Định Lượng Asen Tổng Trong Rau Bằng Phương Pháp HGAAS

Quy trình phân tích Asen tổng trong Rau bằng phương pháp HG-AAS

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ASEN TRONG RAU XANH BẰNG PHƯƠNG PHÁP HG-AAS GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam SVTH : Lương Tiến Phong MSSV: 2004130027 LỚP: 04DHHH4 TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Lời Cảm Ơn Trong trình học tập khoa Công nghệ Hóa Học – Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành Phố Hồ Chí Minh, em thầy cô truyền đạt vô số tri thức quý báu phục vụ cho việc học tập nghiên cứu khoa học, đóng góp phần vào công xây dựng kiến thiết đất nước tương lai Bắt nguồn từ nhu cầu thực tiễn cấp bách việc kiểm soát chất lượng đánh giá mức độ an toàn thực phẩm thị trường nay, nhờ vào hướng dẫn tận tình ThS Võ Thúy Vi ThS Nguyễn Văn Thành Nam tạo điều kiện giúp em thực hoàn thành đề tài Trước tiên, em xin chân thành cám ơn ThS Võ Thúy Vi thầy cô môn Hóa phân tích khoa Công nghệ Hóa Học trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ, khuyến khích, giúp đỡ, góp ý để em hoàn thành để tài thời hạn Xin chân thành bày tỏ biết ơn đến Trung Tâm Nhiệt Đới Việt Nga – Chi nhánh phía Nam, đặc biệt toàn thể cán phòng Phân Tích Môi Trường, hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi suốt trình em thực đề tài Xin gửi lời cám ơn chân thành đến ba mẹ, bạn bè đặc biệt tập thể lớp 04DHHH4 trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành phố Hồ Chí Minh bên cạnh động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài Em mong nhận góp ý quý báu từ quý thầy cô bạn học để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cám ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 06 năm 2017 GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nhóm sinh viên gồm : 1…………………………… MSSV…………… 2…………………………… MSSV………… 3…………………………… MSSV…………… Nhận xét : ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Điểm đánh giá: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Ngày ……….tháng ………….năm 2017 ( ký tên, ghi rõ họ tên) GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Nhóm sinh viên gồm : 1…………………………… MSSV…………… 2…………………………… MSSV………… 3…………………………… MSSV…………… Nhận xét : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Điểm đánh giá: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Ngày ……….tháng ………….năm 2017 ( ký tên, ghi rõ họ tên) GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM MỤC LỤC GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam Khoa Công Nghệ Hóa Học Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam Khoa Công Nghệ Hóa Học Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng số loại rau Việt Nam Bảng 1.2: Cấu hình vị trí Asen bảng tuần hoàn Bảng 1.3: Các thông số vật lí Asen Bảng 1.4: Một số thông số vật lý hợp chất Asen Bảng 2.1: Loại mẫu, địa điểm lấy mẫu kí hiệu 20 Bảng 2.2: Quy trình khảo sát khoảng tuyến tính Asen HG-AAS 23 Bảng 3.1: Khảo sát