Phân tích xác định hàm Pb, Cd và As có trong cây nghể bụi tại khu vực huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn

LUẬN VĂN SIÊU CẤP CHANNEL

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

Phân tích xác định hàm Pb, Cd và As có trong cây nghể bụi tại khu vực huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (2019) PDF VERSION | 2020 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐẶNG THỊ THU THỦY

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG Pb, Cd VÀ As TRONG CÂY NGHỂ BỤI PHÂN BỐ TẠI HUYỆN BẠCH THÔNG, TỈNH BẮC KẠN

Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 8440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Lâm

Thái Nguyên - Năm 2019

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

i

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực. Những kết luận của luận văn chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

ĐẶNG THỊ THU THỦY

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

ii

LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Hoàng Lâm đã trực tiếp giao cho em đề tài và tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện cho em hoàn thành luận văn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Hoá Phân Tích, Ban Chủ nhiệm khoa Hoá học, trường Đại học Khoa học Thái Nguyên đã giúp em hoàn thành luận văn này.

Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Kiểm soát bệnh tật tỉnh Thái Nguyên, anh chị phòng xét nghiệm hóa - Khoa xét nghiệm đã tạo điều kiện giúp đỡ em về cơ sở vật chất, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm phần thực nghiệm của đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp, gia đình đã quan tâm, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Thái Nguyên, ngày ….. tháng …. năm 20...

Học viên

Đặng Thị Thu Thủy

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

iii

MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 3 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY NGHỂ BỤI, CÔNG DỤNG CỦA CÂY ............... 3 1.1.1. Giới thiệu chung về cây nghể bụi .......................................................... 3 1.1.2. Công dụng của cây nghể bụi ................................................................. 4 1.2. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ CHÌ, CADIMI VÀ ASEN ...................... 5 1.2.1. Chì ......................................................................................................... 5 1.2.2. Cadimi ................................................................................................... 8 1.2.3. Asen ..................................................................................................... 10 1.3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ, CADIMI VÀ ASEN ........ 13 1.3.1. Phương pháp phân tích khối lượng. .................................................... 13 1.3.2. Phương pháp phân tích thể tích ........................................................... 13 1.3.3. Phương pháp phân tích công cụ. ......................................................... 15 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI VỀ CÂY NGHỂ BỤI .............................................................................................. 20 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................ 20 1.4.2. Một số cứu trên thế giới ...................................................................... 21 1.5. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH CHÌ, CADIMI VÀ ASEN ......................................................................................................... 21 1.5.1. Phương pháp xử lý ướt ........................................................................ 22 1.5.2. Phương pháp xử lý khô ....................................................................... 23 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......... 24 2.1. THIẾT BỊ, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ ........................................................ 24 2.1.1. Thiết bị ................................................................................................ 24 2.1.2. Dụng cụ ............................................................................................... 24 2.1.3. Hoá chất ............................................................................................... 24 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................. 25 2.2.1. Trang bị của phép đo ........................................................................... 26 2.2.2. Phương pháp đường chuẩn .................................................................. 28 2.2.3. Phương pháp thêm chuẩn .................................................................... 29 2.2.4. Lấy mẫu và bảo quản mẫu................................................................... 31

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

iv

2.2.5. Xử lý mẫu ............................................................................................ 32 2.2.6. Xác định hàm lượng kim loại Chì, Cadimi và Asen trong cây nghể bụi 33 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ............................ 35 3.1. PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHUẨN ĐỐI VỚI PHÉP ĐO AAS ............. 35 3.2. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN CỦA Pb, Cd, As. .................................. 38 3.2.1. Đường chuẩn của Pb ........................................................................... 38 3.2.2. Đường chuẩn của Cadimi. ................................................................... 39 3.2.3. Đường chuẩn của Asen. ...................................................................... 40 3.3. ĐÁNH GIÁ SAI SỐ, ĐỘ LẶP VÀ GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG (LOQ) CỦA PHƯƠNG PHÁP. .................................................................................... 41 3.3.1. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phương pháp ................................... 41 3.3.2 .Giới hạn phát hiện và giới hạn đinh lượng của phép đo GF-AAS...... 44 3.4. PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHUẨN ........................................................................................................................... 45 KẾT LUẬN ....................................................................................................... 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 52 PHỤ LỤC.......................................................................................................... 52

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT Tên đầy đủ

STT Từ viết tắt 1

AAS

Atomic Absorption Spectrometry (Quang phổ hấp thụ nguyên tử)

2

Abs

Absorbance (Độ hấp thụ)

3

AES

Atomic Emission Spectrometry (Quang phổ phát xạ nguyên tử)

4

F-AAS

5

GF-AAS

6

HCL

Hollow Cathode Lamp (Đèn catot rỗng)

7

HPLC

High Performance Liquid Chromatography (Sắc kí lỏng hiệu năng cao)

Flame- Atomic Absorption Spectrometry (Quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa) Graphite Furnace- Atomic Absorption Spectrometry (Quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa)

8

ICP-OES

Inductively Coupled Plasma Optical EmissionSpectroscopy (Quang phổ phát xạ plasma)

9

UV – Vis

Ultra Violet – Visible

10

LOD

11

LOQ

12

ppb

Part per billion Phần tỷ

13

ppm

Part per million Phần triệu

Limit of detection (Giới hạn xác định) Limit of quantitation (Giới hạn định lượng)

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cây nghể bụi ....................................................................................... 3 Hình 1.2: Cây và hoa nghể bụi .......................................................................... 4 Hình 2.1: Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Shimadzu AAS-7000................ 26 Hình 2.2: Chùm đèn catot rỗng (HCL) ............................................................. 27 Hình 2.3: Nguyên tắc cấu tạo của máy đo AAS ............................................... 28 Hình 2.4: Đồ thị của phương pháp đường chuẩn ............................................. 29 Hình 2.5: Đồ thị của phương pháp thêm chuẩn ................................................ 30 Hình 2.6: Hình ảnh lò vi sóng phá mẫu C – 9000 ............................................ 32 Hình 3.1: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Pb...................................... 36 Hình 3.2: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của Cd ..................................... 37 Hình 3.3: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của As ..................................... 37 Hình 3.4: Đường chuẩn của Pb ......................................................................... 38 Hình 3.5: Đường chuẩn của Cd ........................................................................ 39 Hình 3.6: Đường chuẩn của As......................................................................... 40

