Luận Văn khảo sát sự hấp thụ kim loại nặng of chitosan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NGUYỄN THỊ NHƯ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ VÀ LÀM GIÀU VẾT KIM LOẠI NẶNG (Cu, Zn, Hg, Cd) BẰNG CHITOSAN VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH MẪU MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: HOÁ PHÂN TÍCH ĐÀ LẠT - 2002 BQ GlAo DI)C vA DAo TA.O TRUONG DA.I HOC DA LAT LuAN VAN THA.C SY Ngimh: Hoa Philn 'rich TEN DE TAl: NGHIEN CUU KHA NANG HAP PHI) vA LAM GlAu vET IBM LOA.I N~NG (Cu, Zn, I-Ig, Cd) BANG CHITOSAN vA UNG Dl,JNG TRONG pHAN TicH MAD MOl TRUONG Can be:> huang diin: TS. Nguyl\n Van Sue H<.>c vien: Ngny~n Thj Nhu' Mai DA LAT - 2002 MlJC LlJC Nqi dung Ma dau A.T6ng quan I. Nliae va con nglioi II. IlQe tinh eua dbng, kem, thuy ngan va eadimi III. MQt s6 phlietng phap xae dinh dbng, kem, thuy ngan va eadimi trong nliae IV. Chitosan IV.l. Ca'u t"o IV.2 8i~u ehe IV.3. Ung dung IVA. Tinh eha't IV.5. Ung dung trong sile ki V. Phlietng phap phan tfeh kfeh ho"t V.l. Nguyen Iy V.2. Phlietng trlnh kfeh ho"t V.3. Cae ky thuijt phan tfeh kieh ho"t VA. Cae phlietng phap phan tieh dinh lligng NAA V.5. Sai s6 VI. Cae phlietng phap tach VI.1. Ky thuijt tach sile ky VI.2. Cae eet ehe eua qua trinh tach silc ky VI.3. Cae phlietng phap thu nhijn sile db VIA. Ly thuyet v~ qua trlnh silc ky VI.5. sile ky ha'p ph u B. Vijt li~u va phlietng phap nghien cuu I. Vijt li~u I.1. Thiet bi 1.2. H6a eha't II. Phlietng phap nghien euu ILL Tach va lam giau (sile ky ha'p phul cae ion dbng, kern, thuy ngan va eadimi bAng ehitosan II.2. Xae ding ham lligng cae ion dbng, kem, thuy ngiln va Lu(ill Will Th~lC: si I-Ioa Iwc: Trang 1 2 2 2-4 5-8 8 8 9 10 11-16 16 16 16 17 18 19-21 21 21 23 23 24 25 25-30 31 31 31 31 31 31 32 ;adimi bAng pl11.f<lng philp pMn tich kich ho"t notran [1.3. Chuiln b! m§.u IIA. Co sa tinh toan C. Ket qua va ban lUlj.n 1. Hilp ph~ ion kim lo"i bA"g chitosan 1.1. Toe d(i M'p ph~ 1.2. Anh huang cua pH 1.3. Anh huang cua amoni sulphat 104. Anh huang ella % deaxetyl hoa cua chitosan 1.5. Anh huang cua nang d(i ion kim lo"i 1.6. Anh huang cua luqng chitosan len Sl! hap ph~ II. Danh gia ket qua khao sat bAng phuong philp pMn tieh kich ho"t notron ILL Khao sat m§.u nen chitosan 11:2. Hieu suat hap ph~ cua chitosan 11.3. PMn tich dong, kem, eadimi va thUy ngiln trong miiu nUGC Da L"t va khu cong nghieP Bien Haa 11.3.1 So do philn tieh 11.3.2. Ket qua pMn tich va ban luan D. Ket luan va kien nghj Ph~ l~e Tai lieu tham khao 34 34-36 37 37 37-41 42 44 45 46-49 49-50 51 51 51 52 53 54-55 56-57 58-65 66-69 Dni Hoc DO. Lut - 2002 • • .l!lJ'd @.C/Ull (Jrn Toi xin bay to long bie't dn sau s.:ic d6i voi: TS. Nguy~n Van Sue, Trung tam Ky thwH H"t nhan TP. H6 Chi Minh da t:j.n tinh huang diln va gitip dl1 t6i hoan thanh lu~n van nay. Xin chan thanh cam dn Ban Giam Hi~u va cac thfiy co giao giang d~y sau d<';li hQc cua Tl'ltCing O<';li hQc Da L:;tt dfi hUCIng dAn va giup dl1 toi trong su6t thCli gian hQc cao hQc. Xin cam dn t~p th~ can b(> nluin vien Trung tam Phan tieh va Moi h'udng, Phimg Vij.t If va Ky thu6,t H:;tt Dhan - Vi~n Nghien cuu