Luận văn thạc sĩ Hóa học: ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG (Cu, Pb, Cd, Zn) TRONG RAU, RỄ VÀ NƯỚC TRỒNG RAU TẠI KHU VỰC NGOẠI THÀNH HÀ NỘI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA

Xã hội ngày một phát triển, nhu cầu của con người ngày càng cao. Sự tăng trưởng mạnh của nền kinh tế đã đưa nhu cầu của con người từ mong muốn “ăn no, mặc đủ” lên “ăn ngon, mặc đẹp”. Vì thế nhu cầu về thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được xã hội quan tâm hàng đầu. Ở nước ta, sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hoá, công nghiệp hoá nhanh chóng đã tạo ra một sức ép lớn tới môi trường sống Việt Nam. Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đối với nông sản nhất là rau xanh đang được cả xã hội quan tâm. Rau xanh là nguồn thực phẩm cần thiết và quan trọng không thể thiếu được trong mỗi bữa ăn hàng ngày, là nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, vi lượng, chất xơ… cho cơ thể con người không thể thay thế được. Tuy nhiên, hiện nay nhiều khu vực trồng rau đang đe doạ ô nhiễm bởi chất thải của các nhà máy, xí nghiệp cùng với việc sử dụng phân bón một cách thiếu khoa học dẫn đến một số loại rau có thể bị nhiễm các kim loại nặng, có ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Các nguyên tố thuộc nhóm kim loại nặng như Pb, Cd gây độc hại đối với cơ thể con người tuỳ hàm lượng của chúng. Một số khác như Cu, Zn là những nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể con người, tuy nhiên khi hàm lượng của chúng vượt quá ngưỡng cho phép chúng bắt đầu gây độc. Hà Nội có nhiều vùng trồng rau đáp ứng cho nhu cầu sử dụng rau ngày càng lớn của con người, các vùng trồng rau lớn thường ở ngoại thành, ở quận Hoàng Mai, huyện Hà Đông, huyện Thanh Trì, huyện Thường Tín…Trong đó, huyện Thanh Trì và Đông Anh là những vùng trồng rau lớn nhất Hà Nội, cung cấp sản lượng rau rất lớn hàng năm cho toàn thành phố Hà Nội. Tuy nhiên, huyện Thanh Trì cũng là vùng trồng rau có nguy cơ rau bị ô nhiễm rất lớn. Rau được sản xuất ở Thanh Trì phần lớn sử dụng trực tiếp nguồn nước trồng rau có khả năng bị ô nhiễm rất cao như nguồn nước thải, nước cống, nước bị ô nhiễm từ sông Tô Lịch, làm tăng mức độ ô nhiễm trong rau, đặc biệt là ô nhiễm các kim loại nặng. Huyện Đông Anh được quy hoạch là khu vực công nghiệp đồng thời cũng là vùng sản xuất rau trọng điểm của thành phố Hà Nội. Nước sản xuất nông nghiệp ở khu vực công nghiệp cũng thường bị ô nhiễm kim loại nặng. Do đó, việc đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong rau và nước trồng rau ở huyện Thanh Trì và Đông Anh là hết sức cần thiết đối với cuộc sống người tiêu dùng, để có thể hiểu rõ hơn về thực trạng rau bị ô nhiễm và từ đó có những biện pháp cần thiết cho việc sản xuất rau an toàn phục vụ đời sống con người. Trong những năm gần đây đã có rất nhiều kĩ thuật hiện đại ứng dụng để xác định hàm lượng các kim loại Pb, Cu, Cd, Zn như phương pháp trắc quang, chuẩn độ oxy hóa khử, phương pháp chuẩn độ tạo phức, phương pháp Von Ampe hòa tan. Tuy nhiên các phương pháp trên đều gặp một số trở ngại hoặc là do độ nhạy thấp hoặc là do thiết bị đắt tiền hoặc là do dung môi không thân thiện với môi trường… Do đó một yêu cầu bức thiết đặt ra là phải tìm ra các phương pháp phân tích hóa học hiện đại khắc phục được các nhược điểm trên. Trong đó phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp có độ nhạy, độ chính xác và độ lặp lại cao rất thích hợp để xác