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Một số hằng số vật lí của chì. ........................................................... 5 Bảng 1.2: Một số hằng số vật lí của cadimi ...................................................... 9 Bảng 1.3: Một số hằng số vật lí của Asen....................................................... 11 Bảng 2.1: Các mẫu cây nghể bụi lấy tại thôn Nà Nghịu, xã Lục Bình, huyện Bạch Thông, Bắc Kạn..................................................................... 31 Bảng 2.2: Chương trình gia nhiệt của lò vi sóng phá mẫu đối với mẫu cây nghể bụi .......................................................................................... 33 Bảng 3.1: Các điều kiện đo phổ của Pb, Cd, As ............................................. 35 Bảng 3.2: Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo Pb ............. 42 Bảng 3.3: Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo Cd ............ 43 Bảng 3.4: Kết quả xác định sai số của phương pháp với phép đo As ............ 43 Bảng 3.5: Kết quả xác định nồng độ Pb trong mẫu theo đường chuẩn .......... 46 Bảng 3.6: Kết quả xác định nồng độ Cd trong mẫu theo đường chuẩn .......... 46 Bảng 3.7: Kết quả xác định nồng độ As trong mẫu theo đường chuẩn .......... 47 Bảng 3.8: Kết quả nồng độ Pb, Cd, As trong mẫu tính theo hàm lượng mẫu thực tế ............................................................................................. 48 Bảng 3.9: Giới hạn ô nhiêm kim loại trong thực phẩm .................................. 49

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

viii

DANH MỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Điều kiện đo phổ của Pb .................................................................. 52 Phụ lục 2: Kết quả xác định hàm lượng chì trong mẫu theo đường chuẩn ...... 53 Phụ lục 3: Điều kiện đo phổ của Cd ................................................................. 54 Phụ lục 4: Kết quả xác định hàm lượng Cadimi trong mẫu theo đường chuẩn 55 Phụ lục 5: Điều kiện đo phổ của As ................................................................. 56 Phụ lục 6: Kết quả xác định hàm lượng Asen trong mẫu theo đường chuẩn ... 57

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

1

MỞ ĐẦU Cây nghể bụi là vị thuốc nam quý, được sử dụng rộng rãi trong Y học cổ truyền. Nghể bụi là loại cây thân thảo thuộc họ rau dăm, rau nghể là loại cỏ sống hàng năm, ưa mọc hoang ở những nơi ẩm thấp như ven sông, suối, ven bờ hồ, bờ ao… Thân rau nghể màu hồng hay xanh lục, có nhiều mấu, chỗ mấu phình to. Cây phát triển tốt từ mùa xuân và hè, ra hoa vào mùa thu. Nghể bụi có vị đắng cay, tính ấm, không độc, có thể nấu canh, có ác dụng bạt độc sinh cơ, hút mủ. Rau nghể tác dụng hóa thấp, tiêu tích trệ, chữa nuốt phải đỉa vào bụng, lở chàm và các mụn lở ghẻ rất mau khỏi. Đồng bào dân tộc Tày, Nùng thường sử dụng lá tươi để chữa trị bệnh nhiệt miệng cho trẻ nhỏ, người lớn và làm thuốc giải độc theo nhiều bài thuốc dân gian khác. [1] Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì vấn đề ô nhiễm môi trường ảnh hưởng có hại đến chất lượng của cây dùng làm thuốc là một vấn đề cần kiểm tra và xem xét. Do việc sử dụng các loại hoá chất như thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu… cùng với các chất thải của nền công nghiệp, đã dẫn đến các nguồn đất, nước và không khí bị ô nhiễm, đặc biệt do nghành công nghiệp đang ngày càng phát triển thì sự ô nhiễm môi trường bởi các kim loại nặng như As, Pb, Cd, Zn, Cu, Hg …. Ngày càng nghiêm trọng, cây có thể bị nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nước, và không khí. Vì vậy chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các hoạt chất có tác dụng sinh học tốt với sức khoẻ con người mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra các chất có hại đặc biệt là các kim loại nặng ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người sử dụng. Do vậy, việc phân tích đề đánh giá hàm lượng kim loại nặng có trong cây ở khu vực tỉnh Bắc Kạn là có ý nghĩa thiết thực.

Với những lý do như trên tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu hàm luợng Pb, Cd và As trong cây nghể bụi phân bố tại huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn”.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

2

Đề tài thực hiện nhằm phân tích xác định hàm Pb, Cd và As có trong cây nghể bụi tại khu vực huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa.

- Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của chì, cadimi, asen.

- Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy của phép đo, xác định LOD, LOQ. - Xác định hàm lượng cadimi, asen trong các mẫu cây “ nghể bụi“ bằng phương pháp đường chuẩn.

- Đánh giá hàm lượng Pb, Cd và As có trong cây nghể bụi ở khu vực huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY NGHỂ BỤI, CÔNG DỤNG CỦA CÂY 1.1.1. Giới thiệu chung về cây nghể bụi Cây “Nghể bụi“ có tên khoa học là Polygonum caespitosum Blume hay tên gọi khác là Polygonum posumbu Buch – Ham.ex D.Don hoặc Persicaria posumbu (Buch.-Ham.ex D. Don) H. Gross. Tên tiếng việt là cây nghể phù hoặc cây nghể nhỏ, đồng bào dân tộc tày, nùng thường gọi là cây nghể bụi.

