Nghiên cứu khảo sát hàm lượng kim loại nặng zn và as trong một số mẫu khoai sắn ở một số huyện thuộc tỉnh quảng nam bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (aas)

Nắm bắt được nhu cầu đó, tôi tiến hành chọn đề tài: “Nghiên cứu khảo sát hàm lượng kim loại nặng Zn và As trong một số mẫu khoai sắn ở một số huyện thuộc tỉnh Quảng Nam bằng phương pháp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

HÓA HỌC

ĐÀ NẴNG, NĂM 2020

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh chị trong Khoa Hóa học và Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi và chia sẻ những kinh nghiệm bổ ích nhất để em thực hiện luận văn này

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến cô Ngô Thị Mỹ Bình, là cô hướng dẫn khóa luận tốt nghiệp và cũng là giáo viên chủ nhiệm của em, đã tạo mọi điều kiện, động viên và giúp đỡ em hoàn thành bài luận văn này Trong suốt quá trình nghiên cứu, cô đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho em những kiến thức quý báu về khoa học cũng như kinh nghiệm của cô, nhờ đó mà em có thể hoàn hành tốt bài luận văn của mình

Em cũng xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã luôn ở bên cạnh và động viên em trong những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hoàn thành tốt luận văn này

Trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những khiếm khuyết em rất mong thầy cô và các bạn thông cảm và góp ý để luận văn hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

M

MỞ ĐẦU 1

1.1 Lí do chọn đề tài 1

1.2 Ý nghĩa của đề tài 2

1.3 Mục đích nghiên cứu 2

1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

HƯƠNG 1 3

TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu về khoai, sắn 3

1.1.1 Vai trò khoai, sắn 3

1.1.2 Cấu tạo và thành phần dinh dưỡng 5

1.1.3 Công dụng của khoai lang và sắn 8

1.2 Giới thiệu về kim loại nặng 9

1.2.1 Nguồn gốc xuất hiện và sự di chuyển các kim loại nặng 10

1.2.2 Tác hại của kim loại nặng 10

1.2.3 Sự xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể sinh vật 11

1.2.4 Kim loại nặng đối với con người và cây trồng 12

1.3 Đại cương về kẽm và asen 15

1.3.1 Trạng thái tự nhiên của các kim loại Zn và As 15

1 3 2 Một số tính chất lý, hóa của Zn và As 15

1.3.3 Tác dụng của Zn và As 18

1.3.4 Tác hại của Zn và As 19

1.3.5 Giới hạn tối đa cho phép các kim loại trong thực phẩm 20

1.4 Các phương pháp phân tích lượng vết kim loại nặng 20

1.4.1 Các phương pháp phân tích điện hoá 20

1.4.2 Các phương pháp phân tích quang học 22

1.5 Các kĩ thuật phân tích cụ thể trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 24

1.5.1 Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn) 24

1.5.2 Phương pháp thêm chuẩn 26

1.6 Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Zn và As 27

1.6.1 Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) 28

1.6.2 Phương pháp xử lý khô 28

1.6.3 Phương pháp xử lý khô – ướt kết hợp 29

HƯƠNG 2 30

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN ỨU 30

2.1 Dụng cụ, thiết bị, hóa chất 30

2.1.1 Dụng cụ 30

2.1.2 Thiết bị 30

2.1.3 Hóa chất 31

2.2 Chuẩn bị hóa chất 32

2.2.1 Pha dãy dung dịch chuẩn As 32

2.2.2 Pha dãy dung dịch chuẩn Zn 32

2.3 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 33

2.4 Thực nghiệm nghiên cứu điều kiện phân tích hàm lượng kim loại As và Zn 34

2.4.1 Các thông số tối ưu của máy AAS và cách tiến hành đo phổ 34

2.4.2 Khảo sát dung môi hòa tan mẫu và tiến hành xử lý 35

2.5 Xây dựng đường chuẩn 36

2.6 Phân tích mẫu giả 36

2.7 Xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp 37

2.8 Sai số của phương pháp phân tích 37

2.9 Quy trình phân tích 38

2.10 Phân tích mẫu thực 39

HƯƠNG 3 40

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40

3.1 Kết quả khảo sát hỗn hợp dung môi vô cơ hóa mẫu 40

3.2 Xây dựng đường chuẩn 41

3.3 Kết quả phân tích mẫu giả 42

3.4 Kết quả xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp 43

3.5 Kết quả đánh giá sai số thống kê của phương pháp 44

3.6 Kết quả đưa ra quy trình phân tích hàm lượng Zn, As trong củ 45

3.7 Kết quả phân tích mẫu thực tế 45

3.8 Xử lí số liệu 46

KẾT LUẬN 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

1.6 Đồ thị đường chuẩn của phương pháp thêm chuẩn 27

DANH M C CÁC BẢNG BIỂU

SỐ HIỆU

1.2 Giới hạn cho phép của asen và kẽm trong củ 20

3.1 Hàm lượng As và Zn trong mẫu khảo sát hỗn hợp

3.5 Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp 43 3.6 Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp 43 3.7 Kết quả đánh giá sai số thống kê của phép đo 44

MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

Hiện nay, những vấn đề liên quan đến ô nhiễm môi trường đang rất được xã hội quan tâm vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng Đối với ngành nông nghiệp đang chịu sức ép lớn từ những loại nông sản nhiễm độc chất, hiện tượng đất canh tác bị ô nhiễm bởi nhiều loại chất độc hại tất cả đều bắt nguồn từ việc gia tăng phế thải Phần lớn nguồn phế thải đưa ra môi trường chưa được xử lý thích hợp, làm cho môi trường ngày càng ô nhiễm trầm trọng hơn, các loại phế thải công nghiệp, sinh hoạt, hóa chất nông nghiệp tồn dư đi vào nước rồi tích tụ trong đất, đầu độc môi trường đất làm đất thoái hóa, giảm đi chất lượng dinh dưỡng vốn có, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của những sản phẩm nông nghiệp sản xuất trên khu vực đất bị ô nhiễm có khả năng ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người và động vật sử dụng

Ở nước ta, bên cạnh những loại nông sản chủ lực thì các loại hoa màu cũng chiếm một vị trí then chốt trong trong nông nghiệp, ví dụ như các loại rau,củ Đặt biệt là củ (khoai, sắn) là một trong thực phẩm chủ yếu của Việt Nam thời chiến tranh, tuy hiện nay không còn là thực phẩm chính trong cuộc sống nhưng vẫn cung cấp những dưỡng chất thiết yếu cho con người và động vật Tuy nhiên, cùng với mức độ gia tăng ngày càng nghiêm trọng của vấn đề nạn ô nhiễm môi trường thì các loại củ có khả năng bị nhiễm độc, nguy hiểm nhất phải kể đến sự nhiễm độc kim loại nặng trong các loại củ do nhiều nguyên nhân khác nhau, gây ra vô số những ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của người và động vật Các kim loại nặng thường được nhắc đến như: : chì (Pb), thủy ngân (Hg), cadimi (Cd), kẽm (Zn), arsen (As) Do đó, việc kiểm soát, đánh giá sự tích tụ kim loại nặng trong các loại củ nói riêng và trong thực phẩm nói chung trở thành một vấn đề cấp bách được toàn thể xã hội quan tâm Nắm bắt được nhu cầu đó, tôi tiến hành chọn đề tài:

“Nghiên cứu khảo sát hàm lượng kim loại nặng Zn và As trong một số mẫu

khoai sắn ở một số huyện thuộc tỉnh Quảng Nam bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)”, để khảo sát, đánh giá lượng kẽm và asen trong các

mẫu củ nhằm đóng góp một phần nhỏ trong việc kiểm soát thực phẩm ô nhiễm, hạn chế rủi ro đến sức khỏe con người, từ đó đưa ra những khuyến cáo hữu ích đối với toàn thể người dân

1.2 Ý nghĩa của đề tài

- Về lý thuyết: đề tài góp phần nghiên cứu lý thuyết cho việc phân tích xác định hàm lượng ngyên tố As và Zn trên các mẫu củ khác nhau bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử bằng ngọn lửa (F-AAS)

- Về mặt thực tiễn: ứng dụng quy trình phân tích đã nghiên cứu để đánh giá mức

độ ô nhiễm kim loại nặng mà cụ thể là As và Zn có trong một số loại củ phổ biến tại một số huyện trên địa bàn tỉnh Quảng Nam

1.3 Mục đích nghiên cứu

Từ kết quả xác định được hàm lượng kẽm và asen trong một số loại củ, đem so sánh với hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu củ theo quy chuẩn để xem các mẫu củ có đảm bảo mức độ cho phép hay không, từ đó đánh giá mức độ độc hại của các kim loại nặng đó trong củ và đánh giá hiện trạng ô nhiễm bởi các kim loại này trong củ ở các vùng mà ta đã khảo sát

1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Khảo sát các điều kiện thực nghiệm tối ưu xác định hàm lượng As và Zn bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử bằng ngọn lửa (F-AAS)

- Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng As và Zn theo các điều kiện tối ưu

