2. Ứng dụng của phương phỏp phổ hấp thu nguyờn tử trong thực phẩm :
2.2.6.2 éối với dung dịch mẫu thử đục phải bổ sung thờm dung dịch đệm
Vđ 25
CPb = mPb x --- x --- Vđ - 1 M
Trong đú:
- CPb là hàm lượng chỡ cú trong mẫu thử (m g/g);
- 25 là thể tớch dung dịch axit clohyđric nồng độ 1N dựng để hoà tan mẫu (ml); - Vđ là thể tớch dung dịch mẫu thử đó bổ sung 1 ml dung dịch đệm để phõn tớch (ml); - M là khối lượng mẫu thử (g).
2.3. Xác định hàm lợng As trong rau má và cải xanh bằng ph- ơng pháp quang phổ hấp thu nguyên tử (AAs)
ở Việt Nam, vấn đề ô nhiễm asen (As) đang đe dọa sức khỏe hàng triệu ngời trong những năm qua. Kết quả phân tích mẫu nớc giếng khoan khu vực phía Bắc (Hà Nội, Hà Tây, Hà Nam..) cho thấy hơn 90% mẫu nớc giếng khoan ô nhiễm asen (As). Tại đồng bằng sông Cửu Long, cũng phát hiện nớc ngầm của các tỉnh nh: An Giang, Đồng Tháp, Sóc Trăng.. có mức độ ô nhiễm As rất cao .
Độc tính và tính linh động của As phụ thuộc rất nhiều vào dạng hóa học của As. Trong khi As vô cơ là chất gây ung th thì As hữu cơ: monometyl asen (MMA) và dimetyl asen (DMA) là chất kích thích ung
th , và độctính của dạng As(III) vô cơ thì cao hơn nhiều lần so với
As(V) cùng loại ở cùng nồng độ . Vì vậy, việc xác định từng dạng riêng biệt của As trong mẫu thực phẩm rau là rất quan trọng, góp phần đánh giá một cách khoa học độc tính và nguy cơ gây hại của As cho sức khỏe con ngời qua nguồn thực phẩm.
Tách xác định trực tiếp dạng As bằng quang phổ hấp thi nguyên tử (AAS) liên hợp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) kết hợp xử lý bằng tia UV là phơng pháp phân tích hiện đại có độ chính xác cao và tin cậy cao đợc sử dụng trong nghiên cứu này.
Chất chuẩn As: NaAsO2 (As3+),Na2HAsO4.7H2O (As5+), DMA(C2H6AsO2Na) Fluka;MMA(CH3NaHAsO3) Sigma. Húa chất khỏc : metanol, NH4H2PO4 và
(NH4)2HPO4,K2S2O8, HCl, NaOH Merck.
2.3.2. Thiết bị :
Hỡnh : Sơ đồ phõn tớch liờn tục trực tiếp cỏc dạng As bằng kỹ thuật ghộp HPLC-UV-HG- AAS
2.3.3. Chuẩn bị mẫu phân tích
Rau má và rau cải xanh trồng trên đất ô nhiễm As (35 mg/kg), thu hoạch sau 45 ngày,mẫu đợc rửa sạch bằng nớc cất để loại bỏ đất
và bụi bẩn. Dùng dao nhựa tách riêng phần rễ và phần lá, sấy khô 60oC
trong 72 giờ. Tơng tự Nh vậy hai loại rau má và cải xanh cũng đợc trồng trên đất nền không ô nhiễm As để đối chứng.