định hàm lượng bé, trung bình và hàm lượng lớn các nguyên tố. Đặc biệt đối với các nguyên tố vi lượng phép đo vẫn cho kết quả chính xác. So với các phương pháp khác thì phương pháp này thực hiện nhanh và dễ dàng, phù hợp với yêu cầu của phép đo phân tích hàm lượng kim loại nặng trong rau. Trên cơ sở đó chúng tôi đã chọn đề tài “ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG (Cu, Pb, Cd, Zn) TRONG RAU, RỄ VÀ NƯỚC TRỒNG RAU TẠI KHU VỰC NGOẠI THÀNH HÀ NỘI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA”, từ đó góp phần đánh giá về hàm lượng các kim loại nặng trong một số loại rau và nước trồng rau tại Hà Nội.

LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Trần Thị Hồng Vân hướng dẫn em tận tình, chu đáo suốt trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô Tổ mơn Hóa Phân tích, ban chủ nhiệm khoa Hóa học – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, đặc biệt cô Vũ Thị Hương thầy Nguyễn Quang Tuyển giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Qua cho phép em gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè ủng hộ cổ vũ em nhiều trình học tập hồn thành khóa luận tốt nghiệp Hà Nội, tháng 10 năm 2014 Đỗ Ngọc Bích DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu AAS F-AAS Tên tiếng Anh Atomic Absorption Spectroscopy Flame - Atomic Absorption Tên tiếng Việt Quang phổ hấp thụ nguyên tử Quang phổ hấp thụ nguyên tử GF-AAS Spectroscopy Graphite Furnace - Atomic lửa Phổ hấp thụ nguyên tử lò Absorption Spectroscopy Atomic Emission Spectroscopy graphit Quang phổ phát xạ nguyên tử Hollow Cathode Lamp Limit Of Detection Limit Of Quantity Đèn catot rỗng Giới hạn phát Giới hạn định lượng AES HCL LOD LOQ MỞ ĐẦU Xã hội ngày phát triển, nhu cầu người ngày cao Sự tăng trưởng mạnh kinh tế đưa nhu cầu người từ mong muốn “ăn no, mặc đủ” lên “ăn ngon, mặc đẹp” Vì nhu cầu thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách xã hội quan tâm hàng đầu Ở nước ta, bùng nổ dân số với tốc độ đô thị hố, cơng nghiệp hố nhanh chóng tạo sức ép lớn tới môi trường sống Việt Nam Vấn đề vệ sinh an tồn thực phẩm nơng sản rau xanh xã hội quan tâm Rau xanh nguồn thực phẩm cần thiết quan trọng thiếu bữa ăn hàng ngày, nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, vi lượng, chất xơ… cho thể người thay Tuy nhiên, nhiều khu vực trồng rau đe doạ ô nhiễm chất thải nhà máy, xí nghiệp với việc sử dụng phân bón cách thiếu khoa học dẫn đến số loại rau bị nhiễm kim loại nặng, có ảnh hưởng đến sức khoẻ người Các nguyên tố thuộc nhóm kim loại nặng Pb, Cd gây độc hại thể người tuỳ hàm lượng chúng Một số khác Cu, Zn nguyên tố vi lượng cần thiết cho thể người, nhiên hàm lượng chúng vượt ngưỡng cho phép chúng bắt đầu gây độc Hà Nội có nhiều vùng trồng rau đáp ứng cho nhu cầu sử dụng rau ngày lớn người, vùng trồng rau lớn thường ngoại thành, quận Hồng Mai, huyện Hà Đơng, huyện Thanh Trì, huyện Thường Tín…Trong đó, huyện Thanh Trì Đông Anh vùng trồng rau lớn Hà Nội, cung cấp sản lượng rau lớn hàng năm cho toàn thành phố Hà Nội Tuy nhiên, huyện Thanh Trì vùng trồng rau có nguy rau bị ô nhiễm lớn Rau sản xuất Thanh Trì phần lớn sử dụng trực tiếp nguồn nước trồng rau có khả bị nhiễm cao nguồn nước thải, nước cống, nước bị ô nhiễm từ sông Tô Lịch, làm tăng mức độ ô nhiễm rau, đặc biệt ô nhiễm kim loại nặng Huyện Đông Anh quy hoạch khu vực công nghiệp đồng thời vùng sản xuất rau trọng điểm thành phố Hà Nội Nước sản xuất nông nghiệp khu vực công nghiệp thường bị