Cây nghể bụi là dạng cây thảo sống một năm, họ rau răm, cao 30 – 60 cm mọc thành bụi, lá có phiến thon, dài 5-8 cm, rộng 1,5-3 cm đầu có ngọn dài, gốc nhọn, có lông nằm nằm trên cả hai mặt, cuống lá 1cm; bẹ chìa có lông to, mỏng và tơ dài 1cm. Cụm hoa ở nách lá và ngọn nhánh; bông hẹp; hoa thưa đơn độc, màu trắng hay màu hồng. Quả bế 3 cạnh, mặt lõm, cao 2mm, màu đen bóng. Ra hoa vào tháng 8-9. [1]

Hình 1.1: Cây nghể bụi

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

4

Cây nghể bụi mọc hoang ở khắp nơi trên đất nước ta đặc biệt là những nơi ẩm thấp, cây còn phân bố ở nhiều nước khác như Ấn Độ, Trung Quốc, Indonexia.....

Hình 1.2: Cây và hoa nghể bụi 1.1.2. Công dụng của cây nghể bụi Trong dân gian, cây nghể bụi dùng làm thuốc có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, bổ, lọc máu và chữa ho, nhiệt miệng. Tuy nhiên việc nghiên cứu và sử dụng cây nghể bụilàm thuốc hiện nay còn hạn chế. Một số bài thuốc có sử dụng cây nghể bụi trong dân gian: - Chữa chàm và ghẻ lở: dùng 1 lượng lớn rau nghể sau đó rửa sạch , nấu nước để xông hơi. Khi hết còn hơi nhưng vẫn ấm thì lấy nước đó ngâm và rửa các chỗ bị chàm lở.

- Thuốc chữa nhiệt miệng: Lấy khoảng 15 – 20 ngọn lá nghể bụi tươi, giã nát sau đó gạn lấy nước để uống còn bã đắp trực tiếp vào vết nhiệt miệng.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

5

- Bài thuốc chữa rắn cắn: cây nghể bụi 25 ngọn, lá phèn đen 25 lá, thuốc lào một điếu (viên tròn bằng hạt ngô), hồng hoàng một cục bằng hạt đậu xanh.

Cả 4 vị giã nhỏ. Thêm một bát nước đun sôi để nguội lọc lấy nước, cho vài hạt muối và rồi uống. Chia làm 3 lần trong ngày. Bã đắp vào nơi rắn cắn. thời gian điều trị chừng 3 ngày. [1] 1.2. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ CHÌ, CADIMI VÀ ASEN 1.2.1. Chì 1.2.1.1. Trạng thái tự nhiên của chì .

Trong vỏ Trái đất, chì chiếm khoảng 0,0016 % khối lượng và tồn tại trong 170 khoáng vật khác nhau. Khoáng vật quan trọng nhất là cerussite (PbCO 3), galena (PbS) và anglesite (PbSO4) với % hàm lượng chì trong đó lần lượt là 77%, 88 %, 68%.[2] 1.2.1.2. Tính chất vật lí của chì .

Chì là kim loại nặng, có ánh kim. Chì kim loại có màu xanh xám, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxi hóa. [2] Bảng 1.1 . Một số hằng số vật lí của chì.

Cấu hình electron

[Xe]4f145d106s26p2

Năng lượng ion hóa thứ nhất (eV)

7,42

Bán kính nguyên tử (A0)

1,75

Thế điện cực chuẩn (V)

-0,126

Khối lượng nguyên tử (đvC)

207,21

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

327

Nhiệt độ sôi (oC)

1737

Cấu trúc tinh thể

Lập phương tâm diện

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

6

1.2.1.3. Tính chất hóa học của chì.

Nhìn chung, chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hoá học. Ở điều kiện thường, chì bị oxi hoá tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên mặt bảo vệ cho chì không tiếp xúc bị oxi hoá nữa.

2Pb + O2 → 2PbO Khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngoài và tiếp tục bị tác dụng.

Chì tác dụng với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác: Pb + X2 → PbX2 Chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit.

Nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohiđric loãng và axit sunfuric dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl2; PbSO4).

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.

PbCl2 + 2HCl → H2PbCl4 PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2 Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tác dụng như một kim loại: 3Pb + 8HNO3loãng → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O Khi có mặt oxi, chì có thể tác dụng với nước: 2Pb + 2H2O + O2 → 2Pb(OH)2 Chì có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác: 2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O Với dung dịch kiềm, chì có tác dụng khi đun nóng, giải phóng hiđro: Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

[2]

7

1.2.1.4. Tác dụng sinh hóa của chì.

Chì được con người phát hiện từ trước công nguyên và được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Ngày nay, chì chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp năng lượng, luyện kim như sản xuất acquy ướt, pin, các loại cầu chì, mạch điện, phụ gia cho sản xuất xăng, dầu bôi trơn, chế tạo hợp kim. Nguồn nước thải từ các nhà máy công nghiệp này cùng với các nguồn nước thải của công nghiệp khai thác khoáng sản, và nước có tiếp xúc với các thiết bị chì, rác thải công nghiệp, … đã đưa một lượng chì đáng kể vào môi trường nước và đất.

Chì thâm nhập vào cơ thể con người qua thức ăn, nước uống, hít thở và cả thông qua da. Triệu chứng thể hiện khi nhiễm độc chì của cơ thể là sự mệt mỏi, chán ăn, đau đầu, chóng mặt, sưng khớp…. Các dấu hiệu trên có thể xuất hiện khi nồng độ chì trong máu khoảng 0,3 ppm. Ở các nồng độ cao hơn 0,3ppm thì chì có thể gây nên hiện tượng thiếu máu do thiếu hemoglobin. Ở các nồng độ 0,5 ppm đến 0,8 ppm thì chì có thể gây ra sự rối loạn chức năng của thận và phá hủy não.

Xương là nơi tàng trữ, tích lũy chì trong cơ thể, ở đó chì tương tác với photphat trong xương rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể rồi thể hiện độc tính của nó.. Tác dụng hóa sinh chủ yếu của chì là ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu, ức chế mọi hoạt động của các enzym. Chì cản trở việc sử dụng oxi và glucoza để sản xuất năng lượng cho quá trình sống.

