Xác định đồng thời hàm lượng kẽm, cacdimi, chì, đồng trong một số loại nấm linh chi bằng phương pháp von ampe hòa tan anot xung vi phân

Trờng đại học vinh Khoa hóa học === === lê thị yến Xác định đồng thời hàm lợng Kẽm, Cadimi, Chì, Đồng trong một số loại nấm linh chi bằng phơng pháp Von - Ampe hòa tan anot xung vi phân khóa luận tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: hóa phân tích Vinh - 2012 2 Trờng đại học vinh Khoa hóa học === === Xác định đồng thời hàm lợng Kẽm, Cacdimi, Chì, Đồng trong một số loại nấm linh chi bằng phơng pháp Von - Ampe hòa tan anot xung vi phân khóa luận tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: hóa phân tích Cán bộ hớng dẫn: ths. Võ thị hòa Sinh viên thực hiện: lê thị yến Lớp: 49B - Hóa Vinh - 2012 4 LỜI CẢM ƠN Đề tài khoá luận tốt nghiệp được hoàn thành tại Phòng máy, phòng thí nghiệm Hoá phân tích - Khoa Hoá - Trường Đại học Vinh. Bằng tấm lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS. Võ Thị Hoà đã giao đề tài và giúp đỡ em tận tình chu đáo, đầy tâm huyết trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Em cũng xin chân thành cảm ơn cô giáo TS. Đinh Thị Trường Giang, đã có những ý kiến đóng góp quý báu trong quá trình em thực hiện đề tài. Em xin cảm ơn các Thầy giáo, cô giáo Khoa Hoá học và phòng thí nghiệm thuộc khoa Hoá học Trường Đại học Vinh đã tận tình giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khoá luận này. Cuối cùng, em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ, các anh chị và bạn bè đã quan tâm giúp đỡ và động viên em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên, trong khóa luận sẽ không tránh được những khuyết điểm và thiếu sót nên tôi rất mong quý thầy cô và các bạn góp ý để hoàn thiện hơn khóa luận và tích lũy kinh nghiệm cho công tác nghiên cứu sau này. Vinh, tháng 5 năm 2012 Sinh viên Lê Thị Yến MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 9 PHẦN I: TỔNG QUAN .11 1.1. Giới thiệu chung về kim loại nặng và tình hình ô nhiễm kim loại nặng [5][10][11][15] 11 1.1.1. Nguồn gốc xuất hiện và sự di chuyển các kim loại nặng 11 1.1.1.1. Trong nước .11 1.1.1.2. Trong đất 11 1.1.1.3. Trong không khí .12 1.1.2. Tác hại của kim loại nặng .12 1.1.3. Sự xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể sinh vật 13 1.1.4. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam .14 1.1.4.1. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới .14 1.1.4.2. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam 14 1.2. Giới thiệu các nguyên tố kẽm, cadimi, chì, đồng; tác dụng sinh hóa và độc tính của chúng[7][10][11][15][16][20] .15 1.2.1. Nguyên tố kẽm 15 1.2.1.1. Vị trí, cấu tạo và trạng thái tự nhiên 15 1.2.1.2. Tính chất vật lí .16 1.2.1.3. Tính chất hóa học .16 1.2.1.4. Ứng dụng của kẽm .17 1.2.1.5. Vai trò và hiệu ứng sinh hóa của kẽm .17 1.2.1.6. Độc tính của kẽm .18 1.2.2.1. Giới thiệu về nguyên tố cadimi .19 1.2.2.2. Tính chất của Cadimi .20 1.2.2.3. Tác dụng sinh hóa của Cadimi .20 1.2.2.4. Độc tính của Cadimi .20 1.2.2.5. Ứng dụng của cadimi .22 1.2.2.6. Cd trong nấm .22 1.2.3. Nguyên tố chì .23 1.2.3.1. Vị trí, cấu tạo và sự tồn tại của chì trong tự nhiên 23 1.2.3.2. Tính chất của chì 24 1.2.3.3. Tác dụng sinh hóa của chì 25 1.2.3.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến độc tính của chì trong thực phẩm .26 1.2.3.5. Chì trong các loại nấm .26 1.2.4. Nguyên tố đồng .27 1.2.4.1. Giới thiệu về nguyên tố đồng 27 1.2.4.2. Vai trò và hiệu ứng sinh hóa của đồng 28 1.2.4.3. Tính chất độc hại của đồng .29 1.2.5. Đặc tính điện hóa của Zn, Cd, Pb, Cu 29 1.3. Giới thiệu một số loài nấm linh chi.