Quy trình xử lý mẫu: (1) Vô cơ hóa mẫu bằng hỗn hợp axit
HNO3:HCl (10:3), ở 165oC trong 5 phút trên thiết bị vi sóng (MarsX 5
plus, CEM, Mỹ). Định lợng hàm lợng As tổng trên thiết bị AAS kỹ thuật hydrua hóa. (2) Tách chiết dạng As dễ tan trong đất và rau [3]:
Chiết dạng As dễ tan trong đất bằng dung dịch H3PO4 0,5 M. Chiết dạng As dễ tan trong mẫu rau bằng hỗn hợp dung môi
metanol: nớc (1:1), ở nhiệt độ 75oC, trên thiết bị vi sóng (MarsX 5 plus,
Xác định dạng As dễ tan bằng kỹ thuật ghép HPLC-UV-HG-AAS.
2.3.4. Điều kiện phõn tớch dạng As bằng phương phỏp HPLC-UV-HG-AAS
HPLC: Cột tỏch sắc ký: Hamilton PRP- X100(250mm.4,1 mm i.d.10 m). Pha động A : 12 mmol/l KH2PO4- K 2HPO4; pH =6,5.B:2,4 mmol/l KH2PO4-K2HPO4; pH =6. Tốc đụ dũng pha động : 1ml/min. Húa hơi hidrit HG : Tốc độ HCl 4M : 1,6 ml/min ; Tốc độ K2S2O8: 1 ml/min; Tốc độ khớ mang Argon :50 ml/min. AAS :Bước súng 193,7 nm; khe sỏng : 5nm; Cường độ dũng đen catot rỗng :12mA
2.3.5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
2.3.5.1. HPLC-UV-HG-AAS của cỏc dạng tồn tại của asen
Sau khi phõn tớch xỏc định thời gian lưu của từng chất chuẩn riờng biệt , tiến hành tỏch phõn tớch hỗn hợp 4 chất chuẩn As (III), As (V), DMA và MMA . Thứ tự giải hấp khỏi cột tỏch sắc ký tựy thuộc vào giỏ trị pKa và được kiểm soỏt bởi pH của pha động . Với cỏc điều kiện sắc ký như trờn
cỏc dạng của As sẽ bị rửa giải ra khỏi cột theo thứ tự As3+, DMA, MMA và As5+.
2.3.5.2. Dạng As trong rễ cõy rau mỏ và cải xanh rau mỏ và cải xanh
Để trả lời cho cõu hỏi As (V) từ đất bị hấp thụ bởi cõy trồng sẽ chuyển đổi dạng như thế nào? Tiến hành xỏc định dạng As trong rễ, lỏ rau mỏ và cải xanh. Kết quả phõn tớch trỡnh bày trong bảng
Bảng : dạng asen dễ tan trong rễ rau mỏ và cải xanh
Mẫu Dạng As(mg/kg)
As3+ DMA MMA As5+
Rễ cải xanh 37,00 KPH KPH 6,64 KPH :Khụng phỏt hiện Cỏc thể hiện
trờn sắc ký đồ ở hỡnh đó khẳng định chỉ cú As dạng vụ cơ trong rễ cõy và đó cú sự khử As(V) về As (III) trong rễ cõy rau. Kết quả cho thấy hàm lượng As(III)cao hơn As(V). Điều này cú thể giải thớch như sau: trong đất, As là một oxyanion AsO3-4 đúng giả vai trũ của
PO3-4, cạnh tranh với photphat để đi vào trong rễ , nú được vận chuyển ngang qua màng huyết tương theo hệ thống vận chuyển photphat . Tại rễ, đó xảy ra quỏ trỡnh khử As trong rễ của hai loại rau này rất đỏng kể, cú đến 92% As trong rễ rau mỏ và 82% As trong rễ rau cải xanh ở dạng As(III) so với tổng lượng As được chiết bằng hỗn hợp dung mụi methanol/ nước.
Những kết quả thu được cũn cho thấy trong khi trong rễ rau mỏ hàm lượng As (III) cao gấp 28 lần As (V) , thỡ trong rễ cải xanh chỉ cao hơn 5 đế 6 lần, cho dự, cải xanh hấp thụ và tớch lũy As nhiều hơn rau mỏ . Điều đú chứng tỏ mức độ khử As (V) của rau cải thấp hơn so với rau mỏ . Tuy
cú sự khỏc nhau như vậy nhưng quy luật trong rễ của hai loại rau này chủ yếu là As (III) vụ cơ.
