phân tích, đánh giá hàm lượng chì và asen trong một số loại rau ở đồng trạch- bố trạch- quảng bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM BẠCH NGỌC CHÍNH PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG CHÌ VÀ ASEN TRONG MỘT SỐLOẠI RAU Ở ĐỒNG TRẠCH-BỐ TRẠCH – QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN HUẾ, NĂM 2012 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Bạch Ngọc Chính ii Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đình Luyện đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn, đồng thời đã bổ sung cho tôi nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy Khoa Hóa - Trường Đại học Sư phạm- Đại học Huế, Phòng Sau Đại học đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian học cao học. Tôi xin cảm ơn cán bộ và nhân viên Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc – Mỹ phẩm – Thực phẩm Thừa Thiên Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian làm việc tại trung tâm để thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo trường THPT Chuyên Quảng Bình đã tạo mọi điều kiện cho tôi được theo học và hoàn thành luận văn trong suốt thời gian qua. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành bản luận văn này. Chân thành cảm ơn! Bạch Ngọc Chính iii iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục 1 Danh mục viết tắt 4 Danh mục bảng, hình 5 MỞ ĐẦU 7 Chương 1. TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 9 1.1.Giới thiệu sơ lược về xã Đồng Trạch 9 1.1.1.Các thông số địa lí cơ bản 9 1.1.2.Việc trồng rau ở xã Đồng Trạch 9 1.2. Giới thiệu sơ lược về chì và hợp chất của nó 10 1.2.1. Chì và hợp chất của chì [9], [16], [17], [19], [32], [38], [44], [51] 10 1.2.2. Độc tính của Pb [4], [28], [32], [38], [48], [50] 11 1.2.3. Các nguồn gây ô nhiễm chì đến các loại rau [10], [34] 12 1.2.4. Con đường xâm nhập và đào thải Pb ở cơ thể người [4], [28] 12 1.3. Giới thiệu sơ lược về asen và hợp chất của asen 13 1.3.1. Asen trong tự nhiên [1], [6], [23], [24] 13 1.3.2. Một số tính chất lý - hóa của asen và các hợp chất của nó [1], [24] 14 1.3.3. Độc tính của asen đối với con người và môi trường[2], [12], [33], [40], [49] 15 1.3.4. Các nguồn gây ô nhiễm asen đến rau [2], [20], [21], [25], [27], [37], [47] 16 1.3.5. Con đường xâm nhập và đào thải asen ở cơ thể người [5] 17 1.4. Các phương pháp dùng để định lượng vết chì và asen 18 1.4.1. Phương pháp trắc quang [13], [26], [37], [39] 18 1.4.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [13], [20], [24], [37], [39], [46] 19 1 1.4.3. Các phương pháp phân tích điện hóa [13], [26] 20 1.4.4. Các phương pháp phân tích khác [37], [39], [47] 20 1.5. Giới thiệu về phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử 21 1.5.1. Nguyên tắc của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [20] 21 1.5.2. Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu [13], [20], [22], [44] 23 1.5.3. Một số ảnh hưởng và các biện pháp khắc phục trong phép đo AAS [13], [19] [20]24 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1. Nội dung nghiên cứu 28 2.2. Phương pháp nghiên cứu 29 2.2.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu [11], [19] 29 2.2.3. Phương pháp định lượng [7], [8], [20], [42] 30 2.2.4. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp [14], [29], [48] 31 2.2.5. Xử lí số liệu thực nghiệm [13], [14],[15], [29], [42] 32 2.3. Thiết bị, dụng cụ, hoá chất 35 2.3.1. Thiết bị 35 2.3.2. Dụng cụ 36 2.3.3. Hóa chất 36 2.4. Cách tiến hành phân tích mẫu thực tế 36 2.4.1. Các thông số để xác định hàm lượng Me bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 36 2.4.2. Cách tiến hành đo độ hấp thụ nguyên tử của các Me [44] 36 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1. Xác định hàm lượng Pb, As trong rau muống và rau cải 38 3.1.1. Xây dựng đường chuẩn trong phép đo Me 38 3.1.2. Khảo sát giới hạn định lượng của các phép đo 39 3.1.3. Khảo sát sơ bộ hàm lượng Me trong mẫu phân tích và đánh giá độ lặp lại, độ đúng của phương pháp 40 3.1.4. Xác định hàm lượng Me trong mẫu thực tế 45 3.2. Đánh giá hàm lượng Pb, As trong rau cải và rau muống ở Đồng Trạch 47 3.2.1. Đánh giá hàm lượng Pb và As trong rau cải 47 3.2.2. Đánh giá hàm lượng Pb và As trong rau muống 52 2 3.3. So sánh hàm lượng Pb, As trong rau và đánh giá mức tích lũy chúng 58 3.3.1. So sánh hàm lượng Pb, As trung bình trong rau muống và rau cải: 58 3.3.2 So sánh hàm lượng Pb, As trung bình trong rau với tiêu chuẩn cho phép về vệ sinh an toàn thực phẩm 60 3.3.3. Mức tích lũy của Me đối với rau thông qua hệ số nồng độ sinh học (Bioconcentration Factor – BCF) 61 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 3 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt 1 Asen Arsenic As 2 Chì Lead Pb 3 Asen, Chì Me 4 Độ thu hồi Recovery Rev 5 Độ lệch chuẩn Standard Deviation S 6 Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Devistion RSD 7 Giới hạn phát hiện Limit of Detection LOD 8 Giới hạn định lượng Limit of Quantitation LOQ 9 Phần triệu Parts Per Million ppm 10 Phần tỉ Parts Per Billion ppb 11 Nồng độ gây chết 50% Lethal Concentration LC 50 12 Giá trị trung bình số học Mean X 13 Quang phổ hấp thụ phân tử Ultra Violet Visible Spectrophotometry UV- VIS 14 Quang phổ hấp thụ nguyên tử Atomic Absorption Spectrometry AAS 15 Quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa Flame Atomic Absorption Spectrometry F-AAS 16 Quang phổ hấp thụ nguyên tử lò graphite Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy GF-AAS 17 Quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa Electrothermal Atomization Atomic Abosorption Spectrophotometry ETA-AAS 18 Tổ chức Y tế Thế giới World Health Organization WHO 4 DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Trang Bảng 1.1. Bảng thống kế diện tích và sản lượng sản xuất rau ở Đồng Trạch 10 Bảng 1.2. Phương pháp AAS xác định Pb và As 19 Bảng 2.2. Kết quả phân tích ANOVA 2 chiều 34 Bảng 3.1. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ A vào nồng độ Me 38 Bảng 3.2 Các giá trị a, b, Sy, LOD, LOQ tính từ phương trình đường chuẩn 40 Bảng 3.3 Kết quả khảo sát sơ bộ hàm lượng Me trong các mẫu rau, nước và đất. 41 Bảng 3.4 Kết quả xác định độ lặp lại Pb trong các mẫu rau 42 Bảng 3.5 Kết quả xác định độ lặp lại As trong các mẫu rau 43 Bảng 3.6 Kết quả đánh giá độ đúng của phương pháp GF-AAS. 45 Bảng 3.7 Kết quả xác định hàm lượng Me trong rau ở Đồng Trạch 45 Bảng 3.8 Kết quả xác định hàm lượng Me trong đất trồng rau ở Đồng Trạch 47 Bảng 3.9 Kết quả xác định hàm lượng Me trong nước tưới rau ở Đồng Trạch 47 Bảng 3.10 Hàm lượng Me (µg/kg tươi) trong mẫu rau cải theo thời gian và vị trí. 48 Bảng 3.11 Kết quả phân tích ANOVA 2 chiều của sự biến động hàm lượng Pb trong rau cải 50 Bảng 3.12. Kết quả phân tích ANOVA 2 chiều của sự biến động hàm lượng As trong rau cải 50 Bảng 3.13. Hàm lượng Me (µg/kg tươi) trong rau muống theo thời gian và vị trí. .53 Bảng 3.14. Kết quả phân tích ANOVA 2 chiều của sự biến động hàm lượng Pb trong rau muống 55 Bảng 3.15. Kết quả phân tích ANOVA 2 chiều của sự biến động hàm lượng As trong rau muống 55 Bảng 3.16. Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng Pb và As 58 trong rau muống và rau cải 58 Bảng 3.17. Kết quả thống kê hàm lượng Me trong mẫu rau,mẫu nước tưới rau và mẫu đất trồng rau ở Đồng Trạch 61 HÌNH Hình 3.1. Đường chuẩn xác định Pb 39 Hình 3.2. Đường chuẩn xác định As 39 Hình 3.3 Biểu đồ kết quả hàm lượng Pb trong 16 mẫu rau cải 49 Hình 3.4 Biểu đồ kết quả hàm lượng As trong 16 mẫu rau cải 49 Hình 3.5. Biểu đồ kết quả hàm lượng Pb trong 16 mẫu rau muống 54 5 Hình 3.6. Biểu đồ kết quả hàm lượng As trong 16 mẫu rau muống 54 . 