khoảng tuyến tính Asen 36 Bảng 3.2: Các thông số đo phổ HG-AAS Asen 38 Bảng 3.3: Độ lặp lại phương pháp 39 Bảng 3.4: Hiệu suất thu hồi phương pháp .39 Bảng 3.5: Hàm lượng Asen có mẫu rau 40 GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cải bẹ (Brassica campesris L.) Hình 1.2: Cải xanh (Brassica juncea L.) .3 Hình 1.3: Cải thìa (Brassica chinensis L.) Hình 1.4: Vòng tuần hoàn Asen môi trường Hình 1.5: Các đường Asen thâm nhập vào thể người 13 Hình 1.6: Hệ thống hydride hóa VP 100 17 Hình 1.7: Máy AAS Thermo Scientific iCE 3000 Series 18 Hình 2.1: Mẫu rau cải xanh .20 Hình 2.2: Mẫu rau xà lách 20 Hình 2.3: Mẫu rau cải xanh sau đồng 26 Hình 2.4: Tiến hành acid hóa sơ mẫu 27 Hình 2.5: Mẫu sau tro hóa thành tro trắng 27 Hình 3.1: Sự phụ thuộc Abs As vào bước sóng khác 31 Hình 3.2: Sự phụ thuộc Abs Asen vào cường độ làm việc đèn 32 Hình 3.3: Sự phụ thuộc Abs Asen vào tốc độ dòng khí mang Argon 32 Hình 3.4: Sự ảnh hưởng nồng độ HCl đến tín hiệu đo .33 Hình 3.5: Sự ảnh hưởng nồng độ NaBH đến độ hấp thu Asen 35 Hình 3.6: Đồ thị khảo sát khoảng tuyến tính Asen 36 Hình 3.7: Đường chuẩn Asen khoảng 10 – 80 ppb GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường chủ đề cộm xã hội quan tâm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng Đối với lĩnh vực nông nghiệp nói riêng chịu sức ép to lớn từ loại nông sản nhiễm độc chất, tượng đất canh tác bị đầu độc tất bắt nguồn từ việc gia tăng phế thải Phần lớn nguồn phế thải đưa môi trường chưa xử lý thích hợp, làm cho môi trường ngày ô nhiễm trầm trọng hơn, loại phế thải công nghiệp, phế thải sinh hoạt, hóa chất nông nghiệp tồn dư vào nước, vào không khí tích tụ đất, đầu độc môi trường đất làm đất thoái hóa, giảm chất lượng dinh dưỡng vốn có gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng sản phẩm canh tác, đặc biệt sản phẩm nông nghiệp sản xuất khu vực đất bị ô nhiễm có khả đầu độc tới sức khỏe người sử dụng Ở nước ta, bên cạnh loại nông sản chủ lực, loại hoa màu chiếm vị trí then chốt số trồng cụ thể loại rau Rau nhu yếu phẩm đóng vai trò quan trọng việc cung cấp dưỡng chất thiết yếu cho người Tuy nhiên, với mức độ ngày nghiêm trọng vấn nạn ô nhiễm môi trường, rau xanh có khả bị nhiễm độc, nguy hiểm phải kể đến nhiễm độc kim loại nặng rau xanh tới từ đất, nước trồng rau không khí, gây vô số ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe người tiêu dùng Dẫn đến việc kiểm soát, đánh giá tích tụ kim loại nặng rau nói riêng thực phẩm nói chung trở thành vấn đề cấp bách toàn thể xã hội quan tâm Nắm bắt nhu cầu đó, tiến hành chọn đề tài: “Xây dựng quy trình phân tích Asen rau xanh phương pháp HG-AAS” để xây dựng quy trình định lượng Asen mẫu rau nhằm đóng góp phần vào nhu cầu chung việc kiểm soát thực phẩm ô nhiễm, hạn chế rủi ro đến sức khỏe người, từ đưa khuyến cáo hữu ích toàn thể người dân GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Tổng Quan 1.1 Giới thiệu rau xanh.