2.3.5.3 Dạng As trong lỏ rau mỏ và cải xanh
Kết quả xỏc định dạng As trong lỏ rau mỏ và cải xanh trỡnh bày ở bảng: Bảng : dạng asen dễ tan trong lỏ rau mỏ và cải xanh
Mẫu Dạng As(mg/kg)
As3+ DMA MMA As5+ Lỏ rau mỏ ễ nhiễm 1,12 KPH KPH KPH
Đối chứng 0,16 KPH KPH KPH Lỏ cải xanh ễ nhiễm 21,66 KPH KPH KPH Đối chứng KPH KPH KPH KPH KPH: khụng phỏt hiện
Từ kết quả phõn tớch cho thấy khụng phỏt hiện cú quỏ trỡnh metyl húa As trong lỏ rau mỏ và cải xanh nhằm làm giảm độc tớnh của As. Dựa vào kết quả phõn tớch cú thể dự đoỏn : hoặc đó cú sự khử hoàn toàn As(V) thành As(III) trong quỏ trỡnh As di chuyển từ rễ lờn lỏ . Hoặc chỉ cú As (III) di chuyển lờn lỏ
Để làm sỏng tỏ dự đoỏn trờn đó tiến hành xỏc định và so sỏnh lượng As dễ tan và tổng As cú trong cõy . Kết quả phõn tớch lượng As trỡnh bày ở bảng :
Mẫu As dễ tan Dạng khỏc Tổng As (HNO3/HCl)
ppm % ppm % ppm
Rau mỏ Lỏ 1,12 62 0,69 38 1,81 Rễ 1,76 80 0,35 20 2,19 Cải xanh Lỏ 21,66 79 1,35 21 27,37
Dạng khỏc = tổng As(HNO3/HCl)-As dễ tan.Từ kết quả trờn cho thấy , lượng As dễ tan trong rau mỏ thấp hơn với rau cải xanh ,cú khoảng 79 đến 88% As trong rau cải xanh là dạng dễ tan . Trong khi đú , rau mỏ chỉ cú từ 62 đến 80 %.Lượng As cũn lại ở những dạng khụng dễ tan chiếm từ 12 đến 38 % tựy từng loại.
2.3.5.4. kết luận
1. Asen tan trong dung dịch đất ở dạng vô cơ là As(V), chúng lan truyền từ môi trờng đất lên rau má và cải xanh trong quá trình sinh trởng.
2. Đã không phát hiện quá trình metyl hoá As trong đất và trong cây rau. As tích lũy trong rễ và trong lá chủ yếu ở dạng As(III).
3. Đã có sự khử As(V) thành As(III) trong rễ rau má và cải xanh và tùy từng loại rau lợng As(V) chỉ còn lại trong rễ từ 10 đến 22%.
4. Hấp thu và tích lũy As của rau má thấp hơn so với rau cải nói lên đặc điểm sinh học và sự nhạy cảm của mỗi loại thực vật rất khác nhau đối với độc tố kim loại. Tuy vậy, khả năng vận chuyển As từ rễ lên lá ở cây rau má lại cao hơn so với rau cải.
Phõn tớch thực phẩm là một lĩnh vực quan trọng trong chế biến thực phẩm, ngày nay cụng nghệ tăng cao, nhu cầu đời sống của con người cũng đũi hỏi cỏc nhà sản xuất chế biến thực phẩm phải đỏp ứng được nhu cầu về chất lượng thực phẩm mà khụng gõy hại cho sức khỏe người tiờu dựng và giỏ cả hợp lý. Vỡ vậy vấn đề sử dụng những phương phỏp phõn tớch thực phẩm là vấn đề hết sức quan trọng.
