Nghiên cứu xác định hàm lượng cadmi trong rau tại xã quỳnh lương, huyện quỳnh lưu, tỉnh nghệ an

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC ===  === ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : NGIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG KIM LOẠI CADMI TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU VÀ ĐẤT TRỒNG RAU TẠI XÃ QUỲNH LƢƠNG HUYỆN QUỲNH LƢU TỈNH NGHỆ AN BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ AAS” GV hướng dẫn SV thực Lớp Mã số sinh viên : TS Mai Thị Thanh Huyền : Tăng Thị Thƣơng : 52K –Công Nghệ Thực Phẩm : 1152040493 NGHỆ AN – 5/2016 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH – PHÚC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Tăng Thị Thƣơng Mã số sinh viên : 1152040493 Khóa : 52K - Hóa Thực Phẩm Ngành : Công nghệ thực phẩm Tên đề tài : Nghiên cứu xác định hàm lƣợng Cadmi rau xã Quỳnh Lƣơng huyện Quỳnh Lƣu tỉnh Nghệ An Nội dung nghiên cứu Cán hƣớng dẫn : TS Mai Thị Thanh Huyền Ngày giao nhiệm vụ đồ án : Ngày tháng năm 2016 Ngày hoàn thành đồ án : Ngày tháng năm 2016 Ngày tháng năm 2016 Cán hƣớng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) Chủ nhiệm môn (Ký ghi rõ họ tên) Sinh viên hoàn thành nộp đồ án vào ngày tháng năm 2016 Ngƣời duyệt (Ký, ghi rõ họ tên) SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH – PHÚC BẢN NHẬN XẾT TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Tăng Thị Thƣơng MSSV Khóa Ngành : 1152040493 : 52K - Hóa Thực Phẩm : Cơng nghệ thực phẩm Cán hƣớng dẫn : Cán duyệt : TS Mai Thị Thanh Huyền Nội dung nghiên cứu, thiết kế: Nhận xét cán hƣớng dẫn: Ngày tháng năm 2016 Cán hƣớng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền LỜI CẢM ƠN Đồ án đƣợc hồn thành phịng Trung tâm phân tích chuyển giao cơng nghệ Thực phẩm – Mơi trƣờng, trƣờng ĐH Vinh Để hồn thành đƣợcđồ án này,nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Mai Thị Thanh Huyền giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ suốt trình thực đồ án Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình của: - Ban chủ nhiệm khoa Hóa tạo điều kiện thuận lợi giúp thực đồ án - Các kỹ thuật viên Trung tâm, cô Ngô Thị Thủy Hà giúp đỡ tạo điều kiện sử dụng máy móc thiết bị nghiên cứu Tuy nhiên, đồ án chắn cịn nhiều thiếu sót, mong q thầy bạn góp ý để đồ án đƣợc hồn thiện hơn, giúp chúng tơi học hỏi, rút kinh nghiệm cho công tác nghiên cứu sau Cuối cùng, lần xin đƣợc gửi đến ngƣời quan tâm, giúp đỡ chúng tơi hồn thành đồ án lời cảm ơn chân thành ! Vinh, ngày 30 tháng năm 2016 Tăng Thị Thƣơng SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền MỤC LỤC CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .3 1.1 Giới thiệu kim loại nặng Cd vai trị , chức năng, tính độc 1.1.1 Giới thiệu chung kim loại nặng 1.1.2 Nguyên tố Cadmi (Cd) 1.1.3 Giới hạn an toàn Cd thực phẩm [5 1.2 Giới thiệu chung rau .6 1.2.1 Khái niệm rau rau 1.2.2 Phân loại rau 1.2.3 Thành phần dinh dƣỡng 1.2.4 Công dụng rau[6], 1.2.5 Nguy nguyên nhân rau bị nhiễm kim loại nặng[7], [8], [9], 11 1.3 Các phƣơng pháp xác định kim loại 12 1.3.1 Phƣơng pháp phân tích hố học[10] : 12 1.3.2 Phƣơng pháp phân tích công cụ [11] [12] 12 1.3.3 Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử[14], [15] 15 1.4 phƣơng pháp xử lí mẫu phân tích để xác định Cadmi [16], [17] .23 1.4.1 Phƣơng