[2] [3] 1.1.1 Nguồn gốc phân loại Thực vật nói chung rau xanh nói riêng có nhiều chủng loại Chúng phân loại theo chi họ, theo điều kiện sinh trưởng hay đơn giản phân loại theo phận sử dụng Trong số đó, loại rau họ cải (Brassicaceae) chiếm phần lớn mang ý nghĩa thực tiễn cao đời sống người Theo viện sĩ N.I Vavilop, loại rau họ cải chủ yếu có nguồn gốc từ Trung Quốc khu vực Địa Trung Hải Riêng nước ta, họ rau cải có chi khoảng 20 loài Căn vào đặc điểm hình thái, giống rau cải nước ta phân thành nhóm chính: Nhóm cải bẹ (Brassica campesris L.) Nhóm ưa nhiệt độ thấp, chịu lạnh tốt, thích hợp trồng vào vụ Đông Xuân Đặc điểm nhóm cải bẹ có bẹ to, dày, lớn Năng suất thu hoạch ổn định, thời gian sinh trưởng tầm 120 – 160 ngày Hình 1.1: Cải bẹ (Brassica campesris L.) Nhóm cải xanh/cải cay (Brassica juncea L.) Nhóm cải có khả chịu nóng mưa to, khả thích ứng rộng, thường trồng quanh năm cho suất cao trồng vụ Xuân Hè Cải xanh có cuống tròn, nhỏ, ngắn Phiến nhỏ hẹp, mỏng, thấp, nhỏ, có màu xanh vàng đến xanh đậm ăn có vị cay nồng, dễ để giống GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 10 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Kết Quả Bàn Luận 3.1 Điều kiện đo HG-AAS Asen 3.1.1 Khảo Sát Bước sóng hấp thụ Asen Hình 3.1: Sự phụ thuộc Abs As vào bước sóng khác Kết khảo sát thể đồ thị hình 3.1 Qua thấy, ba bước sóng mức lượng phát xạ Asen nguyên tử Tuy nhiên, độ hấp thụ Asen bước sóng không tương đồng với Ở 197,3 nm cho độ hấp thu AAs gấp 1,4 lần so với bước sóng 189 nm, đồng thời bước sóng 189 nm độ ổn định lần đo không cao, không khuyến cáo sử dụng để làm bước sóng định lượng Asen phương pháp Ở hai bước sóng 193,7 nm 197,2 nm, cho độ hấp thu tương đồng chênh lệch không đáng kể Nhưng bước sóng 193,7 nm cho kết đo tốt sai số lần đo nhỏ Nhằm giúp phương pháp đạt độ nhạy độ ổn định cao, tiến hành chọn bước sóng đo phổ hấp thụ Asen 193,7 nm GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 39 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học 3.1.2 Khảo Sát Cường độ dòng đèn Hình 3.2: Sự phụ thuộc Abs Asen vào cường độ làm việc đèn Kết khảo sát thể đồ thị hình 3.2 Nhận thấy độ nhạy phép đo tăng cường độ làm việc đèn tăng, thể qua việc độ hấp thu tăng dần theo mức tăng cường độ đèn Ở mức 65%, cho độ nhạy độ ổn định Ở hai mức 75% 80% tín hiệu đo chênh lệch không đáng kể , mang mức lượng lớn hơn, cung cấp lượng xạ tốt nên cho tín hiệu hấp thu cao Đồng thời, hai mức lượng cho thấy ổn định lần đo Tuy nhiên, theo khuyến cáo từ nhà sản xuất, để tăng tuổi thọ đèn giúp phương pháp đạt độ nhạy cao, nên hạn chế để đèn hoạt động mức lượng cao Do đó, chọn cường độ 75% làm cường độ hoạt động đèn đo phổ Asen 3.1.3 Khảo Sát Tốc độ dòng khí mang Argon GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 40 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Hình 3.3: Sự phụ thuộc Abs Asen vào tốc độ dòng khí mang Argon Tốc độ dòng khí mang đóng vai trò then chốt trình phản ứng tạo hydride vận chuyển đám hydride đến