Nghiên cứu phân tích hàm lượng molipden trong súp lơ bằng phương pháp trắc quang phân tử UV VIS

●Ưu – nhược điểm : - Hầu như không bị mất chất phân tích, nhất là tròng lò vi sóng - Nếu xử lý trong các hệ hở thì thời gian phân hủy mẫu rất dài, tốn nhiều axit đặc tinh khiết cao, dễ

MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay dân số gia tăng nhanh trên thế giới cũng như ở Việt Nam,con người cần có nhiều lương thực, thực phẩm để cung cấp cho các bữa ăn hàng ngày Rau cũng là nguồn thức ăn bổ dưỡng nuôi sống con người Rau không những cung cấp một lượng lớn sinh tố A, B, C…, mà còn cung cấp một phần các nguyên tố

vi,lượng rất cần thiết trong cấu tạo tế bào

Rau còn là một nguồn dược liệu quý góp phần bảo vệ sức khoẻ cho con người Nhưng nếu trong rau chứa một lượng lớn kim loại nặng thì sẽ gây hại cho con người

Molipden có vai trò quan trọng trong các hoạt động sống của con người cũng như sinh vật Nó là các nguyên tử dị-kim loại trong khu vực hoạt hóa của một

số enzym nhất định Giữ vai trò quan trọng trong quá trình cố định nitơ ở một số

loài vi khuẩn, enzym nitrogenaza tham gia vào bước cuối cùng để khử phân tử nitơ

thường chứa molypden trong khu vực hoạt hóa Tuy nhiên với hàm lượng dư thừa

nó sẽ gây ngộ độc và một số bệnh ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và sinh

vật

Để góp phần đánh giá hàm lượng Molipden trong rau , chúng tôi thực hiện

đề tài “Nghiên cứu phân tích hàm lượng Molipden trong súp lơ bằng phương pháp

trắc quang phân tử UV-VIS”

2.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề tài góp phần xây dựng quy trình phân tích hàm lượng Molipden trong súp lơ phù hợp với điều kiện của phòng thí nghiệm ở Việt Nam Trên cơ sở đó áp dụng vào phân tích một số mẫu thực tế, đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại

Molipden trong súp lơ trên một số khu vực chợ thuộc thành phố Đà Nẵng

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Molipden và dư lượng của nó trong môi trường [11,12,13]

1.1.1.Giới thiệu về Molipden

Molipđen được nhà hóa học Thụy Điển là Cac Vinhem Sele (Karl Wihelm Scheele) phát hiện ra vào năm 1778 Tên của nguyên tố này có gốc ở một từ Hy

Lạp “molybdos”

Molypden là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm 6 với ký hiệu Mo và số nguyên tử 42, là một kim loại chuyển tiếp với độ âm điện 1,8 trên thang Pauling và nguyên tử lượng 95,9 g/mol

Ở dạng kim loại nguyên chất, molypden có màu xám trắng bạc và rất cứng, mặc dù nó hơi mềm hơn vonfram Dạng bột màu xám sẫm hoặc đen, nó có điểm

nóng chảy là 2.623 °C, cao hàng thứ sáu trong số các nguyên tố đã biết Molypden

bắt cháy ở nhiệt độ trên 600 °C Nó cũng có hệ số giãn nở nhiệt thấp nhất trong số các kim loại sử dụng ở quy mô thương mại (4,8 µm/m•K ở 25 °C)

Nhờ có tính chất khó chảy và hệ số nở nhiệt thấp nên kim loại này được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện, trong điện tử học vô tuyến, trong kỹ thuật nhiệt

độ cao Những cái móc mà trên đó treo “sợi tóc” bằng vonfram trong các bóng đèn điện thông thường đều được làm bằng molipđen Giả sử sợi tóc bằng vonfram để phát ra ánh sáng ấy được hàn trực tiếp vào lõi thủy tinh của bóng đèn thì thủy tinh

sẽ dạn nứt ngay do sự nở nhiệt của vonfram, còn molipđen thì hầu như không giãn

nở khi bị đốt nóng nên không gây ra tai họa cho thủy tinh Anôt, cực lưới và nhiều chi tiết khác của đèn điện tử, của các ống phóng tia rơngen cũng được chế tạo bằng molipđen Như một thứ vật liệu kết cấu, molipđen còn được sử dụng trong các lò phản ứng năng lượng hạt nhân Các dây điện trở bằng molipđen tỏ ra khá tốt khi được dùng làm bộ phận nung nóng trong lò điện chân không kiểu điện trở có công suất lớn, nơi sản sinh ra nhiệt độ rất cao Trong số các hiện vật trưng bày tại bảo tàng kỹ thuật tổng hợp Maxcơva, người xem sẽ thấy một chiếc thuyền nhỏ bằng molipđen, trong đó nuôi một tinh thể granat nhôm - ytri nhân tạo

