Phân tích, đánh giá hàm lượng một số kim loại trong lá cây chùm ngây (moringa oleifera) ở khu vực thành phố đồng hới tỉnh quảng bình bằng phương pháp f AAS

Lời Cảm Ơn! Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy Nguyễn Mậu Thành, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt thời gian thực khóa luận này, đồng thời bổ sung nhiều kiến thức chuyên môn kinh nghiệm quý báu cho hoạt động nghiên cứu khoa học Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến q thầy trường Đại học Quảng Bình, đặc biệt q thầy mơn Hóa học khoa Khoa học Tự nhiên giảng dạy giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu tạo điều kiện sở vật chất thời gian để giúp tơi hồn thành khóa luận Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán nhân viên Trung tâm Y tế dự phòng Quảng Bình, tạo điều kiện thuận lợi nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình thực khóa luận Đồng thời tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành tốt khóa luận Tơi xin trân trọng cảm ơn! Quảng Bình, ngày 20 tháng 05 năm 2018 SINH VIÊN Trần Thị Kim Cúc LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết khóa luận trung thực chưa công bố cơng trình khác DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tiếng Việt TT Viết tắt Đồng Cu Kẽm Zn Mangan Mn Đồng, kẽm mangan Me Độ lệch chuẩn tương đối RSD Giới hạn phát LOD Giới hạn định lượng LOQ Phần triệu ppm Quang phổ hấp thụ phân tử UV- VIS 10 Quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 11 Quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa F-AAS DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sự xen lẫn trùng vạch nguyên tố 14 Bảng 2.1 Thời gian lấy mẫu chùm ngây thành phố Đồng Hới .19 Bảng 2.2 Thông tin mẫu chùm ngây thu thuộc thành phố Đồng Hới 19 Bảng 2.3 Điều kiện đo AAS xác định Cu, Zn Mn chùm ngây 22 Bảng 2.4 Hàm lượng Me theo yếu tố khảo sát .26 Bảng 2.5 Kết phân tích ANOVA chiều 27 Bảng 3.1 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ đồng 30 Bảng 3.2 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ kẽm .301 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ mangan 31 Bảng 3.4 Các giá trị a, b, Sy, LOD, LOQ tính từ phương trình chuẩn A = b.C + a .33 Bảng 3.5 Kết xác định hàm lượng Cu, Zn Mn chùm ngây 33 Bảng 3.6 Kết phân tích hàm lượng Cu, Zn Mn chùm ngây…….34 Bảng 3.7 Kết phân tích ANOVA chiều đồng, kẽm mangan ………….36 Bảng 3.8 Kết phân tích hàm lượng Cu, Zn Mn chùm ngây…….36 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Q trình hấp thụ, phát xạ huỳnh quang nguyên tử .6 Hình 1.2: Sơ đồ khối phổ kế hấp thụ nguyên tử (F-AAS) dùng lửa .6 Hình 1.3: Mối quan hệ cường độ vạch phổ A nồng độ Cx Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo máy đo phổ hấp thụ nguyên tử 16 Hình 1.5: Hệ thống máy hấp thụ nguyên tử AAS hãng Analytik Jena (Đức) 17 Hình 2.1: Sơ đồ chung QA/QC lấy mẫu phân tích 21 Hình 2.2: Quy trình xử lý mẫu xác định hàm lượng đồng, kẽm mangan chùm ngây bằng phương pháp F-AAS .22 Hình 3.1: Đường chuẩn xác định đồng mẫu chùm ngây 30 Hình 3.2: Đường chuẩn xác định kẽm mẫu chùm ngây 301 Hình 3.3: Đường chuẩn xác định mangan mẫu chùm ngây 32 Hình 3.4: Kết xác định hàm lượng Cu, Zn Mn chùm ngây 34 Hình 3.5: Kết hàm lượng Cu, Zn Mn mẫu chùm ngây vị trí 35 MỤC LỤC A MỞ ĐẦU B NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 SƠ LƯỢC VỀ THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 1.2 KHÁI QUÁT VỀ CÂY CHÙM NGÂY .3 1.2.1 Phân loại khoa học 1.2.2 Đặc điểm thực vật 1.2.3 Phân bố 1.2.4 Sinh trưởng trồng trọt 1.3 PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ [4, 7] 1.3.1 Cơ sở lí thuyết 1.3.2 Đối tượng phạm vi áp dụng 1.3.3 Sự xuất phổ hấp thụ nguyên tử 1.3.4 