phận nguyên tử hóa Kết khảo sát thể đồ thị hình 3.3 Nhìn chung, tín hiệu đo tỉ lệ thuận với tốc độ dòng khí Argon Ở tốc độ thấp 170 ml/phút, giá trị đo ba lần đo không đồng Do tốc độ dòng khí thấp, nên việc vận chuyển đám Asin dến buồng nguyên tử hóa bị hạn chế, đám không phân bố buồng đốt chữ T khiến cho kết đo ổn định Bên cạnh đó, dòng khí Argon đóng vai trò thiết yếu khâu phối trộn tác nhân tạo đám hydride hệ thống sinh hydride, tốc độ dòng khí Argon chưa đủ mạnh dẫn đến việc phối trộn tác nhân không đồng đều, làm cho trình tạo đám Asin ổn định, ảnh hưởng đến tín hiệu đo Ở ngưỡng > 200 ml/phút, hệ thống làm việc ổn định Chứng tỏ việc 210 250 ml/phút, độ hấp thu lớn làm việc 170 ml/phút cho độ ổn định cao Nhất 250 ml/phút cho phép đo có độ ổn định (%RSD = 0,73) Ở đề tài này, để đảm bảo hiệu suất phối trộn bơm ổn định đồng thời đảm bảo việc vận chuyển phân bố đám Asin đồng đều, ta chọn tốc độ dòng khí mang Argon mức 250 ml/phút 3.1.4 Khảo Sát Nồng độ chất mang HCl sử dụng GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 41 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Hình 3.4: Sự ảnh hưởng nồng độ HCl đến tín hiệu đo Nồng độ chất mang HCl ảnh hưởng trực tiếp đến trình phản ứng tạo thành đám hydride Sau tiến hành khảo sát thu kết biểu thị đồ thị hình 3.4 Nhìn chung, độ nhạy độ ổn định phép đo tăng ta tăng nồng độ chất mang HCl Điều giải thích trình phân hủy NaBH4 tạo H* nội sinh môi trường acid tạo HCl NaBH chất bền dễ phân hủy môi trường pH < diễn phân hủy tạo H* nội sinh mãnh liệt, để sử dụng hiệu bảo quản lâu dài cần cố định pH môi trường vào khoảng 12- 13 việc pha NaBH dd NaOH Khi nồng độ HCl tăng, việc trung hòa lượng kiềm bảo quản NaBH thuận lợi, qua giúp cho trình phân hủy NaBH4 diễn nhanh hiệu quả, tạo số nguyên tử H* linh động nhiều đồng loạt, hỗ trợ việc tạo thành đám Asin đồng với mật độ cao ổn định, giúp tăng độ nhạy độ ổn định phép đo NaBH4 + 3H2O + HCl → H3BO3 + NaCl + 8[H]* As3+ + 6[H]* → AsH3 + 3H+ Khi tăng nồng độ chất mang HCl đến mức định làm tăng độ nhạy ổn định cho phép đo, vượt mức độ nhạy giảm số yếu tố phát sinh trình phối trộn tác nhân phản ứng tạo đám Asin Nồng độ HCl tăng dần từ 2M – 5M làm tăng tín hiệu đo đồng thời lần đo khác tín hiệu đo xảy chênh lệch cho phép đo có độ lặp lại cao, tăng độ ổn định Khi tăng nồng độ HCl lên 6M, tín hiệu đo giảm nhẹ, điều lý giải nồng độ HCl sử dụng cao dẫn đến mức độ nhiễu tín hiệu cao, làm giảm độ nhạy phép đo, đồng thời nồng độ cao trình phân hủy NaBH tạo H* nội sinh ổn định mức nồng độ vừa phải thích hợp.