nhiễm kim loại nặng Do đó, việc đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng rau nước trồng rau huyện Thanh Trì Đơng Anh cần thiết sống người tiêu dùng, để hiểu rõ thực trạng rau bị nhiễm từ có biện pháp cần thiết cho việc sản xuất rau an toàn phục vụ đời sống người Trong năm gần có nhiều kĩ thuật đại ứng dụng để xác định hàm lượng kim loại Pb, Cu, Cd, Zn phương pháp trắc quang, chuẩn độ oxy hóa khử, phương pháp chuẩn độ tạo phức, phương pháp VonAmpe hòa tan Tuy nhiên phương pháp gặp số trở ngại độ nhạy thấp thiết bị đắt tiền dung môi không thân thiện với mơi trường… Do u cầu thiết đặt phải tìm phương pháp phân tích hóa học đại khắc phục nhược điểm Trong phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử phương pháp có độ nhạy, độ xác độ lặp lại cao thích hợp để xác định hàm lượng bé, trung bình hàm lượng lớn nguyên tố Đặc biệt nguyên tố vi lượng phép đo cho kết xác So với phương pháp khác phương pháp thực nhanh dễ dàng, phù hợp với yêu cầu phép đo phân tích hàm lượng kim loại nặng rau Trên sở chúng tơi chọn đề tài “ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG (Cu, Pb, Cd, Zn) TRONG RAU, RỄ VÀ NƯỚC TRỒNG RAU TẠI KHU VỰC NGOẠI THÀNH HÀ NỘI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KHÔNG NGỌN LỬA”, từ góp phần đánh giá hàm lượng kim loại nặng số loại rau nước trồng rau Hà Nội * Mục tiêu nghiên cứu - Xác định hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn loại rau nguồn nước trồng rau số xã huyện Thanh Trì Đơng Anh – Hà Nội - Từ kết phân tích so sánh với quy chuẩn Việt Nam để đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng rau nước trồng rau * Đối tượng nghiên cứu - Các loại rau trồng số xã huyện Thanh Trì Đơng Anh - Hà Nội - Nguồn nước trồng rau cánh đồng trồng rau * Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (GF- AAS) có độ xác độ nhạy cao, phù hợp để xác định lượng vết kim loại nặng rau nước trồng rau - Phân tích mẫu thực tế theo phương pháp đường chuẩn * Nhiệm vụ nghiên cứu - Khảo sát điều kiện thực nghiệm xác định Zn phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (GF- AAS) Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính Zn - Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd, Zn theo điều kiện tối ưu khảo sát Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy phép đo - Tiến hành lấy mẫu, xác định hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn nhằm đánh giá mức độ nhiễm kim loại số mẫu rau nước trồng rau - Phân tích mối tương quan hàm lượng kim loại nặng đối tượng mẫu rau mẫu nước * Ý nghĩa đề tài - Về mặt lí thuyết, đề tài góp phần nghiên cứu lí thuyết cho việc phân tích xác định vi lượng nguyên tố đối tượng khác phương pháp GF- AAS - Về mặt thực tiễn, ứng dụng quy trình phân tích nghiên cứu để đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng loại rau nước trồng rau số xã huyện Thanh Trì Đơng Anh - Hà Nội, vấn đề có tính cấp thiết thiết thực sống người tiêu dùng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN TỐ ĐỒNG, CHÌ, CADIMI, KẼM [6, 10] Đồng, chì, cadimi, kẽm kim loại nặng phổ biến Trái đất Trong bảng hệ thống tuần hồn Mendeleep chúng có số thứ tự 29, 82, 48, 30 nguyên tố thuộc nhóm I B, IVA, IIB, VIIIB chu kì 4, và Nguyên tố đồng có ký hiệu Cu, kim loại hợp kim sử dụng cách hàng ngàn năm Trong thời kỳ La Mã, đồng chủ yếu khai thác Síp, tên gọi ban đầu kim loại сyprium (kim loại Síp), sau gọi tắt сuprum Các hợp chất thường tồn dạng muối đồng (II), chúng