Nguyên tắc phương pháp, thiết bị phép đo phổ hấp thụ nguyên tử .6 1.3.5 Cường độ vạch phổ 1.3.6 Cấu trúc vạch phổ 10 1.3.7 Ưu nhược điểm phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 11 1.3.8 Các kĩ thuật nguyên tử hoá mẫu 11 1.3.9 Một số ảnh hưởng biện pháp khắc phục phép đo AAS 13 1.4 MÁY QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS: Atomic absorption spectrometer) .15 1.5 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG BẰNG AAS [4, 7] 17 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM 18 2.1 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ 18 2.2 HÓA CHẤT 18 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.3.1 Phạm vi nghiên cứu 18 2.3.2 Chuẩn bị mẫu 18 2.3.3 Ghi chép lập hồ sơ mẫu lấy .19 2.3.4 Xử lý sơ bộ, quản lý bảo quản mẫu phân tích [2, 6, 9, 10] .20 2.4 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 21 2.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 22 2.6 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG 22 2.7 KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .23 2.7.1 Độ 24 2.7.2 Độ lặp lại 24 2.7.3 Xác định giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) độ nhạy 24 2.8 XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 25 2.8.1 Tính sai số 25 2.8.2 Phân tích kết bằng phương pháp phân tích phương sai yếu tố 26 2.10 CÁCH TIẾN HÀNH ĐO ĐỘ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ CỦA ME THEO PHƯƠNG PHÁP AAS 28 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .30 3.1 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN TRONG PHÉP ĐO CÁC KIM LOẠI ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM 30 3.2 KHẢO SÁT GIỚI HẠN PHÁT HIỆN VÀ GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG CỦA CÁC PHÉP ĐO 32 3.3 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM TRONG LÁ CÂY CHÙM NGÂY 33 3.4 ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM TRONG LÁ CÂY CHÙM NGÂY 35 3.4.1 Đánh giá hàm lượng đồng, mangan kẽm chùm ngây thời điểm khảo sát .35 3.4.2 Đánh giá hàm lượng cadimi, đồng, mangan, chì kẽm chùm ngây so với tiêu chuẩn Việt Nam 36 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 Kết luận 38 Kiến nghị .38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 41 PHỤ LỤC .42 A MỞ ĐẦU Chùm ngây (Moringa oleifera) xem loài hữu dụng bậc giới, toàn phần dùng làm thức ăn phục vụ cho mục đích khác Một số nguồn nghiên cứu cho biết chùm ngây chứa 90 chất dinh dưỡng tổng hợp, chất chống viêm nhiễm, chất kháng sinh, kháng độc tố, chất giúp ngăn ngừa điều trị ung thư, u xơ tiền liệt tuyến, giúp ổn định huyết áp, hạ cholesterol, bảo vệ gan Đặc biệt, chùm ngây chứa nhiều dưỡng chất hoa, tính theo trọng lượng Với hàm lượng chất dinh dưỡng cao, chùm ngây cung cấp đa dạng vitamin khoáng chất cho thể, giúp hỗ trợ điều trị bệnh còi xương, suy dinh dưỡng, ngăn ngừa ung thư, bệnh thối hóa, lỗng xương, tăng lượng sữa phụ nữ sinh non, cải thiện đáng kể chức phổi, giảm nửa triệu chứng hen suyễn,…[6] Hiện nay, chùm ngây khuyến khích trồng nhiều quốc gia giới, có Việt Nam Cây chùm ngây người dân địa bàn thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình trồng nhiều năm trở lại trở thành nguồn thực phẩm bữa ăn hằng ngày Đồng, kẽm mangan nguyên tố vi lượng quan trọng thể người Đồng (Cu) thúc đẩy hấp thu sử dụng sắt để tạo thành hemoglobin hồng cầu Nếu thiếu đồng trao đổi sắt bị ảnh hưởng, nên bị thiếu máu sinh trưởng chậm Ngồi ra, đồng tham gia vào việc sản xuất lượng, tạo melanin (sắc tố màu đen da), ơxy hóa acid béo Đồng cần thiết cho chuyển hóa sắt lipid, có tác dụng bảo trì tim, cần cho hoạt động hệ thần kinh hệ miễn dịch, góp phần bảo trì màng tế bào hồng cầu, góp phần tạo xương biến