Xác định hàm lượng một số kim loại nặng chì, cadimi, kẽm và đồng trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển cửa lò nghệ an bằng phương pháp cực phổ

Trờng đại học vinh Khoa hóa học === === trần thị ngát xác định hàm l xác định hàm l ợng một số kim loại nặng: chì, cadimi, kẽm ợng một số kim loại nặng: chì, cadimi, kẽm và đồng trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển cửa lò và đồng trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển cửa lò - nghệ an bằng ph - nghệ an bằng ph ơng pháp cực phổ ơng pháp cực phổ khóa luận tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: hóa thực phẩm Vinh, 2010 Lời cảm ơn Để hoàn thành đợc khóa luận này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên TS. Phan Thị Hồng Tuyết đã giao đề tài, hết lòng hớng dẫn, chỉ bảo, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quí báu cho em trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận. Em xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Hoá học, Ban giám hiệu trờng Đại học Vinh, cùng các thầy cô giáo và các cô kỹ thuật viên phòng thí nghiệm khoa Hoá đã hết lòng tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành khóa luận này. Tuy nhiên, trong bản khóa luận chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót nên rất mong quí thầy cô và các bạn góp ý để em hoàn thiện bản khóa luận của mình và học hỏi, rút kinh nghiệm cho công tác nghiên cứu sau này. Cuối cùng, một lần nữa em xin gửi đến tất cả những ngời đã quan tâm, giúp đỡ em hoàn thành khóa luận lời cảm ơn chân thành nhất ! Vinh, tháng 5 năm 2010 Tác giả Trần Thị Ngát 2 Mục lục Trang Mở đầu Chơng 1: TổNG QUAN . 1.1. Giới thiệu các nguyên tố chì, cadimi, kẽm; đồng; tác dụng sinh hóa; sự tồn tại trong một số loài thực phẩm 1.1.1. Giới thiệu các nguyên tố Pb, Cd, Zn, Cu 1.1.1.1. Nguyên tố Pb . 1.1.1.2. Nguyên tố Cd 1.1.1.3. Nguyên tố Zn . 1.1.1.4. Nguyên tố Cu 1.1.2. Tác dụng sinh hóa của Pb, Cd, Zn, Cu 1.1.2.1 Tác dụng sinh hóa của Pb . 1.1.2.2. Tác dụng sinh hóa của Cd . 1.1.2.3. Tác dụng sinh hóa của Zn . 1.1.2.4. Tác dụng sinh hóa của Cu . 1.1.3 Qui trình tích lũy kim loại nặng trong chuỗi thực phẩm . 1.2. Sự tích tụ các nguyên tố Pb, Cd, Zn, Cu trong một số loài nhuyễn thể 1.3. Giới hạn an toàn của kim loại nặng: Pb, Cd, Zn, Cu trong thực phẩm 1.4. Các phơng pháp xác định Pb, Cd, Zn, Cu . 1.4.1. Phơng pháp trọng lợng 1.4.2. Phơng pháp đo quang 1.4.3. Phơng pháp phổ phát xạ nguyên tử . 1.4.4. Phơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử . 1.4.5. Phơng pháp cực phổ 1.4.5.1. Cơ sở của phơng pháp . 1.4.5.2. Phạm vi ứng dụng của phơng pháp . 1.4.5.3. Quy trình của phơng pháp phân tích cực phổ . 1.4.5.4. Các phơng pháp phân tích cực phổ 1.4.6. Phơng pháp Von-Ampe hòa tan xung vi phân 1.5. Các phơng pháp xử lý mẫu 1.5.1. Phơng pháp vô cơ hóa mẫu ớt . 1.5.2. Phơng pháp vô cơ hóa mẫu khô 1.5.3. Phơng pháp vô cơ hóa mẫu khô - ớt kết hợp . Chơng 2: phơng pháp thực nghiệm . 2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 2.1.1. Thiết bị, dụng cụ . 2.1.2. Hóa chất 2.1.3. Pha chế dung dịch . 2.1.3.1. Pha chế dung dịch Mg(NO 3 ) 2 10% . 2.1.3.2. Pha chế dung dịch H 2 SO 4 75% 2.1.3.3. Pha chế dung dịch HCl 2% . 2.1.3.4. Pha chế dung dịch HCl 1/1 2.2. Lấy mẫu và xử lý mẫu (phân hủy mẫu) sử dụng phơng pháp khô - ớt kết hợp . 2.2.1. Lấy mẫu . 