Hiện nay phương phỏp quang phổ hấp thụ nguyờn tử đỏng được quan tõm, trong đú cú phổ hấp thụ nguyờn tử AAS và là phương phỏp được ứng dụng trong thực tế, trong nhiều ngành cụng nghiệp đặc biệt là ngành cụng nghiệp thực phẩm. Phương phỏp phổ hấp thụ nguyờn tử này sẽ giỳp chỳng ta phỏt hiện được những kim loại nặng cú trong thực phẩm như rau , củ , quả , thủy sản, ….và kim loai nặng cú trong nước , đất…. Đề tài phương phỏp phổ hấp thụ nguyờn tử AAS là đề tài mang tớnh thực tiễn , cú ứng dụng trong dời sống và sản xuất . Sư dụng phương phỏp AAS sẽ biết được hàm lựơng và độc tớnh của kim loại , khụng những thế sẽ biết được khả năng tan của kim loại trong những thực phẩm khỏc nhau .
Nhưng ở nước ta hiện nay phương phỏp phổ nguyờn tử AAS chỉ phỏt triển trong những năm gần đõy, đặc biệt là trong cỏc trường đại học viện nhiờn cứu phụ vụ cho cụng việc giảng day , dich vụ phõn tớch .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hồ Viết Qỳy – Phõn tớch húa lý – Nhà xuất bản giỏo dục – Năm 2000
2. Nguyễn Thị Dung (biờn soạn) – Giỏo trỡnh phõn tớch bằng quang phổ - Dự ỏn giỏo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP) Hà Nội – 2008
3. Phạm Luận – Phương phỏp phõn tớch phổ nguyờn tử - Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà Nội – 2003
4. www.google.com.vn
MỤC LỤC
1.Cơ sở của phương phỏp phổ hấp thụ nguyờn tử……….4
1.3.Nguyờn tắc ………..4
1.4.Quỏ trỡnh nguyờn tử húa mẫu:………..5
1.4.1. Nguyờn tử húa mẫu bằng ngọn lửa………..5
1.4.2. Nguyờn tử húa khụng ngọn lửa………7
1.4.2.1. Đặc điểm và nguyờn tắc ………7
1.4.2.2. Sấy khụ mẫu ……….7
1.4.2.3. Tro hoỏ luyện mẫu ………...8
1.4.2.4. Nguyờn tử hoỏ ………..8
1.2.2.5. Cỏc yếu tố ảnh hưởng . ……….8
1.4.2.6. Tối ưu húa cỏc diều kiện cho phộp đo khụng ngọn lửa mẫu. ………..9
1.5.Cỏc yếu tố ảnh hưởng trong phộp đo AAS:………10
1.3.2 Khỏi quỏt chung……….10
1.3.2. Cỏc yếu tố về phổ ………...10
1.3.2.1. Sự hấp thụ nền……….10
1.3.2.2. Sự chen lấn của vạch phổ ………...11
1.3.3. Cỏc yếu tố vật lớ ………..11
1.3.3.1 Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch mẫu ………..11
1.3.3.2 Hiệu ứng lưu lại ………12
1.3.3.3. Sự Ion húa của chất phõn tớch ………13
1.3.3.4 Sự phỏt xạ của nguyờn tố phõn tớch ………13
1.3.4. Cỏc yếu tố húa học ………14
1.3.4.1 Nồng độ axit và loại axit trong dung dịch mẫu ………..15
1.3.4.2 Về ảnh hưởng của cỏc Cation cú trong mẫu: ………..15
1.3.4.3 Ảnh hưởng của cỏc an Ion cú trong mẫu ……….17
1.3.4.4 Thành phần nền của mẫu ………..17
1.3.4.5Ảnh hưởng của dung mụi hữu cơ ………..18