lượng Cholesterol thành vơ hại Trong thể người có khoảng từ 80mg đến 99,4 mg đồng Hiện diện bắp thịt, da, tủy xương, xương, gan não Thiếu đồng gây thiếu máu, tăng cholesterol phát triển bất thường xương Thiếu đồng gây dung nạp glucose Thiếu đồng mang thai khiến thai chậm phát triển phát triển bất thường Là bệnh (1/100.000), bệnh Menkes đột biến gen nhiễm sắc thể X, khiến nồng độ đồng ceruloplasmin máu thấp, niêm mạc ruột, cơ, lách thận lại tích lũy nhiều đồng [5] Kẽm (Zn) cần thiết cho cấu tạo thành phần hoạt động hormon sinh dục nam testosteron đóng vai trò quan trọng q trình tổng hợp, cấu trúc, tiết nhiều hormon khác Kẽm đóng vai trò quan trọng tuyến tiền liệt Việc thiếu kẽm gây phì đại tuyến tiền liệt viêm tuyến tiền liệt, thay đổi khác tuyến sinh dục quan trọng Trong thể có khoảng – 3g kẽm, diện hầu hết loại tế bào phận thể, nhiều gan, thận, lách, xương, ngọc hành, tinh hồn, da, tóc móng Mất lượng nhỏ kẽm làm đàn ơng sụt cân, giảm khả tình dục mắc bệnh vô sinh Đàn ông khỏe mạnh lần xuất tinh chứa khoảng 1mg chất Phụ nữ có thai thiếu kẽm giảm trọng lượng trẻ sơ sinh, chí bị lưu thai Thiếu chất kẽm đưa đến chậm lớn, phận sinh dục teo nhỏ, dễ bị bệnh da, giảm khả đề kháng… Kẽm cần thiết cho thị lực, giúp thể chống lại bệnh tật Kích thích tổng hợp protein, giúp tế bào hấp thu chất đạm để tổng hợp tế báo mới, tăng liền sẹo Bạch cầu cần có kẽm để chống lại nhiễm trùng ung thư Mangan (Mn) kim loại Gabriel Bertrand xem nguyên tố vi lượng sống Mangan trì hoạt động số men quan trọng, tăng cường q trình tạo xương mơ, ảnh hưởng đến tạo thành hoocmon tuyến yên, vitamin B1 vitamin C cần thiết cho trình tổng hợp protein, làm giảm lượng đường máu nên tránh bệnh tiểu đường Nếu thiếu hụt mangan làm giảm q trình đơng máu tăng lượng cholestorol, ảnh hưởng đến chuyển giao thông tin di truyền Sự chuyển hóa mangan bất thường gây bệnh tiểu đường, bệnh béo phì Tuy nhiên, hàm lượng mangan vượt mức cho phép dẫn đến tượng ngộ độc, gây rối loạn hoạt động thần kinh với biểu rung giật kiểu Parkinson [9] Ngoài ra, mangan kích thích chuyển hóa chất béo, giảm cholesterol góp phần ngăn ngừa xơ vữa động mạch Thành phố Đồng Hới trung tâm du lịch tỉnh Quảng Bình nói riêng tỉnh miền Trung nói chung Là nơi chịu nhiều hậu chiến tranh để lại, tác hại chất độc chiến tranh với tác động người sử dụng phân bón hố học, lạm dụng thuộc bảo vệ thực vật, nên có nguy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trồng Ngày nay, Y học, người ta khẳng định rằng nhiều ngun tố kim loại có vai trò quan trọng thể sống Sự thiếu hụt hay cân bằng nhiều kim loại vi lượng Fe, Mn, Cu, Zn, gan, tóc, máu, huyết nguyên nhân hay dấu hiệu bệnh tật Ở nồng độ định Cu Mn nhìn nhận nguyên tố vi lượng thiết yếu cho người động vật [8] Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử phương pháp phân tích đại ứng dụng rộng rãi để xác định hàm lượng nguyên tố vi lượng đối tượng mẫu như: mẫu quặng, nước, thực phẩm, dược phẩm, [2] Xuất phát từ lí em chọn đề tài: “Phân tích, đánh giá hàm lượng số kim loại chùm ngây (Moringa oleifera) khu vực thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình phương pháp F- AAS” làm khóa luận tốt nghiệp cho B NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 SƠ LƯỢC VỀ THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI Thành phố Đồng Hới, thuộc tỉnh Quảng Bình nằm quốc lộ 1A, Đường sắt Thống Bắc Nam đường Hồ Chí Minh, có vị trí địa lý 17o21’ vĩ độ bắc 106o10’ kinh độ đông Đồng Hới nằm dọc bờ biển, có sơng Nhật Lệ chảy lòng thành phố, bờ biển với chiều dài 12km phía Đông thành phố hệ thống sông, suối, hồ, rừng nguyên sinh phía tây thành phố Vị trí địa lý cụ thể: phía Đơng giáp Biển Đơng, phía Nam giáp