2.2.2. Chuẩn bị mẫu 2.2.3. Xử lý mẫu Chơng 3: kết quả và thảo luận 3.1. Điều kiện chung để xác định đồng thời hàm lợng Pb, Cd, Zn, Cu trong một số loài nhuyễn thể bằng phơng pháp cực phổ 3.2. Kết quả xác định đồng thời hàm lợng Pb, Cd, Zn, Cu trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Cửa Lò-Nghệ An bằng phơng pháp cực phổ 3.2.1. Kết quả xác định hàm lợng Pb 3.2.2. Kết quả xác định hàm lợng Cd 3.2.3. Kết quả xác định hàm lợng Zn 3.2.4. Kết quả xác định hàm lợng Cu 3.3. Các đờng cong cực phổ đồ thu đợc khi hòa tan đồng thời hàm l- ợng Pb, Cd, Zn, Cu trong mẫu trắng và mẫu thực . Kết luận . Tài liệu tham khảo . Danh mục các bảng Bảng 1.1: Hàm lợng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Senegal Bảng 1.2: Hàm lợng cadimi trong loài Brachidontes pharaonis và loài Pinctada radiata ở vịnh Akkuyu, Thổ Nhĩ Kỳ Bảng 1.3: Hàm lợng chì và cadimi trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Đà Nẵng Bảng 1.4: Hàm lợng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Đà Nẵng Bảng 1.5: Quy định lợng ăn vào tối đa cho phép hàng ngày và hàng tuần của chì và cadi mi trong thực phẩm . Bảng 1.6: Giới hạn cho phép hàm lợng đồng và kẽm trong thực phẩm . Bảng 3.1: Kết quả xác định hàm lợng đồng (Cu) trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Cửa Lò . Bảng 3.2: Kết quả xác định hàm lợng chì (Pb) trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Cửa Lò Bảng 3.3: Kết quả xác định hàm lợng cadimi (Cd) trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Cửa Lò . Bảng 3.4: Kết quả xác định hàm lợng kẽm (Zn) trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Cửa Lò . Danh mục các hình Hình 1.1: Quy trình tích lũy kim loại theo dây chuyền thực phẩm Hình 2.1: Sơ đồ xử lý mẫu Hình 3.1: Đờng cong vôn - ampe hoà tan đồng thời hàm lợng chì, cadimi, kẽm, đồng trong mẫu trắng . Hình 3.2: Đờng cong vôn - ampe hoà tan đồng thời hàm lợng chì, cadimi, kẽm, đồng trong mẫu ngao Hình 3.3: Đờng cong vôn - ampe hoà tan đồng thời hàm lợng chì, cadimi, kẽm, đồng trong mẫu sò lông trởng thành Hình 3.4: Đờng cong vôn - ampe hoà tan đồng thời hàm lợng chì, cadimi, kẽm, đồng trong mẫu sò Hình 3.5: Đờng cong vôn - ampe hoà tan đồng thời hàm lợng chì, cadimi, kẽm, đồng trong mẫu sò lông Mở đầu Xã hội ngày càng phát triển, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã và đang làm gia tăng nguy cơ gây ô nhiễm môi trờng, trong đó phải kể đến hàm lợng kim loại nặng. Các kim loại nặng theo nguồn nớc thải chảy qua sông và cuối cùng là chảy ra biển. Nh vậy, biển là cái thùng khổng lồ chứa rất nhiều kim loại nặng với các thành phần khác nhau, dẫn đến làm ảnh hởng đến hệ sinh thái. Nhuyễn thể hai mảnh vỏ là các nguồn thực phẩm giàu đạm và có giá trị xuất khẩu cao. Chúng sống trong môi trờng nớc nên sự tích tụ kim loại nặng là điều tất yếu. Đặc biệt chúng là chỉ thị sinh học phục vụ cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm bởi kim loại nặng. Vì vậy việc xác định thành phần và hàm lợng kim loại nặng trong nhuyễn thể có ý nhĩa rất quan trọng. Có nhiều cách xác định hàm lợng kim loại trong đó phơng pháp Von-ampe hoà tan anot xung vi phân trên điện cực giọt thuỷ ngân treo (DPP-HMDE) là phơng pháp có độ chính xác, độ chọn lọc, độ nhạy và độ tin cậy cao, có thể xác định đợc hàm lợng các kim loại có nồng độ thấp. Chính vì những lý do trên mà tôi chọn đề tài: Xác định hàm lợng một số kim loại nặng: Chì, cadimi, kẽm và đồng trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Cửa Lò-Nghệ An bằng phơng pháp cực