Phân tích, đánh giá hàm lượng chì và asen trong một số loại rau trồng ở huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình

Bài báo phân tích, đánh giá hàm lượng Pb và As trong 32 mẫu rau (16 mẫu rau cải và 16 mẫu rau muống) ở xã Đồng Trạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình. Kết quả cho thấy phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa lò graphite (GF-AAS) xác định Pb và As có giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) thấp, độ đúng và độ lặp lại tốt.

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Natural Sci., 2013, Vol 58, No 3, pp 42-49 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG CHÌ VÀ ASEN TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU TRỒNG Ở HUYỆN BỐ TRẠCH, TỈNH QUẢNG BÌNH Nguyễn Đức Vượng1 , Nguyễn Đình Luyện2, Bạch Ngọc Chính3 Trường Đại học Quảng Bình, Trường Đại học Sư phạm Huế, Trường Đại học Huế, Trường THPT Chun Quảng Bình Tóm tắt Bài báo phân tích, đánh giá hàm lượng Pb As 32 mẫu rau (16 mẫu rau cải 16 mẫu rau muống) xã Đồng Trạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình Kết cho thấy phương pháp quang phổ hấp thụ ngun tử khơng lửa lị graphite (GF-AAS) xác định Pb As có giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) thấp, độ độ lặp lại tốt Hàm lượng trung bình Pb As rau muống cao rau cải Hàm lượng Pb As đánh giá so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam theo thời gian vị trí lấy mẫu Từ khóa: Đánh giá, hàm lượng, Pb, As, rau muống, rau cải, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa Mở đầu Việt Nam chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên thiên nhiên ưu đãi, thuận lợi cho nhiều loại thực vật phát triển, có loại rau Rau nguồn cung cấp loại vitamin phong phú, rẻ tiền khơng thể thiếu bữa ăn hàng ngày người dân Rau có tác dụng làm cho hoạt động sinh lí thể tiến hành bình thường, điều hịa Nếu thiếu rau làm cho thể phát triển không bình thường phát sinh nhiều bệnh tật Hơn nữa, rau nguồn cung cấp axit hữu cơ, hợp chất thơm, chất xơ, chất vi lượng cung cấp lượng cho thể [1,2] Hiện nhu cầu tiêu thụ rau xanh ngày tăng, lợi nhuận nên nhiều người trồng rau sử dụng hố chất bảo vệ thực vật, phân bón hố học sử dụng nước nhiễm để tưới rau Điều này, làm cho số độc tố dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, số kim loại nặng có độc tính cao (Pb, As, Cd ) tích lũy vào rau ảnh hưởng đến chất lượng rau sạch, gây hậu nghiêm trọng cho sức khỏe người sử dụng [3-5] Ngày nhận bài: 15/4/2013 Ngày nhận đăng: 2/6/2013 Tác giả liên lạc: Nguyễn Đức Vượng, địa e-mail: vuongqbuni@gmail.com 42 Phân tích, đánh giá hàm lượng chì asen số loại rau Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) phương pháp phân tích có nhiều ưu điểm, sử dụng phổ biến để phân tích lượng vết kim loại đối tượng khác [6] Xuất phát từ vấn đề trên, báo chúng tơi trình bày kết phân tích, đánh giá hàm lượng Pb As số loại rau trồng Bố Trạch, nơi cung cấp nguồn rau cho thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình Nội dung nghiên cứu 2.1 Phần thực nghiệm * Thiết bị hóa chất Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử nhãn hiệu AA 6800 Shimazu (Nhật Bản) với hệ ghép nối thiết bị