[7,10] Mặt khác, sử dụng nồng độ acid HCl cao, làm giảm hiệu kinh tế, giảm thiểu tuổi thọ thiết bị tác động ăn mòn acid dây dẫn hút acid van hệ thống bơm phối trộn tác nhân phản ứng, dẫn đến hiệu suất làm việc thiết bị bị suy Bên cạnh đó, sử dụng acid nồng độ cao gây hại đến sức khỏe kỹ thuật viên phân tích Do đó, tiến hành chọn nồng độ HCl mức 5M để tiến hành sử dụng làm chất mang phục vụ trình đo phổ Asen phương pháp HG-AAS GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 42 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học 3.1.5 Khảo Sát Nồng độ NaBH4 sử dụng Hình 3.5: Sự ảnh hưởng nồng độ NaBH đến độ hấp thu Asen Nồng độ NaBH4 sử dụng yếu tố then chốt trình tạo hydride ảnh hưởng trực tiếp đến kết phép đo tác nhân khử giúp sinh H* để tạo asin Kết khảo sát trình bày đồ thị 3.5 qua thấy tín hiệu độ hấp thu tăng dần nồng độ làm việc NaBH sử dụng tăng đến ngưỡng thích hợp Cụ thể là, khoảng nồng độ NaBH sử dụng từ – 1,5% cho độ nhạy độ ổn định cao Khi sử dụng NaBH4 nồng độ < 1%, độ nhạy đạt không cao Điều giải thích việc nồng độ bé, lượng H * nội sinh hình thành để khử hoàn toàn asen mẫu thành asin chưa đủ khiến cho hiệu suất phản ứng làm giảm độ nhạy phép đo Khi tăng nồng độ > 1%, tín hiệu tăng lên nhiều thay đổi khoảng – 1,5%, mức mức thích hợp mà nhà sản xuất khuyến cáo ta nên sử dụng tạo H * nội sinh diễn đồng không ạt, tránh nhiễu việc xáo trộn hệ phản ứng Làm ổn định tăng độ nhạy cho kết đo [8] Tuy nhiên, sử dụng nồng độ NaBH mức cao khoảng 2% khiến cho độ nhạy độ ổn định phép đo giảm Điều giải thích nồng độ NaBH4 cao phân giải nhiều H* nội sinh làm xáo trộn hệ phản ứng tạo Asin dẫn đến trình phản ứng không đồng Không thế, H* nội sinh dư kết hợp để tạo thành khí H dòng khí H2 kết hợp dòng khí mang Argon, gián tiếp làm tăng lưu lượng dòng khí mang, làm cho việc dẫn Asin đến buồng nguyên tử hóa ạt, làm mật độ đám GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 43 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học asin phân tán hỗn loạn thạch anh lại gây số cản nhiễu không mong muốn, khiến cho tín hiệu đo bị giảm Việc sử dụng nồng độ NaBH4 mức thích hợp việc tối ưu kết phân tích lại đem lại lợi ích mặt kinh tế thân NaBH hóa chất đắt tiền Tiến hành chọn nồng độ NaBH 1% làm nồng độ làm việc phương pháp thỏa mãn yêu cầu đưa 3.1.6 Khảo sát khoảng tuyến tính xây dựng đường chuẩn Asen Tiến hành thí nghiệm khảo sát khoảng tuyến tính Asen trình bày mục 2.3.6 Kết thu trình bày bảng sau Bảng 3.1: Khảo sát khoảng tuyến tính Asen STT ppb As 10 20 32 40 60 80 100 120 Vchuẩn As 2ppm (ml) 0,2 0,25 0,5 0,8 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam VKI 10% (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 44 V A.Ascorbic 10% (ml) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 VHCl 37% Abs 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,004 0,028 0,079 0,158 0,226 0,284 0,387 0,475 0,491 0,502 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Hình 3.6: Đồ thị khảo sát khoảng tuyến tính Asen Qua kết thu được, nhận thấy khoảng từ 10 – 80 ppb Asen cho tín hiệu ổn định có tuyến tính Từ đó, tiến hành thí nghiệm xây dựng đường chuẩn Asen khoảng 10 – 80 ppb, kết trình bày đồ thị sau Hình 3.7: Đường chuẩn Asen khoảng 10 – 80 ppb Đường chuẩn thu có độ tuyến tính cao (r 0,999), đồ thị đường chuẩn có dạng: y = 0,0041x + 0,002 Tuân theo định luật