Lấy một mẫu mô thực vật mà đại diện cho quần thể là công việc rất quan trọng và khó khăn. Việc thay đổi của vật liệu sinh học vượt xa bất kỳ sự giới thiệu nào trong việc phân tích trong phòng thí nghiệm. Vì thế thật cần thiết để đánh giá sự thay đổi lĩnh vực này nếu kết quả có ý nghĩa và phục vụ cho các mục tiêu của phân tích. Thành phần cơ bản của thực vật có thể thay đổi ở những bộ phận khác nhau của cây, ở những cây khác nhau (ngay cả trong các cây thuộc cùng một loài), nó có thể thay đổi theo mùa, và thậm chí theo thời gian trong ngày. Cần cân nhắc kĩ lưỡng khi nào cần lập một kế hoạch chiến lược lấy mẫu là: Cần lấy mẫu ở những bộ phần nào của cây? Khi nào lấy mẫu? Những chất hóa học nào để xác định? Những ảnh hưởng này được đề cập ở sau này. Rõ ràng, số lượng mẫu đại diện cần lấy phải được xem xét cẩn thận. Nếu sự thay đổi từ cây này sang cây khác quá lớn thì cần lấy mẫu tập trung. Số lượng các mẫu thực vật trong 1 khu vực nghiên cứu khác nhau trong 10 và 100 mỗi héc ta.
BÀI THUYẾT TRÌNH MƠN QUAN TRẮC MƠI TRƯỜNG Đề tài: PHÂN TÍCH MẪU THỰC VẬT GVHD: Tơ Thị Hiền Lớp : 10CMT NHÓM 4B Huỳnh Quốc Bảo 1022022 Nguyễn Thị Thanh Dung 1022045 Nguyễn Ánh Tân 1022256 Nguyễn Văn Tịnh 1022306 Trần Quốc Tuấn 1022335 I LẤY MẪU VÀ CHUẨN BỊ MẪU: Lấy mẫu mô thực vật mà đại diện cho quần thể công việc quan trọng khó khăn Việc thay đổi vật liệu sinh học vượt xa giới thiệu việc phân tích phòng thí nghiệm Vì thật cần thiết để đánh giá thay đổi lĩnh vực kết có ý nghĩa phục vụ cho mục tiêu phân tích Thành phần thực vật thay đổi phận khác cây, khác (ngay thuộc loài), thay đổi theo mùa, chí theo thời gian ngày Cần cân nhắc kĩ lưỡng cần lập kế hoạch chiến lược lấy mẫu là: - Cần lấy mẫu phần cây? Khi lấy mẫu? Những chất hóa học để xác định? Những ảnh hưởng đề cập sau Rõ ràng, số lượng mẫu đại diện cần lấy phải xem xét cẩn thận Nếu thay đổi từ sang khác lớn cần lấy mẫu tập trung Số lượng mẫu thực vật khu vực nghiên cứu khác 10 100 héc ta Bộ phận thực vật: Việc chọn phần thực vật để phân tích phần lớn định mục đích nghiên cứu loại thực vật Đối với loại thảo mộc nhỏ cỏ thường lấy tồn mẫu có mặt đất, lồi lớn u cầu lấy mẫu mô khác Đối với mầm, nên lấy mẫu phần phía nách vỏ Tốc độ tăng trưởng năm thường dấu hiệu dự báo đầy đủ tình trạng dinh dưỡng nhiễm lồi gỗ Mơ thực vật trưởng thành non hay già khơng sử dụng để làm mẫu ( dùng mô vừa, k dùng mô non hay già) Thời điểm lấy mẫu: Thời gian lấy mẫu quan trọng nồng độ chất dinh dưỡng mô thực vật hoạt động biến đổi theo thời gian Thời gian lấy mẫu khác ỏ mơi trường khác thích hợp Tuy nhiên, thực vật bị nghi ngờ thiếu hụt dinh dưỡng nên lấy mẫu Sự thay đổi chất dinh dưỡng khuyến khích lấy mẫu đưa đây: a) Thay đổi theo ngày: Thời gian tốt để lấy mẫu vào trưa b) Thay đổi theo mùa: Sự thay đổi theo mùa nói chung gây dịch chuyển chất dinh dưỡng suốt trình phát triển chuyển động theo hướng ngược lại q trình thối hóa, thân chất dinh dưỡng khác độ linh động chúng Mặc dù số xu hướng chung chất dinh dưỡng sớ yếu tố khác khác bắt nguồn từ báo cáo nghiên cứu Trong số nghiên cứu, N, P, K S rụng kim vùng khí hậu ơn đới quan sát cao vào đầu mùa xuân, ổn định vào mùa hè giảm vào mùa thu Trong nghiên cứu khác tối đa vào mùa hè Tuy