H~t nhan dii co nhi~u gitip dl1 trong qua trinh th,!c hi~n lu6,n van. Xin cam dn b~n be vn d6ng nghi~p dii gitip dl1 va d(>ng vien t6i trong suo't qua trinh hQC t6,p cung nhu' lam lu~n van. fJl yuyell Cd"'i fJlIutJJLlIi LUUII Vc'ill Thac sf /loa hoc , Do; Hoc Di! Lat - 2002 Md DAD Cae nguon nuae tv nhien' baa g6m nuac ho, song va nuae nga:m dang e6 nguy ea bj a nhi~m nghiem tr9ng bai cae hgp eh;(t huu ea va va Cd duge thai tU cae ea sa eong nghieP, nang nghieP, khai khoang, Han the' nlia moi truling dang bj nhling ho').t d(ing eua con ngulii lam m;(t di tinh b~n vling eua he sinh thai t'!' nhien achung quanh ta. Cae kim Io').i n~ng d(ie (Hg, Pb, Zn, Cd, Cu, As, ) thai ra moi truling khue'eh tan vao nguan miac b~ m~t, ngarn Sall vao dat, di vao cae nguon nllac ngam. Cae ea sa eong nghieP va khai khoang t').i cae dja phuang anuae ta, thea danh gia eua cae nha moi tl·uling philn Ian con dung eong nghe I').e Mu va chua quan tam nhi~u de'n eong ngh e xi\' Iy thai. Han nua, cae ngu6n nu<Jc thai thuling khong duge t"p trung ma phan tan nen viee quan Iy va ki"m tra mlle d(i a nhi~m kim lo').i n~ng r;(t kh6 khan. Do v"y, viee nghien ellu danh gia mi)t each tilng th" va e6 he th6ng rnlle di) 6 nhiem kim lo~i n~ng va dQc trong cae nguon fill6'c va tim cae giai phap ky thu"t di1 xi\' Ij la mi)t eong viee e;(p bach hien nay. Trong da so' truling hgp, khi phan tieh Iugng ve't cae kim Io').i n~ng trong milu nuae d~u phai qua giai do').n lam giau. Qua trinh nily se nang eao d(i nh').y eua phuang pllap philn tieh. Cae polysaeearit t'!' nhien nhu ehitosan e6 e;(u true Ii) xcip vai cae nMm ehUe linh di)ng trong m').ng luai philn ti\' nen e6 klla nang h;(p ph~ cae ion kim lo').i n~ng trong moi truling nuae. Do v"y, ehe' ph;(m ehitosan e6 th" duge dung nhu v"t lieu dil tach, li1m giilu kim 10').i n~ng-di)e trong nuae vii xi\' Iy fioi tntang mJOc. De' dap ling yeu du nghien ellu thilnh phlln ve't kim lo').i n~ng-di)e trong cae ngu6n nuae, d~ tili lu"n van mong mucin nghien ellu mi)t each ' chi tie't v~ khii nang h;(p ph~ eua cae kim lo').i n~ng-di)e: d6ng, kem, thUy ngan vii eadimi tren ehitosan, nhlim dua ra cae giai pllap hliu hieu trong qua trlnh tach vii Iilm giilu vet kim loai trong moi truling nuae eho ling d~ng trong phan tieh kieh ho').t natron, xae djnh lugng vet cae kim lo').i n~ng-di)e nily trong cae ngu6n nuae khae nhau. D6ng thlii eho th;(y khii nang sa d~ng v"t lieu ehitosan trong viee xi\' Ij ngu6n nuae bj () nhiem boi cae kim IOf:li m},ng-dqc. LutEn wIll Thac sf fhJa hoc Do; Hoc Do Lal - 2002 A. TONG QUAN: L Nudc va con ngu'oi: [1,2] Vi~n 51 khoa hge Lien XO A. P. Caepinxki dii viet "nuae la lo",i khoang san qui gia nhaL Nhung nuae khbng dan thuiin la mZit nguyen 1i~u khoang, d6 khong chi la phuang ti~n phat triiln eong nghi~p va nong nghi~p rna nuae that 51! la nguai dan duang eua n~n van h6a nhan IO'ili, d6 lEi thLt mau song de t~o neo sl! song a nhung nai chua co sy song". Cong nghi~p ngay eang phat triiln thl yeu cil.u si\' d~ng nuae ngay eang tang d6ng thai luqng nuae thili eong nghi~p ngay eang Ian. Ban than nuae khbng gay ra hiilm h9a rna nhting t",p chat vo ea, htiu ca, V.v do mJO'c thai mang vao nguon nuoe ty nhicl1 gay 6 nhiem moi truang. Mu6n khAe ph~e tinh tr",ng nay cil.n phili e6 nhi~u nghien euu M dua ra cae qui tdnh pM hqp eho vi~e xi\' I.