tự động bơm mẫu (ASC-6100) vào lị GFA-EX7 cân phân tích, máy chưng cất nước hai lần dụng cụ khác Các dung dịch chuẩn gốc Pb As 1000 ppm hãng Merck chuyên dùng cho phương pháp AAS * Lấy mẫu nước, xử lí bảo quản mẫu Sơ đồ lấy mẫu xã Đồng Trạch, huyện Bố Trạch trình bày Hình 1, mẫu lấy đợt: đợt (25/2/2012), đợt (5/4/2012), đợt (15/5/2012), đợt (6/7/2012) Mỗi đợt lấy mẫu vị trí khác nhau, gồm mẫu rau cải mẫu rau muống; quy cách lấy mẫu, xử lí bảo quản mẫu theo tài liệu [7, 8] Hình Sơ đồ lấy mẫu rau trồng huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình Các mẫu kí hiệu Cij , Mij đó: i = ÷ n (thứ tự đợt lấy mẫu), j = ÷ m (vị trí lấy mẫu) 43 Nguyễn Đức Vượng, Nguyễn Đình Luyện Bạch Ngọc Chính 2.2 Kết thảo luận 2.2.1 Xây dựng đường chuẩn, khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng Phương pháp đường chuẩn dùng để xác định hàm lượng Pb As, kết xây dựng đường chuẩn thể Hình 2, với Pb phương trình có dạng: A = 0, 0168C + 0, 0359 (với hệ số tương quan R = 0, 9991), với As phương trình có dạng A = 0, 0135C + 0, 0119 (với R = 0, 9995), C nồng độ (ppb) Nồng độ Pb As có tương quan tuyến tính tốt khoảng ÷ 15 ppb Giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) phép đo GF-AAS phép xác định Pb As xác định LOD xác định Pb 0,16 ppb As 0,18 ppb; LOQ xác định Pb As 0,54 ppb 0,59 ppb (a) (b) Hình Đường chuẩn xác định Pb (a) As (b) 2.2.2 Đánh giá độ lặp lại độ phép đo Độ lặp lại phương pháp xác định thông qua độ lệch chuẩn tương đối (RSD) Tiến hành phân tích mẫu rau cải (thuộc mẫu C31 ) mẫu rau muống (thuộc mẫu M31 ), thêm chuẩn Me (Pb 10 ppb As 10 ppb mẫu C31 ; Pb 20 ppb As 20 ppb mẫu M31 ) vào 12 mẫu đó, đem phân tích lại kết ghi Bảng Theo Horwitz, phân tích nồng độ cỡ ppb, sai số nội phịng thí nghiệm nhỏ 1/2 RSD tính theo cơng thức: RSD (%) = 2(1 – 0,5lgC) (C: nồng độ chất phân tích) đạt yêu cầu −9 Đối với phép phân tích Pb: RSDHorwitz = 2(1−0,5 lg 50.10 ) = 25 > 0,88.2 ppb −9 Đối với phép phân tích As: RSDHorwitz = 2(1−0,5 lg 40.10 ) = 26 > 0,98.2 ppb Như phương pháp GF-AAS đạt độ lặp lại tốt phân tích Pb, As rau muống rau cải Độ phương pháp đánh giá thông qua độ thu hồi Kết phương 44 Phân tích, đánh giá hàm lượng chì asen số loại rau pháp xác định hàm lượng Pb As theo phương pháp thêm chuẩn, độ thu hồi đạt từ 98,2 ÷ 101,1% 97,5 ÷ 99,9% Như vậy, phương pháp GF-AAS đạt độ tốt Bảng Kết xác định độ lặp lại phân tích Pb mẫu rau Hàm lượng Pb Hàm lượng Pb trung (µg/kg rau tươi) bình: X ± ε(p=0,95;2) RSD (%) Kí hiệu mẫu Lần Lần Lần (µg/kg rau tươi) 24,49 24,77 24,70 24,65 ± 0,35 0,58 C31−1 C31−2 24,63 24,43 24,42 24,42 ± 0,54 0,88 C31−3 24,75 24,61 24,78 24,71 ± 0,22 0,36 C31−4 24,50 24,73 24,53 24,58 ± 0,30 0,50 24,33 24,40 24,33 24,35 ± 0,10 0,16 C31−5 24,54 24,26 24,38 24,40 ± 0,35 0,57 C31−6 M31−1 48,68 48,52 48,86 48,68 ± 0,42 0,35 M31−2 50,05 50,28 50,07 50,13 ± 0,33 0,27 M31−3 48,75 49,01 49,18 48,98 ± 0,55 0,44 49,90 49,78 49,64 49,77 ± 0,50 0,25 M31−4 M31−5 49,26 49,46 49,37 49,36 ± 0,25 0,20 M31−6 49,00 49,14 49,23 49,12 ± 0,30 0,24 Bảng Kết xác định độ lặp lại phân tích As mẫu rau Hàm lượng As Hàm lượng As trung (µg/kg rau tươi) RSD (%) bình: X ± ε(p=0,95;2) Kí hiệu mẫu Lần Lần Lần (µg/kg rau tươi) 