Dấu hiệu của ngộ độc chì thường thường xuất hiện rất âm thầm, khó sớm phát hiện chỉ khi nào chì tích tụ tới mức độ cao, bệnh mới rõ rệt nhưng các triệu chứng cũng không có gì đặc biệt. Ở trẻ em, nhiễm độc cấp tính khiến cho các em trở nên cáu kỉnh, kém tập trung, ói mửa, dáng đi không vững, lên cơn kinh phong. Trường hợp mãn tính, các em có dấu hiệu chậm trí, hay gây gổ, lên kinh thường xuyên, đau bụng, thiếu máu, suy nhược cơ bắp, suy thận, đôi khi có thể đưa tới tử vong.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

8

Thường thường, trẻ em bị tác hại của chì trầm trọng hơn ở người trưởng thành, đặc biệt là dưới 6 tuổi vì hệ thần kinh còn non yếu và khả năng thải độc chất của cơ thể chưa hoàn chỉnh. Một số em có thể bị nhiễm ngay từ khi còn ở trong lòng mẹ hoặc bú sữa mẹ có hàm lượng chì cao. Tới khi lớn, các em tiêu thụ thực phẩm có chì, nuốt chì lẫn trong đất, bụi khi bò chơi trên mặt đất hoặc ăn các mảnh vụn sơn tường nhà cũ.

Khi ngộ độc chì, người lớn hay than phiền đau tê ở đầu ngón chân, tay; bắp thịt mỏi yếu; nhức đầu, đau bụng, tăng huyết áp, thiếu máu, giảm trí nhớ, thay đổi tâm trạng, sẩy thai, kém sản xuất tinh trùng…Lâu ngày, bệnh trở thành mãn tính, đưa tới suy thận, tổn thương thần kinh ngoại vi, giảm chức năng não bộ. [3] 1.2.2. Cadimi 1.2.2.1. Trạng thái tự nhiên của cadimi.

Cadimi được phát hiện vào năm 1817 bởi nhà khoa học người Đức F.Stromeyer ( 1778 – 1835). Trong thiên nhiên, cadimi tồn tại ở dạng bền vững là Cd(II). Trữ lượng của cadimi trong vỏ Trái đất là 7,6.10-6% tổng số nguyên tử tương ứng. Khoáng vật chính của cadimi là grenokit (CdS), khoáng vật này hiếm khi tồn tại riêng mà thường ở lẫn với khoáng vật của kẽm và thủy ngân là xinaba hay thần sa (HgS). [4] 1.2.2.2. Tính chất vật lí của cađimi.

Cađimi là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ nóng chảy, ở trong không khí ẩm cadimi dần bị bao phủ bởi lớp màng oxit nên mất ánh kim. [4]

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

9

Bảng 1.2. Một số hằng số vật lí của cadimi Cấu hình electron [Kr]4d105s2 Năng lượng ion hóa thứ nhất (eV)

8,99

Bán kính nguyên tử (A0)

1,56

Thế điện cực chuẩn (V)

-0,402

Khối lượng nguyên tử (đvC)

112,411

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

321,07

Nhiệt độ sôi (oC)

767

Cấu trúc tinh thể

Lục giác bó chặt

1.2.2.3. Tính chất hóa học của cadimi.

Cadimi là nguyên tố tương đối hoạt động hóa học. Trong không khí ẩm, cadimi bền ở nhiệt độ thường nhờ màng oxit bảo vệ. Nhưng ở nhiệt độ cao cadimi cháy mãnh liệt cho ngọn lửa mầu sẫm.

2Cd + O2 → 2CdO Tác dụng với halogen tạo thành đihalogenua, tác dụng với lưu huỳnh và các nguyên tố không kim loại khác như photpho, selen….

Cd + S → CdS Ở nhiệt độ thường cadimi bền với nước vì có màng oxit bảo vệ, nhưng ở nhiệt độ cao cadimi khử hơi nước biến thành oxit.

Cd + H2O → CdO + H2↑ Cadimi tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất oxi hoá, giải phóng khí hiđro [3].

Ví dụ với axit HCl Cd + 2HCl → CdCl2 + H2↑ Trong dung dịch thì: Cd + H3O+ + H2O → [Cd(H2O)2]]2+ + 1/2H2↑

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

[4]

10

1.2.2.4. Độc tính của cadimi.

Cadimi là nguyên tố rất độc. Cadimi thâm nhập vào cơ thể bằng nhiều cách khác nhau và được tích tụ lại chủ yếu trong thận và có thời gian bán huỷ sinh học rất dài từ 20 - 30 năm. Nhiễm độc cadimi gây nên chứng bệnh giòn xương. Ở nồng độ cao, cadimi gây đau thận, thiếu máu và phá huỷ tuỷ xương.

Phần lớn cadimi thâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) được giữ lại trong thận, do cadimi liên kết với protein tạo thành metallotionein có ở thận. Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích luỹ cùng với tuổi tác. [23] Cadimi thường gắn liền với kẽm nên có khả năng thay thế kẽm. Trong cơ thể, kẽm là thành phần thiết yếu của một số hệ thống enzim nên khi bị cadimi thay thế sẽ gây ra rối loạn tiêu hoá và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá huỷ tuỷ sống, gây ung thư. [22] 1.2.3. Asen 1.2.3.1.Trạng thái tự nhiên của Asen.

Asen chiếm khoảng 10-4 % tổng số nguyên tử trong vỏ trái đất là các nguyên tố giàu thứ 20 sau các nguyên tố khác, nhưng ít tồn tại ở dạng nguyên chất trong tự nhiên. Người ta tìm thấy Asen tồn tại ở dạng hợp chất với một hay một số nguyên tố khác. Thường thì các các dạng hợp chất hữu cơ của Asen ít độc hơn hợp chất Asen vô cơ.

Asen phân bố rộng rãi trên vỏ trái đất với nồng độ trung bình khoảng 2mg/kg. Nó có mặt trong đá đất nước không khí, và một số sinh vật. Asen có thể tồn tại với 4 trạng thái oxi hóa: -3, 0, +3, +5.

Asen là nguyên tố cancofil dễ tạo sunfua với lưu huỳnh, tạo hợp chất với selen, telua và đặc biệt với đồng, niken, sắt, bạc,... Có khoảng gần 140 khoáng vật độc lập của Asen, trong đó 60% là Asenat và 35% là Sunfua. Các khoáng vật quan trọng nhất của Asen là: Asenopirit (FeAsS), Ocpirmen(As 2S3), Rialga

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

11

(AsS)... Asen còn kết hợp các nguyên tố khác, thay thế lưu huỳnh trong các hợp chất như: Lơlingit ( FeAs2), Smartina (As2Co), các loại hợp chất này thường tạo thành ở nhiệt độ thấp. [2], [25] 1.2.3.2. Tính chất vật lí.

Asen hay còn gọi là thạch tín, là một á kim có màu xám kim loại, rất giòn, kết tinh dạng tinh thể. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) viết về nó vào năm 1250. Asen là một á kim gây ngộ độc mạnh.

Asen có một vài dạng thù hình, dạng kim loại và dạng không kim loại. Ở dạng không kim loại Asen được tạo nên khi ngưng tụ hơi của nó. Đó là chất rắn mầu vàng, ở nhiệt độ thường dưới tác dụng của ánh sáng nó chuyển nhanh thành bột. Ở dạng kim loại: Asen có màu xám và là dạng bền nhất, dễ nghiền nhỏ thành bột, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, hơi Asen có mùi tỏi rất độc. [25] Dưới đây là một số hằng số vật lí của Asen: [2] Bảng 1.3. Một số hằng số vật lí của Asen [Ar]3d104s24p3

Cấu hình electron Năng lượng ion hóa thứ nhất (eV)

10,5

Bán kính nguyên tử (A0)

1,25

Khối lượng nguyên tử (đvC)

74,92

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

817

Nhiệt độ sôi (oC)

610

1.2.3.3. Tính chất hóa học.

Asen là nguyên tố vừa có tính kim loại vừa có tính phi kim. Về lí tính nó có tính chất giống kim loại nhưng hóa tính lại giống các phi kim. Khi đun nóng trong không khí nó cháy tạo thành As2O3 màu trắng.

As + 3O2 → As2O3

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

12

Ở dạng bột nhỏ As có thể bốc cháy trong khí clo tạo thành triclorua.

2As + 3Cl2 → 2AsCl3 Khi đun nóng As tương tác với Br, S, kim loại kiềm, kiềm thổ và một số kim loại khác tạo nên Asenua.

2As + 3M → M3As2 (đun nóng, M = Mg, Ca, Cu) 2As + M → MAs2 (đun nóng, M = Zn, Ca, Fe) As + M → MAs ( đun nóng, M = Al, Ga, In, La) Asen không phản ứng với nước, axit loãng nhưng tan trong HNO3 đặc, cường thủy, kiềm, chất ôxi hóa điển hình.

As + 3HClđ + HNO3đ → AsCl3 + NO↑ + H2O As + 5 HNO3 + 2 H2O → 3 H3AsO4 + 5 NO↑ As + 6 NaOH → 2NaAsO3 + 2H2

[2]

1.2.3.4. Độc tính của Asen.

Về mặt hoá học As là một á kim, về mặt sinh học As nằm trong danh mục các hoá chất độc hại cần được kiểm soát. As được xếp cùng hàng với các kim loại nặng, As là chất độc có thể gây nên 19 bệnh khác nhau trong đó có ung thư da và phổi, bàng quang, ruột. Các triệu chứng cổ điển của nhiễm độc As là sậm màu da, tăng sừng hóa và ung thư, tác động đến hệ thần kinh ngoại biên và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe như chứng to chướng gan, bệnh đái tháo đường, cao huyết áp, bệnh tim, viêm cuống phổi, các bệnh về đường hô hấp…. As ở dạng vô cơ có độc tính cao gấp nhiều lần As ở dạng hữu cơ, trong đó các hợp chất có chứa As thì hợp chất chứa As (III) độc tính cao hơn As (V), tuy nhiên trong cơ thể As (V) có thể bị khử về As (III); As(III) tác động vào nhóm - SH của các enzim do vậy ức chế hoạt động của men. [24], [25]

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

13

1.3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÌ, CADIMI VÀ ASEN Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định asen, chì và cadimi như phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử UV – VIS, phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (GF-AAS),.… Dưới đây là một số phương pháp xác định cadimi và asen.

1.3.1. Phương pháp phân tích khối lượng.

Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp cổ điển, độ chính xác có thể đạt tới 0,1%. Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa định lượng của chất phân tích với một thuốc thử thích hợp.

Cadimi thường được kết tủa dưới dạng CdS, CdSO4, CdNH4PO4 sau đó kết tủa được lọc, rửa, sấy (hoặc nung) rồi đem cân từ đó xác định hàm lượng chất phân tích.[5] Asen thường được kết tủa dưới dạng Ag3AsO4, As2S3, Mg(NH4)AsO4 hay Ag2HAsO4, sau đó kết tủa được lọc, rửa, sấy rồi đem cân từ đó xác định hàm lượng chất phân tích.[6] Phương pháp này không đòi hỏi dụng cụ đắt tiền nhưng quá trình phân tích lâu, nhiều giai đoạn phức tạp đặc biệt khi phân tích lượng vết các chất. Vì vậy phương pháp này không được dùng phổ biến trong thực tế để xác định lượng vết các chất mà chỉ dùng trong phân tích hàm lượng lớn.

1.3.2. Phương pháp phân tích thể tích Phương pháp phân tích thể tích dựa vào sự đo thể tích dung dịch thuốc thử của dung dịch chuẩn đã biết nồng độ chính xác được thêm vào dung dịch chất cần phân tích để tác dụng vừa đủ toàn bộ lượng chất định phân đó.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

14

Điểm tương đương là thời điểm lượng thuốc thử tác dụng vừa hết với toàn bộ chất định phân. Để nhận biết điểm này, ta dùng các chất chỉ thị gây ra hiện tượng có thể quan sát bằng mắt.

Có thể dùng phương pháp chuẩn độ iot, phương pháp chuẩn độ brom hay chuẩn độ bicromat để xác định asen.