>' nuae thai. Vi vaY vi~e xae djnh ham luqng cae kim lo",i nang va doc trong cae ngu6n nuae song h6, nuae sinh ho",t, nuae thai eong nghi~p, v.v la van d~ cap bach hi~n nay nhAm giai quyet phiin nao nhi~m v~ lam saeh nuae. II. DZic tinh cua d6ng, kern, thuy ngan va cadimi: [3,4] ILL DZic tinh cua d6ng: Luqng d6ng trong nuae u6ng thuang thiip chi vai ;lgll nhung 6ng nuae va vat d~ng chua nuae e6 m6i han biing d6ng e6 thil lam tang n6ng do d6ng. N6ng do d6ng trong nuae u6ng e6 thil tang len den nhi~u mgll sau mot thai gian nuae d9ng trong 6ng_ D6ng la nguyen to' ca ban, luqng dua vao ea thil tit thl!e philm vao khoang 1 - 3mg/ngay. Cae hqp chat eua d6ng khong doc lAm, cae mu6i d6ng gay t6n thuong duang tieu Ma, gan, than va niem m",e. Doc nhat 18. muoi dong cianlla. D6i vai nguai lan, tl l~ hap thu va luu gill d6ng tuy thuZie VaG luqng dua vao ca thil hang ngay. SI! kich thieh d", day cap tinh e6 thil xay ra i'J mot so' nguai sau khi u6ng nuae e6 n6ng dZi d6ng tren 3mgll. D6ng e6 thil gay vi eho nuae. d nguai lan, VI 51! thoai Ma gan nhan dau (hepatolenbieular degeneration), cO ehe di~u ehlnh d6ng bj suy Luiill udll Tlwc sf fJ6a hoc 2 Bai Hoc Ed Lot - 2002 giam hi~u qua va da an uilng liiu dai nude co nbng di) dbng eaa se lam tang nguy ea sa gan. JECFA n]Y ban ehuyen vien FAOIWHO v~ ph~ gia thl!'e ph8m) dii d~ nghi gia trj t\lm thai eha lugng tiep nh:j.n tili da hang ngay co thi! ehiu dl!'ng duge la 0,5mg/kg the tr9ng. II.2. DQC tinh clla kern: Kem la nguyen til vi lugng duge tim thay trang nhi~u la\li thl!'e ph am va nude uilng dudi hinh thue cae phue chat hftu ca. Cae muili kem hoa tan d~u di)e. Khi ngi) di)e kem se cam thay mi~ng co vi kim lo~i, dau byng, m~ch ch~m, co gi~t, V.v Che di) an thuang la ngubn eung cap ehinh eha CCI the. M~e du lugng kem trang nude ngilm thuang kh6ng vugt qua 0,01 - 0,05 mgfL, nhung rieng nude may co nbng di) kem eaa han nhi~u da 51!' hoa tan kem tli ang d&n nuGc. JECFA dii d~ nghj gia tri t\lm thai eha lugng kem tiep nh:j.n tili da hang ngay co the ehju dung duge la 1mg/kg the tr9ng. II.3. Di)c tinh clla thlly ngiin: Thuy ngiin la kim la\li co thi! t\la muili ad\lng ian: tMy ngiin (!) va tMy ngiin (II). TMy ngan eung co ad\lng cae hgp chat hftu ea thuy ngan, sil d~ng trang n6ng nghi~p (thuile ehilng nam) va e6ng nghi~p (lam dien eve). Thuy ngan con co trang cae ehilt thai e6ng nghiep, phan bOa hge, v.v Thuy ngiin thuang co trang nude b~ miit va nude ngilm i1 d\lng va CCI vdi nbng di) thuang nhi:\ han ·0,5f,gll. Thuy ngiin trang moi truang nude co the hap th~ vaa ea thi! thuy sinh v:j.t, dat bi~t la ca va cae di)ng viit khong xuang silng. Ca hap th~ thuy ngiin va ehuyen bOa thanh methyl thuy ngiin (CH,Hg+) rat di)e dili vdi CCI the nguai. Chat nay hoa tan trang ma, philn chat bea eua cae mang va trang naa tuy. Thuy ngan va CCI tae di)ng eM yeu den th:j.n, trang khi d6 methyl thuy ngiin anh huang ehinh den he thiln kinh trung uang. Sau khi nhielTI dQc ngliCii b~nh de bi kich thich, cau gAt, xuc d9ng, rai lo~n tieu hoa, rai l0l?