huyện Quảng Ninh, phía Bắc giáp huyện Bố Trạch, phía Tây giáp huyện Bố trạch Quảng Ninh Về địa hình, địa chất Đồng Hới đa dạng bao gồm vùng gò đồi, vùng bán sơn địa, vùng đồng bằng vùng cát ven biển Khí hậu đặc trưng khí hậu Nhiệt đới, nhiệt độ trung bình năm 24,4 0C lượng mưa trung bình 1300 đến 4000mm, có chế độ gió mùa: gió Đơng Nam, gió Tây Nam gió Đơng Bắc Thổ nhưỡng vùng có đặc điểm chung khơng màu mỡ, bị phèn chua, nhiên nhờ có mạng lưới sơng ngòi, ao, hồ dày nên có thuận lợi trồng trọt sản xuất Thành phố đồng Hới có diện tích 155,54 km², dân số thành phố Đồng Hới năm 2016 117.856 người Thu nhập bình quân đầu người 2,948 triệu đồng/người/tháng Mật độ dân cư thành phố 757,72 người/km² phân bố đồng [17] 1.2 KHÁI QUÁT VỀ CÂY CHÙM NGÂY 1.2.1 Phân loại khoa học Chùm ngây (Moringa oleifera) loài thực vật thân gỗ phổ biến Chi Chùm ngây (danh pháp khoa học: Moringa) thuộc họ Chùm ngây (Moringaceae) Tên chi Moringa từ tên Mã Lai Murinna, tên lồi oleifera có nghĩa chứa dầu [22] 1.2.2 Đặc điểm thực vật Chùm ngây thuộc dạng thân mộc cao cỡ trung bình Thân óng chuốt, khơng có gai Lá kép dài 30–60 cm, hình lông chim, màu xanh mốc; chét dài 12– 20 mm hình trứng, mọc đối có 6-9 đơi Hoa trắng kem, có cuống, hình dạng giống hoa đậu, mọc thành chùy nách lá, có lơng tơ, nhiều mật Quả dạng nang treo, dài 25– 40 cm, ngang cm, có cạnh, chỗ có hạt gồ lên, dọc theo có khía rãnh Hạt màu đen, tròn có cạnh 1.2.3 Phân bố Cây có nguồn gốc xuất phát từ vùng Nam Á nhờ vào khả chịu đựng điều kiện khắc nghiệt nên vào thời điểm xuất 80 quốc gia giới Thái lan, Việt Nam, Châu Phi, Mỹ La Tinh… - So sánh x1 x : Giả sử độ lặp lại nhau: S12  S 22  S ttính = x1  x2 S n1 n2 n1  n2 n1, n2 số thí nghiệm tlí thuyết tra bảng p = 0,05 f = n1 + n2 -2 + Nếu ttính < tlí thuyết: x1 x (hay không khác nhau) với p > 0,05 + Nếu ttính > tlí thuyết: x1 x khác với p < 0,05 Nếu độ lặp lại khác nhau: áp dụng phương pháp gần ttính = x1  x S12 S 22  n1 n2 S12 S 22  ) n1 n2 f* = S12 S 22 ( ) ( ) n1 n  n1  n2  ( tlí thuyết tra bảng p = 0,05 f* So sánh rút kết luận tương tự 2.10 CÁCH TIẾN HÀNH ĐO ĐỘ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ CỦA ME THEO PHƯƠNG PHÁP AAS Để tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử Zeenit 700P hãng Analytik Jena (Đức) tích hợp ba kỹ thuật lửa, chúng tơi thực thao tác sau: - Cài đặt cấu hình thiết bị thông số đo nêu - Tạo file phân tích mẫu - Sử dụng file phân tích mẫu tạo, tiến hành bước sau: + Đầu tiên, kiểm tra hoạt động máy nén khơng khí, sau mở van đốt khí axetilen Mở hệ thống làm thơng khí + Kiểm tra đổ đầy nước vào chai đựng nước đặt phía trước bên phải máy Analysist 400 đưa ống dẫn nước vào bình chứa nước thải + Mở cơng tắc đèn (checking the lamp) máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Zeenit 700P + Mở biểu tượng Wizard hình máy vi tính, chọn phần mềm phân tích mẫu chọn, chọn file phân tích mẫu tạo + Tiến hành kết nối phần mềm máy AAS + Kiểm tra đèn catot rỗng nguyên tố cần đo buồng đặt đèn Lúc máy tự kiểm tra thông tin 28 + Bật lửa: Nhấn nút “Extinguish” màu đỏ nhấn giữ đồng thời hai nút “Ignite” màu trắng màu đen máy Zeenit 700P lửa bật lên - Tiến hành đo mẫu: + Nhúng ống lấy mẫu vào bình đựng nước cất bấm autozero, kết trở + Cho ống đựng mẫu vào bình đựng mấu đợi cho tín hiệu ổn định nhấn “Start” cửa sổ chương trình nhấn phím F5 F6 bàn phím Máy tự động đo tính tốn kết trung bình mẫu + Nhúng ống lấy mẫu vào bình đựng nước cất để làm ống lấy mẫu đợi đến tín hiệu trở zero + Chuyển ống lấy mẫu từ bình đựng nước cất sang bình cần đo tiến hành đo tương tự Giữa lần đo mẫu phải rửa ống lấy mẫu bằng nước cất để giảm ảnh hưởng dâng - Kết thúc phép đo: Nhúng đầu hút vào nước cất