thường có màu xanh lam xanh lục loại khoáng ngọc lam lịch sử sử dụng rộng rãi làm chất nhuộm Các cơng trình kiến trúc xây dựng có đồng bị ăn mịn tạo màu xanh lục verdigris (hoặc patina) Quặng đồng thường dạng sunfua (chủ yếu) không sunfua như: Cancopirit (CuFeS2), Cancozin (CuS2), Bozit (Cu5FeS4), Crozocola (CuS2O3.nH2O), Malachit [Cu(OH)2CO3], Cuprit (Cu2O), Fenozit (CuO) Nguyên tố đồng chiếm khoảng 10 -2 (%) khối lượng vỏ Trái đất, vào khoảng 3,6×10-3 (%) tổng số nguyên tử Đồng có 11 vị 58Cu đến 68Cu, chủ yếu đồng vị thiên nhiên: 63Cu (69,1%), 65Cu (30,9%) lại đồng vị phóng xạ, bền 67Cu (t1/2=3s), bền 67Cu (T1/2=2,21 ngày) Ngun tố Chì (Pb) tự nhiên có mặt khoảng 170 khống vật, chủ yếu là: Galen (PbS), Cerndute (PbCO 3), Anglesite (PbSO4) pyromorphite [Pb5Cl(PO4)3] Chì chiếm khoảng 1,6×10-3 (%) khối lượng vỏ trái đất, khoảng 10-4 (%) tổng số nguyên tử Nguyên tố Chì có 18 đồng vị có đồng vị bền: 204 Pb (1,48%), 206 Pb (23,6%), 207 Pb (22,6%), 208 Pb (52,3%) Đồng vị phóng xạ bền 202Pb có T1/2 = 3,0×105 năm Ngun tố Kẽm (Zn) nguyên tố phổ biến thứ 23 vỏ Trái đất Các loại khống chất nặng có xu hướng chứa khoảng 10% sắt 40-50% kẽm Các loại khoáng chất để tách kẽm chủ yếu sphalerit, blenđơ, smíthonit, calamine, franklinite Kẽm tự nhiên hỗn hợp đồng vị ổn định 64Zn, 66Zn, 67Zn, and 68Zn với đồng vị 64 phổ biến (48,6% tự nhiên) 22 đồng vị phóng xạ viết đến với phổ biến hay ổn định 65Zn với chu kỳ bán rã 244,26 ngày, 72Zn với chu kỳ bán rã 46,5 Các đồng vị phóng xạ khác có chu kỳ bán rã nhỏ 14 phần lớn có chu kỳ bán rã nhỏ giây Nguyên tố có trạng thái đồng phân nguyên tử Cadimi (Cd) Friedrich Stromeyer (1778-1838) phát năm 1817 điều chế ZnO từ ZnCO Khoáng vật chứa cadimi grenokit (CdS), thường tồn lượng nhỏ quặng kẽm sphalerit (ZnS), quặng thủy ngân xinaba thần sa (HgS) tồn quặng đa kim với chì đồng Nguyên tố Cadimi chiếm khoảng 10-5% khối lượng vỏ trái đất ứng với 7,6×10-6 % tổng số nguyên tử, Cadimi có 19 đồng vị, số có đồng vị bền: 106 Cd (1,215%), (24,07%), 113 108 Cd (0,875%), Cd (12,26%), 114 110 Cd (12,39%), Cd (28,86%), 116 111 Cd (12,70%), 112 Cd Cd (7,58%) Trong số đồng vị phóng xạ Cd đồng vị 110Cd (T1/2 = 470 ngày đêm) bền 1.2 TÍNH CHẤT VẬT LÍ, HĨA HỌC CỦA ĐỒNG, CHÌ, CADIMI, KẼM [6, 10] 1.2.1 Tính chất vật lý Đồng nguyên chất mềm dễ uốn; bề mặt đồng tươi có màu cam đỏ (dạng tấm), màu đỏ gạch (dạng vụn), sáng, dẻo dai, dễ dát mỏng dễ kéo sợi, dẫn nhiệt dẫn điện tốt (chỉ sau bạc), đồng dễ tạo hợp kim với bạc, vàng kim loại khác, tạo hỗn hống với thủy ngân Vì sử dụng làm chất dẫn nhiệt điện, vật liệu xây dựng, thành phần hợp kim nhiều kim loại khác Chì có màu trắng bạc sáng, bề mặt cắt tươi xỉ nhanh khơng khí tạo màu tối Nó kim loại mềm, dễ uốn kim loại nặng Chì có tính chống ăn mịn cao, thuộc tính này, sử dụng để chứa chất ăn mòn, khối lượng riêng lớn (11,34 g/cm 3) có cấu trúc lập phương tâm diện mạng lưới nguyên tử Đặc biệt, tia X quang nhiều tia phóng xạ khác khơng xun qua chì nên dùng để cản tia Cadimi kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ nóng chảy, dễ rèn, dễ dát mỏng, dễ cán sợi, dễ tạo hợp kim với Zn kim loại khác, tạo hỗn hống với Hg Kẽm kim loại màu trắng xanh nhạt, nhiệt độ thường Nhưng nấu đến 100 ÷ 150oC trở nên mềm, dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo dài Trong khơng khí bị phủ lớp oxit nên tính ánh kim Dưới bảng tóm tắt số đặc điểm đặc trưng tính chất vật lí đồng, chì, cadimi kẽm: Bảng 1.1 Một số đặc điểm đặc trưng