-n than kinh, viem 19i, run chan. Neu bj nhiem d9C n~ng co the til vang. DQe tinh eua tMy ngiin tae di)ng len nbOm Sulphydryl (- sm eua cae he thilng enzym. SI!' lien ket thuy ngiin vdi mang te baa ngan can v:j.n ehuyen duang qua mang va eha phep djeh ehuyen kali Luiin van Thac sf /-Ion hoc 3 8ai floc 8d Lot - 2002 tai mitng. Di~u nity dan den thieu h\lt nang It/gng trong te bito vit gay roi Io"n than kinh. Day lit ca sa de giai thich vi sao nhllng tre sa sinh til m~ nhiem methyl thUy ngan se bi tac d(lng len M th§.n kinh trung uang (tam th§.n phan li~t, kern pMt trien tri tu~, nguai co giijtl. Nhiem d(lc methyl thUy ngal\ con dan tOi phan lijp nhiem silc the, pha vil nhiem silc the vit ngan can phan chia te bito. JECFA da thiet lijp gia tri t"m thai cho lugng tiep nhijn hitng tuan c6 the chju dilng dugc dOi vai thuy ngan lit 5~lglkg the tr9ng. 11.4. DQC tinh cua cadimi: Kim lo"i cadimi dugc dung trong cong nghi~p luy~n kim vit che t"o do nhila. Hgp chat cua cadimi dugc dung phO bien de litm pin. Cadimi thiim nhijp vito moi truang qua nuac thai vit phat tan 0 nhiem do xam nhiem til phan bOn, V.V Cadimi xam nhi~m vito nuac uong do cac dlfang ong m" kern khOng tinh khiet ho(ic til cac moi han vit viti lo"i chat giln kim lo"i. Tuy vijy, lugng cadimi trong nuac thuang khong qua 1~lgl1. Theo nhi~u nhit chuyen gia, hut thuoc cung lit nguyen nhan dang ke gay nhiem cadimi. Sil hap th\l hgp chat cadimi tuy thu(lc vito d(l hoa tan cua chung. Cadimi tich t\l ph§.n Ian a thijn vit c6 thai gian ban huy sinh I19C diti, til 10 - 35 nam. Da c6 chung cu cho biet cadimi lit chat gay ung thu qua duang ho hap. Cadimi c6 d(lc tinh cao dOi vai di)ng vijt thUy sinh vit con nguai. Khi ngliai bj nhiem di)c cadimi, tuy theo muc d(l nhiem se bj ung thu phoi, thung vach ngan mOi, dijc bi~t lit gay ton thuang thijn dan den protein ni~u. Ngoiti ra con anh huang tai ni)i tiet, mau, tim m"ch, V.V Nhiem d(lc cadimi xay fa t"i Nhijt Ban a d~ng b~nh "itai itai" ho~c "ouch ouch" lam xl10ng tra nen gibn. C1 nang d(l cao, cadimi gay dau thijn, thieu mau vit pM hUy tuy xuang. Ph§.n Ian cadimi tham nhijp vito ca the nguai dugc dito thai qua thijn. M(lt ph§.n nha dugc lien ket m"nh vai protein cua ca the thitnh metallothionein c6 a thijn, ph§.n con l"i dugc gill trong ca the vit d§.n. d§.n dugc tich lUy theo thai gian. Khi Iligng cadimi dugc tich lUy du Ian, n6 se the chb cua kem a cac enzym quan tr9ng vit gay roi lo"n tieu h6a. Lugng dua vito ca the hitng twin c6 the chiu dilng dugc lit 7f1glkg the tr9ng. Lua" van Thac sf floa hoc Dai tloc Bil Lat - 2002 III. MQt s6 phlidng phap xae djnh dilng, kern, thiiy ngiln va eadimi trong nlide: [5-101 IILI. Cae phlidng phap xae djnh dilng h'ong nlide: III.I.I. Phlidng phap so mau: C6 thg xae dinh d6ng bAng cae thuoe thil nhu 2, 9-dimethyl-1, 10 phenanthroline, dithizon, diethyldithioeaebamat, v.v , nhling thuilng sil dung han eii la diethyldilhioeaebamat chi Pb(DDC),. Ion d6ng (II) tao duge phli'e vi>ng eilllg vai diethyldithioeaebamat, phli'e e6 mau do nau, kh6 tan trong nuoe nhung tan nhieu trong m(it so