pháp xử lý ƣớt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) 23 1.4.2 Phƣơng pháp xử lý mẫu khô ( vơ hóa khơ) 23 1.4.3 Phƣơng pháp xử lý khô- ƣớt kết hợp 24 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM .25 2.1 Thiết bị , dụng cụ , hóa chất .25 2.1.1 Thiết bị, dụng cụ 25 2.1.2 Hoá chất 26 2.1.3 Pha chế hóa chất 26 2.2 Lấy mẫu 26 2.3 Xử lý mẫu 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Lựa chọn điều kiện thực nghiệm để đo phổ Cadmi .29 3.2 Xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát ( LOD ) giới hạn định lƣợng (LOQ ) 29 3.2.1 Xây dựng đƣờng chuẩn 30 3.2.2 Giới hạn phát giới hạn định lƣợng 30 3.2.3 Khảo sát độ lặp lại máy 31 3.3 Khảo sát hiệu suất thu hồi phƣơng pháp 32 Kết xác định hàm lƣợng Cd mẫu rau đất 33 KẾT LUẬN .35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤC 38 SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT Abs TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT Độ hấp thụ Absorbance Atomic Absorption AAS F- AAS Spectrometry Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử Flame – Automic Absorption Phép đo quang phổ hấp thụ Spectrometry nguyên tử lửa GF- AAS Graphite Furnace Atomic Phép đo quang phổ hấp thụ Absorption Spectrometry (GFnguyên tử không lửa AAS) HCL Hollow Cathoe Lamps Đèn Catốt rỗng Ppb Part per billion Một phần tỉ Ppm Part per million Một phần triệu Ppt Part per trillion Một phần nghìn tỉ ICP-MS Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry Phổ khối plasma cảm ứng SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH BẢNG: Bảng 1.2 Một số phƣơng pháp phân tích xác định lƣợng vết kim loại .13 Bảng 1.3.Dãy chuẩn phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn 17 Bảng 2.1.Vị trí thời gian lấy mẫu 27 Bảng 3.1 Các điều kiện đo phổ F- AAS Cd .29 Bảng 3.2 Bảng khảo sát nồng độ tuyến tính Cd 30 Bảng 3.3 Kết chạy lặp lại điểm chuẩn nồng độ thấp 0,1ppm 10 lần 31 Bảng 3.4 Độ lặp lại máy AAS 32 Bảng 3.5 Kết tính tốn hiệu suất thu hồi Cd .33 Bảng 3.6 Kết xác định hàm lƣợng Cd rau đất .33 HÌNH: Hình 1.1:Rau cải bẹ .8 Hình 1.2: Món dƣa muối .8 Hình 1.3: Hành Hình 1.4:Rau xà lách Hình 1.5: Rau cải 10 Hình 1.6 Cà chua .11 Hình 2.1: Máy hấp thụ nguyên tử lửa AA240FS 25 Hình 2.2 : Lị nung 25 Hình 2.3: Cân phân tích 26 Hình 2.4 Hình ảnh mẫu nghiên cứu 28 Hình 3.1 Đồ thị đƣờng chuẩn Cd .30 SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền MỞ ĐẦU Nƣớc ta nƣớc có khí hậu nhiệt đới gió mùa đƣợc thiên nhiên ƣu đãi nên có nguồn rau dồi quanh năm Rau đƣợc trồng nhiều nơi để đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng hàng ngày, rauđã trở thành nguồn thực phẩm cần thiết quan trọng thiếu đƣợc bữa ăn hàng ngày, nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, vi lƣợng, chất xơ,… thay đƣợc cho thể ngƣời Thế nhƣng vấn đề an toàn rau đƣợc đặt cấp thiết hết, có nhiều vụ việc ngộ độc rau gây nguy hiểm đến tính mạng ngƣời xảy khắp nơi nhƣ tƣợng ngộ độc kim loại Cadmi Nhật ản ngộ độc đồng Hà an gây Trong thực tế rau loại thực phẩm dễ bị ô nhiễm so với loại nông sản khác Nguy bị ngộ độc ăn rau cao nơng sản khác rau đƣợc ngƣời tiêu dùng sử dụng sau thu hoạch rau đƣợc dùng ăn sống nên yếu tố gây ô nhiễm rau dễ tác động làm ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khoẻ ngƣời tiêu dùng Rau bị nhiễm độc nhiễm kim loại nặng, vi trùng