đồng, chì, cadimi kẽm Đặc điểm Số thứ tự Khối lượng nguyên tử Lớp electron hố trị Bán kính ngun tử (A0) Khối lượng riêng (g/cm3) Nhiệt độ nóng chảy (0C) Nhiệt độ sôi (0C) Độ dẫn điện (Hg=1) Pb 82 207,200 6s26p2 Cu 29 63,546 3d104s1 Cd 48 112,411 4d105s2 Zn 30 65 3d104s2 1,75 1,28 1,56 1,39 11,34 8,94 8,63 7,139 327 1737 1083 2543 321 767 419 907 4,6 5,7 13 16 1.2.2 Tính chất hóa học Ở điều kiện thường kim loại bền với khơng khí nước có lớp màng oxit (CuO, PbO, CdO, ZnO) bảo vệ: 2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2 Cu(OH)2 + Cu → Cu2O + H2O 2Pb + O2 →2PbO 2Zn + O2 → 2ZnO Khi đun nóng, tồn chì tạo thành oxit hóa trị II tương ứng Ở 130÷ 200oC, nguyên tố đồng cháy tạo đồng (I) oxit (Cu 2O màu đỏ gạch) Ở nhiệt độ cao hơn, đồng cháy tạo đồng (II) oxit (CuO màu đen), phản ứng cho lửa màu xanh lục Khi có mặt oxi, chì tương tác với nước: 2Pb + 2H2O + O2 → 2Pb(OH)2 Trong dung dịch axit HCl loãng, H 2SO4 (C < 80%), chì tương tác bề mặt, tạo lớp PbCl 2, PbSO4 khó tan nên làm cho chì khơng tan thêm Tuy nhiên với HCl đặc, H2SO4 đặc chì tan dễ do: PbCl2 + 2HClđặc → H2PbCl4 PbSO4 + H2SO4 đặc → Pb(HSO4)2 Chì tan tốt H2SO4 đặc HNO3 nồng độ Đồng tan tốt HNO3, H2SO4 đặc nóng nhờ phản ứng oxi hóa khử phản ứng chậm với HCl đặc do: 2Cu + 4HCl → 2H[CuCl]2 + H2 Chì cịn có khả phản ứng với bazơ đặc tạo plombit: Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2 Cadimi kẽm bền với nước nhiệt độ thường, cịn nhiệt độ cao khử nước: Cd + H2O → CdO + H2 Zn + H2O → ZnO + H2 Cadimi tham gia phản ứng với axit khơng có tính oxi hóa (HCl, H2SO4 lỗng) phản ứng xảy không dễ dàng: Cd + 2HCl → CdCl2 + H2 Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Về khả tạo phức ion kim loại này: 10 REM5 0,1138 0,4966 0,0145 2,5923 REM6 0,1289 0,2489 0,0157 2,6423 REM7 0,1738 0,2265 0,0089 2,4573 REM8 0,1294 0,1028 0,0146 2,4859 REM9 0,0734 0,3549 0,0096 3,1872 REM10 0,0863 0,2766 0,0223 2,5726 Kết phân tích mẫu rễ số xã thuộc huyện Thanh Trì Đơng Anh sau: - Hàm lượng Cu dao động khoảng 0,0468 ÷ 0,1738 mg/kg rễ tươi - Hàm lượng Pb dao động khoảng 0,0389 ÷ 0,1537 mg/kg rễ tươi - Hàm lượng Cd dao động khoảng 0,0089 ÷ 0,0241 mg/kg rễ tươi - Hàm lượng Zn dao động khoảng 1,3342÷ 3,1872 mg/kg rễ tươi Trong kim loại thấy nồng độ Cd thấp so với Cu, Pb Zn; nồng độ Zn cao 3.3.2 Xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd, Zn mẫu nước trồng rau Nồng độ nguyên tố cần xác định theo phương pháp đường chuẩn có mẫu nước tính theo công thức : Cxo.Vxo =Cx.Vx Cxo = Cx.Vx/Vxo Trong đó: Cxo : nồng độ nguyên tố có mẫu phân tích thực Cx : nồng độ nguyên tố có mẫu đem đo Vx : thể tích mẫu sau xử lý Vxo : thể tích mẫu phân tích ban đầu đem xử lý Đo dung dịch mẫu nước lần lấy kết trung bình thu kết bảng 3.24 sau 80 Bảng 3.24 Kết xác định hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn mẫu nước trồng rau đợt Kí hiệu mẫu Địa điểm Thời gian lấy pH ban Hàm lượng mg/l nước (ppm) NC1 đầu 6,5 Cu 0,003 0,0045 2,14.10-4 Zn 0,0186 NC2 20,001 0,0019 1,24 10-4 0,0176 Vĩnh 50,031 0,0037 2,91.10-4 0,0166 NC4 Ninh, 6,5 20,005 0,0013 1,73.10-4 0,0139 NC5 Vĩnh 40,013 0,0056 1,95.10-4 0,0185 NC6 Quỳnh, 7,5 80,014 0,0023 2,31.10-4 0,0195 30,009 0,0025 1,62 10-4 0,0178 7,5 80,023 0,0045 2,82.10-4 0,0172 NC9 50,001 0,0046 1,9.10-4 0,0116 NC10 7,5 80,014 0,0019 1,62.10-4 0,0184 NC3 NC7 NC8 Thanh 19/1/2014 Trì Pb Cd Từ bảng 3.24, cho thấy giá trị pH ban đầu mẫu nước nằm khoảng ÷ Kết phân tích mẫu nước đợt sau: - Hàm lượng Cu