Lambert – Beer, từ tiến hành thí nghiệm mẫu tính hàm lượng Asen có mẫu GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 45 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học 3.1.7 Giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) Mẫu trắng AbsAs Lần 0,001 Lần 0,002 Lần 0,001 Lần 0,001 Lần 0,002 RSK Lần Lần 0,001 Lần 0,001 Lần 0,001 Lần 10 0,002 TB 0,001 SD 0,0006 LOD (μg/kg) 0,48 LOQ (μg/kg) 1,46 Theo “Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học hóa học thực phẩm” y tế ban hành Giới hạn tối đa mà Asen tồn thực phẩm cụ thể đối tượng rau xanh mg/kg (tương đương ppm) So sánh với LOD LOQ tính được, nhận thấy phương pháp xây dựng phù hợp với đối tượng mẫu cần phân tích 3.1.8 Tóm tắt số yếu tố đo phổ Asen HG-AAS Bảng 3.2: Các thông số đo phổ HG-AAS Asen thiết bị Thermo Scientific iCE 3000 kết hợp tạo hydride VP 100 Thông số máy AAS Thông số VP100 Các yếu tố Bước sóng (nm) Khe đo (nm) Cường độ dòng đèn EDL Khí mang Tốc độ khí mang (ml/phút) Tốc độ dòng khí đốt C2H2 (L/phút) Tốc độ bơm (rpm) Chất khử NaBH4 Tốc độ kênh NaBH4 (ml/phút) Chất mang HCl Thông số 193,7 0,5 75% Ar 250 1,2 40 1% pha NaOH 0,5% 1,6 5M Tốc độ kênh HCl (ml/phút) 0,7 Tốc độ kênh mẫu (ml/phút) Nền mẫu Hệ khử As (V) thành As (III) GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 46 4,5 HCl 2% KI 10% - Acid Ascorbic 10% Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học 3.2 Xác định Asen mẫu rau cải xanh 3.2.1 Đánh giá quy trình phân tích 3.2.1.1 Độ lặp lại thí nghiệm đo Kết thí nghiệm trình bày bảng 3.4 sau: Bảng 3.3: Độ lặp lại phương pháp Tên mẫu Nồng độ chuẩn Asen thêm vào (ppb) Độ hấp thu Abs mmẫu (g) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 TB 0,032 3,1064 0,035 3,0595 0,034 3,0854 0,032 3,0923 60 0,035 3,0387 0,033 3,0253 0,034 3,0104 0,034 SD 0,0012 %RSD 3,51 Độ lặp lại %RSD phương pháp 3,51 phù hợp với quy chuẩn cho phép AOAC mẫu có hàm lượng khoảng 10 ppb %RSD tối đa chấp nhận 21 Chứng tỏ, phương pháp phù hợp có độ lặp lại ổn định tốt.[9] 3.2.1.2 Hiệu suất thu hồi Thực thí nghiệm với đường chuẩn dựng lại ngày Kết thí nghiệm trình bày bảng 3.5 Bảng 3.4: Hiệu suất thu hồi phương pháp Tên mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 TB Nồng độ chuẩn Asen thêm vào (ppb) Độ hấp thu Abs 0,029 3,0521 0,031 3,1421 0,03 3,0622 0,029 3,0487 0,03 3,1065 0,026 3,0279 0,027 3,0863 0,029 4,37 y = 0,0007x – 0,0122 58,65 97,76% 60 %RSD Đường chuẩn CAs mẫu (μg/kg) HSTH GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam mmẫu (g) 47 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Hiệu suất thu hồi phương pháp đạt 97% So sánh với quy chuẩn cho phép AOAC, hiệu suất thu hồi mẫu có hàm lượng 10 – 100 ppb nằm khoảng 60 – 115% Do đó, phương pháp thỏa yêu cầu ứng dụng vào phân tích mẫu thật.