Nếu dùng chuẩn độ iot, ta chuyển asen về dạng AsO33- bằng H2SO4 loãng và K2CO3, NaHCO3, sau đó chuẩn độ bằng iot dùng chỉ thị hồ tinh bột tới khi dung dịch có màu xanh. Cách này xác định được hàm lượng As nằm trong khoảng từ 0,1% đến vài chục %.

Với chì và cadimi, ta có thể dùng các phép chuẩn độ như chuẩn độ oxi hoá - khử với các chất chỉ thị khác nhau hay chuẩn độ phức chất. Đối với chì ta chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ thay thế với ZnY2- với chất chỉ thị ET-OO hoặc chuẩn độ ngược bằng Zn2+.

Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb2+ ở pH trung tính hoặc kiềm (pH khoảng 8 - 12) với chỉ thị ET-OO bằng EDTA,.

Pb2+ + H2Y2- → PbY2- + 2H+ Tuy nhiên, phải cho Pb2+ tạo phức kém bền với tactrat hoặc trietanolamin trước khi tăng pH do chì rất dễ thuỷ phân.

Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb2+ bằng Zn2+: lấy một lượng dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10 cho tác dụng với Pb2+. Sau đó chuẩn độ EDTA dư với chỉ thị là ET-OO bằng Zn2+.

Pb2+ + H2Y2-→ PbY2- + 2H+ Zn2+ + H2Y2- (dư) → ZnY2- + 2H+ ZnInd + H2Y2- → Hind + ZnY2(đỏ nho)

(xanh)

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

15

Cách 3: Chuẩn độ thay thế với chỉ thị ET-OO khi dùng ZnY2-.

Do phức ZnY2- kém bền hơn PbY2- ở pH = 10 nên Zn2+ sẽ bị Pb2+ đẩy ra khỏi phức ZnY2-. Sau đó, xác định được Pb2+ bằng chuẩn Zn2+: Pb2- + ZnY2- → PbY2- + Zn2+ ZnInd + H2Y2- → Hind + ZnY2(đỏ nho)

(xanh)

1.3.3. Phương pháp phân tích công cụ.

1.3.3.1. Phương pháp điện hoá 1. Phương pháp cực phổ Nguyên tắc: để khử các ion kim loại, người ta thay đổi tuyến tính và liên tục điện áp đặt vào 2 cực làm từ hai kim loại có thế khử khác nhau. Ta có thể định lượng được ion kim loại dựa vào chiều cao của đường cong Von-Ampe trong dung dịch ghi cực phổ. Ở các điều kiện xác định, phương trình biểu diễn dòng giới hạn Igh tỉ lệ thuận với nồng độ ion trong dung dịch ghi cực phổ là: I = k.C Cực làm việc mà phương pháp này sử dụng là điện cực giọt thuỷ ngân rơi, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm (thường 1 – 5 mV/s) theo thời gian, đồng thời hàm của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi là ghi dòng. Có thể định lượng được chất phân tích dựa vào chiều cao của sóng cực phổ thu được và nó có dạng bậc thang,. Ưu điểm của phương pháp này là xác định cả chất hữu cơ và vô cơ với nồng độ 10-5 ÷ 10-6M tuỳ thuộc vào độ lặp lại và cường độ của dòng dư. Với nồng độ 10-3 ÷ 104M, sai số của phương pháp thường là 2 ÷ 3% và với nồng độ 10-5 M là 5% nếu ở điều kiện nhiệt độ không đổi. Nhược điểm của phương pháp này là bị ảnh hưởng rất lớn của lượng oxi hoà tan, bề mặt điện cực, dòng tụ điện, dòng cực đại, nên giới hạn phát hiện kém khoảng 10-5 – 10-6 M.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

16

Nhằm tăng độ nhạy đồng thời loại trừ ảnh hưởng trên, các phương pháp cực phổ hiện đại như: cực phổ sóng vuông (SQWP), cực phổ xung vi phân (DPP), … cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố cũng đang được đưa vào để sử dụng.

2. Phương pháp Von-Ampe hoà tan Giống như phương pháp cực phổ, để xác định nồng độ các chất trong dung dịch phương pháp Von-Ampe hoà tan dựa vào việc đo cường độ dòng theo hai bước: Bước 1: tại thế điện cực xác định, trong khoảng thời gian xác định, trên bề mặt điện cực làm việc, dùng điện hoá làm giàu chất cần phân tích.

Bước 2: bằng cách phân cực ngược cực làm việc, hoà tan kết tủa đã được làm giàu, đo và ghi dòng hoà tan. Pic của nguyên tố cần phân tích xuất hiện trên đường Von-Ampe hoà tan, chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ.

1.3.3.2. Các phương pháp quang phổ.

Cùng với GS-TS Hồ Viết Quý thì năm 2006 nhà giáo ưu tú PGS-TS Phạm Luận cũng viết cuốn “Phương pháp phân tích phổ nguyên tử”, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội để giới thiệu một số các phương pháp quang phổ như sau: 1. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS Đây là phương pháp phổ hấp thụ phân tử xảy ra trong vùng UV- VIS. Ở điều kiện thường (trạng thái cơ bản), các nhóm phân tử, phân tử của chất bền vững và nghèo năng lượng. Trong các liên kết (л, ∂ , n) các điện tử hoá trị sẽ chuyển lên mức năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích) khi có chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếu vào (hấp thụ năng lượng chùm sáng). Hiệu số giữa hai mức năng lượng (kích thích Em và cơ bản Eo) chính là năng lượng từ nguồn sáng mà phân tử hấp thụ để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

17

Nguyên tắc của phương pháp là xác định dựa vào việc đo độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch phức tạo thành giữa thuốc thử hữu cơ hay vô cơ trong môi trường thích hợp (được chiếu bởi chùm sáng) với ion cần xác định. Phương pháp định lượng của phép đo: A = K.C Trong đó:

A: độ hấp thụ quang C: nồng độ nguyên tố phân tích K: hằng số thực nghiệm

Phương pháp này được sử dụng khá phổ biến và xác định được nồng độ chất ở khoảng 10-5 - 10-7M. Phương pháp trắc quang có độ ổn định, độ chính xác và độ nhạy khá cao, được sử dụng rất nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên lại gặp nhiều khó khăn với việc xác định Cd, Pb do ảnh hưởng của các ion kim loại tương tự, do đó phải thực hiện các công đoạn che, tách phức tạp. [7] 2. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES) Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng nhưng nếu bị kích thích thì các điện tử hoá trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức xạ. Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ của nguyên tử.

