Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại trong đất trồng và cây thuốc ở huyện chợ đồn bắc kạn bằng phương pháp ICP MS

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM –––––––––––––––––––––– VŨ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG ĐẤT TRỒNG VÀ CÂY THUỐC Ở HUYỆN CHỢ ĐỒN - BẮC KẠN BẰNG PHƢƠNG PHÁP ICP - MS LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM –––––––––––––––––––––– VŨ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG ĐẤT TRỒNG VÀ CÂY THUỐC Ở HUYỆN CHỢ ĐỒN - BẮC KẠN BẰNG PHƢƠNG PHÁP ICP - MS Ngành: Hóa Phân tích Mã số: 8.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Cán hƣớng dẫn khoa học: TS CHU MẠNH NHƢƠNG THÁI NGUYÊN - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Những kết luận luận văn chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Thái Ngun, tháng năm 2020 Tác giả luận văn Vũ Thị Thảo i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực luận văn chun ngành Hóa Phân tích với đề tài “Nghiên cứu xác định hàm lượng số kim loại đất trồng thuốc huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn phương pháp ICP-MS”, em nhận đƣợc hỗ trợ từ thầy Với lịng biết ơn sâu sắc em xin gửi tới quý thầy giáo Khoa Hóa Học trƣờng đại học sƣ phạm Thái Nguyên lời cảm ơn chân thành Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Chu Mạnh Nhương truyền đạt cho em kiến thức chun ngành hữu ích q trình thực luận văn Nhờ có hƣớng dẫn tỉ mỉ, dạy bảo tận tình thầy mà em hồn thành tốt luận văn Trong trình thực luận văn em nhận thấy cố gắng đƣợc ý kiến đóng góp từ q thầy giáo khoa Hóa Học để luận văn em đƣợc hồn thiện Em xin kính chúc q thầy Khoa Hóa học - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên thật dồi sức khỏe, niềm tin để thực sứ mệnh cao truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Thái Nguyên, ngày 22 tháng năm 2020 Ngƣời thực Vũ Thị Thảo ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Nghệ vàng 1.1.1 Phân loại 1.1.2 Đặc điểm 1.1.3 Phân bố 1.1.4 Công dụng 1.1.5 Các thuốc từ Nghệ vàng 1.2 Giới thiệu số kim loại khả gây độc 1.2.1 Cadmi (Cd) 1.2.2 Chì (Pb) 10 1.2.3 Asen (As) 12 1.2.4 Đồng (Cu) 12 1.2.5 Niken (Ni) 13 1.3 Tổng quan xác định kim loại đất, nƣớc số thực phẩm, dƣợc phẩm 13 1.3.1 Trong nƣớc 13 1.3.2 Thế giới 14 1.4 Phƣơng pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) 16 iii 1.4.1 Đặc điểm chung ICP-MS 16 1.4.2 Nguyên tắc phƣơng pháp ICP-MS 17 1.4.3 Các trình xảy nguồn ICP 18 1.4.4 Ƣu điểm phƣơng pháp ICP-MS 18 1.4.5 Hạn chế phƣơng pháp ICP-MS 19 1.4.6 Các yếu tố ảnh hƣởng đến phép đo ICP-MS 19 1.5 Một số phƣơng pháp xử lí mẫu 20 1.5.1 Kỹ thuật xử lý ƣớt 20 1.5.2 Kỹ thuật xử lý khô 20 1.5.3 Kỹ thuật xử lý khô - ƣớt kết hợp 21 1.5.4 Kỹ thuật phân hủy mẫu lị vi sóng 21 1.6 Xử lý thống kê số liệu phân tích 22 1.6.1 Phân tích phƣơng sai (ANOVA) 22 1.6.2 Phân tích tƣơng quan 22 Chƣơng THỰC NGHIỆM 24 2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 24 2.1.1 Thiết bị 24 2.1.2 Dụng cụ 24 2.1.3 Hóa chất 24 2.2 Lấy mẫu, bảo quản mẫu xử lý mẫu đất mẫu củ Nghệ vàng 25 2.2.1 Mẫu đất 25 2.2.2 Mẫu củ Nghệ vàng 27 2.3 Xác định hàm lƣợng kim loại mẫu đất trồng mẫu củ theo phƣơng pháp ICP-MS 28 2.3.1 Quá trình phân hủy mẫu 28 2.3.2 Nghiên cứu điều kiện vận hàng máy ICP-MS 29 2.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu phân tích 30 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Kết xác định hàm lƣợng kim loại mẫu đất trồng Nghệ vàng xã huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn phƣơng pháp ICP-MS 31 iv 3.2 Hàm lƣợng kim loại củ Nghệ vàng xã huyện Chợ Đồn phƣơng pháp ICP-MS 38 3.3 Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại đất trồng nghệ vàng hàm lƣợng có củ Nghệ vàng xã huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn 45 3.4 Bƣớc đầu đánh giá hàm lƣợng kim loại mẫu tinh bột nghệ vàng thị trƣờng Chợ Đồn - Bắc Kạn 52 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT KÍ HIỆU MẪU Tên mẫu Inductively Coupled Plasma - ICP - MS Mass Spectrometry Phổ khối plasma