20,31 20,63 20,51 20,48 ± 0,40 0,79 C31−1 C31−2 20,44 20,24 20,13 20,27 ± 0,38 0,78 C31−3 20,44 20,35 20,24 20,34 ± 0,25 0,50 C31−4 20,48 20,42 20,62 20,51 ± 0,25 0,50 20,68 20,85 20,71 20,74 ± 0,23 0,44 C31−5 20,62 20,31 20,25 20,39 ± 0,50 0,98 C31−6 M31−1 42,83 42,30 42,44 42,52 ± 0,69 0,65 M31−2 42,94 42,76 42,96 42,89 ± 0,27 0,25 M31−3 42,87 43,10 42,54 42,83 ± 0,70 0,66 42,45 42,19 42,22 42,29 ± 0,35 0,33 M31−4 42,71 42,91 42,46 42,69 ± 0,55 0,52 M31−5 M31−6 42,92 42,66 42,58 42,72 ± 0,45 0,42 2.2.3 Xác định hàm lượng Pb As rau Kết phân tích hàm lượng Pb As rau xã Đồng Trạch huyện Bố Trạch sau đợt với 32 mẫu trình bày Bảng 45 Nguyễn Đức Vượng, Nguyễn Đình Luyện Bạch Ngọc Chính Mẫu M11 M12 M13 M14 M21 M22 M23 M24 M31 M32 M33 M34 M41 M42 M43 M44 Bảng Kết xác định hàm lượng Pb As rau xã Đồng Trạch Rau muống Rau cải Mẫu Hàm lượng Pb Hàm lượng As Hàm lượng Pb Hàm lượng As (µg/kg tươi) (µg/kg tươi) (µg/kg tươi) (µg/kg tươi) 29,21 ± 0,38 50,92 ± 0,62 18,71 ± 0,66 28,12 ± 0,60 26,96 ± 0,27 36,29 ± 0,12 15,87 ± 0,16 26,27 ± 0,21 29,57 ± 0,47 43,01 ± 0,17 17,33 ± 0,32 29,29 ± 0,20 30,01 ± 0,28 40,86 ± 0,56 17,81 ± 0,44 27,52 ± 0,54 26,19 ± 0,21 14,57 ± 0,21 5,46 ± 0,06 15,37 ± 0,07 18,53 ± 0,24 13,44 ± 0,25 7,91 ± 0,16 13,74 ± 0,24 22,95 ± 0,30 13,74 ± 0,19 7,96 ± 0,18 18,09 ± 0,14 25,16 ± 0,25 15,57 ± 0,32 6,65 ± 0,16 14,79 ± 0,17 C11 C12 C13 C14 C21 C22 C23 C24 C31 C32 C33 C34 C41 C42 C43 C44 14,06 ± 0,24 9,10 ± 0,19 7,58 ± 0,43 19,96 ± 0,12 7,89 ± 0,08 7,74 ± 0,09 5,61 ± 0,14 5,69 ± 0,19 14,64 ± 0,23 10,45 ± 0,19 9,22 ± 0,17 19,06 ± 0,20 10,78 ± 0,21 8,74 ± 0,20 6,68 ± 0,16 7,62 ± 0,18 13,22 ± 0,26 10,04 ± 0,13 8,80 ± 0,17 17,62 ± 0,14 13,87 ± 0,23 9,24 ± 0,17 7,68 ± 0,20 16,89 ± 0,22 9,76 ± 0,13 9,29 ± 0,15 6,92 ± 0,10 7,62 ± 0,19 10,46 ± 0,13 7.25 ± 0,11 5.89 ± 0,12 8,97 ± 0,11 2.2.4 Đánh giá hàm lượng Pb As rau Me Pb As Bảng Kết phân tích ANOVA chiều biến động hàm lượng Pb, As rau cải Flí thuyết (p = Tổng Bậc tự Phương Ftính 0, 05, f1 = Nguồn phương sai bình (f) sai 3, f2 = 9) phương 2) Giữa vị trí (SA 249,27 83,09 F1 = 124,24 3,86 Giữa đợt (SB ) 4,35 1,45 F2 = 2,17 3,86 Sai số thí nghiệm 6,02 0,67 (ST2 N ) Phương sai tổng 259,64 15 17,31 Giữa vị trí (SA ) 25,06 8,35 F1 = 11,85 3,86 2) Giữa đợt (SB 7,89 2,63 F2 = 3,73 3,86 Sai số thí nghiệm 6,34 0,70 (ST2 N ) Phương sai tổng 39,30 15 2,62 Ftính giá trị tính tốn được, Flí thuyết giá trị tra bảng (p = 0,05; f1 = 3; f2 = 9) S2T N phương sai mô tả sai số thân phương pháp xác định hàm lượng Pb 46 Phân tích, đánh giá hàm lượng chì asen số loại rau Để đánh giá hàm lượng Pb As rau cải theo vị trí thời gian lấy mẫu, chúng tơi áp dụng phương pháp thống kê phân tích phương sai yếu tố (ANOVA chiều) [9], kết ghi Bảng Bảng cho thấy xác định Pb As có F1 124,24; 11,85 lớn Flí thuyết (3,86) tương ứng với mức ý nghĩa p = 0, 05 Như vậy, vị trí lấy mẫu đợt khác có hàm lượng Pb As rau cải vùng khảo sát khác có ý nghĩa mặt thống kê với p < 0, 05 Hay nói cách khác, vị trí lấy mẫu có ảnh hưởng đến kết phân tích hàm lượng Ngược lại, giá trị F2 nhỏ Flthuyt nên hàm lượng Pb As rau cải đợt lấy mẫu vị trí khơng khác có ý nghĩa mặt thống kê với p > 0, 05 Việc đánh giá hàm lượng Pb As rau muống