[9] 3.2.2 Xác định Asen mẫu rau Tiến hành phân tích Asen tổng hai mẫu rau cải xanh rau xà lách Đường chuẩn sử dụng dựng ngày, đường chuẩn có dạng: y = 0,001x + 0,0023 (Phụ lục 8) Kết phân tích mẫu trình bày bảng sau Bảng 3.5: Hàm lượng Asen có mẫu rau ST T Mẫu mmẫu (g) Abs CAs (mg/kg) Lần 3,0415 0,001 KPH Lần 3,1025 0,002 KPH Lần 3,0688 0,001 KPH Trung Bình 0,001 KPH %RSD 20,41 Lần 3,1012 0,003 KPH RTK Lần 3,0327 0,002 KPH Lần 3,0563 0,002 KPH Trung Bình 0,002 KPH %RSD 6,43 Qua kết phân tích, nhận thấy hàm lượng Asen có mẫu rau bé so với giá trị định lượng phương pháp, chứng tỏ hai mẫu rau tiến hành phân tích không phát Asen mẫu rau Độ lặp lại lần đo nằm khoảng cho phép AOAC Do đó, phương pháp xử lý phân tích mẫu sử dụng để phục vụ cho nghiên cứu ứng dụng sau.[9] RSK GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 48 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với mục tiêu đề tài xây dựng quy trình định lượng Asen tổng mẫu rau xanh phương pháp HG-AAS có độ độ xác cao, khắc phục yếu tố cản nhiễu phương pháp định lượng Asen khác Đề tài đạt số kết sau: - Tối ưu điều kiện làm việc máy AAS thiết bị tạo hydride VP 100 Khảo sát khoảng tuyến tính, xây dựng đường chuẩn Asen Ứng dụng tác nhân khử As (V) As (III) thích hợp, cho tín hiệu phép đo có độ lặp lại độ nhạy cao - Xây dựng phương pháp đo có giới hạn phát giới hạn định lượng thích hợp Chọn quy trình xử lý mẫu phù hợp số mẫu rau xanh - Áp dụng quy trình phân tích để định lượng Asen số đối tượng mẫu rau xanh Tuy nhiên, bên cạnh số yếu tố khách quan không mong muốn nên đề tài mắc phải số hạn chế như: gặp phải lỗi kỹ thuật thiết bị trình thực đề tài làm ảnh hưởng đến trình phân tích mẫu, thời gian xử lý mẫu dài tốn nhiều bước nên chưa phân tích nhiều đối tượng mẫu khác làm cho tính thuyết phục đề tài hạn chế, chưa tìm hiểu nhiều ảnh hưởng mẫu phép đo Thông qua đề tài bước đầu hoành thành việc xây dựng phương pháp định lượng Asen kỹ thuật HG-AAS đối tượng mẫu rau xanh Để nâng cao tính ứng dụng thuyết phục đề tài vào thực tế, mở rộng nghiên cứu thêm yếu tố ảnh hưởng đến phép đo mà đề tài chưa thể khảo sát hết, thực quy trình phân tích mẫu loại mẫu rau xanh khác giúp đề tài thêm phần hoàn thiện không giúp quan chức tầm soát mức độ ô nhiễm Asen loại mẫu rau nói riêng thực phẩm nói chung, đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 49 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt: [1] Đỗ Văn Ái, Nguyễn Khắc Vinh (2003), ”Một số đặc điểm phân bố Asen tự nhiên vấn đề ô nhiễm Asen môi trường Việt Nam”, Báo cáo hội thảo “Ô nhiễm Asen, trạng, tác động đến sức khỏe người giải pháp phòng ngừa, UNICEF – CERWASS, Hà Nội [2] Lê Thị Khánh (2008), “Giáo trình rau”, Đại học Huế [3] Nguyễn Cẩm Long (2014), “Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật sản xuất cải xanh an toàn theo hướng VIETGAP tỉnh Quảng Bình”, Luận án tiến sĩ nông nghiệp, Đại học Huế [4] Phạm Luận (2005), “Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử”, Đại học quốc gia Hà Nội [5] Phạm Luận (2005), “Xử lý mẫu phân tích”, Đại học quốc gia Hà Nội [6] Hoàng Nhâm (2006), “Hóa học nguyên tố”, tập 2, Nhà xuất