khoảng 5-10 phút để rửa đầu hút, buồng mẫu, đầu đốt nhấn nút “Extinguish” màu đỏ để tắt lửa - In kết quả: Mở sổ để chọn mục cần in bằng lệnh File/ Print Data – Parameters - Tắt máy: Lần lượt tắt điện máy khí mở van xả nước, khóa chặt khí axetilen, bấm nút Purge bên má phải máy để xả hết khí dư, đóng phần mềm, tắt điện máy Analysist 400, máy tính, máy in, hốt - Rửa ống mẫu, thuốc thử, đồ dùng pha mẫu, 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN TRONG PHÉP ĐO CÁC KIM LOẠI ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM * Đường chuẩn xác định đồng Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn có nồng độ 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,0 ppm Dựa vào kết khảo sát thông số máy đo xác định đồng điều kiện tối ưu ghi bảng 2.3, tiến hành đo độ hấp thụ dãy dung dịch chuẩn Kết trình bày cụ thể phần phụ lục trình bày bảng 3.1 Bảng 3.1 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ đồng Nồng độ Cu (ppm) Độ hấp thụ (A) 0,05 0,1 0,2 0,4 0,8 1,0 0,004 0,010 0,021 0,044 0,087 0,106 Từ số liệu bảng 3.1 xây dựng phương trình đường chuẩn có dạng: ACu = 0,108C - 0,006 với hệ số tương quan R = 0,9996 Trong đó, C (ppm) nồng độ đồng mẫu A độ hấp thụ Đồ thị đường chuẩn biểu diền hình 3.1 Hình 3.1: Đường chuẩn xác định đồng mẫu chùm ngây * Đường chuẩn xác định kẽm Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn kẽm có nồng độ 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 ppm Dựa vào kết khảo sát thông số máy đo xác định kẽm điều kiện tối ưu ghi bảng 2.3, tiến hành đo độ hấp thụ dãy dung dịch chuẩn Kết trình bày cụ thể phần phụ lục trình bày bảng 3.2 30 Bảng 3.2 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ kẽm Nồng độ Zn (ppm) Độ hấp thụ (A) 0,05 0,1 0,2 0,0245 0,0464 0,0925 0,4 0,6 0,8 0,1831 0,2607 0,3253 0,4016 Từ số liệu bảng 3.2 xây dựng phương trình đường chuẩn có dạng: AZn = 0,3969C + 0,012 với hệ số tương quan R = 0,9983 Trong đó, C (ppm) nồng độ kẽm mẫu A độ hấp thụ Đồ thị đường chuẩn biểu diễn hình 3.2 Hình 3.2: Đường chuẩn xác định kẽm mẫu chùm ngây * Đường chuẩn xác định mangan Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn mangan có nồng độ 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,0 ppm Dựa vào kết khảo sát thông số máy đo xác định mangan điều kiện tối ưu ghi bảng 2.3, tiến hành đo độ hấp thụ dãy dung dịch chuẩn Kết trình bày cụ thể phần phụ lục trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ mangan Nồng độ Mn (ppm) 0,05 0,1 0,2 Độ hấp thụ (A) 0,0081 0,0177 0,0210 0,4 0,8 0,0748 0,1481 0,1821 Từ số liệu bảng 3.3 xây dựng phương trình đường chuẩn có dạng: AMn = 0,1884C - 0,0048 với hệ số tương quan R = 0,9964 Trong đó, C (ppm) nồng độ mangan mẫu A độ hấp thụ Đồ thị đường chuẩn biểu diễn hình 3.3 31 Hình 3.3: Đường chuẩn xác định mangan mẫu chùm ngây 3.2 KHẢO SÁT GIỚI HẠN PHÁT HIỆN VÀ GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG CỦA CÁC PHÉP ĐO Để xác định giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) độ nhạy phương pháp, áp dụng quy tắc 3σ Theo quy tắc LOD tính sau: y = yb+3σb hay y = yb + 3Sb Trong đó, y LOD tín hiệu ứng với LOD (biết tín hiệu y tính LOD từ phương trình đường chuẩn hồi quy tuyến tính y = a + b.C → LOD = (y – a)/b); yb nồng độ tín hiệu mẫu trắng σb Sb độ lệch chuẩn nồng độ tín hiệu mẫu trắng; yb Sb xác định sau: tiến hành thí nghiệm để thiết lập phương trình đường chuẩn y = a + bC Từ xác định yb Sb bằng cách chấp nhận yb (tín hiệu mẫu trắng) giá trị y C = → y = a (đoạn cắt trục tung đường chuẩn hồi quy tuyến tính) Sb = Sy (độ lệch chuẩn tín hiệu y đường chuẩn) theo cơng thức: n Sb  S y   (y i 1 i  Yi ) n 1 Ở đây, yi giá trị thực nghiệm y Y i giá trị tính từ phương