ký sinh trùng, dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật….Trong ngộ độc thực phẩm kim loại nặng đƣợc quan tâm nhiều tác hại khôn lƣờng sức khỏe ngƣời tiêu dùng gia tăng loại nguy ô nhiễm sống Có nhiều nguyên tố kim loại nặng nguồn gây nhiễm thực phẩm nhƣ Pb, Hg, Cd, As việc nghiên cứu xác định hàm lƣợng kim loại nặng thực phẩm vấn đề quan tâm toàn giới Để xác định kim loại thực phẩm nói chung rau nói riêng, có nhiều phƣơng pháp khác Tuy nhiên phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử phƣơng pháp có nhiều ƣu việt (là phƣơng pháp đại, điều kiện định cho phép phân tích đồng thời lƣợng nhiều vết kim loại đối tƣợng phân tích khác với độ nhạy, độ xác độ tin cậy cao….) Đã có nhiều đề tài nghiên cứu vấn đề ô nhiễm rau củ nƣớc, nhƣng nghiên cứu tổng quan ô nhiễm rau, đặc biệt ô nhiễm kim loại nặng địa bàn tỉnh Nghệ Anhiện hạn chế Xuất phát từ lý nên chọn đề tài: “ Nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại Cadmi số loại rau đất trồng rau tạixã Quỳnh Lương huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS” Quỳnh ƣơng xã miền biển thuộc vùng bãi ngang thuộc huyện Quỳnh lƣu với rau màu trồng chủ yếu Ở ngƣời dân có kinh nghiệm truyền thống sản xuất lâu năm, địa phƣơng đầu việc áp dụng tiến khoa học – kĩ thuật sản xuất, nhờ năm qua xã ln địa phƣơng có SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền suất, sản lƣợng lớn huyện Diện tích đất nơng nghiệp Quỳnh lƣơng 511,23 ha, đất nơng nghiệp chiếm 248 Trong tổng diện tích đất nơng nghiệp gần 200ha đƣợc chuyển sang trồng rau, phần lại trồng ngô, lạc Để thực đề tài này, tập trung giải nhiệm vụ sau: Chọn điều kiện tối ƣu đo phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F- AAS) củaCd Xây dựng đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát giới hạn định lƣợng phƣơng pháp Xác định độ lặp lại hiệu suất thu hồi phƣơng pháp Áp dụng để xác định hàm lƣợng Cd số mẫu rau đất xã Quỳnh ƣơng - Quỳnh ƣu – Nghệ An SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu kim loại nặng Cd vai trị , chức năng, tính độc 1.1.1 Giới thiệu chung kim loại nặng Kim loại nặng kim loại có tỷ trọng lớn 5g/cm3 thông thƣờng kim loại kim liên quan đến ô nhiễm độc hại Tuy nhiên chúng bao gồm nguyên tố kim loại cần thiết cho số sinh vật nồng độ thấp (Adriano, 2001) Kim loại nặng đƣợc đƣợc chia làm loại: kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…), kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…) Kim loại nặng diện tự nhiên có đất nƣớc, hàm lƣợng chúng thƣờng tăng cao tác động ngƣời Ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu tác động ngƣời nhƣ bón phân, bã bùn cống thuốc bảo vệ thực vật, hoạt động cơng nghiệp hay lắng đọng từ khơng khí… chúng vào môi trƣờng đất nƣớc làm môi trƣờng đất nƣớc bị ô nhiễm, làm cho động vật thực vật sinh sống khu vực có khả nhiễm kim loại nặng Các kim loại hoạt động ngƣời nhƣ As, Cd, Cu, Ni Zn thải ƣớc tính nhiều so với nguồn kim loại có tự nhiên, đặc biệt chì 17 lần 1.1.2 Nguyên tố Cadmi (Cd) 1.1.2.1 Trạng thái tự nhiên[1], [2] Cd có 19 đồng vị, tám đồng vị bền gặp tự nhiên chủ yếu đồng vị 114 Cd (28% ) 112Cd (24,2% ) Trong đồng vị phóng xạ 100Cd có chu kỳ bán hủy 470 ngày đêm bền Các quặng chứa Cadmi phát thấy chúng có lƣợng nhỏ.Greenockit (CdS), khống chất cadmi có tầm quan trọng, gần nhƣ thƣờng xuyên