Các hợp kim molipđen bền nhiệt là vật liệu tuyệt vời để chế tạo các chi tiết quan trọng của tên lửa vũ trụ, của động cơ tên lửa và gờ cánh của máy bay siêu âm Còn hợp kim comocrom gồm coban, molipđen và crom thì được sử dụng trong y học, trong đời sống con người

Trên đồng ruộng nông nghiệp, molipđen làm việc cũng rất hiệu quả Một số nguyên tố bón cho đất đai hoặc pha vào thức ăn gia súc với lượng rất nhỏ thôi cũng

đủ làm nên những điều kỳ diệu Molipđen cũng là một nguyên tố có phép lạ như

vậy Những liều lượng cực nhỏ của nguyên tố vi lượng này sẽ góp phần nâng cao rõ rệt năng suất và cải thiện chất lượng của nhiều loại cây trồng

Molypden được tìm thấy ở dạng dấu vết trong thực vật và động vật, mặc dù

sự dư thừa molypden thái quá có thể gây độc hại cho một số động vật

1.1.2.Nguồn gốc xuất hiện của Molipden trong súp lơ

Nguyên nhân làm cho sự tích luỹ lượng Molipden trong súp lơ cao chủ yếu

do sử dụng lượng phân đạm dạng hóa học và phân bón vi lượng quá nhiều và bón gần thời gian thu hoạch.Hoặc do nguồn nước và đất trồng có chứa quá nhiều lượng này Hàm lượng Molipden cao cũng gây độc đối với cây Nếu trong nông phẩm hàm lượng Molipden đến >20mg/1kg chất khô thì động vật ăn rau tươi sẽ bị ngộ độc Mo, còn người ăn thì sinh bệnh gut (podagra) , hiện tượng đó xảy ra ở nơi có

mỏ Mo

1.1.3.Vai trò của Molipden

Vai trò quan trọng nhất của các nguyên tử molypden trong các sinh vật sống là các nguyên tử dị-kim loại trong khu vực hoạt hóa của một số enzym nhất định Molipden có vai trò quan trọng trong cố định nitơ ở một số loài vi khuẩn,

enzym nitrogenaza tham gia vào bước cuối cùng để khử phân tử nitơ thường chứa

molypden trong khu vực hoạt hóa

Tháng Ba năm 2008, các nhà nghiên cứu đã thông báo rằng họ tìm thấy chứng

cứ mạnh cho giả thiết rằng sự khan hiếm molypden trong lòng đại dương của Trái Đất thời kỳ đầu đã là yếu tố hạn chế sự tiến hóa tiếp theo của sinh vật nhân chuẩn (bao gồm toàn bộ động và thực vật) do các sinh vật nhân chuẩn không thể cố định nitơ và phải thu nhận nó từ các vi khuẩn nhân sơ Sự khan hiếm molypden tạo ra do

sự thiếu hụt tương đối của ôxy trong đại dương thời kỳ đầu Ôxy hòa tan trong nước biển là cơ chế chính để hòa tan molypden từ các chất khoáng dưới đáy biển

Mặc dù molypden tạo ra một số hợp chất với một số phân tử hữu cơ, như các cacbohyđrat và axít amin, nhưng nó được vận chuyển trong cơ thể người dưới dạng MoO42-.Molypden có mặt trong khoảng 20 enzym ở động vật, bao gồm anđehyt oxidaza, sulfit oxidaza, xanthin oxidaza.Ở một số động vật, sự ôxi hóa xanthin thành axít uric, một quá trình dị hóa purin, được xúc tác bằng xanthin oxidaza, một enzym chứa molypden Hoạt động của xanthin oxidaza tỷ lệ thuận với khối lượng molypden trong cơ thể Tuy nhiên, nồng độ cực cao của molypden lại đảo ngược xu hướng này và có thể tác động như là tác nhân ức chế cả dị hóa purin lẫn các quy trình khác Nồng độ molypden cũng ảnh hưởng tới tổng hợp protein, trao đổi chất,

và sự phát triển.Các enzym này ở thực vật và động vật xúc tác phản ứng của ôxy trong các phân tử nhỏ, như là một phần của sự điều chỉnh các chu trình nitơ, lưu huỳnh và cacbon