phổ, để làm đề tài khoá luận tốt nghiệp đại học. 8 Chơng 1 tổng quan 1.1. GIớI THIệU CáC NGUYÊN Tố Pb, Cd, Zn, Cu tác dụng sinh hóa, sự tồn tại trong một số thực phẩm 1.1.1. Giới thiệu về nguyên tố Pb, Cd, Zn, Cu [7, 16, 17] 1.1.1.1. Nguyên tố Pb Chì có số thứ tự: Z= 82. Chì (Pb) thuộc phân nhóm chính nhóm IV, chu kỳ 6 trong bảng hệ thống tuần hoàn. Trữ lợng trong thiên nhiên của chì là 1.10 -4 % tổng số nguyên tử của vỏ trái đất, tức là nguyên tố ít phổ biến. Chì là kim loại màu xám thẫm, rất mềm. ở điều kiện thờng chì bị oxy hoá tạo thành lớp oxít màu xám xanh bao bọc trên mặt bảo vệ chì không tiếp tục bị oxy hoá nữa. Pb tan đợc trong các axít. Chì chỉ tơng tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohidric loãng và axit sunfuric dới 80% vì bị bao bởi lớp muối khó tan (PbCl 2 và PbSO 4 ) nhng với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan: PbCl 2 + 2HCl = H 2 PbCl 4 PbSO 4 + H 2 SO 4 = Pb(HSO 4 ) 2 Pb dễ dàng tác dụng với axit HNO 3 ở bất kỳ nồng độ nào, có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác. Chì đợc dùng để làm tấm điện cực trong ăcquy, dây cáp điện, đầu đạn và các ống dẫn trong công nghiệp hoá học. Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia rơnghen nên đợc dùng làm những tấm bảo vệ khi làm việc với những tia đó. Chì và các hợp chất của chì đều rất độc, nên khi tiếp xúc cần phải cẩn thận. 1.1.1.2. Nguyên tố Cd Cadimium (Cd) là nguyên tố hoá học thuộc nhóm IIB, chu kỳ 5 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học, số thứ tự 48, nguyên tử khối 112,41. 9 Cd là kim loại nặng, mềm, màu trắng xanh, dễ nóng chảy, khối lợng riêng 8,65 g/cm 3 , t nc = 32 o C, t s = 767 o C, nhiệt thăng hoa 112 kJ/mol, độ dẫn điện 13. Trong không khí ẩm chúng dần dần bị bao phủ bởi lớp oxit nên mất tính ánh kim và không bị gỉ. Khi đun nóng tác dụng đợc với oxy và nợc tạo thành oxit. Dễ tan trong axit HNO 3 . Là một nguyên tố hiếm chiếm khoảng 7,6.10 -6- % tổng số nguyên tử tơng ứng trong vỏ trái đất. Trong thiên nhiên Cd thờng tồn tại trong hợp kim cùng với Zn, Cu. Cd là một kim loại độc hiện đại. Hiện nay Cd là một kim loại rất quan trọng có nhiều ứng dụng khác nhau, đặc biệt Cd đợc sử dụng chủ yếu trong mạ điện, vì nó có đặc tính không ăn mòn. Ngoài ra Cd còn đợc sử dụng làm chất màu cho công nghệ sơn và công nghệ chất dẻo và là catot cho các nguồn pin niken-cadimi; sản phẩm phụ của công nghệ luyện chì và kẽm. 1.1.1.3. Nguyên tố Zn Kẽm là tên gọi của một nguyên tố hóa học trong trong bảng hệ thống tuần hoàn có ký hiệu Zn và số hiệu nguyên tử bằng 30. Kẽm là một kim loại màu trắng xanh nhạt, ở nhiệt độ thờng nhng khi nấu đến 100 - 150 o C nó trở nên mềm, dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo dài.Trong không khí nó bị phủ bởi một lớp oxit nên mất tính ánh kim. Kẽm có khối lợng riêng là 7,13 (g/cm 3 ), nhiệt độ nóng chảy 419 o C, nhiệt độ sôi 907 o C. Kẽm là một kim loại hoạt động trung bình có thể kết hợp với ôxy và các á kim khác, có phản ứng với axít loãng để giải phóng hidrô.Trạng thái ôxi hóa phổ biến của kẽm là +2. Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái đất. Các loại khoáng chất nặng nhất có xu hớng chứa khoảng 10% sắt và 40-50% kẽm. Các loại khoáng chất để tách kẽm chủ yếu là sphalerit, blenđơ, smíthonit, calamine, franklinite. Kẽm là kim loại đợc sử dụng phổ biến hàng thứ t sau sắt, nhôm, đồng tính theo lợng sản xuất hàng năm. 1.1.1.4. Nguyên tố Cu 10