đã chọn, từ đó đánh giá sai số, độ lặp lại, khoảng tin cậy của phép đo

- Tiến hành lấy mẫu thực tế, xác định hàm lượng As và Zn có trong một số mẫu

củ

- So sánh hàm lượng As và Zn có trong một số mẫu củ đã phân tích với quy chuẩn Việt Nam về rau củ

HƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về khoai, sắn

1.1.1 Vai trò khoai, sắn

1.1.1.1 Vai trò của sắn

Sắn (Manihot esculenta Crantz) là loại cây lương thực quan trọng thứ 3 trong nền

nông nghiệp thế giới chỉ sau lúa gạo và lúa mì Tại châu Phi, châu Á và Mỹ Latin, hàng triệu người sử dụng sắn như là nguồn lương thực chủ yếu nhằm đảm bảo an ninh lương thực Đồng thời, sắn cũng là cây thức ăn gia súc, cây nhiên liệu sinh học, cây hàng hóa xuất khẩu quan trọng trên thế giới và Việt Nam

Sắn dễ trồng, ít vốn đầu tư, dễ chế biến xuất khẩu, đạt lợi nhuận và lợi thế cạnh tranh cao Sản phẩm sắn rất thông dụng để chế biến xăng sinh học (bioethanol), bột ngọt, thực phẩm, bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, hồ vải, si rô, nước giải khát, phụ gia dược phẩm Sắn là cây tinh bột sự quang hợp theo chu trình C4 nên có khối lượng sản phẩm và giá trị năng lượng trên một đơn vị diện tích cao hơn nhiều các loại cây trồng khác Cây sắn hiện đang được cộng đồng quốc tế quan tâm phát triển để làm nhiên liệu sinh học và là giải pháp an toàn lương thực hàng đầu của nhiều nước Châu Phi.[13]

Sản lượng sản xuất sắn trên thế giới trung bình hàng năm từ 205,65 triệu tấn đến 252,20 triệu tấn (năm 2005-2011) Trong đó sắn được trồng chủ yếu tại Nigeria, Brazil, Thái Lan, Indonesia và Công gô 5 quốc gia này sản xuất khoảng 60% sản lượng sắn thế giới Tuy nhiên, các nước xuất khẩu sản phẩm từ sắn (sắn lát, sắn cục, tinh bột sắn) chủ yếu lại là Thái Lan, Việt Nam và Indonesia Trong đó Thái Lan chiếm khoảng 80% lượng thương mại toàn cầu, Việt Nam và Indonesia mỗi nước chiếm 8% thị phần thế giới Phần còn lại khoảng 4% là do các quốc gia sản xuất sắn khác cung cấp

Tại Việt Nam, sắn là cây lương thực có diện tích trồng và sản lượng lớn đứng hàng thứ ba sau lúa và ngô Diện tích và năng suất sắn cũng tăng mạnh, từ hơn 277,4 ngàn ha với năng suất 8 tấn/ha (năm 1995) đến năm 2011 diện tích trồng sắn

tăng gấp đôi là 560 ngàn ha, năng suất đạt 17,6 tấn/ha cao hơn 2,2 lần so với năm

1995 Năng suất sắn của Việt Nam hiện nay đứng khoảng thứ 10 trong số các quốc gia năng suất cao, tuy nhiên, năng suất 17,6 tấn/ha chỉ tương đương 50% so với năng suất sắn tại Ấn Độ, thấp hơn năng suất sắn tại Campuchia khoảng 18%, thấp hơn Indonesia 15% và thấp hơn Thái Lan là 9%

Tổng sản lượng kim ngạch xuất khẩu sắn và sản phẩm từ sắn đạt 2,68 triệu tấn đạt doanh thu 960,2 triệu USD (năm 2011) và 4,23 triệu tấn đạt doanh thu 1,35 tỷ USD (năm 2012)

Từ năm 2008 tới nay Việt Nam đã có 6 nhà máy sản xuất ethanol từ sắn với tổng nguyên liệu quy đổi ra sắn lát khô tương đương 1,5 triệu tấn mỗi năm khiến nhu cầu

sử dụng sắn nội địa tăng cao và duy trì ổn định khiến giá sắn nội địa cũng duy trì ở mức tốt.[13]

1.1.1.2 Vai trò của khoai

Khoai là loại cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới sau cây lúa, lúa mì, khoai mỳ (sắn) và bắp hoai lang được canh tác ở trên 100 nước trên thế giới thế giới ở châu Á (31 nước), châu Phi (39 nước), và châu Mỹ Latin (31 nước), tập trung