Phương pháp OES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích phổ OES như ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

18

Nhìn chung, phương pháp ICP - OES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.103

đến n.10-4%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong

cùng một mẫu. Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất, nguyên liệu tinh khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương thực, thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu. [7] 3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) *. Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố cần phải thực hiện các quá trình sau đây: - Chọn các điều kiện và loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do. Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu.

- Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử vừa sinh ra. Các nguyên tử ở trạng thái hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó. Ở đây phần cường độ của chùm tia sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thụ là phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường hấp thụ. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần nghiên cứu được gọi là nguồn bức xạ đơn sắc hay bức xạ cộng hưởng.

- Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ, người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân ly và chọn 1 vạch hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử. Trong một thời gian nhất định của nồng độ C, giá trị cường độ này là phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích. [7] *. Những ưu, nhược điểm của phép đo AAS Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất định. Đó là :

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

19

- Phép đo AAS có độ nhạy và độ chọn lọc tương đối cao. Khoảng 65 nguyên tố hóa học có thể được xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 1.10-4 đến 1.10-5%. Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa thì độ nhạy đạt 10-7%. Chính vì có độ nhạy cao, nên phương pháp phân tích này đã được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại. Nhất là trong phân tích các nguyên tố vi lượng trong các đối tượng mẫu y học, sinh học, nông nghiệp, kiểm tra hóa chất có độ tinh khiết cao.

- Đồng thời cũng do độ nhạy cao nên trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích. Do đó tốn ít nguyên liệu mẫu, tốn ít thời gian không cần phải dùng nhiều hóa chất tinh khiết cao khi làm giàu mẫu. Mặt khác cũng tránh được sự nhiễm bẩn mẫu khi xử lý qua các giai đoạn phức tạp. Đó cũng là một ưu điểm lớn của phép đo AAS. - Ưu điểm thứ 3 của phương pháp này là các động tác thực hiện nhẹ nhàng.

Các kết quả phân tích lại có thể ghi lại trên băng giấy hay giản đồ để lưu trữ lại sau này. Đồng thời với các trang bị hiện nay, người ta có thể xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ. Trong nhiều trường hợp sai số không quá 15% với vùng nồng độ cỡ 1-2 ppm. Hơn nữa bằng sự ghép với máy tính cá nhân và các phần mềm thích hợp quá trình đo và xử lý kết quả sẽ nhanh và dễ dàng, lưu lại đường chuẩn cho các lần sau. [7] Bên cạnh những ưu điểm đã nêu, phép đo AAS cũng có một số hạn chế nhất định. Điều hạn chế trước hết là muốn thực hiện phép đo này cần phải có một hệ thống máy AAS tương đối đắt tiền. Do đó nhiều cơ sở nhỏ không đủ điều kiện để xây dựng phòng thí nghiệm và mua sắm máy móc.

- Mặt khác cũng chính do phép đo có độ nhạy cao, cho nên sự nhiễm bẩn có ý nghĩa đối với kết quả phân tích hàm lượng vết. Vì thế môi trường không khí phòng thí nghiệm phải không có bụi. Các dụng cụ, hóa chất dùng trong phép

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

20

đo có độ tinh khiết cao. Đó cũng là một khó khăn khi ứng dụng phân tích này.

Mặt khác cũng vì phép đo có độ nhạy cao nên các thiết bị máy móc là khá tinh vi và phức tạp. Do đó cần phải có kỹ sư trình độ cao để bảo dưỡng và chăm sóc.

Cần cán bộ làm phân tích công cụ thành thạo để vận hành máy. Những yếu tố này có thể khắc phục được qua công tác chuẩn bị và đào tạo cán bộ. [10] Nhược điểm chính của phương pháp phân tích này là chỉ cho ta biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích, mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố trong mẫu. Vì thế, nó chỉ là phương pháp phân tích thành phần hóa học của nguyên tố mà thôi. * Đối tượng và phạm vi ứng dụng của AAS Đối tượng chính của phương pháp phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử là phân tích lượng nhỏ (lượng vết) các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của các chất vô cơ và hữu cơ. Với các trang bị kỹ thuật hiện nay, bằng phương pháp phân tích này người ta có thể định lượng được hầu hết các kim loại (khoảng 65 nguyên tố) và một số á kim đến giới hạn nồng độ cỡ ppm bằng kỹ thuật FAAS, và đến nồng độ cỡ ppb bằng kỹ thuật GF-AAS. 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI VỀ CÂY NGHỂ BỤI 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nước Năm 1999, giáo sư Đỗ Tất Lợi viết cuốn “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học, Năm 2015 cuốn sách này được tái bản. Trong cuốn sách, ông đã viết về nhóm cây răm, và nghể răm. Trong đó chỉ rõ một số hoạt chất sinh học trong cây có tác dụng chữa những bệnh dân gian như sưng tấy, mẩn ngứa, mụn nhọt, chống phù nề, hạ sốt, tiêu chảy…

Năm 2007 Nguyễn Thị Đỏ viết cuốn “Thực vật chí Việt Nam”, tập 11.2. giới thiệu về Họ rau răm – Polygonaceae Juss. NXB Khoa học và kỹ thuật (2007) 158-159, 185-186.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

21

Năm 2015, nhóm tác giả Chu Thị Hà và cộng sự, Viện Sinh thái và Tài Nguyên sinh vật tiến hanh nghiên cứu “ Ảnh hưởng của phân bón lên khẳ năng hấp thụ chì của nghể răm Polygonum hydropiper L và nghể nhẵn Polygonum glabrum Wild Năm 2015, Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Dung – Đại hoc Quốc gia Ha Nội Nghiên cứu thanh phần hóa học thân rễ cây nghể trắng.