trình đường chuẩn y Sau tính tín hiệu ứng với LOD theo (2.4): y = yb +3σb = yb + 3Sb = a + 3Sy Thay y vào phương trình đường chuẩn biến đổi ta cơng thức tính LOD: LOD = 3Sy/b Ở đây, b độ dốc đường chuẩn hồi quy tuyến tính, độ nhạy phương pháp tính theo cơng thức: b =  A/  C Giới hạn định lượng LOQ (Limit of quantitation) tín hiệu hay nồng độ thấp đường chuẩn tin cậy thường chấp nhận: LOQ = 10Sy/b ≈ 3,3 LOD 32 Bảng 3.4 Các giá trị a, b, Sy, LOD, LOQ tính từ phương trình chuẩn A = b.C + a Các giá trị LOD LOQ (mg/L) (mg/L) 0,9998 0,0305 0,1008 0,0083 0,9983 0,0631 0,2081 0,0062 0,9964 0,0986 0,3253 a b Sy R Cu 0,0006 0,108 0,0011 Zn 0,012 0,3969 Mn 0,0048 0,1884 Kim loại Từ bảng 3.4 ta thấy, giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) phép đo AAS phép xác định hàm lượng Cu Mn xác định Cụ thể LOD Cu 0,0305 mg/L, Zn 0,0631 mg/L Mn 0,0986 mg/L; LOQ xác định Cu, Zn Mn 0,1008mg/L; 0,2081 mg/L; 0,3253 mg/L 3.3 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM TRONG LÁ CÂY CHÙM NGÂY Từ kết nghiên cứu phân tích trên, áp dụng theo công thức: C  (a  b)d f  50 m để tính biểu thị kết đồng, kẽm magan mẫu thực Trong đó: a nồng độ dung dịch phân tích; b nồng độ trung bình dung dịch trắng; df hệ số pha loãng; m khối lượng mẫu phân tích Kết phân tích hàm lượng Cu, Zn Mn chùm ngây thuộc xã phường tỉnh Quảng Bình sau đợt với mẫu ghi bảng 3.5 Bảng 3.5 Kết xác định hàm lượng đồng, kẽm mangan chùm ngây Hàm lượng kim loại (mg/kg) Vị trí lấy mẫu Cu Zn Mn Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt CN-VT-1 2,98 3,21 7,35 6,35 4,69 5,18 CN-VT-2 2,48 2,16 7,61 8,27 3,54 3,46 CN-VT-3 1,80 2,08 9,08 8,56 3,55 4,05 CN-VT-4 3,29 3,36 8,12 10,31 5,83 5,64 Trung bình 8,21 2,67 33 4,49 Kết phân tích hàm lượng Cu, Zn Mn biểu diễn dạng biểu đồ Hình 3.4: Kết xác định hàm lượng Cu, Zn Mn chùm ngây thành phố Đồng Hới Kết phân tích khoảng giá trị phát hàm lượng đồng, kẽm mangan mẫu chùm ngây thuộc xã, phường thành phố Đồng hới tỉnh Quảng Bình sau đợt khảo sát trình bày bảng 3.6 Bảng 3.6 Kết phân tích hàm lượng đồng, kẽm mangan mẫu chùm ngây Me Số lượng mẫu Khoảng giá trị (mg/kg) Hàm lượng trung Độ lệch bình (mg/kg) chuẩn (S) Cu 1,64 ÷ 3,7 2,67 0,649 24,32% Zn 6,54 ÷ 9,88 8,21 1,050 12,79% Mn 2,85 ÷ 6,13 4,49 1,033 23,0% 34 RSD (%) Qua bảng 3.6 cho thấy: - Hàm lượng Cu có mẫu chùm ngây khoảng 1,64 ÷ 3,7 mg/kg - Hàm lượng Zn có mẫu chùm ngây khoảng 6,54 ÷ 9,88 mg/kg - Hàm lượng Mn có mẫu chùm ngây khoảng 2,58  6,13 mg/kg Từ kết cho thấy hàm lượng đồng, kẽm mangan trung bình chùm ngây là: 2,67 mg/kg tươi Cu; 8,21 mg/kg tươi Zn; 4,49 mg/kg tươi Mn; Nằm phạm vi tiêu chuẩn cho phép an toàn thực phẩm Bộ Y Tế - 46/BYT 2007 Kết sở khoa học cho thấy, chùm ngây trồng khu vực thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình có khả bổ sung nguyên tố vi lượng, đặc biệt hàm lượng chất đồng, kẽm mangan 3.4 ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM TRONG LÁ CÂY CHÙM NGÂY 3.4.1 Đánh giá hàm lượng đồng, mangan kẽm chùm ngây thời điểm khảo sát Để đánh giá hàm lượng đồng, kẽm mangan theo vị trí thời gian lấy mẫu, áp dụng phương pháp thống kê xử lý số liệu hàm lượng đồng, kẽm mangan bảng 3.5 để biểu diễn dạng biểu đồ qua hình 3.5 Hình 3.5: Kết hàm lượng Cu, Zn Mn mẫu chùm ngây vị trí Dùng Data Microsoft Excel Analysis 2007, áp dụng phương pháp Anova chiều đánh giá khác hàm lượng kim loại hai đợt lấy mẫu, thu giá trị thống kê bảng 3.7 35 Bảng 3.7 Kết phân tích ANOVA chiều đồng, kẽm mangan Kim Nguồn loại sai số Cu Zn Mn Tổng Bình bình phương Bậc phương tự trung bình Giữa vị trí 0,00845 0,4231 Sai số thí nghiệm 2,6401 0,5352 Phương sai tổng 2,6494 Giữa vị trí 0,2203 0,2203 Sai số thí nghiệm 9,6444 1,6074 Phương