liên kết với sphalerit (ZnS) Do vậy, Cadmi đƣợc sản xuất chủ yếu nhƣ phụ phẩm từ việc khai thác, nấu chảy tinh luyện quặng sulfua kẽm, mức độ thấp từ quặng chì đồng Một lƣợng nhỏ Cadmi, khoảng 10% mức tiêu thụ, đƣợc sản xuất từ nguồn thứ cấp, chủ yếu từ bụi sinh tái chế phế thải sắt thép 1.1.2.2 Tính chất l - h [1] Cadmi nguyên tố hóa học bảng tuần hồn ngun tố có ký hiệu Cd số nguyên tử 48 Thuộc nhóm II , kim loại chuyển tiếp tƣơng đối hiếm, mềm Ở dạng đơn chất Cd có màu trắng bạc, nhƣng để khơng khí ẩm bị phủ lớp oxit mỏng Có khối lƣợng riêng lớn, có nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi thấp so với kim loại nặng, có độ bay cao.Ở SV: Tăng Thị Thương Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền 1.4.3 Phương pháp xử lý khô- ướt kết hợp Nguyên tắc:Mẫu đƣợc phân hủy chén cốc nung Trƣớc tiên ngƣời ta thực xử lý ƣớt sơ lƣợng nhỏ axit chất phụ gia, để phá vỡ sơ cấu trúc ban đầu hợp chất mẫu tạo điều kiện giữ số nguyên tố bay nung Sau mâu nung nhiệt độ thích hợp Vì lƣợng axit dùng để xử lý thƣờng ¼ hay 1/5 lƣợng cần dùng cho xử lý ƣớt Sau nung nhanh trình xử lý triệt để xử lý ƣớt, đồng thời lại hạn chế đƣợc số kim loại nung Do tận dụng đƣợc ƣu điểm hai kỹ thuật xử lý ƣớt xử lý khô, giảm bớt đƣợc hóa chất xử lý ƣớt, sau hịa tan mẫu thu đƣợc dung dịch mẫu trong, khơng cịn chất hữu tro hóa ƣớt bình thƣờng Ưu nhược điểm c phương pháp: + Hạn chế đƣợc số chất phân tích dễ bay hơi, tro hóa triệt để, sau hịa tan tro cịn lại có dung dịch mẫu + Khơng phải dùng nhiều axit tinh khiết cao tốn kém, thời gian xử lý nhanh tro hóa ƣớt, khơng phải đuổi axit dƣ lâu, nên hạn chế đƣợc nhiễm bẩn, phù hợp cho nhiều mẫu khác để xác định kim loại… SV: Tăng Thị Thương 24 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 2.1 Thiết bị , dụng cụ , hóa chất 2.1.1 Thiết bị, dụng cụ - Máy hấp thụ nguyên tử lửa F-AAS hãng AA240FS VARIAN Phịng phân tích trƣờng đại Vinh Hình 2.1: Máy hấp thụ nguyên tử lửa AA240FS Hình 2.2 : Lị nung SV: Tăng Thị Thương 25 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền Hình 2.3: Cân phân tích - Bếp từ - Các loại bình định mức: 10ml, 20ml, 50ml,100ml, 500ml 1000ml - Ống đong, pipet, cốc thủy tinh, bếp từ, kẹp gỗ, tủ sấy…… Các bình định mức đựng mẫu dung dịch chuẩn phải đƣợc tráng làm khô dung dịch HNO3 2% trƣớc đƣa vào sử dụng 2.1.2 Hoá chất Do yêu cầu nghiêm ngặt phép đo nên nƣớc cất, hóa chất phải có độ tinh khiết cao, q trình nghiên cứu chúng tơi dùng hóa chất sau: - Dung dịch chuẩn Cd2+ 1000 ppm Merck - Axit HNO3 65% Merck, HNO3 2% Merck - Axit H2SO4 63% - Nƣớc cất hai lần đề ion 2.1.3 Ph chế hó chất - Từ dung dịch chuẩn Cd2+ 1000ppm, pha thành dung dịch có nồng độ 0,05ppm; 0,1ppm; 0,2ppm; 0,4ppm; 0,6ppm; 0,8ppm; 1ppm; 2ppm; 5ppm 2.2 Lấy mẫu Chúng tiến hành lấy rau xã Quỳnh ƣơng – xã trồng cung cấp rau cho nhiều nơi tỉnh SV: Tăng Thị Thương 26 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền B ng 2.1.Vị trí thời gian lấy mẫu ST T Loại mẫu Địa điểm lấy mẫu Kí hiệu mẫu Đặc điểm Cải bẹ Xóm 6, xã Quỳnh ƣơng CB Rau đƣợc trồng vào mùa lạnh với diện tích lớn, có sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu Hành Xóm 6, xã Quỳnh ƣơng HL Đƣợc trồng quanh năm với diện tích lớn, có sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu Xà lách Xóm 7, xã Quỳnh ƣơng XL Rau đƣợc trồng vào mùa lạnh