Năm 2016, tác giả Trân Thanh Ha – Đại học Quốc gia Hà nội, đã nghiên cứu về thành phân hóa học một số loại cây thuộc chi Polygonum, họ nhà rau răm.

1.4.2. Một số cứu trên thế giới Shuping Jin, Yuzhi Fang năm 2009, Xác định các thành phần hoạt tính sinh học trong Polygonum perheadsiatum L. bằng phương pháp điện di mao quản “Determination of Bioactive Components in Polygonum perfoliatum L. by Capillary Electrophoresis with Electrochemical Detection” Alex Ramani V năm 2011 nghiên cứu các hợp chất chống oxi hóa chiết xuất từ lá cây nghể “ In-Vitro antioxidant activity of polygomum barbatum leaf extract” Theo nghiên cứu mới nhất năm 2019 của Sayed Abdel Hamid El-Toumy trong cây nghể trắng còn chứa hợp chất bảo vệ gan methanolic “Evaluation of hepatoprotective activity of Polygonum equisetiforme methanolic extract” 1.5. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH CHÌ, CADIMI VÀ ASEN Để xác định hàm lượng chì, cadimi, asen trong cây nghể bụi, trước hết ta phải tiến hành xử lý mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu (dạng rắn) về dạng dung dịch. Đây là công việc rất quan trọng vì có thể dẫn đến những sai lệch có trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn hay làm mất chất phân tích nếu thực hiện không tốt. Hiện nay có nhiều kĩ thuật

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

22

xử lý mẫu phân tích, với đối tượng cây nghể bụi thì hai kĩ thuật dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướt bằng axit đặc hoặc axit mạnh (phương pháp xử lý ướt) và kĩ thuật tro hóa khô (phương pháp tro hóa khô). [11] 1.5.1. Phương pháp xử lý ướt * Phương pháp xử lý mẫu trong lò vi sóng (phá mẫu hệ kín).

Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướt với axit đặc trong lò vi sóng hệ kín có nhiều ưu điểm như: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá hủy mẫu triệt để và không mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao.

Dưới tác dụng phá hủy và hòa tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượng nhiệt cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lưu, chuyện động nhiệt và va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bào mòn dần, các tác nhân này tấn công và bào mòn các hạt mẫu từ bên ngoài, làm cho các hạt bị mòn dần và tan hết. Ngoài ra trong lò vi sóng còn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân tử nước hấp thụ năng lượng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển động nhiệt rất mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong ra. Hơn nữa, do xử lý mẫu trong hệ kín nên áp suất cao sẽ làm nhiệt độ sôi cao hơn, đây là tác nhân phân hủy mạnh nhất do vậy thúc đẩy quá trình phân hủy mẫu từ bên trong ra và từ bên ngoài vào. Do đó việc xử lý mẫu trong lò vi sóng chỉ cần thời gian ngắn 50 – 90 phút để xử lý triệt để. [14] * Phương pháp xử lý ướt hệ hở Nguyên tắc của phương pháp là dùng axit đặc có tính oxi hóa mạnh như (HNO3, H2O2…), hay hỗn hợp cả axit đặc có tính oxi hóa mạnh (HNO3 + H2O2)…để phân hủy hết các chất hữu cơ của mẫu trong bình Kendan. Lượng axit thường phải dùng gấp từ 10- 15 lần lượng mẫu, tùy thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hóa học của nó. Thời gian phân hủy mẫu trong các hệ mở, bình Kendan, ống nghiệm, cốc… thường từ vài giờ đến vài chục giờ, cũng tùy loại mẫu, bản chất của các chất. Phương pháp này có nhiều nhược điểm như:

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com

23

+ Thời gian phân huỷ lâu, thường là từ 10 -12 giờ đối với bình Kendan. + Tốn nhiều axit tinh khiết, axit dư nhiều, phải đuổi axit sau khi xử lý. + Dễ gây nhiễm bẩn. + Phải đuổi axit dư lâu, đồng thời khi đun đuổi axit lâu lại gây ra sự nhiễm bẩn hay bắn mất mẫu. [11] 1.5.2. Phương pháp xử lý khô Nguyên tắc: Đối với các mẫu hữu cơ trước hết phải được xay nghiền thành bột hay thể huyền phù. Sau đó dùng nhiệt để hóa tro mẫu, đốt cháy chất hữu cơ và đưa các kim loại về dạng oxit hay muối của chúng. Cụ thể là: Cân lấy một lượng mẫu nhất định (1- 5g) vào chén nung. Nung chất mẫu ở nhiệt độ thích hợp, để đốt cháy hết các chất hữu cơ, và lấy bã vô cơ còn lại của các mẫu là các oxit, các muối…sau đó hòa tan bã thu được trong axit vô cơ như HCl (1/1), HNO3 (1/2)…để chuyển các kim loại về dạng ion trong dung dịch. Quyết định dạng tro hóa ở đây là nhiệt độ nung và thời gian nung (nhiệt độ tro hóa và thời gian tro hóa) và các chất phụ gia thêm vào mẫu khi nung. Nhiệt độ tro hóa các chất hữu cơ thường được chọn thích hợp trong khoảng 400 - 550 0C, tùy theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích.

Sử dụng phương pháp này có những ưu nhược điểm như: + Tro hóa triệt để được mẫu, hết các chất hữu cơ. + Đơn giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý không lâu như phương pháp vô cơ hóa ướt. + Không tốn nhiều axit tinh khiết cao, và không có axit dư. + Hạn chế được sự nhiểm bẩn do dùng ít hóa chất. + Mẫu dung dịch thu được sạch sẽ và trong. + Nhưng hay bị mất một số nguyên tố phân tích (Pb, Zn, Cu, Cd…), nếu không dùng chất bảo vệ và chất chảy.

Đóng góp PDF bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đăng ký qua Zalo 0905779594 Email thanhtuqn88@gmail.com