6 MỞ ĐẦU Nước ta chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa nên được thiên nhiên ưu đãi, thuận lợi cho nhiều loại thực vật phát triển, trong đó có nhiều loại cây cỏ được con người sử dụng làm rau ăn như: rau muống, rau khoai, rau cải, các loại rau gia vị là nguồn thức ăn nuôi sống hàng chục triệu người. Rau được trồng ở nhiều nơi từ nông thôn đến thành thị, từ đồng bằng đến vùng núi, trong đó nổi bật cho một số khu vực trồng rau với sản lượng lớn như một số tỉnh: Bắc Giang, Đà Lạt, Đồng Nai, Tây Ninh, Bình Dương, Thừa Thiên Huế, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Bình…, [2], [3], [11], [17]. Theo tính toán của các nhà dinh dưỡng học cho biết nhu cầu tiêu thụ rau bình quân mỗi người trong năm là 90-110 kg/năm, tức khoảng 250 -300g/ngày/người. Một khi các nguồn thức ăn giàu đạm, giàu chất béo đầy đủ thì nhu cầu rau xanh lại càng không thể thiếu trong mỗi bữa ăn hàng ngày của người dân và có giá trị dinh dưỡng, đặc biệt quan trọng cho cơ thể con người “ăn cơm không rau như đau không thuốc”. Rau là nguồn cung cấp các loại vitamin phong phú nhưng rẻ tiền. Khi nhắc vitamin ai cũng nghĩ đến rau, vitamin có tác dụng làm cho hoạt động sinh lý của cơ thể tiến hành được bình thường, điều hòa. Nếu thiếu rau sẽ làm cho cơ thể phát triển không bình thường và phát sinh nhiều bệnh tật. Hơn thế nữa, rau là nguồn cung cấp các axit hữu cơ, các hợp chất thơm, chất xơ (xenlulozơ), các chất vi lượng và cung cấp năng lượng cho cơ thể. [2], [3], [17], [21]. Tuy nhiên, hiện nay nhu cầu tiêu thụ rau xanh ngày càng tăng, xuất phát từ thực tế đó, người ta chạy theo lợi nhuận nên bất chấp mọi thủ đoạn đã sử dụng nhiều hoá chất bảo vệ thực vật, phân bón hoá học và sử dụng nước có chứa chất thải của các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp để tưới rau. Một số nơi còn chịu ảnh hưởng phế thải công nghiệp, con người và các phương tiện giao thông đã làm cho nước, không khí bị ô nhiễm. Điều này, đã làm cho một số độc tố như dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, một số kim loại nặng có độc tính cao (Pb, As, Cd…) tích lũy vào trong rau ảnh hưởng đến chất lượng rau sạch, gây hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe người sử dụng [11], [17], [21]. Trong lương thực và thực phẩm, chì và asen thường tồn tại cỡ lượng vết, thậm chí siêu vết. Do đó để định lượng được chì và asen cần áp dụng các phương pháp 7 [...]... quan trọng của rau xanh và tính độc hại của kim loại nặng đối với sức khoẻ con người, nên trong luận văn này chúng tôi nghiên cứu Phân tích, đánh giá hàm lượng chì và asen trong một số loại rau ở Đồng Trạch- Bố Trạch- Quảng Bình với mong muốn xây dựng được một quy trình phân tích nhanh, chính xác hàm lượng chì và asen trong các loại rau xanh góp phần đánh giá được chất lượng rau sạch đồng thời khuyến... đimetylarsinic và axit metylarsinic với tỉ lệ asen chứa trong hai axit đó lần lượt là 67% và 20% Một phần asen thải qua 17 phân, một phần được thải qua da do sự bong da hang ngày Asen hữu cơ có trong cá và một số loài giáp xác, sau khi người và súc vật ăn vào sẽ được hấp thu nhanh qua đường tiêu hóa 1.4 Các phương pháp dùng để định lượng vết chì và asen Để phân tích lượng vết Pb và As, người ta đã và đang... lượng kim loại nặng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lò graphit (GF-AAS) để xác định Pb, As trong một số loại rau ở xã Đồng Trạch Sử dụng phương pháp thống kê để đánh giá hàm lượng Pb, As trong một số loại rau