Ở người nặng 70 kg có khoảng 9,3 mg molypden, chiếm 0,00001% trọng lượng cơ thể.Nó có nồng độ cao hơn ở gan và thận còn nồng độ thấp hơn ở xương sống Molypden cũng tồn tại trong men răng của người và có thể hỗ trợ việc ngăn ngừa sâu răng Gan lợn, cừu và bê chứa khoảng 1,5 phần triệu molypden Các nguồn dinh dưỡng khác chứa đáng kể molypden là đậu xanh, trứng, hạt hướng dương, bột mì, đậu lăng và một vài loại lương thực khác

1.1.4.Tác hại của Molipden

Nhu cầu hấp thụ trung bình mỗi ngày đối với molypden là khoảng 0,3 mg Hấp thụ trên 0,4 mg có thể gây ngộ độc Thiếu hụt molypden, gây ra do hấp thụ dưới 0,05 mg/ngày, có thể gây ra còi cọc, giảm ngon miệng và giảm khả năng sinh sản Tungstat natri là tác nhân kìm hãm và ức chế molypden Vonfram trong thức ăn làm giảm nồng độ molypden trong các mô của cơ thể

Một lượng lớn molypden có thể gây cản trở sự hấp thụ đồng của cơ thể, bằng

sự ngăn chặn các protein của huyết tương trong việc liên kết đồng cũng như gia tăng lượng đồng bị bài tiết theo đường nước tiểu

Các động vật nhai lại nếu tiêu thụ lượng lớn molypden sẽ phát sinh các triệu chứng như tiêu chảy, còi cọc, bệnh thiếu máu và mất sắc tố ở lông Các triệu chứng này có thể giảm đi bằng cách chỉ định thêm đồng vào khẩu phần ăn cũng như bằng cách tiêm.Tình trạng này có thể trầm trọng thêm nếu dư thừa cả lưu huỳnh

Bụi và hơi molypden sinh ra do khai thác và chế biến là không độc hại Người

ta chưa thấy các tác động dài hạn gắn liền với phơi nhiễm molypden; tuy nhiên, phơi nhiễm kéo dài có thể gây ra kích thích mắt và da Nên tránh việc hít thở hay nuốt trực tiếp molypden

1.2.Các phương pháp vô cơ hóa mẫu [4]

1.2.1.Phương pháp vô cơ hóa mẫu khô

●Nguyên tắc :

Kỹ thuật tro hóa khô là kỹ thuật nung để xử lý mẫu trong lò nung ở nhiệt độ thích hợp (4500C – 7000C), sau đó hòa tan mẫu bằng dung dịch muối hay axit phù hợp Khi nung, các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt cháy hoàn toàn thành CO2 và H2O

●Ưu -nhược điểm :

-Thao tác nhanh và đơn giản

-Không phải dung nhiều axit đặc

-Xử lý được triệt để nhất là các mẫu nền hữu cơ

chục giờ, cũng tùy loại mẫu và bản chất các chất, còn nếu dùng lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần vài chục phút Khi phân hủy xong phải đuổi hết axit dư trước khi định mức và tiến hành đo phổ

●Ưu – nhược điểm :

- Hầu như không bị mất chất phân tích, nhất là tròng lò vi sóng

- Nếu xử lý trong các hệ hở thì thời gian phân hủy mẫu rất dài, tốn nhiều axit đặc tinh khiết cao, dễ bị nhiễm bẩn do môi trường hay axit dùng và phải đuổi axit dư lâu nên dễ bị nhiễm bụi bẩn vào mẫu

1.2.3.Phương pháp vô cơ mẫu khô –ướt kết hợp

●Nguyên tắc:

Mẫu được phân hủy trong chén hay cốc nung mẫu Trước tiên người ta thực hiện xử lý ướt sơ bộ trong cốc ,hay chén nung băng một lượng nhỏ axit và chất phụ gia để phá vỡ cấu trúc ban đầu của các hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ một số nguyên tố có thể bay hơi khi nung Sau đó mới đem nung ở nhiệt

độ thích hợp

●Ưu-nhược điểm :

-Hạn chế được sự mất của một số chất phân tích

-Sự tro hóa là triệt để ,sau khi hòa tan tro sẽ có dung dịch mẫu trong

-Không phải dung axit có độ tinh khiết cao

-Thời gian xử lý nhanh hơn tro hóa ướt

-Không phải đuổi axit dư lâu

-Phù hợp với nhiều loại mẫu khác nhau

1.3.Các phương pháp xác định vi lượng Molipden[5,9]

1.3.1.Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES)

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 AES 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 AES như ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…

Nhìn chung, phương pháp AES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.10-3 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

1.3.2.Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng Tức là nguyên tử ở trạng thái

cơ bản Song nếu nguyên tử đang tồn tại ở trạng thái này mà chúng ta kích thích nó bằng một chùm tia sáng đơn sắc có năng lượng phù hợp, có độ dài sóng trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố đó, thì chúng sẽ hấp thụ các tia sáng

đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên

tử

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và trong mức năng lượng cơ

bản

Phương pháp này có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại

và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử Do đó nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hoá học, hoá dầu, y học, sinh hoá, công nghiệp dược phẩm, nông nghiệp và thực phẩm …

Tác giả Nguyễn Ngọc Sơn đã sử dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa GF-AAS để xác định lượng vết chì trong đất hiếm tinh khiết (≥ 99,5%) có so sánh với kỹ thuật ICP-MS và có đưa ra nhận xét: phương pháp GF-AAS có thể xác định tạp chất trong đất hiếm tinh khiết với độ nhạy và độ chính xác

cao Sự sai khác giữa hai phương pháp GF-AAS và ICP-MS là rất nhỏ, dưới 9% đối với Pb

1.3.3.Phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS

Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng VIS Ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử của chất bền vững và nghèo năng lượng Đây là trạng thái cơ bản Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếu vào thì các điện tử hoá trị trong các liên kết (pi, xích ma ) sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn Hiệu số giữa hai mức năng lượng (cơ bản EO và kích thích Em) chính là năng lượng

UV-mà phân tử hấp thụ từ nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất

● Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng.Cơ sở của phương pháp là định luật Lambert – Beer:

D=εlC Trong đó: D:Mật độ quang

Ɛ : Hệ số tắt phân tử

C: nồng độ dung dịch (mol/l)

l :bề dày lớp dung dịch (cm)

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10-5 - 10-7M và

là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến

Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng Để phù hợp với điều kiện phân tích của phòng thí nghiệm , chúng tôi sử dụng phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS để xác định Molipden

1.4.Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS [9]

1.4.1.Giới thiệu phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

● Cơ sở lý thuyết của phương pháp trắc quang phân tử UV – VIS

Cơ sở lý thuyết của phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử là định luật

Trong đó: I0 là cường độ ánh sáng tới, C là nồng độ dung dịch (mol/l), l là

bề dày lớp dung dịch (cm), ε: Hệ số tắt phân tử, ε phụ thuộc vào bản chất của dung dịch màu, bước sóng của bức xạ đi qua và nhiệt độ (ε ≤ 105 ), D là mật độ quang (hay độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch) Đối với dung dịch nhất định chứa trong một loại cuvet nhất định thì ε, l là cố định Do vậy D = KC cho biết sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ của dung dịch, đây chính là cơ sở của phương pháp phân tích định lượng

●Máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

Không phụ thuộc vào vùng phổ, các máy đo độ truyền quang và độ hấp thụ (mật độ quang) của dung dịch bao gồm năm bộ phận cơ bản sau: nguồn bức xạ có năng lượng ổn định, một bộ lọc sóng cho phép tạo ra bức xạ đơn sắc có bước sóng thích hợp với chất nghiên cứu, ngăn đựng mẫu gồm các cuvet chứa dung dịch đo, đêtectơ là loại thiết bị có khả năng thu những thông tin: cơ, điện, quang thành những tín hiệu, thường là tín hiệu điện, và bộ phận chỉ thị của kết quả đo Tùy theo cấu tạo của các loại thiết bị mà người ta chia ra làm hai loại máy đo quang là máy một chùm tia và máy hai chùm tia