nhiên, hầu hết nghiên cứu cho thấy sụt giảm mạnh tháng chín đến tháng mười Tuy nhiên, số nghiên cứu, lượng N, P K quan sát thấy không giảm vào mùa thu, nghiên cứu khác cho thấy có gia tăng vào tháng mười đến tháng mười Đối với Ca, Mg Si ngược lại, có xu hướng gia tăng đặn suốt trình phát triển theo mùa Trong số nghiên cứu, gia tăng Ca vào mùa thu rõ rệt nghiên cứu khác, Mg tương đối ổn định Fe, Al, Zn đơi Mn thay đổi vào lúc đầu sau thường tăng lên đỉnh điểm vào đầu mùa thu sau giảm mạnh Các yếu tố khác có xu hướng xác định rõ Mức độ dinh dưỡng xanh có xu hướng thay đổi theo mùa Tổng sinh khối khô rụng tăng lên cách ổn định tới tối đa từ tháng bảy đến tháng chín sau giảm vào mùa thu Vì vậy, thời gian lấy mẫu thích hợp cuối tháng Bảy đầu tháng Tám Xu hướng tương tự cho kim, nhiên, tuổi yếu tố quan trọng với lồi Nói chung, nồng độ nhiều yếu tố kim có xu hướng tăng qua năm lấy mẫu vào mùa thu đầu mùa đơng thích hợp Ở lứa tuổi khác cho thấy xu hướng theo mùa khác Mẫu phải đại diện cho phát triển đầy đủ năm Khơng có xu hướng theo mùa rõ ràng thành phần thực vật vùng khí hậu nhiệt đới, nhiên, vùng khí hậu gió mùa, gia tăng hàm lượng nguyên tố phát vào cuối mùa mưa c) Thay đổi theo năm: Sự thay đổi theo năm biết đến so với thay đổi theo mùa Sự thay đổi đáng kể N, P, K, Ca Mg quan sát nghiên cứu dài sáu năm kim Tuy nhiên, số nghiên cứu khác cho thấy khác biệt tương đối nhỏ mức độ dinh dưỡng Sự biến đổi chịu ảnh hưởng chủ yếu khí hậu tại, thời gian bắt đầu độ dài mùa sinh trưởng Phương pháp lấy mẫu: Thực vật dùng làm mẫu thiết bị dùng nông nghiệp lâm nghiệp (ví dụ tỉa mẫu cành nhỏ, cưa thân dày, lấy lớn lên cho mẫu thân, cắt tỉa cho bãi cỏ dạng cỏ) Đối với công việc quy mô nhỏ, chẳng hạn thực hành sinh viên dự án cỏ ngắt tay Găng tay polyethylene nên đeo bàn giao mẫu, đặc biệt thời tiết ấm áp mồ nguồn gây xáo trộn Việc lấy mẫu rễ gây mệt mỏi cần phải tách chúng từ hạt đất Khuyến cáo liên quan đến thời gian lấy mẫu phận để mẫu có sẵn cho trồng riêng lẻ Một số quy tắc lấy mẫu thực vật thơng thường tóm tắt sau: - Mẫu lấy mẫu ngẫu nhiên 20 thực vật toàn khu vực nghiên cứu Mỗi mẫu nên bao gồm 100 g mơ thực vật tươi Đặc biệt khu vực trưng bày mẫu nên tách riêng rẽ so với khu vực Mẫu trưởng thành tiếp xúc với ánh sáng mặt trời nên lấy đỉnh sinh trưởng thân nhánh Mẫu vào đầu giai đoạn sinh sản thực vật trước Khơng lấy mẫu thực vật có trưởng thành đầy đủ khứ Không lấy mẫu mô che phủ bụi đất Không lấy mẫu mô từ thực vật bị côn trùng gây hại Không lấy mẫu mô bị tổn thương bị bệnh Không mẫu thực vật chết Dữ liệu vị trí lấy mẫu cần ghi nhận thời điểm lấy mẫu, ví dụ nguồn nhiễm, loại sử dụng đất, mật độ thực vật, chiều cao hình thức tăng trưởng, lồi có liên quan, thành phần đất, hệ thống nước, bón phân đặc điểm địa hình địa phương Tài liệu tham khảo lưới điện quốc gia cần lưu ý để thông tin có liên quan đến đặc điểm địa chất thu có yêu cầu, máy GPS cầm tay (hệ thống định vị tồn cầu) sử dụng Chuẩn bị mẫu: a) Vận chuyển bảo quản: Mẫu nên đưa đến phòng thí nghiệm sớm tốt Đối với nguyên liệu thực vật tươi nên đóng gói polyethylene, giấy túi vải giữ vài Nếu lưu trữ lâu dài nên tránh lưu trữ nhiệt độ phòng Nếu thành phần khơng bền nên đem phân tích, mẫu nên giữ điều kiện gần tốt lĩnh vực Trong trường hợp vài phân tích đặc biệt, việc đóng băng mẫu cách sử dụng carbon dioxide (dạng acetone) nitơ lỏng hộp chân không cần thiết Nếu khơng thể đưa mẫu trực tiếp đến phòng thí nghiệm mẫu nên sấy khơ lò nhiệt độ ≤ 60oC để ngăn chặn việc làm hỏng Chúng ta khơng khí khơ trải khu vực từ 1-2 ngày, ô nhiễm đất bụi phải ngăn chặn Mẫu khơ nên đóng gói túi giấy vải đưa đến phòng thí nghiệm bảo quản tủ lạnh Nếu mẫu nên nghiền giai đoạn thích hợp Mẫu thực vật khơ khơng khí mặt đất bảo quản thời gian dài nhiệt độ phòng điều kiện thơng gió tốt Mẫu đất hữu bề mặt litterfall xử lý theo cách tương tự mẫu thực vật, đặc biệt phân tích tổng lượng chất dinh dưỡng b) Rửa: Việc rửa mẫu cần thiết để loại bỏ lớp bụi bề mặt hạt đất ảnh hưởng đến việc phân tích Ngồi ra, bị nhiễm lượng phun dư ( ví dụ thuốc trừ sâu) Mẫu thực vật nên rửa cách nhanh chóng để tránh rửa trơi số thành phần hóa học nước chất tẩy rửa yếu sử dụng Việc làm vải ẩm thích hợp cho nhiều mẫu Các giải pháp đề nghị làm mẫu mơ thực vật bơng gòn ướt với dung dịch tẩy rửa 0,1% (phosphate tự do) sau làm nước Các phương pháp làm mô khác bao gồm việc chà nhẹ lau Bạn phải xem xét tới giải pháp để tùy thuộc vào việc áp dụng cho mục tiêu phân tích bạn Đối với hầu hết định bạn nên làm theo giải pháp khử độc khuyến cáo, nhiên,ví dụ bạn nghiên cứu việc lắng đọng chất ô nhiễm lên bề mặt cây, mẫu khơng nên rửa c) Sấy khô: Mẫu nên sấy khô sớm tốt sau làm để giảm đến mức tối thiểu khả thay đổi sinh hóa Ngồi ra, mẫu khơ dễ cho việc làm cho đồng kết phân tích báo cáo sở trọng lượng khô Nhiệt độ sấy nên đủ cao để phá hủy enzym chịu trách nhiệm phân hủy đủ thấp để ngăn chặn phân hủy nhiệt Nhiệt độ sấy cao sử dụng 105oC Phân hủy nhiệt quan sát thấy nhiệt độ> 60oC Sấy khô nhiệt độ từ 60 – 80oC 24 khuyến khích d) Nghiền nhỏ: Là cần thiết để giảm kích thước hạt ngun liệu khơ để có mẫu tiêu biểu phù hợp với xử lý phân tích xa Nhiều thiết bị khí sử dụng để cắt, nghiền, làm ướt, làm đồng nhũ hóa mơ thực vật tươi Mẫu ngâm máy trộn với có mặt nước dung môi hữu cơ, mà loại bỏ thu hồi sau phân tích Chất nhũ hóa phá vỡ mơ thực vật thành nhiều hạt nhỏ Có thể phân tích trực tiếp nhũ tương tương đồng Các thiết bị thường sử dụng để nghiền nguyên liệu khô bao gồm nhiều loại máy nghiền hình cầu, máy nghiền kiểu búa máy nghiền cắt Ô nhiễm kim loại nặng ( ví dụ Cu, Zn, Al, Fe, Na) từ phận khác nghiền Mẫu đất thường qua lưới lọc 0,5 mm 1mm Nếu thiết bị nghiền khơng có sẵn, bạn chia nhỏ cách tinh vi nguyên liệu thực vật khô với kéo dao cắt thực phẩm Kỹ thuật hình nón hình quạt mơ tả mục 5.2.3 sử dụng để có mẫu nguyên liệu thực vật khơ cho việc phân tích Mẫu đất nên đặt chai thủy tinh làm khô lần 24 65 C Sau làm khơ, chai nên bịt kín bảo quản tủ lạnh để bảo quản lâu dài Thùng đựng nhựa kim loại sử dụng cho mẫu đất phụ thuộc vào chất phân tích cần xác định (ví dụ thùng đựng mẫu kim loại khơng thể thích hợp chất cần xác định kim loại nặng) Thùng đựng bảo quản nơi khơ thống mát thời gian ngắn o Câu hỏi vấn đề: Tại mẫu thực vật khó giải mẫu mơi trường khác? Mục tiêu phân tích thực vật gì? Lý việc làm khơ mẫu thực vật gì? Góp ý cho dự án Thiết kế mẫu liệu chuẩn để lấy mẫu phân tích thực vật Điều bao gồm cột