[4][19] 30 1.3.1. Đặc điểm chung của nấm linh chi 30 1.3.1.1. Chu trình sống 31 1.3.1.2. Thành phần hóa học 31 1.3.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm linh chi 32 1.3.1.4. Công dụng chung của nấm linh chi .32 1.3.2. Nấm cổ linh chi và nấm linh chi đen 33 1.3.2.1. Nấm cổ linh chi 33 1.3.2.2. Nấm linh chi đen .34 1.4. Các phương pháp xác định kim loại nặng[1][2][9][12][13][14] 35 1.4.1. Phương pháp phân tích cực phổ .37 1.4.1.1. Cơ sở của phương pháp cực phổ .37 1.4.1.2. Phạm vi ứng dụng của phương pháp cực phổ .43 1.4.1.3. Quy trình của phương pháp cực phổ .44 1.4.2. Phương pháp Von - Ampe hòa tan .44 1.4.2.1. Nguyên tắc chung của phương pháp Von - Ampe hòa tan .44 1.4.2.2. Các kỹ thuật định lượng trong phương pháp Von - Ampe hòa tan 47 1.5. Các phương pháp xử lý mẫu [6][7][15][20] 49 1.5.1. Phương pháp vô cơ hóa mẫu ướt 50 1.5.2. Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô .51 1.5.3. Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô - ướt kết hợp .52 PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 53 2.1. Dụng cụ, thiết bị, hóa chất .53 2.1.1. Thiết bị, dụng cụ .53 2.1.1.1. Máy đo cực phổ 797 computrace (Metrohm – Thụy Sĩ) 53 2.1.1.2. Thiết bị và dụng cụ khác .54 2.1.2. Hóa chất 54 2.1.3. Pha chế dung dịch .55 2.1.3.1. Pha chế dung dịch cho phép xác định Zn, Cd, Cu, Pb 55 2.1.3.2. Dung dịch chuẩn chứa đồng thời Zn2+ 10ppm, Cd2+ 0,3ppm, Cu2+ 2ppm, Pb2+ 5ppm 56 2.1.3.3. Pha chế các dung dịch khác .56 2.3. Chuẩn bị mẫu và xử lí mẫu 56 2.3.1. Địa điểm lấy mẫu 56 2.3.2. Chuẩn bị mẫu để vô cơ hóa mẫu 57 2.3.3. Xử lý mẫu 57 2.3. Phương pháp đo .58 PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .60 3.1. Điều kiện chung để xác định đồng thời hàm lượng kẽm, cadimi, chì, đồng trong một số loài nấm linh chi ở Nghệ An bằng phương pháp Von - Ampe hòa tan anot xung vi phân [1] [3][7][11][15][17][18] 60 3.2. Kết quả định lượng đồng thời hàm lượng kẽm, cadimi, chì, đồng trong một số loại nấm linh chi bằng phương pháp Vôn - Ampe hòa tan anot xung vi phân[6] 61 3.2.1. Kết quả xác định lượng Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II) trong mẫu trắng .61 3.2.2. Định lượng kẽm (II), cadimi(II), chì (II), đồng (II) trong mẫu nấm cổ linh chi và linh chi đen .62 3.2.4. Định lượng kẽm (II), cadimi(II), chì (II), đồng (II) trong mẫu đối chứng 66 KẾT LUẬN .69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 Tiếng Việt .70 7 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Hàm lượng trung bình một số kim loại nặng trong đá và đất (ppm) 12 Bảng 1.2. Đặc điểm của nguyên tố Zn .15 Bảng 1.3. Đặc điểm của nguyên tố Cd .19 Hình 1.1. Sơ đồ sự chuyển hóa cadimi trong cơ thể 21 Bảng 1.4. Nồng độ cho phép của Cd trong nước thải theo tiêu chuẩn Việt Nam 5945 - 1995 22 Bảng 1.5. Đặc điểm của nguyên tố Pb .23 Bảng 1.6. Đặc điểm của nguyên tố Cu .27 Bảng 1.7. Thế bán sóng của Cu2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+, trong một số nền (so với điện cực Calomen bão hòa) 30 Hình 1.2. Chu trình sống của nấm linh chi .31 Hình 1.3. Nấm cổ linh chi .33 Hình 1.4. Nấm linh chi đen .34 Bảng 1.8. Các phương pháp xác định lượng vết kim loại nặng 35 Hình 2.1. Máy đo cực phổ 797 Computrace 53 Hình 3.1. Phổ xung vi phân của Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II) trong mẫu trắng .61 Hình 3.2. Phổ xung vi phân của Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II) trong mẫu nấm cổ linh chi 1(CLC1) .62 Hình 3.3. Phổ xung vi phân của Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II) trong mẫu nấm cổ linh chi 2(CLC2) .63 Hình 3.4. Phổ xung vi phân của Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II) trong mẫu nấm cổ linh chi 3 (CLC3) .63 Hình 3.5. Phổ xung vi phân của Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II) trong mẫu nấm linh chi đen 1(LCĐ) 64 Hình 3.6. Phổ xung vi phân của Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II) trong mẫu nấm linh chi đen 2(LCĐ2) 64 Bảng 3.1. Kết quả định lượng trên đồ thị của mẫu nấm cổ linh chi song song và kết quả trung bình 65 Bảng 3.2. Bảng kết quả tính hàm lượng Zn, Cd, Pb, Cu trong mẫu nấm cổ linh chi 65 Bảng 3.3. Kết quả định lượng trên đồ thị của 3 mẫu nấm linh chi đen song song và kết quả trung bình 65 Bảng 3.4. Bảng kết quả tính hàm lượng Zn, Cd, Pb, Cu trong mẫu nấm linh chi đen 66 Hình 3.7. Phổ xung vi phân của Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II) trong mẫu đối chứng không chứa nấm (MĐC) 67 Bảng 3.5. Bảng kết quả tính hàm lượng Zn, Cd, Pb, Cu trong mẫu đối chứng 67 MỞ ĐẦU Thực phẩm và dược phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên rất được ưa chuộng và được sử dụng rộng rãi từ xưa đến nay. Nấm Linh chi là một loại nấm có giá trị dinh dưỡng, giá trị dược học và giá trị kinh tế cao. Càng ngày nấm linh chi là loại dược liệu không thể thiếu trong đời sống con người. Trong nấm linh chi ngoài thành phần chủ yếu là các hợp chất đa đường còn có các khoáng chất với lượng thấp các ion kim loại. Sự ô nhiễm môi trường nơi chúng sinh sống như: hoạt động khai thác mỏ, các hóa chất dùng trong nông nghiệp… sẽ làm tích lũy các kim loại nặng tan trong nước và đất sẽ dần tích lũy theo thời gian trong cơ thể nấm. Trong số các kim loại nặng thì Đồng và Kẽm là những nguyên tố cần thiết cho cơ thể ở nồng độ thấp, ở nồng độ cao chúng gây ra các vấn đề về tim mạch, tiêu hóa và thận có thể dẫn đến tử vong. Chì và Cadimi là các kim loại có độc tính cao với động vật và con người có thể gây ra bệnh ung thư, bệnh về xương. Khi hàm lượng Chì trong máu cao sẽ làm giảm hấp thụ vi chất, gây thiếu máu, kém ăn và suy dinh dưỡng, từ đó làm giảm trí tuệ trẻ em. Do đó, nếu trong nấm có chứa hàm lượng các kim loại nặng quá lớn thì sẽ làm giảm công dụng của nấm hoặc gây ra các triệu chứng ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính nguy hại đối với sức khoẻ con người. Vì vậy, việc xác định và đánh giá hàm lượng kim nặng trong thực phẩm nói chung và các loại nấm linh chi nói riêng nhằm đảm bảo nguồn dưỡng chất và là yêu cầu cần thiết cho việc sử dụng an toàn. Có nhiều cách xác định hàm lượng kim loại như: phương pháp chuẩn độ oxi hóa - khử, phương pháp chuẩn độ tạo phức, phương pháp trắc quang, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương pháp cực phổ, phương pháp Von - Ampe hòa tan anot… Trong đó, phương pháp Von - Ampe hòa tan xung vi phân (DPP) trên điện cực giọt thủy ngân treo là phương pháp có độ chính xác, độ chọn lọc, độ nhạy và độ tin cậy cao, có thể xác định được hàm lượng các kim loại có nồng độ 9 thấp. Do vậy, tôi đã chọn đề tài “Xác định đồng thời hàm lượng Kẽm, Cadimi, Chì, Đồng trong một số loại nấm linh chi bằng phương pháp Von - Ampe hòa tan anot xung vi phân”. Với đề tài này chúng tôi đề ra nhiệm vụ: - Các phương pháp xác định hàm lượng một số kim loại nặng Zn, Cd, Pb, Cu trong một số loại nấm. - Bước đầu xác định hàm lượng một số kim loại nặng Zn, Cd, Pb, Cu trong một số loại nấm bằng phương pháp Vôn - Ampe hòa tan. Chúng tôi hi vọng rằng khóa luận này sẽ góp phần bổ sung thêm các phương pháp xác định lượng vết kim loại trong một số đối tượng khác nhau. 10 . chọn đề tài Xác định đồng thời hàm lượng Kẽm, Cadimi, Chì, Đồng trong một số loại nấm linh chi bằng phương pháp Von - Ampe hòa tan anot xung vi phân . Với. Kết quả định lượng đồng thời hàm lượng kẽm, cadimi, chì, đồng trong một số loại nấm linh chi bằng phương pháp Vôn - Ampe hòa tan anot xung vi phân[ 6] 61