cho kết tương tự 2.2.5 So sánh hàm lượng Pb, As trung bình rau muống rau cải Kết so sánh hàm lượng Pb As trung bình rau muống rau cải ghi Bảng Kết Bảng cho thấy hàm lượng Pb As trung bình rau muống cao so với rau cải Bảng Các đại lượng thống kê thu đánh giá hàm lượng Pb As rau Các đại lượng thống kê Nhóm khảo ÷ max, Phương Độ lệch chuẩn RSD sát T B, µg/kg µg/kg tươi sai(S ) (S) (àg/kg) (%) Pb 29,24 17,33 ữ 50,92 7,42 2,72 9,30 Rau muống As 15,01 5,46 ÷ 26,19 4,23 2,06 13,72 (n = 16) Rau cải Pb 12.62 7,68 ÷ 19,96 0,67 0,82 6,50 As 7,93 5,61 ÷ 10,78 0,70 0,84 10,59 (n = 16) Để khẳng định cho nhận xét trên, tiến hành đánh giá so sánh độ lặp lại hàm lượng Pb loại rau qua chuẩn F (Fischer): S2 FTính = 12 = 11, 07 > F(p=0,05;f 2=15;f 1=15) = 2, 86 S2 (S1 S22 phương sai Pb rau muống (S12 = 7,42 µg/kg) rau cải (S22 = 0,67 µg/kg); có bậc tự tương ứng f1 = n1 - = 15 f2 = n2 - = 15, n1 n2 số mẫu rau muống rau cải) Như vậy, độ lặp lại hàm lượng Pb loại rau khác có ý nghĩa mặt thống kê với mức ý nghĩa p < 0, 05 - Tính độ lệch chuẩn chung loại rau: (n1 −1)S21 + (n2 −1)S22 Schung = = 4, 05 ⇒ Schung = 2, 01µg/kg (n1 +n2 −2) - Tính giá trị chuẩn t (ở (S12 ) (S22 ) khác nhau): |TB1 −TB2 | tTính = = 23, 37 1/2 S21 S22 + n1 n2 47 Nguyễn Đức Vượng, Nguyễn Đình Luyện Bạch Ngọc Chính (T B1 = 29,24 µg/kg; T B2 = 12,62 µg/kg; n1 = 16 n2 = 16) Vì tTính = 23, 37 > t(p=0,05;f =19) = 2, 10 nên hàm lượng Pb trung bình rau muống rau cải khác có ý nghĩa mặt thống kê với mức ý nghĩa p < 0, 05 Kết cho thấy hàm lượng Pb trung bình rau muống cao so với rau cải Vì tTính = 12, 75 > t(p=0,05;f =21) = 2, 09 nên hàm lượng As trung bình rau muống rau cải khác có ý nghĩa mặt thống kê với mức ý nghĩa p < 0, 05 Kết cho thấy hàm lượng As trung bình rau muống cao so với rau cải 2.2.6 So sánh hàm lượng Pb, As trung bình rau với tiêu chuẩn cho phép vệ sinh an toàn thực phẩm Kết so sánh hàm lượng Pb As trung bình rau muống rau cải ghi Bảng cho thấy hàm lượng Pb As mẫu rau khảo sát thấp nhiều giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam Vì khẳng định người dân yên tâm sản xuất sử dụng loại rau cải rau muống trồng nơi Bảng Kết so sánh hàm lượng Pb As rau với tiêu chuẩn Việt Nam TC cho ÷ max, Độ lệch chuẩn RSD Nhóm khảo T B, µg/kg phép(µg/kg µg/kg tươi (S) (µg/kg) (%) sát rau tươi) Pb 29,24 17,33 ÷ 50,9 2,72 9,30 ≤ 500 Rau muống As 15,01 5,46 ÷ 26,19 2,06 13,72 ≤ 200 Pb 12.62 7,68 ÷ 19,9 0,82 6,50 ≤ 500 Rau cải As 7,93 5,61 ÷ 10,78 0,84 10,59 ≤ 200 Tiêu chuẩn cho phép an toàn thực phẩm tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN, 1995) Pb ≤ 500 µg/kg rau tươi;(TCVN, 1998) As ≤ 200 µg/kg rau tươi Kết luận Chúng tơi tiến hành khảo sát giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ), độ đúng, độ lặp lại phép xác định hàm lượng Pb As phương pháp GF-AAS mẫu rau Kết cho thấy, phép xác định có LOD LOQ nhỏ, độ độ lặp lại tốt Đã áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa dùng lò graphit vào việc xác định hàm lượng Pb As 32 mẫu rau xã Đồng Trạch, Quảng Trạch, Quảng Bình Hàm lượng kim loại trung bình (µg/kg tươi) rau xác định là: 12,62 µg/kg đến 29,26 µg/kg Pb; 7,93µg/kg đến 15,01µg/kg As Tiến hành đánh giá hàm lượng Pb, As rau