1.4.Mỏy quang phổ hấp thụ nguyờn tử……….18
1.4.1. Phõn loại ………18
1.4.1.1.Mỏy quang phổ hấp thụ một chựm tia……….………..18
1.4.1.2. Mỏy quang phổ hấp thụ hai chựm tia………...…19
1.5.2. Cấu tạo mỏy quang phổ hấp thụ nguyờn tử...19
1.4.2.1. Nguồn bức xạ: ...19
1.4.2.4.1. Đốn catot rỗng (HCL) ………..20
1.4.2.4.2. Đốn phúng điện khụng diện cực (EDL)………22
1.4.2.4.3. Đốn phổ liờn tục cú biến điệu:………...…24
1.4.2.4.4. Cỏc loại nguồn đơn sắc khỏc :………...25
1.4.2.5. Hệ thống nguyờn tử húa mẫu :………..25
1.4.2.6. Hệ thống đơn sắc mỏy quang phổ hấp thụ nguyờn tử ……….28
1.4.2.7. Detector : ………..32
1.5.Phương phỏp định lượng bằng phổ AAS:………..33
1.5.1.Phương phỏp đồ thị chuẩn:………..33
1.5.2. Phương phỏp thờm chất chuẩn………34
1.6. Đối tượng và ưu, nhược điểm của phương phỏp quang phổ hấp thụ nguyờn tử AAS: 1.6.1. Đối tượng của phương phỏp:………...35
1.6.2. Những ưu điểm và nhược điểm của phương phỏp:……….36
2. Ứng dụng của phương phỏp phổ hấp thu nguyờn tử trong thực phẩm :………..36
2.1. Xỏc định hàm lượng thuỷ ngõn trong thủy sản ……….36
2.1.1. Phạm vi ỏp dụng……….36
2.1.2. Nguyờn tắc ………37
2.1.3. Thiết bị, dụng cụ, hoỏ chất và chất chuẩn...37
2.1.3.1. Thiết bị và dụng cụ ...37
2.1.3.2. Hoỏ chất và chất chuẩn...37
2.1.3. Phương phỏp tiến hành...38
2.1.3.1 Vụ cơ hoỏ mẫu...38
2.1.3.2. Chuẩn bị mẫu trắng ...38
2.1.3.3 Tiến hành phõn tớch...38
2.1.3.4 Yờu cầu về độ tin cậy của phộp phõn tớch…………..………..39
2.1.4. Tớnh kết quả………...……….39
2.2. Hàm lượng chỡ trong thủy sản………..…….40
2.2.1. Phạm vi ỏp dụng……….…….40
2.2.2. Phương phỏp tham chiếu……….40
2.2.3 Nguyờn tắc ………..40
2.2.4 Thiết bị, dụng cụ, hoỏ chất và chất chuẩn………40
2.2.4.1.Thiết bị và dụng cụ ………..………40 2.2.4.2 Hoỏ Chất và chất chuẩn ………40 2.2.5. Phương phỏp tiến hành………41 2.2.5.1 Chuẩn bị mẫu trắng………..….41 2.2.5.2 Chuẩn bị mẫu thử………..……42 2.2.5.3 Tiến hành phõn tớch……….…..42
2.2.5.4 Yờu cầu về độ tin cậy của phộp phõn tớch……….43
2.2.6 Tớnh kết quả………..43
2.2.6.1 éối với dung dịch mẫu thử trong, khụng cú cặn lắng………...43
2.3. Xác định hàm lợng As trong rau má và cải xanh bằng phơng pháp quang phổ hấp thu nguyên tử (AAs)
2.3.5. Húa chất ……….44
2.3.6. Thiết bị :………..44
2.3.7. Chuẩn bị mẫu phân tích ……….45
2.3.8. Điều kiện phõn tớch dạng As bằng phương phỏp HPLC-UV-HG-AAS………….45
2.3.5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ………..……..45
2.3.5.1. HPLC-UV-HG-AAS của cỏc dạng tồn tại của asen ………45
2.3.5.2. Dạng As trong rễ cõy rau mỏ và cải xanh ………46