với diện tích lớn, có sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu Rau cải Xóm 7, xã R Quỳnh C ƣơng N Rau đƣợc trồng vào mùa lạnh với diện tích lớn, có sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu Cà chua Xóm 8, xã Quỳnh ƣơng CC Đƣợc trồng với diện tích lớn, có sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu Đất Xóm 6,7,8 xã Quỳnh ƣơng Đ Đất có sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu SV: Tăng Thị Thương 27 Thời gian lấy mẫu Các mẫu đƣợc lấy vào trƣa ngày 04 / 03 / 2016 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền Hình 2.4 Hình nh mẫu nghiên cứu Tất có mẫu, mẫu lấy 1kg, rau đƣợc đƣa phòng thí nghiệm sau rửa rửa lại nƣớc cất hai lần,cắt nhỏ khoảng 1cm cho vào túi nilong ký hiệu mẫu bao bì bảo quản ngăn đá tủ lạnh Đất đƣợc phơi khô nơi thoáng mát, nghiền mịn, sàng qua rây nhiều lần, bỏ vào túi nilon kín đƣa đến phịng thí nghiệm 2.3 Xử lý mẫu Mẫu đƣợc tiến hành xử lý mẫu theo phƣơng pháp xử lý mẫu khô - ƣớt kết hợp.Quy trình phá mẫu phƣơng pháp khơ – ƣớt nhƣ sau: Cân25g mẫu đƣợc nghiền nhỏ cho vào chén sứ, đem vào tủ sấy sấy 100 C 60 phút Sau thêm 3ml H2SO4 63%, trộn đun chén bếp điện cho mẫu sôi nhẹ đến khô thành than đen Sau đem nung nhiệt độ 500 5500Ctrong đến than đenchuyển sang tro trắng Thêm tiếp3ml HNO3 63%, đun bếp điệncho đến chuyển sang dạng muối ẩm, tráng nƣớc đề ion,lọc vào bình định mức 25ml, định mức tới vạch axit HNO3 2% Sau đem xác định thiết bị AAS SV: Tăng Thị Thương 28 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Lựa chọn điều kiện thực nghiệm để đo phổ Cadmi Dựa vào tài liệu tham khảocủa máy với yêu cầu xác định vi lƣợng nguyên tố lựa chọn thông số máy để đo phổ cadmi nhƣ sau B ng 3.1 Các điều kiện đo phổ F- AAS c a Cd Nguyên tố Các thông số Cd Đèn catot rỗng Cd Nguồn Loại đèn Cao Cƣờng độ dòng đèn(mA) Vạch phổ hấp thụ(nm) Độ rộng khe (nm) 10 228,8 0,5 C2H2 – khơng Khí lửa khí nén Thời gian chờ (giây) 10 Thời gian đo (giây) Tốc độ dẫn khí ( L/phút ) 1,8 3.2 Xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát ( LOD ) giới hạn định lƣợng (LOQ ) Phƣơng trình đƣờng chuẩn : y= A.x + B Trong đó: y : độ hấp thụ Cd x: nồng độ Cd2+ mẫu  Giới hạn phát (LOD) OD đƣợc xem nồng độ thấp chất phân tích mà hệ thống phân tích cịn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu mẫu trắng hay tín hiệu  Giới hạn định lƣợng (LOQ) OQ đƣợc xem nồng độ thấp mà hệ thống định lƣợng đƣợc với tín hiệ phân tích khác có ý nghĩa định lƣợng với tín hiệu mẫu trắng hay tín hiệu đạt độ tin cậy ≥ 95% Cách tính nhƣ sau : Giới hạn phát chất i theo đƣờng chuẩn : LOD : SV: Tăng Thị Thương 29 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền Giới hạn định lƣợng chất i theo đƣờng chuẩn : LOQ = 3.2.1 Xây dựng đường chuẩn Để khảo sát khoảng tuyến tính xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn Cd tơi tiến hành chuẩn bị dãy mẫu chuẩn có nồng độ biến thiên từ 0,05ppm đến 5ppm HNO3 2% Tiến hành đo cƣờng độ hấp thụ máy AAS Kết thu đƣợc biểu diễn bảng sau B ng 3.2 B ng kh o sát nồng độ tuyến tính c a Cd Nồng độ(ppm 0,05 0,1 0.2 0,4 0,6 0,8 ) Abs 0,0089 0,0168 0,0225 0,617 0,0832 0,1139 0,1361 0,2512 0,6172 Từ bảng số liệu xây dựng đƣợc phƣơng trình đƣờng chuẩn sau : y = 0,122x + 0,007 R² = 0.999 Abs - Cd Đƣờng chuẩn cuả Cd 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 y = 0.1223x + 0.0078 R² = 0.9991 Conc - Cd Hình 3.1 Đồ thị đường chuẩn c a Cd 3.2.2 Giới hạn phát giới hạn định lượng Trong đề tài này, xác định OD OQ đƣợc thực dựa đƣờng chuẩn Tiến hành chạy lặp lại điểm chuẩn nồng độ thấp 0,1ppm 10 lần, tính giá trị độ lệch chuẩn (SD) 10 lần lặp lại, dựa vào độ dốc đƣờng chuẩn tính tốn giá trị LOD, LOQ theo cơng thức sau: ; Trong đó: - SD : Độ lệch chuẩn 10 chuẩn nồng độ 0.1 ppm - A : Độ dốc đƣờng chuẩn SV: Tăng Thị Thương 30 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền B ng 3.3 Kết qu chạy lặp lại điểm chuẩn nồng độ thấp 0,1ppm 10 lần Mẫu chuẩn C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 Ctb SD A Abs 0,0204 0,0206 0,0199 0,0208 0,0215 0,0216 0,0212 0,0201 0,0224 0,0215 0,02 7,77.10-4 0,122 Từ công thức ta tính đƣợc giá trị LOD LOQ dung dịch chuẩn lặp lại nhƣ sau Giới hạn phát Cd phép đo F – AAS theo đƣờng chuẩn : LOD = = 0.021 Giới hạn định lƣợng Cd phép đo F – AAS theo đƣờng chuẩn : LOQ = = 0.064 3.2.3 Kh o sát độ lặp lại c máy Độ lặp lại đƣợc dùng để đánh giá định lƣợng độ phân tán kết phân tích Đại lƣợng đặc trƣng cho độ gần giá trị trung bình hai hay nhiều phép đo nhận đƣợc điều kiện giống Để xử lý thống kê đánh giá kết thực nghiệm sai số độ lặp lại phƣơng pháp, áp dụng theo công thức sau: ̅ √∑ - Độ lệch chuẩn: √∑ ̅ Trong đó: n số lần phân tích lặp lại mẫu k số bậc tự (k= n-1) xi giá trị phân tích lần thứ i x giá trị phân tích trung bình n lần - Độ lệch tƣơng đối - Độ xác : ̅ ̅ (t chuẩn Student với độ tin cậy phép đo p = 0,95 ; k = n-1) tra bảng phân phối student - kỹ thuật phân tích cảm quan ta có t = 4,3 ) SV: Tăng Thị Thương 31 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền Ta suy khoảng tin cậy giá trị phân tích x     x  Đánh giá độ lặp lại dựa độ lệch chuẩn tƣơng đối (RSD) độ biến thiên Để đánh giá độ lặp lại máy AAS thực chạy lặp lại liên tục lần với nồng độ chất chuẩn 0,8 ppm (bảng 3.4) Tính tốn độ lệch chuẩn độ lệch chuẩn tƣơng đối theo nồng độ mẫu sau lần chạy theo công thức sau: B ng 3.4 Độ lặp lại c a máy AAS 0,1198 0,1220 ̅ = 0,12215 0,1221 Độ hấp thụ quang 0,1225 0,1234 0,1231 Độ lệch chuẩn: SD Độ lệch chuẩn tƣơng đối: RSD (%) Độ xác:  0,0013 1,06 0,0023 0,11985 < µ< 0,12445 Khoảng tin cậy: µ Từ kết bảng 3.4 ta thấy giá trị thu đƣợc có độ lặp tƣơng đối tốt giá trị SD RSD bé 3.3 Khảo sát hiệu suất thu hồi phƣơng pháp Để đánh giá hiệu suất thu hồi phƣơng pháp ta tiến hành phân tích mẫu theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn Ta tiến hành kiểm tra hiệu suất thu hồi hai kim loại mẫu cà chua Hiệu suất thu hồi mẫu đƣợc tính theo cơng thức : H= Trong : (%) : nồng độ mẫu thêm chuẩn nồng độ thêm chuẩn : nồng độ mẫu Các giá trị nồng độ mẫu, nồng độ mẫu thêm chuẩn, nồng độ thêm chuẩn kim loại đƣợc xác định dƣa mât độ quang đo phƣơng trình đƣờng chuẩn xây dựng trƣớc SV: Tăng Thị Thương 32 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền B ng 3.5 Kết qu tính tốn hiệu suất thu hồi c a Cd Nồng độ thêm chuẩn (ppm) Nồng độ mẫu thêm chuẩn (ppm) Nồng độ mẫu 4,43 2,45 1,48 Hiệu suât (%) 98 ,5 0,49 98,16 Trung bình (%) 99,36 98,67 % % RSD 0,63 Từ kết thu đƣợc cho thấy sử dụng phƣơng pháp để xử lý mẫu để xác định Cd thực phẩm Kết xác định hàm lƣợng Cd mẫu rau đất Dƣa vào giá trị độ hấp thụ A đƣờng chuẩn xây dựng , xác định đƣợc nồng độ Cd mẫu rau đất qua