theo tháng vị trí Kết cho thấy hàm lượng kim loại rau muống rau cải thời gian lấy mẫu khác có ý nghĩa mặt thống kê với p > 0,05; theo vị trị khác có hàm lượng khác có ý nghĩa mặt thống kê với p < 0,05 Hàm lượng Pb As trung bình rau muống cao rau cải hàm 48 Phân tích, đánh giá hàm lượng chì asen số loại rau lượng Pb trung bình rau cao so với As So với tiêu chuẩn Việt Nam hàm lượng kim loại thấp Điều cho thấy việc tiêu thụ sản phẩm rau vùng khảo sát đảm bảo an toàn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Văn Ái, Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Khắc Vinh, 2000 Một số đặc điểm phân bố asen tự nhiên vấn đề ô nhiễm asen môi trường Việt Nam Kỉ yếu Hội nghị quốc tế ô nhiễm asen: Hiện trạng, tác động đến sức khỏe cộng đồng giải pháp phòng ngừa, Hà Nội, tr 21-32 [2] Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Dương Thị Bích Huệ, 2007 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng rau xanh ngoại Thành phố Hồ Chí Minh Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ, 10 (01), tr 41 - 46 [3] Trịnh Thị Thanh, 2003 Độc học môi trường sức khỏe người Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội [4] Lê Huy Bá, 2001 Độc học môi trường Nxb Đại học Quốc gia TPHCM [5] Đặng Kim Chi, 1999 Hóa học mơi trường Nxb Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội [6] Phạm Luận, 1987 Phương pháp phân tích phổ nguyên tử Nxb Quốc gia Hà Nội [7] Cục An toàn vệ sinh thực phẩm, 2009 Bộ Y Tế, Hướng dẫn lấy mẫu kiểm nghiệm phục vụ hậu kiểm Công văn 1181/ATTP-TCKN, ngày 29 tháng 07 năm 2009, Hà Nội [8] Phạm Luận, 1999 Giáo trình hướng dẫn vấn đề sở kỹ thuật xử lý mẫu phân tích (phần 1) Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [9] Doerffel, 1983 Thống kê hóa học phân tích Nxb Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội ABSTRACT An analysis and evaluation of levels of lead and arsenic in some vegetables in Bo Trach District, Quang Binh Province The contents of Pb and As found in 32 samples of vegetables (16 samples of water morning glory (rau muong) and 16 samples of colza (rau cai)) in Dong Trach Commune, Bo Trach District, Quang Binh Province was analyzed and estimated The results show that the GF-AAS method for detemining Pb and As has a low limit of detection (LOD), a low limit of quality (LOQ), good accuracy and repetonce The contents of Pb and As found in water morning glory (rau muong) were higher than in colza (rau cai) The contents of these metals were estimated versus time and sample taking sites The data were compared with Vietnamese standards 49 ... lượng Pb As trung bình rau muống cao rau cải hàm 48 Phân tích, đánh giá hàm lượng chì asen số loại rau lượng Pb trung bình rau cao so với As So với tiêu chuẩn Việt Nam hàm lượng kim loại thấp Điều... trên, báo chúng tơi trình bày kết phân tích, đánh giá hàm lượng Pb As số loại rau trồng Bố Trạch, nơi cung cấp nguồn rau cho thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình Nội dung nghiên cứu 2.1 Phần thực... Đồng Trạch, Quảng Trạch, Quảng Bình Hàm lượng kim loại trung bình (µg/kg tươi) rau xác định là: 12,62 µg/kg đến 29,26 µg/kg Pb; 7,93µg/kg đến 15,01µg/kg As Tiến hành đánh giá hàm lượng Pb, As rau