sai tổng 9,8647 Giữa vị trí 0,0648 0,0648 Sai số thí nghiệm 6,61 1,1017 Phương sai tổng 6,6748 Ftính P Fbảng (Fcrit) 0,0192 0,8943 5,9874 0,137 0,7239 5,9874 0,0588 0,8164 5,9874 Từ bảng 3.7 ta thấy, P > 0,05 Ftính< Fbảng khơng có sai khác khơng có ý nghĩa sai khác Hay nói cách khác hàm lượng đồng, mangan kẽm mẫu chùm ngây hai đợt lấy mẫu không khác mặt thống kê Sự không khác giải thích thời gian lấy mẫu gần lớp địa tầng ổn định 3.4.2 Đánh giá hàm lượng đồng, kẽm mangan chùm ngây so với tiêu chuẩn Việt Nam Kết so sánh hàm lượng đồng, kẽm magan mẫu chùm ngây với quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học hoá học thực phẩm, thể Bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết so sánh hàm lượng Cu, Zn Mn với tiêu chuẩn Việt Nam Kim loại Cu Zn Mn Vị trí lấy mẫu Đồng Hới Hàm lượng TB (mg/kg) Số 46/2007 /QĐ-BYT (mg/kg) [15] Phương sai (S2) 2,67 ≤ 30 8,21 4,49 Độ lệch chuẩn (S) ttính 0,422 0,649 119,11 2,365 ≤ 100 1,050 1,102 235,59 2,365 - 1,068 1,033 - 2,365 tlý thuyết (p=0,05; f=7) Qua Bảng 3.8 cho thấy, với kim loại đồng giá trị t tính lớn tlý thuyết (p = 0,05; f = 7) Điều cho thấy hàm lượng đồng, kẽm mangan trung bình chùm ngây thành phố Đồng Hới không khác đáng kể mặt thống kê với 36 mức ý nghĩa p < 0,05 Cụ thể hàm lượng cho đồng, kẽm chùm ngây nằm phạm vi cho phép tiêu chuẩn Việt Nam Riêng với mangan chưa có quy định giới hạn tối đa nhiễm sinh học hố học thực phẩm, ban hành kèm theo định số 46/2007/QĐ-BYT Bộ trưởng BYT 19/12/2007 nên khơng tính giá trị ttính 37 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Xây dựng đường chuẩn, khảo sát giới hạn phát giới hạn định lượng phép đo đồng, kẽm mangan khảo sát sơ hàm lượng chúng mẫu chùm ngây cần phân tích Kết cho thấy, phương pháp đạt giới hạn phát thấp (0,0305 mg/L Cu; 0,0631 mg/L Zn 0,0986 mg/L Mn ) 1.2 Áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng đồng, kẽm mangan mẫu chùm ngây khu vực xã, phường thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình Kết cho thấy, hàm lượng trung bình (mg/kg) nguyên tố kim loại chùm ngây là: 2,67 mg/kg đồng; 8,21 mg/kg kẽm; 4,49 mg/kg mangan Với hàm lượng loại thực phẩm có khả cung cấp vi lượng đồng, kẽm magan 1.3 Đã so sánh hàm lượng trung bình đồng, kẽm mangan chùm ngây với quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học hoá học thực phẩm Bộ Y tế ban hành Kết cho thấy, hàm lượng đồng, kẽm mangan thấp Cụ thể, hàm lượng trung bình đồng kẽm đợt khảo sát nằm phạm vi cho phép đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm tiêu chuẩn Việt Nam Riêng mangan nằm khoảng cho phép WHO Kiến nghị Với thời gian điều kiện tài có hạn nên em tiến hành phân tích hàm lượng kim loại đồng, kẽm mangan mẫu chùm ngây xã, phường thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Các kết bước đầu vị trí thời gian khảo sát, nên chưa đánh giá cách đầy đủ toàn diện Vậy em xin đưa kiến nghị sau: 2.1 Cần tiếp tục lấy nhiều đợt mẫu, mở rộng phạm vi nghiên cứu, tiến hành phân tích theo tháng, mùa, ảnh hưởng điều kiện thổ nhưỡng, để đánh giá thêm 2.2 Ngoài việc xác định hàm lượng kim loại Cu, Zn Mn cần xác định thêm hàm lượng kim loại khác có chùm ngây như: Cd, Fe, Pb để có kết luận tổng quát 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đăng Đức, Nguyễn Tô Giang, Dương Nghĩa Bang Xác định hàm lượng kẽm số loại rau xanh huyện Đại Từ-tỉnh Thái Nguyên phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa F-AAS Tạp chí Hóa học & Ứng Dụng, số 4(36), tr.4346, 2016 [2] Phạm Luận Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại học Quốc gia, Hà Nội, 2006 [3] Miller J C., Miller J N Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, Ed 6th, Pearson Education