Sơ đồ của máy phổ trắc quang một tia sáng với hai nguồn sáng và một giá đựng cuvet di động được biểu diễn trên hình 1.1

Trong đó: 1 Đèn Vônfram; 2 Kính lọc sáng; 3 Cuvet chứa dung dịch so sánh; 4 Cuvet chứa dung dịch phân tích; 5 Tế bào quang điện với hiệu ứng quang

điện ngoài 6 Gương; 7.Tế bào quang điện; 8 Điện kế để chuẩn hóa 100% T

Các thế hệ máy phổ hiện nay thường được nối với máy vi tính, do đó việc ghi phổ hết sức thuận lợi nhờ có những chương trình đo tự động theo các chế độ khác nhau Ngoài ra, còn có thể lưu giữ phổ đối chiếu và so sánh khi cần thiết

1.4.2.Các điều kiện tối ưu cho phương pháp phân tích

1.4.2.1.Ánh sáng đơn sắc

Do tính chất đặc trưng của các chất màu chỉ hấp thụ những bức xạ đơn sắc

có bước sóng thích hợp nên định luật Lambert- Beer chỉ đúng khi dùng ánh sáng đơn sắc để nghiên cứu

1.4.2.2.Phổ hấp thụ

Phổ hấp thụ là đường cong biểu diễn sự phụ thuộc giữa mật độ quang và bước sóng λ Ứng với giá trị bước sóng λmax là mật độ quang cực đại Dmax Với mỗi dung dịch nghiên cứu ta phải xác định bước sóng λmax trước khi tiến hành phân tích định lượng

Hình 1.1 Sơ đồ của máy so màu quang điện hai chùm tia

1.4.2.3.Ảnh hưởng của nồng độ

Thực nghiệm đã chứng minh rằng mật độ quang D và nồng độ dung dịch C chỉ tuyến tính trong một khoảng giá trị nồng độ nhất định gọi là khoảng tuyến tính của định luật Lambert- Beer

Hình 1.2 Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ chất phân tích

Khoảng tuyến tính là khác nhau đối với các máy đo khác nhau và với các đối tượng phân tích khác nhau Do đó phải xác định khoảng tuyến tính cho từng phép phân tích cụ thể (hình 1.2)

1.4.2.4.Ảnh hưởng của pH môi trường

Thuốc thử đưa chất phân tích về phức màu thường là những axit hay bazơ Nếu thuốc thử là axit hay bazơ mạnh thì pH của môi trường không ảnh hưởng đến độ bền của phức Nhưng chú ý chỉ nên dùng một lượng vừa đủ để tránh lãng phí hóa chất và có thể đưa tạp chất từ ngoài vào

Nếu thuốc thử là những axit yếu, thường là những phẩm màu hữu cơ có đặc điểm là thay đổi màu sắc theo giá trị pH của dung dịch, do đó ta nên chọn thuốc thử

có giá trị pH tạo phức màu khác xa giá trị pH mà tại đó nó đổi màu Khi đó ta phải tìm điều kiện môi trường pH tối ưu cho quá trình xác định

1.4.2.5.Ảnh hưởng của ion lạ

Cation lạ: Nó có thể tác dụng với thuốc thử Nếu tạo màu thì phải loại trừ còn nếu không tạo màu thì có thể chấp nhận được với điều kiện là hằng số bền của phức tạo thành bởi cation chất phân tích với thuốc thử phải lớn hơn hằng số bền của phức tạo thành bởi cation lạ với thuốc thử, βMR > βAR (trong đó M là cation cần xác định, R là thuốc thử và A là cation lạ), hoặc có thể thêm chất phụ X vào sao cho:

βAR < βXR < βMR

Anion lạ: Nếu nó không tác dụng với cation cần xác định thì không ảnh hưởng nhưng ngược lại thì phải loại bỏ bằng phương pháp ” che” hoặc chiết bằng dung môi hữu cơ

1.4.2.6.Ảnh hưởng của thời gian

Thời gian ổn định màu của phức giữa chất cần phân tích với thuốc thử phải được kiểm tra vì cường độ màu của dung dịch chỉ bền trong một thời gian nhất định