xử lí Hàm lƣợng chất phân tích đƣợc tính theo cơng thức : X= Trong : X : hàm lƣợng kim loại thể tích mẫu đem đo (mg/kg) : nồng độ chất mẫu đo theo đƣờng chuẩn (mg/l) : thể tích dung dịch mẫu định mức (25 ml ) Với mẫu dung dịch đƣợc chuẩn bị bao gồm mẫu rau mẫu đất , đƣợc đo điều kiện tối ƣu Kết xác định hàm lƣợng Cd mẫu rau kết trung bình lần đo B ng 3.6 Kết qu xác định hàm lượng Cd STT Mẫu rau Hàm lƣợng mẫu rau (mg/kg) Cà Chua Hành Cải Dƣa Cải Thìa Xà Lách Đất 0,0043 0,0112 0,0113 0,017 0,0075 0,0252 SV: Tăng Thị Thương 33 u đất Giới hạn cho phép (mg/kg mg/l) 0,2 0,05 0,2 1,5 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền Nhận xét : Kết phân tích cho thấy : - Trong mẫu rau phát có chứa Cd với hàm lƣợng nằm giới hạn cho phép BYT - Riêng với Cà Chua hàm lƣợng Cd mẫu mức thấpvà khơng có quy định hàm lƣợng kim loại nên chƣa thể kết luận đƣợc - Đối với mẫu đất, lƣợng Cd mức cao hẳn so với mẫu rau xét cho thấy có tích trữ tồn dƣ Cd đất theo thời gian SV: Tăng Thị Thương 34 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền KẾT LUẬN Trong phạm vi đề tài đƣợc giao: “Xác định hàm lƣợng kim loại nặng Cd số loại rau đất trồng rau Quỳnh ƣơng - Quỳnh ƣu – Nghệ An phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS”tôi tiến hành nghiên cứu làm thực nghiệm, từ chứng khoa học thu đƣợc kết nhƣ sau: Trên sở lựa chọn thông số chạy máy chọn đƣợc điều kiện thực nghiệm phù hợp cho việc xác định Cd phép đo phổ hấp thụ nguyên tử lửa F-AAS Đã xác địnhgiới hạn định lƣợng giới hạn phát phép đo theo đƣờng chuẩn LOD = 0,021 LOQ = 0,064 Đánh giá sai số độ lặp lại phƣơng pháp F- AAS Chọn đƣợc điều kiện phù hợp để lấy mẫu xử lý mẫu rau Xác định đƣợc hàm lƣợng kim loại Cd số loại rau từ đánh giá đƣợc tình trạng rau địa bàn huyện Quỳnh ƣu tỉnh Nghệ An Vì điều kiện thời gian nên chúng tơi chƣa có điều kiện phân tích đƣợc nhiều loại rau loại thời điểm sử dụng nguồn nƣớc tƣới, phân bón hóa học chất kích thích lên rau để xác định thời gian khai thác sản phẩm Bên cạnh số liệu phân tích cịn nghèo nàn cần phải có cơng trình nghiên cứu sâu sắc đầy đủ Đề xuất: Với phạm vi hẹp nghiên cứu trực tiếp số kim loại nặng nhƣ Cd Tuy nhiên thành phần rau xanh số kim loại nặng nhƣ Pb, Cr, As, Mn, Ni, Fe, Cu… mà chuyên đề chƣa đề cập đến đƣợc Tôi mong cần có chuyên đề nghiên cứu hàm lƣợng kim loại để rau xanh thực nguồn thực phẩm an toàn cho sức khỏe cộng đồng Đó mong muốn tồn xã hội câu trả lời nhà khoa học SV: Tăng Thị Thương 35 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Nhâm, Hố học vơ tập 3, NXB Giáo dục năm 2005 https://vi.wikipedia.org/wiki/Cadimi Phạm Thị Trân Châu, Trần Thi Láng (1999), Hóa sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội Trịnh Thị Thanh (2001), Độc học môi trường sức khoẻ người, NXB Khoa học kỹ thuật QCVN 8-2:2011/BYT – quy chuẩn kỹ thuật quốc gia giới hạn ô nhiễm kim loại nặng thực phẩm TS Lê Thị Khánh , Bài giảng “ Cây Rau” , Đại học Nông Lâm Huế Trịnh Thị Thanh (2001), Độc học môi trường sức khoẻ người, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Thị Phƣơng Anh (2007), Giáo trình Độc học môi trường Đại học Bách Khoa Nguyễn Ngọc Ẩn, Dƣơng Thị Bích Huệ, “Hiện trạng nhiễm kim loại nặng rau xanh ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh” , Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM 10 Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi,Cơ sở hóa học phân tích, NXB KH KT,2002 11 B.U.Teploukhop (1961), Phântích kim loại, Phan Hồng Thi, Trần Văn Biên dịch, Nhà xuất Công nghiệp, tr88., 12 Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xn Trung (2003)Các phương pháp phân tích cơng cụ - phần hai - Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội 13 Phạm Luận, Trần Chƣơng Huyến, Từ Vọng Nghi (1990), Một số phương pháp phân tích điện hóa đại, Đại học tổng hợp Hà Nội 14 PGS.TS, Nguyễn Khắc Nghĩa, Bài giảng phân tích quang học, Đại học Vinh 15 Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội 16 TS Đinh Thị Trƣờng Giang, Bài giảng Phương pháp xử lý mẫu phân tích, Đại học Vinh 17 Phạm Luận (1999), Giáo trình hướng dẫn vấn đề sở c a kỹ thuật xử lý mẫu phân tích- Phần 1: Những vấn đề chung, ĐHKHTN- ĐHQG Hà Nội SV: Tăng Thị Thương 36 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền 18 Nguyễn Thị Bích Tiền “Nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại đồng, chì, Cadmi số loại rau thành phố Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ”.Luận văn thạc sỹ hóa học 19 Voica C., Dehelean A., A Iordache, I (2012), “Geana Method Validation For Determination Of Metals In Soils By Icp-Ms” Romanian Reports In Physics 20 Monali M K(2012), “Quantitative analysis of heavy metals from vegetable of Amba Nalain Amravati District” Der Pharma Chemica, vol 4(6), 21 Orhan Acar, “Ev lu tion of c dmium, lead, copper, iron and zinc in Turkish dietary vegetable oils and olives using electrothermal and flame atomic absorption spectrometry” Gazi University, Atatürk Occupational High School SV: Tăng Thị Thương 37 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Mai Thị Thanh Huyền PHỤ LỤC GIỚI HẠN TỐI ĐA KIM OẠI TRONG THỰC PHẨM ( QĐ ố 46/2007QĐ-BYT 19/2007) Tên kim loại Tên sản phẩm Antimon (Sb) Arsen (As) Cadmi (Cd) Chì (Pb) Thủy ngân Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Sữa sản phẩm sữa 1,0 0,5 1,0 0,02 0,05 30 40 Thịt sản phẩm thịt 1,0 1,0 0,05 0,1 0,05 20 40 Dầu, mỡ 1,0 0,1 1,0 0,1 0,05 0,5 40 Chè sản phẩm chè 1,0 1,0 1,0 2,0 0,05 150 40 Café 1,0 1,0 1,0 2,0 0,05 30 40 Cacao sản phẩm cacao 1,0 1,0 0,5 2,0 0,05 70 40 Gia vị 1,0 5,0 1,0 2,0 0,05 30 40 Nƣớc chấm 1,0 1,0 1,0 2,0 0,05 30 40 Sản phẩm rau, (trừ nƣớc 1,0 1,0 0,2 0,3 0,05 30 40 ép rau, quả) Nƣớc ép rau, 0,15 0,1 1,0 0,05 0,05 10 5,0 Đồ uống có cồn 0,15 0,2 1,0 0,5 0,05 5,0 2,0 Nƣớc giải khát cần pha loãng trƣớc dùng 0,15 0,5 1,0 0,05 10 25 Nƣớc giải khát dùng 0,15 0,1 1,0 0,05 2,0 5,0 Thức ăn cho trẻ dƣới tuổi 1,0 0,1 1,0 0,05 5,0 40 Thực phẩm đóng hộp cho trẻ dƣới 1tuổi 1tuổi 1,0 0,1 1,0 0,05 5,0 40 SV: Tăng Thị Thương 38 0,02 Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm ... 52K - Hóa Thực Phẩm Ngành : Cơng nghệ thực phẩm Tên đề tài : Nghiên cứu xác định hàm lƣợng Cadmi rau xã Quỳnh Lƣơng huyện Quỳnh Lƣu tỉnh Nghệ An Nội dung nghiên cứu ... loại rau đất trồng rau tạixã Quỳnh Lương huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS” Quỳnh ƣơng xã miền biển thuộc vùng bãi ngang thuộc huyện Quỳnh lƣu với rau màu trồng chủ... nghiên cứu tổng quan ô nhiễm rau, đặc biệt ô nhiễm kim loại nặng địa bàn tỉnh Nghệ Anhiện hạn chế Xuất phát từ lý nên chọn đề tài: “ Nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại Cadmi số loại rau đất