dao động khoảng 0,0015 ÷ 0,0312 mg/l - Hàm lượng Pb dao động khoảng 0,0013÷0,0056 mg/l - Hàm lượng Cd dao động khoảng 1,24 10-4 ÷ 2,82.10-4 mg/l - Hàm lượng Zn dao động khoảng 0,0116÷ 0,0195 mg/l Trong nước trồng rau thấy nồng độ Cd thấp so với Cu, Pb Zn; nồng độ Zn cao 81 Bảng 3.25 Kết xác định hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn mẫu nước trồng rau đợt Kí hiệu Địa mẫu điểm Thời gian lấy pH ban Hàm lượng mg/l nước (ppm) đầu 6,5 Cd Zn -4 0,0045 0,0027 2,13.10 0,0193 -4 0,0242 0,0041 1,14.10 0,0156 Thôn -4 0,0113 0,0010 2,32.10 0,0169 NX4 Văn, -4 0,0032 0,0016 1,62.10 0,0187 NX5 Thanh NX6 Liệt, NX1 lấy mẫu mẫu NX2 NX3 Cu Pb -4 0,0054 0,0024 1,91.10 0,0182 19/1/201 6,5 0,0259 0,0023 1,61.10-4 0,0094 6,5 -4 0,0027 0,0034 1,56.10 0,0169 -4 0,0238 0,0029 1,67.10 0,0079 NX9 6,5 -4 0,0254 0,0036 2,46.10 0,0185 NX10 -4 0,0135 0,0045 2,29.10 0,0176 NX7 NX8 Thanh Trì Từ bảng 3.25, cho thấy giá trị pH ban đầu mẫu nước nằm khoảng 6,5 ÷ Kết phân tích mẫu nước đợt sau: - Hàm lượng Cu dao động khoảng 0,0027 ÷ 0,0259 mg/l - Hàm lượng Pb dao động khoảng 0,0010÷ 0,0045 mg/l - Hàm lượng Cd dao động khoảng 1,14.10-4÷ 2,46.10-4 mg/l - Hàm lượng Zn dao động khoảng 0,0079 ÷ 0,0193 mg/l Trong nước trồng rau thấy nồng độ Cd thấp so với Cu, Pb Zn; nồng độ Zn cao 82 Bảng 3.26 Kết xác định hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn mẫu nước trồng rau đợt Kí hiệu Địa điểm mẫu lấy mẫu Thời pH gian lấy Hàm lượng mg/l nước (ppm) NM1 ban 6,5 Cd Zn -4 0,1032 0,0023 1,78.10 0,0185 NM2 -4 0,1230 0,0036 1,32.10 0,0161 -4 0,0087 0,0045 2,15.10 0,0157 NM3 Xã Vân Cu Pb NM4 Nội, huyện 6,5 -4 0,1012 0,0039 2,16.10 0,0168 NM5 Đông Anh -4 0,1328 0,0017 1,67.10 0,0203 7,5 -4 0,0235 0,0046 1,56.10 0,0158 NM7 6,5 0,1446 0,0095 2,12.10-4 0,0173 NM8 -4 0,1036 0,0027 2,19.10 0,0184 NM9 -4 0,1259 0,0037 1,78.10 0,0169 NM10 7,5 -4 0,0093 0,0045 1,75.10 0,0173 3/4/2014 NM6 Từ bảng 3.26, cho thấy giá trị pH ban đầu mẫu nước nằm khoảng 6,5 ÷ Kết phân tích mẫu nước đợt sau: - Hàm lượng Cu dao động khoảng 0,0087 ÷ 0,1446 mg/l - Hàm lượng Pb dao động khoảng 0,0017÷ 0,0095 mg/l - Hàm lượng Cd dao động khoảng 1,32.10-4÷ 2,19.10-4 mg/l - Hàm lượng Zn dao động khoảng 0,0157 ÷ 0,0203 mg/l Trong nước trồng rau thấy nồng độ Cd thấp so với Cu, Pb Zn; nồng độ Zn cao 83 3.3.3 Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại đồng, chì, cadimi, kẽm đối tượng rau, rễ nước trồng rau Theo định số 99/2008/QĐ-BNN QCVN 08:2008/BTNMT, quy định tối đa hàm lượng kim loại nặng rau nước bề mặt thể bảng 3.27 Bảng 3.27 Các tiêu chuẩn hàm lượng kim loại nặng mẫu rau (Quyết định số 106 /2007/QĐ-BNN) nước trồng rau (theo QCVN 08: 2008/BTNMT) Giới hạn tối đa hàm lượng kim loại nặng loại Kim loại Cu Pb Cd Zn mẫu (ppm) Mẫu rau tươi 30 0.2 40 Nước trồng rau 0,5 0,05 0,01 1,5 Đối chiếu kết đo mẫu rau (bảng 3.24, 3.25, 3.26) với QCVN (bảng 3.27) thấy nồng độ kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn nằm mức tiêu chuẩn cho phép Như vậy, mẫu rau chúng tơi phân tích chưa bị ô nhiễm kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn Như vậy, mẫu rau muống, rau cần, rau cải xoong mẫu nước trồng rau lấy số xã thuộc huyện Thanh Trì Đơng Anh – Hà Nội khoảng thời gian từ 19/1/2014 đến ngày 3/4/2014 có hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn nằm tiêu chuẩn cho phép, tức mẫu rau nước chưa bị ô nhiễm kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn 84 3.3.4 Đánh giá sơ mối tương quan hàm lượng