1.4.3.Các phương pháp phân tích định lượng

1.4.3.1.Phương pháp đường chuẩn

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ xác định tăng dần theo thứ

tự nhất định C1, C2, C3, C4, C5, C6 Dùng thuốc thử thích hợp để đưa dung dịch về phức màu Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch chuẩn tại bước sóng max

đã khảo sát Sau đó, xây dựng đường chuẩn D = f(C) và tìm được phương trình đường thẳng D = aC + b

Phương pháp này có ưu điểm là xác định được hàng loạt mẫu Tuy nhiên trong nhiều trường hợp ta không chuẩn bị được mẫu chuẩn hoàn toàn giống với mẫu phân tích điều đó dẫn tới kết quả phân tích sẽ gặp sai số lớn Để khắc phục nhược điểm này người ta dung phương pháp thêm

1.4.3.2.Phương pháp thêm

Nguyên tắc chung của phương pháp thêm: Lấy ngay dung dịch chất phân

tích làm dung dịch nền

Có hai phương pháp thêm: Thêm một mẫu chuẩn và thêm một dãy chuẩn

Thêm một mẫu chuẩn

Pha dung dịch chất phân tích với nồng độ Cx, thêm thuốc thử, môi trường rồi định mức tới vạch Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch tại bước sóng max

đã khảo sát ta được giá trị Dx Thêm vào dung dịch lượng chính xác nồng độ Ca Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch mới ta được giá trị Dx+a từ đó xác định nồng độ của mẫu Cx

C C

C

a x

x

 = D

D

a x

x



 Cx =

D D

D C

x a x

x a





.

Thêm dãy chuẩn

Cho vào 6 bình định mức một thể tích chính xác dung dịch phân tích nồng

độ Cx Thêm lần lượt vào mỗi bình những lượng chính xác C1, C2, C3, C4, C5, C6 sao cho nồng độ tăng dần theo cấp số cộng, thêm thuốc thử, môi trường và định mức tới vạch Tiến hành đo mật độ quang của các mẫu dung dịch thu được các giá trị D1,

D2, D3, D4, D5, D6 Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc D = f(C) Bằng phương pháp nội suy hoặc ngoại suy ta tìm được giá trị Cx

Phương pháp thêm dãy chuẩn cho độ chính xác cao hơn phương pháp thêm một mẫu chuẩn song lại đòi hỏi tốn nhiều thời gian hơn Ta dùng phương pháp thêm dãy chuẩn khi phép phân tích yêu cầu độ chính xác cao

Ưu điểm của phương pháp thêm là quá trình chuẩn bị mẫu dễ dàng không cần phải dùng các hóa chất tinh khiết cao để chuẩn bị từng mẫu chuẩn và loại trừ được hoàn toàn ảnh hưởng về thành phần cũng như cấu trúc vật lý của các chất tạo thành mẫu (Matric effect)

1.5 Đánh giá sai số thống kê trong phân tích [7,10,11]

1.5.1 Sai số tuyệt đối và sai số tương đối

Sai số tuyệt đối không cho thấy mức độ chính xác của phép phân tích Để biết được độ chính xác của phép phân tích người ta thường dùng sai số tương đối Sai số tương đối () là tỉ số giữa sai số tuyệt đối ε và giá trị thực µ hoặc giá trị trung bình X Thông thường sai số tương đối được biểu thị theo phần trăm:



Trong đó:

n

X X

X X

X  1 2  3  4

ε = X - µ

1.5.2 Các đại lượng để đánh giá sai số trong phân tích

Khi tiến hành nhiều phép phân tích, tức là tiến hành lặp lại thí nghiệm, ta thu được một dãy các dữ kiện thực nghiệm Các khái niệm sau đây đặc trưng cho độ phân tán các dữ kiện đó

1.5.2.2 Độ lệch chuẩn và độ lệch tiêu chuẩn tương đối

Độ lệch chuẩn được xác định bằng căn bậc hai của phương sai

1.5.2.3 Biên giới tin cậy

Ta có thể dựa vào chuẩn student để tìm biên giới tin cậy:

là biên giới tin cậy

Giá trị thực μ nằm trong khoảng x -  < μ <



x +  với xác suất tin cậy nào

đó

1.5.3 Cách xác định sai số

Để kiểm tra độ lặp của phương pháp tại phòng thí nghiệm ta làm như sau: Đo cùng một mẫu 5 lần, sau đó tìm độ lệch chuẩn của phương pháp Độ lệch chuẩn

càng nhỏ thì độ lặp lại của phương pháp càng cao

Xác định độ chính xác của phương pháp: Đo 5 lần đối với một mẫu phân tích

đã biết trước nồng độ để tìm độ chính xác của phép đo

1.6.Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lượng kim loại nặng trong rau ở Việt Nam và trên thế giới [1,3,4,17,18,19]