dung moi huu ea nhu CHCI" CCI.,. Trang dung moi nay phli'e e6 mau do nau anh vang. Do d6, dt! djnh lugng d6ng bAng thu6e thu nay, nguili ta tie"n banh ehie"t lrAe quang, do mau tai buoe s6ng 430 nm. Elg tang hnh eh9n 1ge eua phuang phap, thuilng ehie"t phli'e trong moi truilng ehli'a amoniae; amonieitrat va eomplexon III la nhung chat dung dg ehe cac ion din tra vi~c xac djnh dong (Fe 3 +, Hg 2 -t). IILI.2. Phlidng phap eu'e ph6: Ion Cu(II) e6 hOat hnh e'!'C pho, trong nhieu nen eho cae s6ng Ci,(e phil dinh lugng. Trang da so cae nen elfe phil, s6ng eua d6ng nAm trong khoiing the" kha duang so voi cae kim 10ai khae (0 - O,6V). Vi YaY, vi~e xae dinh d6ng bAng phuang phap nay rat thuan 19i va kha eh9n 1ge. Nen h6n hgp d~m amoniae la m(it trong nhung nen rat t6t dt! xae dinh d6ng. Trang nen amoniae ion Cum) bi khiJ thea hai bae va eho hai s6ng elfe phil. Vi dy: trong nen NH,CI 1M - NH,OH 1M s6ng thli' nhat li'ng voi 51! khiJ Cu(Il) xuong CuCI) e6 the" nila s6ng -O,25V so voi di~n elfe ealomen baa hi>a, s6ng thll hai ling voi su khil CuCI) xuong Cuo e6 the" nua s6ng -O,54V. Be" xae dinh d6ng nen dung s6ng thli' hai. Tmng nen nay, cae ion kim 10ai bi khiJ 6 the" am han nhu Cd(II), CoCIl), Ni(II), Zn(Il), MnCII), khong iinh huang de"n vi~e xae djnh d6ng. III.I.3. Phlidng phap philn tieh kieh hOat: - Cu duge xae dinh qua ·'CU, ehu kj ban ra 12,5 giil va phat gamma vai nang lugng 5UkeV, 1345keV, Mau sau khi ehie"u xa tren Ii> phan li'ng hat nhan duge tach bAng phuang phap ehie"t vai chi Lua" vdll 1'hac sf tl6a hoc 5 [...]... dugc san phifm chitosan co dQ deaxetyl hOa cao han Dudi day Iii so d6 dieu che chitosan W chitin: San ph am co dQ deaxelyl h6a thea yeu c&u Luall van 'l'hac sl )-16a hoc EJai floc EJd Lat· 2002 IV.3 Dng dl;lng: Chitosan va cac dan xuat cua chitosan duqc nghien cliu va ling dyng trong nhieu ITnh vuc khac nhau IV.3.l Trong y te'o Cac ket qua nghien cuu dugc I.>' cua chitosan cho thay: chitosan khOng... kha nang ling dyng cua chitosan trong linh vuc tach, lilm giilu vet kim lo~i trong nuac phyc vy cho m~c dfch phan tich vii xii Iy moi truilng IVA Tinh chat: IVA.I Khii nang t"o phuc cua chitosan: Chitosan co khii nang t~o phllc vai cac ion kim lo~i (Muzzarelli - 1968 vii Muzzarelli, Tubertini - 1969) Mqt so nghien cuu tren hoa tinh, ciu truc va nhung ap d\:mg tr€m chitin vii chitosan cho thay day Iii... muoi cua cac kim lo . NHƯ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ VÀ LÀM GIÀU VẾT KIM LOẠI NẶNG (Cu, Zn, Hg, Cd) BẰNG CHITOSAN VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH MẪU MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: HOÁ PHÂN TÍCH. 'l'hac sl )-16a hoc EJai floc EJd Lat· 2002 IV.3. Dng dl;lng: Chitosan va cac dan xuat cua chitosan duqc nghien cliu va ling dyng trong nhieu ITnh vuc khac nhau. IV.3.l. Trong y te'o Cac ket qua nghien cuu dugc I.>' cua chitosan cho thay: chitosan khOng gay dQc tinh cap, dQC tinh t,!i. dyng cua chitosan trong linh vuc tach, lilm giilu vet kim lo~i trong nuac phyc vy cho m~c dfch phan tich vii xii Iy moi truilng. IVA. Tinh chat: IVA.I. Khii nang t"o phuc cua chitosan: Chitosan co khii nang t~o phllc