kim loại nặng đối tượng rau, rễ nước trồng rau Qua việc phân tích hàm lượng kim loại nặng số mẫu rau cần, rau muống nước trồng rau xã Thanh Liệt, xã Vĩnh Quỳnh thuộc huyện Thanh Trì xã Vân Nội thuộc huyện Đông Anh, nhận thấy rau trồng nước trồng rau xã chưa có tượng nhiễm kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn Xét mối tương quan, thấy ngày, địa điểm lấy mẫu hàm lượng kim loại rau nước không ổn định, cụ thể sau: Hàm lượng kim loại mẫu khảo sát đợt ngày 19/1/2014 (ppm) Rau Rễ Nước Cu 0,0893 ÷ 0,3577 0,1365 Pb 0,0136 ÷ 0,0995 0,6458 0,0131÷ 0,0989 0,0013÷0,0056 Cd 0,0031 ÷ 0,0391 0,0041÷ 0,0389 1,24 10-4 ÷ 2,82.10-4 Zn 1.6734÷ 2,3472 1,9374 ÷ 0,0015 ÷ 0,0312 ÷ 0,0116÷ 0,0195 2,5968 + Ngày19/1/2014, xã Vĩnh Quỳnh, huyện Thanh Trì, hàm lượng Cu rau, rễ tương đối cao (0,0893 ÷ 0,3577ppm), (0,1365 ÷ 0,6458 ppm) nước lại tương đối thấp (0,0015 ÷ 0,0312 ppm); với Cd hàm lượng ba đối tượng thấp Nhìn chung kim loại rễ tích lũy nhiều rau, cịn hàm lượng kim loại nước tương đối thấp so với mẫu rau rễ Hàm lượng kim loại mẫu khảo sát đợt ngày 16/2/2014 (ppm) Rau Rễ 85 Nước Cu 0,5672÷ 0,8564 0,7583÷ 0,9738 0,0027 ÷ 0,0259 Pb 0,0050÷ 0,0167 0,0049 Cd 0,0087÷ 0,0865 0,0172 0,0082÷ 0,0879 1,14.10-4÷ 2,46.10-4 Zn 2,3456 ÷ 3,5263 2,2048÷ 3,4567 0,0079 ÷ 0,0193 ÷ 0,0010÷ 0,0045 + Ngày 16/2/2014, huyện Thanh Trì xã Vĩnh Quỳnh, hàm lượng Pb, Cd, Zn rau rễ tương đương nhau, chênh lệch không đáng kể, đồng thời nước thấp Hàm lượng kim loại mẫu khảo sát đợt ngày 3/4/2014 (ppm) Rau Rễ Nước Cu 0,0492 ÷ 0,1115 0,0468 ÷ 0,1738 0,0087 ÷ 0,1446 Pb 0,0318÷ 0,3545 0,0389 ÷ 0,1537 0,0017÷ 0,0095 Cd 0,0092÷ 0,0213 0,0089 ÷ 0,0241 1,32.10-4÷ 2,19.10-4 Zn 1,4832÷ 3,0453 1,3342÷ 3,1872 0,0157 ÷ 0,0203 + Ngày 3/4/2014, xã Vân Nội, huyện Đơng Anh, nhìn chung giá trị hàm lượng kim loại rễ rau tương đương (rễ nhiều kim loại không đáng kể) Hàm lượng kim loại nước thấp Như vậy, mẫu rau nước trồng rau mà nghiên cứu chưa bị ô nhiễm kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Zn) nhận thấy hàm lượng kim loại nặng rễ rau tương đương (rễ nhiều kim loại không đáng kể) Hàm lượng kim loại nước thấp Điều phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: + Hàm lượng kim loại nặng tích lũy phụ thuộc vào loại đất trồng, khả đồng hóa kim loại nặng trồng, phụ thuộc vào pH môi trường, lượng kim loại nặng đất nước trồng rau, vào tuổi thọ loại trồng loại kim loại nặng khác nhau, phụ thuộc vào chất hữu đất, khả trao đổi ion 86 + Còn mẫu nước, pH ban đầu nước trồng rau nằm khoảng từ đến nên kim loại nằm dạng muối kết tủa nên nước chúng có hàm lượng thấp + Với mẫu nước trồng rau, hàm lượng kim loại nặng thấp nước thường xuyên thay đổi cịn rau có tích lũy dần kim loại nặng nước tưới theo thời gian Vì thời gian có hạn nên chúng tơi xử lí phân tích số mẫu rau nước trồng rau khu vực ngoại thành Hà Nội nên chưa thể đến kết luận xác chất lượng rau nước trồng rau đánh giá mối tương quan chúng Vì vậy, thực tế người nơng dân cần có biện pháp xây dựng quy trình trồng rau an tồn, đặc biệt nguồn nước trồng rau có ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng kim loại nặng rau nên cần sử dụng nguồn nước để tưới rau 87 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu, thực đề tài, thu được số kết sau đây: Dựa vào việc nghiên cứu tác giả trước, đồng thời khảo sát thêm chọn điều kiện tối ưu cho phép định lượng Cu, Pb, Cd Zn phương pháp GF-AAS, từ đưa quy trình xác định hàm lượng ba kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn kĩ thuật ngun tử hóa khơng lửa máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS-6300 hãng Shimadzu - Nhật Bản Phương pháp có độ tin cậy cao, độ lặp tốt, cho phép phân tích hàng loạt mẫu rau nước Xây dựng đường chuẩn kim loại nặng: Cu, Pb, Cd, Zn máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Shimadzu 6300 Tiến hành xử lí mẫu số mẫu rau nước trồng rau theo quy trình Xác định hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn 10 mẫu rau cần, 10 mẫu rau muống, 10 mẫu rau cải xoog 30 mẫu nước lấy đồng thời rau Từ kết phân tích đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại số mẫu rau nước trồng rau Kết cho thấy, mẫu rau mẫu nước kiểm tra chưa bị ô nhiễm Cu, Pb, Cd Zn (hàm lượng Cu, Pb, Cd, Zn nằm ngưỡng tiêu chuẩn cho phép), đồng thời phân tích tương quan hàm lượng kim loại nặng hai đối tượng rau nước trồng rau Qua thực nghiệm cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (GF-AAS) kĩ thuật phù hợp để xác định nguyên tố có hàm lượng vết Cu, Pb, Cd Zn mẫu rau mẫu nước với độ xác cao, độ lặp lại tốt độ chọn lọc cao Rau trồng nước trồng rau số xã thuộc huyện Thanh Trì Đơng Anh- Hà Nội chưa có tượng nhiễm kim loại nặng đồng, chì 88 cadimi Tuy nhiên, thời gian có hạn nên chúng tơi xử lí phân tích số mẫu rau nước trồng rau nên chưa thể kết luận xác chất lượng rau nước trồng rau Do vậy, cần phải có biện pháp tích cực để đạt tiêu chuẩn rau nguồn nước trồng rau an toàn 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Kim Chi (1998), Hóa học mơi trường - Tập 2, NXB Khoa học Kĩ thuật Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích phần III: Các phương pháp định lượng hóa học, NXB Giáo dục Vũ Mạnh Hải (2010), Xác định hàm lượng số kim loại nặng thực phẩm phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng lửa FAAS, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, ĐH Sư phạm Hà Nội Đàm Mai Hoa (2013), Phân tích, đánh giá hàm lượng cadimi, chì, đồng rau nước trồng rau số xã huyện Thanh Trì – Hà Nội phương pháp hấp thụ nguyên tử không lửa (GF-AAS), Luận văn Thạc sĩ khoa học Hóa học, ĐH Sư phạm Hà Nội Hoàng Thị Phương Hồng (2013), Xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd nước khu công nghiệp Quang Minh thuộc thành phố Hà Nội phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử với kĩ thuật ngun tử hóa khơng lửa (GF–AAS), Luận văn Thạc sĩ Hóa học, ĐH Sư phạm Hà Nội Hồng Nhâm (2000), Hóa học vơ – Tập 3, NXB Giáo dục, Hà Nội Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung (1991), Các phương pháp phân tích lý hóa, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội Hồ Viết Q (2005), Các phương pháp phân tích cơng cụ hóa học đại, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội Hồ Viết Quý (1999), Các phương pháp phân tích quang học hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 10 Nguyễn Đức Vận (2009), Hóa học vô – Tập 2, NXB Khoa học kĩ thuật Các trang Web: 11.http://doc.edu.vn/tai-lieu/nghien-cuu-su-tich-luy-kim-loai-nangtrong-dat-va-nuoc-tuoi-cac-vung-trong-rau-ngoai-thanh-ha-noi-52011/ 90 12 http://luanvan.net.vn/luan-van/luan-van-xac-dinh-dong-thoi-ham- luong-kem-cadimi-chi-dong-trong-nuoc-song-va-rau-bang-phuong-phap-vonampe-hoa-tan-anot-47699/ 13.http://www.tailieunongnghiep.info/load/nong_hoc/luan_an/nghien_ c_u_ham_l_ng_nitrat_va_kim_lo_i_n_ng_trong_d_t_n_c_rau_va_m_t_s_bi_ n_phap_nh_m_h_n_ch_s_tich_luy_c_a_chung_trong_rau_t_i_thai/6-1-0-96 91