ở Đồng Trạch theo các tháng và vị trí lấy mẫu Các nội dung nghiên cứu cụ thể như sau: 1 Xây dựng đường chuẩn cho 2 nguyên tố Pb As cần xác định hàm lượng bằng phương pháp GF-AAS và. .. nhiễm chì đến các loại rau [10], [34] Rau xanh bị nhiễm kim loại nặng nói chung và nhiễm Pb nói riêng là do các loại rau này được trồng trên vùng đất bị ô nhiễm kim loại nặng, nước tưới rau hàng ngày ô nhiễm, vi lượng trong phân bón và trong thuốc bảo vệ thực vật vượt quá hàm lượng cho phép Ô nhiễm chì ở nước ta ngày càng nghiêm trọng do một số loại nhiên liệu được dùng để chạy động cơ còn pha chì, ... lượng As trong mẫu rau muống ;kB = 1 khi định lượng Pb, As trong mẫu rau cải, k E = 10 khi định lượng Pb ,As trong các mẫu đất, kD =1/10 khi định lượng Pb, As các mẫu nước Hàm lượng Pb trong mẫu rau muống: x1 = 3.[ Me] B (µg/kg tươi) 5.1000 Hàm lượng As trong mẫu rau muống: x2 = 2.[ Me] B (µg/kg tươi) 5.1000 Hàm lượng Pb, As trong mẫu rau cải: x3 = 1.[ Me] B (µg/kg tươi) 5.1000 Hàm lượng Pb, As trong. .. tự nhiên và hoạt động nhân tạo xảy ra thường xuyên và đã thải một lượng lớn asen vào nước, không khí và đất Trong môi trường, asen thường tập trung trong đất, trầm tích, sinh vật, nước và không khí Song, nó tồn tại chủ yếu trong trầm tích và nước ngầm, đây là nguyên nhân dẫn đến hiện trạng ô nhiễm asen ở nhiều nơi trên thế giới do sử dụng nước ngầm có chứa asen Hàm lượng trung bình của asen trong các... và 4 mẫu rau muống Mẫu đất và mẫu nước được lấy 1 đợt gồm 8 mẫu đất và 4 mẫu nước trùng với lấy mẫu rau đợt 3 - Phân tích hàm lượng Pb, As trong các mẫu rau, mẫu nước và mẫu đất bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 4 Đánh giá sự biến động hàm lượng chì và asen trong một số rau xanh bằng phương pháp thống kê: - Theo vị trí lấy mẫu (không gian) - Theo các tháng trong năm (thời gian) 28 2.2... Diện tích trồng rau và sản lượng rau năm 2009 và 2010 của xã Đồng Trạch thống kê được theo bảng 1.1 9 Bảng 1.1 Bảng thống kế diện tích và sản lượng sản xuất rau ở Đồng Trạch Năm Diện tích (ha) Năng suất(tạ/ha) Sản lượng rau (tấn) 2009 84,0 17 142,8 2010 85,3 18,5 145,0 Xuất phát từ thực tế đó, Sở Nông nghiệp tỉnh Quảng Bình phối hợp với UBND xã Đồng Trạch tiến khai một số khu vực trồng rau an toàn tại... polyamine trong gan giảm, nồng độ taurin trong huyết thanh giảm, hoạt tính của một số enzyme trong cơ thể cũng bị giảm… Nghiên cứu trên người cho thấy asen có khả năng kích thích sinh tổng hợp ADN trong tế bào lymphocyte, kích hoạt một số enzyme Lượng asen cho phép trong cơ thể người trưởng thành là dưới 50 mg Khi hấp thụ vào cơ thể một lượng 15 lớn hơn, asen lại là một chất độc rất nguy hiểm Asen được... anhydrite asen (As 2O3) Ở dạng bột nhỏ, asen kim loại bốc cháy trong khí clo tạo thành asen triclorua (AsCl 3) Ở nhiệt độ cao, asen tác dụng trực tiếp với brom, iot, lưu huỳnh và nhiều kim loại Trong dãy điện thế, asen đứng sau hydro (có thế điện cực dương hơn) nên asen kim loại không tan trong axit HCl, H 2SO4 loãng nhưng tan trong axit HNO 3 loãng, H2SO4 đặc tạo thành axit asenic (H 3AsO4) Asen còn . nên trong luận văn này chúng tôi nghiên cứu Phân tích, đánh giá hàm lượng chì và asen trong một số loại rau ở Đồng Trạch- Bố Trạch- Quảng Bình với mong muốn xây dựng được một quy trình phân. rau muống ở Đồng Trạch 47 3.2.1. Đánh giá hàm lượng Pb và As trong rau cải 47 3.2.2. Đánh giá hàm lượng Pb và As trong rau muống 52 2 3.3. So sánh hàm lượng Pb, As trong rau và đánh giá mức tích. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM BẠCH NGỌC CHÍNH PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG CHÌ VÀ ASEN TRONG MỘT SỐLOẠI RAU Ở ĐỒNG TRẠCH-BỐ TRẠCH – QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: HÓA PHÂN