Giáo Dục [7] Hoàng Nhâm (2001), “Hóa vô cơ”, tập 2, Nhà xuất Giáo Dục [8] Đỗ Quốc Trung (2011), “Xác định Asen trà xanh phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử”, Luận văn thạc sỹ, Đại học Thái Nguyên [9] Viện kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm quốc gia, “Thẩm định phương pháp phân tích Hóa học Vi sinh vật” [10] Willard R.Chappell (2007), “Nhiễm độc Asen: Một vấn đề sức khỏe môi trường với quy mô toàn cầu”, Báo cáo hội thảo “Ô nhiễm Asen, trạng, tác động đến sức khỏe người giải pháp phòng ngừa”, UNICEF – CERWARS, Hà Nội Tài Liệu Tiếng Anh: [11] Kazi Farzana Akter, Zulian Cheng (2005), “Speciation of Arsenic in ground water samples: A comparative study of CE-UV, HG-AAS and LC-ICP-MS”, Talanta 68 406-405 [12] Somenath M (2003), “Sample Preparatione techniques in Analytical Chemistry”, John Willey Interscience, Hoboken, New Jersey GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 50 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết tối ưu hóa bước sóng Bước sóng 189 nm 193,7 nm 197,2 nm Abs lần 0,121 0,172 0,162 Abs lần 0,126 0,174 0,169 Abs lần 0,122 0,173 0,165 Abs tb 0,123 0,173 0,165 %RSD 1,76 0,47 1,73 Phụ lục 2: Kết tối ưu hóa cường độ dòng đèn Cường độ dòng Lần Lần Độ hấp thu Abs Lần TB %RSD 65% 0,153 0,158 0,150 0,154 2,15 75% 0,168 0,171 0,169 0,169 0,74 80% 0,172 0,171 0,169 0,171 0,73 Phụ lục 3: Kết tối ưu hóa tốc độ dòng khí mang Ar Tốc độ dòng khí Argon (ml/phút) 170 210 250 Abs lần Abs lần Abs lần Abs tb %RSD 0,159 0,169 0,173 0,164 0,170 0,170 0,168 0,173 0,172 0,164 0,171 0,172 2,25 0,99 0,73 Phụ lục 4: Kết tối ưu hóa nồng độ HCl Nồng độ HCl (M) 2M 3M 4M 5M 6M Abs lần Abs lần Abs lần Abs tb %RSD 0,141 0,152 0,179 0,212 0,186 0,143 0,156 0,179 0,21 0,182 0,136 0,156 0,182 0,214 0,185 0,140 0,155 0,180 0,212 0,184 2,10 1,22 0,79 0,77 0,92 Phụ lục 5: Kết tối ưu hóa nồng độ NaBH4 Nồng độ NaBH4 (%) 0,2% 0,5% 1% 1,5% Abs lần Abs lần Abs lần Abs tb %RSD 0,12 0,171 0,198 0,196 0,124 0,173 0,205 0,200 0,128 0,174 0,204 0,198 0,124 0,173 0,202 0,198 2,63 0,72 1,53 0,82 GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 51 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM 2% 0,155 0,160 Khoa Công Nghệ Hóa Học 0,161 0,159 1,65 Phụ lục 6: Kết đường chuẩn Asen STT ppb As 10 20 40 60 80 Vchuẩn As 2ppm (ml) 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 VKI 10% (ml) 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 V A.Ascorbic 10% (ml) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 VHCl 37% Abs %RSD 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 -0,018 0,038 0,088 0,173 0,249 0,331 2,57 1,25 1,08 0,27 0,50 1,00 Phụ lục 7: Đường chuẩn dựng ngày dùng để đánh giá hiệu suất thu hồi GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 52 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học Phụ lục 8: Đường chuẩn dựng ngày dùng để định lượng Asen mẫu rau GVHD: Th.S Võ Thúy Vi Th.S Nguyễn Văn Thành Nam 53