayiga, Edward Zillioux (2004), “Phytoremediation of Arsenic-Contaminated Groundwater by the Arsenic Hyperaccumulating Fern Pteris vittata L”, International Journal of Phytoremediation, Volume 6, Number 1, January-March 2004, pp 35 – 47 74 Số hóa Trung tâm Học lieäu http://lrc.tnu.edu.vn/