cảm ứng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 MSP MĐ - PV MN - PV1 MN - PV2 MN - PV3 MĐ - ĐV MĐ - NP MĐ - BL MĐ - PH MĐ - RB MN - ĐV1 MN - ĐV2 MN - ĐV3 MN - BL1 MN - BL2 MN - BL3 MN - PH1 MN - PH2 MN - PH3 MN - NP1 MN - NP2 MN - NP3 MN - RB1 MN - RB2 MN - RB3 Mẫu tinh bột nghệ vàng sản phẩm Mẫu đất - Phƣơng Viên Mẫu nghệ - Phƣơng Viên Mẫu nghệ - Phƣơng Viên Mẫu nghệ - Phƣơng Viên Mẫu đất - Đông Viên Mẫu đất - Ngọc Phái Mẫu đất - Bằng Lãng Mẫu đất - Phong Huân Mẫu đất - Rã Bản Mẫu nghệ - Đông Viên Mẫu nghệ - Đông Viên Mẫu nghệ - Đông Viên Mẫu nghệ - Bằng Lãng Mẫu nghệ - Bằng Lãng Mẫu nghệ - Bằng Lãng Mẫu nghệ - Phong Huân Mẫu nghệ - Phong Huân Mẫu nghệ - Phong Huân Mẫu nghệ - Ngọc Phái Mẫu nghệ - Ngọc Phái Mẫu nghệ - Ngọc Phái Mẫu nghệ - Rã Bản Mẫu nghệ - Rã Bản Mẫu nghệ - Rã Bản vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thời gian, địa điểm lấy kí hiệu mẫu đất trồng Nghệ vàng 25 Bảng 2.2 Số khối nguyên tố đƣợc chọn để phân tích ICP-MS 29 Bảng 3.1 Tiêu chuẩn giới hạn cho phép As, Pb, Cd, Zn, Cu Cr đất nông nghiệp Việt Nam 31 Bảng 3.2 Hàm lƣợng trung bình kim loại mẫu đất trồng Nghệ vàng xã huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn 32 Bảng 3.4 Tiêu chuẩn giới hạn cho phép As, Pb, Cd, Zn Cu thảo dƣợc số quốc gia FAO/WHO 39 Bảng 3.5 Hàm lƣợng kim loại có mẫu củ Nghệ vàng xã Phƣơng Viên, Rã Bản, Đông Viên 40 Bảng 3.6 Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại đất củ nghệ vàng (As - As đất, Cd - Cd đất, Pb - Pb đất, Cu - Cu đất) 46 Bảng 3.7 Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại đất củ nghệ vàng Cr - Cr đất, Ni - Ni đất, Hg - Hg đất, Mn - Mn đất 47 Bảng 3.8 Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại đất củ nghệ vàng (Zn - Zn đất, Co - Co đất, Se - Se đất, Ba - Ba đất) 48 Bảng 3.9 Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại đất củ nghệ vàng (Ag - Ag đất, Mo - Mo đất, B - B đất, Fe - Fe đất) 49 Bảng 3.10 Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại đất củ nghệ vàng (Ca - Ca đất, Mg - Mg đất, Sb - Sb đất Sn - Sn đất) 50 Bảng 3.11 Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại đất củ nghệ vàng (Al - Al đất, Ta - Ta đất, V - V đất Be - Be đất) 51 Bảng 3.12 Hàm lƣợng kim loại nặng mẫu tinh bột nghệ vàng Công ty Nông sản Bắc Kạn 53 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ khối máy ICP-MS 17 Hình 2.1 Mẫu củ Nghệ Vàng 27 Hình 2.2 Bom phân hủy mẫu (bao thép chén teflon) 28 Hình 3.1 Hàm lƣợng As đất trồng Nghệ xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với QC2015/BTNMT 34 Hình 3.2 Hàm lƣợng Pb đất trồng Nghệ xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với QC2015/BTNMT 35 Hình 3.3 Hàm lƣợng Cd đất trồng Nghệ xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với QC2015/BTNMT 36 Hình 3.4 So sánh hàm lƣợng Cr, Cu Zn đất trồng Nghệ xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với QC2015/BTNMT 37 Hình 3.5 So sánh hàm lƣợng As củ Nghệ vàng xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn 42 Hình 3.6 So sánh hàm lƣợng Pb củ Nghệ vàng xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn 43 Hình 3.7 So sánh hàm lƣợng Cd củ Nghệ vàng xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn 44 Hình 3.8 So sánh hàm lƣợng Zn củ Nghệ vàng xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn 45 viii PHỤ LỤC PL1 PL2 PL3 PL4 PL5 PL6 PL7 PL8 PL9 PL10 PL11 PL12 PL13 PL14 PL15 ... –––––––––––––––––––––– VŨ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG ĐẤT TRỒNG VÀ CÂY THUỐC Ở HUYỆN CHỢ ĐỒN - BẮC KẠN BẰNG PHƢƠNG PHÁP ICP - MS Ngành: Hóa Phân tích Mã số: 8.44.01.18 LUẬN... tuyết xã Bằng Phúc - Chợ Đồn - Bắc Kạn, nhiên việc nghiên cứu xác định hàm lƣợng kim loại củ Nghệ vàng Chợ Đồn - Bắc Kạn chƣa có đề tài nghiên cứu Việc xác định nguyên tố kim loại, kim loại As,... đất trồng Nghệ vàng xã huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn phƣơng pháp ICP- MS 31 iv 3.2 Hàm lƣợng kim loại củ Nghệ vàng xã huyện Chợ Đồn phƣơng pháp ICP- MS 38 3.3 Tƣơng quan hàm lƣợng kim