Limited, England, 2010 [4] Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại học Quốc gia, Hà Nội [5] Nguyễn Mậu Thành & Nguyễn Đình Luyện Phân tích, đánh giá hàm lượng số kim loại thịt cá lóc (Channa maculata) ni khu vực xã Ngư Thủy Bắc, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình Tạp chí Hóa học, số 3e12 55, tr 85-89, 2017 [6] Võ Hồng Thi, Hoàng Hưng, Lương Minh Khánh Nghiên cứu sử dụng hạt chùm ngây (Moringa oleifera) để làm nước Việt Nam Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, số 6, tập 75A, tr.153-164, 2012 [7] Hồ Viết Quý (2011), Cơ sở hóa học phân tích đại tập 4- Các phương pháp vật lí, tốn học thống kê ứng dụng hóa học đại, NXB ĐHSP [8] Phan Thị Kim, Lê Đức Hinh, Bùi Minh Đức Dinh dưỡng liên quan đến bệnh lý thần kinh NXB Y học, Hà Nội, 1999 [9]Nguyễn Mậu Thành, Hoàng Thị Cẩm Chương, Nguyễn Đức Vượng (2015), “Xác định, đánh giá hàm lượng sắt mangan nước giếng sinh hoạt vài hộ dân địa bàn xã Lộc Ninh - Đồng Hới - Quảng Bình”, Tạp chí Khoa học Giáo dục, ĐHSP Đà Nẵng, 15(02), tr.21-25 [10] Nguyễn Mậu Thành, Trần Đức Sỹ, Nguyễn Thị Hồn (2015), “Phân tích đánh giá hàm lượng sắt hàu khu vực sông Nhật Lệ, thị trấn Qn Hàu - Quảng Bình”, Tạp chí Khoa học Giáo dục, ĐHSP Huế,1(33), tr.111-117 [11] Lê Thị Thanh Trân, Nguyễn Văn Hạ, Nguyễn Mộng Sinh, Nguyễn Ngọc Tuấn Nguyên cứu phân bố hàm lượng Cu2+ Zn2+ rau xà lách mỡ (Lactuca sativa L.) cà rốt (Daucus carota L.) trồng đất nhiễm kim loại nặng Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, tập 20, số 3, tr.117 – 122, 2015 [12] Phan Thị Kim, Lê Đức Hinh, Bùi Minh Đức Dinh dưỡng liên quan đến bệnh lý thần kinh NXB Y học, Hà Nội, 1999 [13] Sổ Tay Hóa Học Sơ Cấp Hóa Học Thế Kỉ XX- G.s.J.Rout Người dịch - Nguyễn Đức Cường, Nguyễn Văn Tình, Lê Văn Ngọc, NXB Khoa Học Kỹ Thuật - Hà Nội 39 [14] Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2009), TCVN 7265-2009, “Quy phạm thực hành nông sản sản phẩm nông sản”, Hà Nội [15] Bộ Y Tế (2007) Quy định giới hạn tối đa nhiễm sinh học hố học thực phẩm Ban hành kèm theo định số 46/2007/QĐ-BYT Bộ trưởng BYT 19/12/2007, Hà Nội [16] TCVN 6663-3: 2008_ Phần 3: Hướng dẫn bảo quản xử lý mẫu [17] https://donghoi.quangbinh.gov.vn/3cms/ [19] Võ Hồng Thi, Hoàng Hưng, Lương Minh Khánh Nghiên cứu sử dụng hạt chùm ngây (Moringa oleifera) để làm nước Việt Nam Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, số 6, tập 75A, tr.153-164, 2012 [20].www.quantracmoitruong.org/phan-tich-moi-truong/quy-trinh-lay-mau-nuocphan-tich [21] http://www.sonongnghiep.hochiminhcity.gov.vn [22] https://vi.wikipedia.org/wiki/Chùm_ngây [23] http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/manganese.pdf 40 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN Đ ẾN ĐỀ TÀI “Xác định, đánh giá hàm lượng đồng, kẽm mangan chùm ngây (Moringa oleifera) khu vực thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F-AAS)” Tạp chí Hóa học Ứng dụng (Giấy nhận đăng) 41 PHỤ LỤC Số liệu gốc kết phân tích Cu, Mn Zn chùm ngây bằng phương pháp F-AAS 42 ... khu vực thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình phương pháp F- AAS làm khóa luận tốt nghiệp cho B NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 SƠ LƯỢC VỀ THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI Thành phố Đồng Hới, thuộc tỉnh. .. ĐỊNH LƯỢNG CỦA CÁC PHÉP ĐO 32 3.3 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM TRONG LÁ CÂY CHÙM NGÂY 33 3.4 ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM TRONG LÁ CÂY CHÙM NGÂY... lấy mẫu chùm ngây thành phố Đồng Hới thể cụ thể bảng sau: Bảng 2.2 Thông tin mẫu chùm ngây thu thuộc thành phố Đồng Hới Số lượng chùm ngây lấy mẫu TT Ký hiệu mẫu Địa điểm lấy mẫu chùm ngây CN1