1.6.1 Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lượng kim loại nặng trong rau trên thế giới

Hiện nay, nền kinh tế thế giới đang phát triển với tốc độ cao nhằm đáp ứng nhu cầu cầu nhu cầu ngày càng tăng của con người và để đạt mục tiêu tạo mức cân bằng mới với sự ổn định thị trườn trên toàn cầu Cùng với sự gia tăng dân số, nhu cầu cung cấp rau xanh cho loài người cũng ngày càng gia tăng mạnh mẽ Tuy nhiên, cùng với sự phát triển kinh tế đã kéo theo hàng loạt các vấn đề có liên quan đến môi trường xung quanh gây cản trở các quá trình phát triển cũng như sức khỏe con người Do sự phát triển mạnh mẽ của đô thị và công nghiệp cũng như sự gia tăng lượng phân hoá học, thuốc trừ sâu trong sản xuất nông nghiệp đã gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khoẻ con người.Trong những năm gần đây, các tổ chức quốc tế như tổ chức Nông lương (FAO), tổ chức Y tế thế giới (WHO) và các

tổ chức khác về vấn đề môi trường đã đưa ra các khuyến cáo, hạn chế việc sử dụng hoá chất nhân tạo vào nông nghiệp, xây dựng các quy trình sản xuất theo công nghệ sạch, công nghệ sinh học, công nghệ sử dụng nguồn năng lượng tái tạo Tổ chức Y

tế thế giới đã ước tính rằng mỗi năm có 3 % nhân lực lao động nông nghiệp ở các nước đang phát triển bị nhiễm độc kim loại nặng trong rau quả

Hình 1.3 Ô nhiễm trong rau ở Hình 1.4 Rau cải bị ô nhiễm

Chiết Giang Trung Quốc do phun quá nhiều chất tăng trưởng

Độc chất có thể tồn tại ở nhiều hình thức khác nhau như chất vô cơ hay hữu

cơ, thể hợp chất hay đơn chất, dạng lỏng, rắn hay khí Chúng có mặt trong cả ba môi trường đất, nước và không khí lan truyền và ảnh hưởng đến hệ sinh thái nơi chúng tồn tại Do đó, tìm hiểu và xác định các chất độc trong môi trường sẽ giúp ta

có biện pháp khống chế và xử lý nó

Theo tham khảo ý kiến của một số các chuyên gia cho thấy để làm được công việc này phải tốn rất nhiều thời gian, kinh phí và sức lực vì đất có nhiều loại khác nhau và khả năng tự làm sạch của đất cũng như khả năng đệm của đất là rất lớn nên phải đưa ra rất nhiều các thông số có liên quan trong môi trường đất như thực vật, động vật, khả năng lan truyền và hành vi của các độc chất trong môi trường đất, khả

năng tự xử lý và hấp thu của sinh vật trong môi trường đất …

1.6.2.Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lượng kim loại nặng ở Việt Nam

Một lượng lớn kim loại như kẽm, đồng, cadmium tích tụ trong rau có thể gây ung thư đột biến,ngộ độc hệ thần kinh,rối loạn chức năng thận…

Một số chất độc lại có nhiều trong những loại rau phổ biến như rau diếp, cần tây, cải bắp, khoai tây Trước thực trạng này, liên tiếp trong những ngày gần đây,

Uỷ ban Khoa học Công nghệ và Môi trường của Quốc hội và Bộ NN & PTNT đã tổ

chức họp bàn về vấn đề này

Thứ trưởng Bộ NN & PTNT Bùi Bá Bổng cho rằng chỉ với thực tế 3% rau

xanh có hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật vượt tiêu chuẩn cho phép, tương ứng với hơn 2 triệu người hàng ngày phải ăn rau không đảm bảo Thực tế, việc hàng ngày ăn phải rau không đảm bảo tiêu chuẩn là mầm mống gây nên nhiều căn bệnh nguy

hiểm như ung thư, ngộ độ.Nếu ăn phải rau bị nhiễm kim loại nặng như kẽm, sẽ dẫn đến tích tụ kẽm trong gan có thể gây ngộ độc hệ thần kinh, ung thư đột biến và một loạt các chứng bệnh nguy hiểm khác