cho vào kết phân tích cho thành phần khác nhau, thơng tin khác có liên quan thời gian địa điểm lấy mẫu, phương pháp lấy mẫu, mơ tả vị trí, quan sát, vv… Những hình thức chụp sử dụng suốt trình theo dõi chương trình II Tiêu hóa khai thác Giới thiệu Các chất hữu tách dung mơi (hexan, ether vv ) Điều thực cách lắc hỗn hợp, sử dụng máy Soxhlet để thay Trong khai thác Soxhlet, dung môi liên tục hồi lưu thông qua mẫu tổ chức ống lót có nhiều lỗ nhỏ Phương pháp tro hóa sử dụng để chuẩn bị mẫu thực vật cho phân tích Tro hóa khơ liên quan đến q trình đốt cháy mẫu tro hóa ướt liên quan đến tiêu hóa với acid mạnh, sử dụng để phá hủy chất hữu hòa tan chất phân tích Nhiều acid khác acid hỗn hợp đề nghị cho tro hóa ướt , bao gồm HCl, HNO3, HClO4, H2SO4/HNO3, HNO3/HClO4, H2SO4/HClO4 H2SO4/HNO3/HClO4 Trong số giai đoạn H2O2 thêm vào để thúc đẩy q trình oxy hóa Khai thác vào dung dịch nước muối sử dụng số kiểm tra Các yếu tố biến động Hg As bị q trình tro hóa khơ số phương pháp tro hóa ướt Giấy lọc rửa acid nên sử dụng để lọc chiết xuất hàm lượng vết kim loại nặng xác định Các phương pháp tro hóa khơ tro hóa ướt nêu phương pháp hiệu để phân tích Kể từ phương pháp tro hóa ướt sử dụng HClO4, phương pháp tro hóa khơ ưu tiên việc sử dụng Sự nguy hiểm việc sử dụng HC1O4 phần khai thác đất (xem Phần 5.3) biện pháp phòng ngừa nên có acid sử dụng Trong thí nghiệm khác mà chúng tơi cung cấp chi tiết chúng, ơn hòa thủ tục tro hóa ướt khác Các acid lại cuối sau pha loãng thường HCl 1% H2SO4 tiêu chuẩn hiệu chuẩn sử dụng để phân tích (ví dụ AAS) nên thực acid 1% để phù hợp với chất chiết xuất mẫu Một số dấu vết kim loại phân tích trực tiếp dịch chiết mẫu tiêu hóa (5% axit) mà khơng cần pha lỗng Mẫu trắng ln ln phải chuẩn bị, đặc biệt để phân tích kim loại vi lượng Tro hóa khơ: Điều liên quan đến việc đốt cháy hoàn toàn tất chất hữu lò nung sau hòa tan thành phần hóa học HCl Theo phương pháp khuyến cáo nhất, mẫu phải tro hóa 500oC khoảng từ đến 10 tiếng Acid nitric nên đưa vào giai đoạn hòa tan để đảm bảo q trình oxy hóa hồn tồn, quy trình trình bày Phương pháp sử dụng để chuẩn bị mẫu để phân tích K, Na, Ca, Mg, P, S, Al, Fe, Zn kim loại nặng khác Theo số tác giả, bổ sung HCl khử nước hợp chất silica cách nung nóng khơng phù hợp cho Ca, Cu, Fe, Mn, Mg, K, Zn Theo phương pháp đề nghị họ, đơn giản nung nóng mẫu lò tiếng, làm lạnh hòa tan mẫu nung 2,5 ml dung dịch M HN03 Một số tác giả khuyên nên sử dụng nhiệt độ 550°C thay 500°C sử dụng quy trình bên dưới, nhiên, theo người khác, thiệt hại bay xảy nhiệt độ >500°C Như với số phương pháp phân tích khác, rõ ràng có nhiều thay đổi, nhà phân tích dường có ưa thích riêng Những thay đổi nhỏ quy trình khơng có khả có tác động lớn đến kết Điều quan trọng nhiệt độ tăng lên từ từ Thời gian tro hóa khuyến khích khoảng từ sử dụng nồi nấu kim loại hở Thêm cần thiết nồi nấu kim loại kín a) Dụng cụ hóa chất Nồi nấu kim loại (bình chứa mẫu để nung phải), 15mL, sứ, dạng cao Lò nung Nồi Giấy lọc, Whatman no 541 Acid hydrochloric 6M, chuẩn bị từ acid hydrochloric đậm đặc pha loãng nước Acid nitric đậm đặc Acid nitric 6M, sử dụng thay b) Quy trình thử nghiệm: Cân 0,5g đất sấy khơ lò phơi khơ sàng lọc ngun liệu thực vật có kích thước