Cùng liên quan đến chất lượng nguồn rau, TS Ngô Kiều Oanh (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) khẳng định, hiện Hà Nội chỉ còn khu vực Ba Vì, Sơn Tây, Phúc Thọ, Thạch Thất, Đan Phượng là chưa bị ô nhiễm, có sản vật phong phú rất thuận lợi để hình thành một vùng sản xuất và cung cấp thực phẩm an toàn mang tính hàng hoá lớn cho thành phố

Hình 1.5 Rau cải bị ô nhiễm do tưới Hình 1.6 Rau muống bị ô nhiễm kim loại

nước bẩn ở Đà Nẵng nặng ở Hà Nội

Tuy nhiên, để thực hiện được ý tưởng này, phải có một cơ chế bảo vệ nghiêm

ngặt quỹ gien đa dạng sinh học của Vườn Quốc gia Ba Vì và lãnh thổ đất đai nông nghiệp xung quanh chân núi Ba Vì Nhóm các nhà khoa học đề nghị Uỷ ban Khoa học Công nghệ và Môi trường của Quốc hội cần xem xét, kiến nghị Chính phủ sớm quyết định chủ trương xây dựng vùng thực phẩm tập trung an toàn và đưa ý tưởng này vào quy hoạch tổng thể Thủ đô Hà Nội

1.7.Sơ lược vài nét về súp lơ [14,15,16]

Súp lơ, hay su lơ, bắp su lơ, hoa lơ (tiếng Pháp: Chou-fleur),cải hoa, cải bông trắng, là một loại cải ăn được, thuộc loài Brassica oleracea, họ Cải, mọc quanh năm, gieo giống bằng hạt Phần sử dụng làm thực phẩm của súp lơ là toàn bộ phần hoa chưa nở, phần này rất mềm, xốp nên không chịu được mưa nắng Phần lá và thân thường chỉ được sử dụng làm thức ăn cho gia súc

Hình 1.7 Súp lơ xanh Hình 1.8 Súp lơ trắng

Súp lơ có phần lá rất phát triển, nhưng bộ rễ lại phát triển kém thường ăn nông (ở lớp đất 10 - 15 cm) và ít lan rộng, vì thế tính chịu hạn, chịu nước kém Cây thân thảo, có thể sống 2 năm, ưa đất ẩm, nhiều mùn yêu cầu về dinh dưỡng khá cao, cây thích ánh sáng nhẹ, chịu được lạnh; nhiệt độ thích hợp nhất cho sinh trưởng và phát triển là 15-18oC, từ 25oC trở lên cây mọc kém, chậm, mau hóa già, cho hoa bé

và dễ nở Tuy nhiên, ở giai đoạn đang ra hoa nếu gặp phải nhiệt độ dưới 10oC hoa cũng bị bé, phẩm chất kém

Ở Việt Nam, các vùng trồng súp lơ phổ biến là miền có khí hậu lạnh như miền Bắc vào mùa Đông hay các vùng núi cao như Tây Nguyên, nhất là vùng Đà Lạt Lâm Đồng

2.1.2.Thiết bị

Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV - VIS: Jasca V – 530 của Nhật Bản với cuvet thạch anh

Hình 2.1 Máy quang phổ hấp thụ phân tử V – 530 và cuvet thạch anh

Cân phân tích Precisa XT 220 – A, tủ hút, bình hút ẩm, bếp điện, bộ cất asen, các dụng cụ bằng thủy tinh: bình định mức, pipet, cốc

2.2.Cách pha các loại dung dịch

2.2.1.Pha dung dịch chuẩn gốc amonimolipdat (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 24H 2 O nồng độ 0.1mg/ml

Hòa tan 237.5 g (NH4)6Mo7O24.24H2O vào một lượng nước nhỏ (nước cất nóng) Chuyển vào bình định mức dung tích 1000ml, làm nguội và thêm nước cất đến vạch mức