ở những nước có thu nhập thấp

Sản lượng khoai lang trên thế giới hàng năm ước khoảng 133 triệu tấn, tập trung

ở Trung Quốc 100 triệu tấn, chiếm 82% sản lượng khoai lang trên toàn thế giới, còn lại là Nigeria (3,2 triệu tấn, 3% sản lượng), Uranda (2,6 triệu tấn), Indonesia (1,8 triệu tấn), Việt Nam (1,5 triệu tấn) và Nhật Bản (1,1 triệu tấn) Khoai lang phát triển tốt trong nhiều điều kiện về đất, nước và phân bón Nó cũng có rất ít kẻ thù tự nhiên nên thuốc trừ dịch hại là ít khi phải dùng tới Do nó được nhân giống bằng các đoạn thân nên khoai lang là tương đối dễ trồng Do thân phát triển nhanh che lấp và kìm hãm sự phát triển của cỏ dại nên việc diệt trừ cỏ cũng tiêu tốn ít thời gian hơn Trong khu vực nhiệt đới, khoai lang có thể để ở ngoài đồng và thu hoạch khi cần thiết còn tại khu vực ôn đới thì nó thường được thu hoạch trước khi sương giá bắt đầu Trung Quốc là quốc gia trồng nhiều khoai lang nhất; chiếm tới 80% sản lượng toàn thế giới (với sản lượng năm 1990 là 130 triệu tấn; bằng khoảng một nửa sản lượng khoai tây của quốc gia này) Trong quá khứ, phần lớn khoai lang tại Việt

Nam được trồng để làm lương thực, nhưng ngày nay phần lớn được trồng để nuôi lợn Phần còn lại được dùng làm lương thực hay chế biến các sản phẩm khác cũng như để xuất khẩu, chủ yếu là sang Trung Quốc, Singapore, Đài Loan.[13]

1.1.2 Cấu tạo và thành phần dinh dưỡng

1.1.2.1 Cấu tạo và thành phần dinh dưỡng của khoai

1.1.2.1.1 Cấu tạo

Vỏ khoai: gồm tầng vỏ ngoài cùng là một màng mỏng, có sắc tố và làm cho

vỏ khoai có màu sắc khác nhau; các tầng bên trong cấu tạo chủ yếu là các chất sơ,

có tác dụng bảo vệ củ khoai Ruột khoai: được cấu tạo do nhiều tế bào màng mỏng Giữa các tế bào có nhiều ống mau dẫn, là nơi chứa nhiều nước, dễ bị biến chất, bị

vi sinh và bọ hà phá hại

Hình 1.1 Khoai lang

Trên củ có từ 10 đến 100 mắt, là

đường hô hấp chủ yếu của củ khoai

và là nơi để sinh ra các loại bệnh

khoai lang phụ thuộc vào nhiều điều kiện: canh tác, lai giống, tinh bột thường chứa

17 – 24% so với trọng lượng củ Khi khoai lang chín, không những luọng tinh bột tăng lên mà thể tích và trọng lượng của từng hạt tinh bột cũng tăng lên Ngược lại, khoai lang chưa chín thì lượng tinh bột, kích thước và trọng lượng hạt tinh bột cũng nhỏ,hàm lượng photpho và tro cũng thấp.[14]

Rễ củ được hình thành do sự phân hóa hình thành của rễ con và sự hình phình to của rễ (phần rễ mọc ngang) Củ phát triển theo hướng nằm ngang hoặc chếch xuyên sâu vào đất Củ có thể dài tới 1 m (trung bình dài 30-60cm); đường kính củ có thể tới 14cm (trung bình: 3-7cm); rễ củ bao gồm:

 Biểu bì (vỏ lụa): dày 0,2-0,3 mm, đôi khi có những vân thô dài dọc theo củ

 Tầng vỏ: dày khoảng 1,6-1,7mm, lớp trên

thường màu đổ tía, trắng vàng (tùy theo

 Phần lõi (ở giữa củ): Là những bó mạch như trụ trung tâm (gỗ với những

mạch lớn có những tế bào hóa gỗ nhỏ bao quanh) Mỗi cây sắn thường có từ 2-3 củ đề nhau, nếu sắn dinh trưởng phát triển tốt có thể có đến 5-6 củ to Củ

to có thể có cuống và phân nhánh

Trong thực tiễn, người ta chia củ sắn ra làm 3 phần tách bạch nhau rõ ràng:

+ Vỏ ngoài (vỏ gỗ) còn gọi là là tầng mộc thiêm: Chiếm 0,5-2,0% khối lượng củ + Vỏ trong (vỏ lụa): Chiếm 8-15% khối lượng củ (có thể bóc tách ra được)

+ Thịt củ: Phần chủ yếu của củ, chứa nhiều tinh bột

+ Lõi củ: Gồm các bó mạch gỗ ở trung tâm tạo thành.[5]

1.1.2.2.1 Thành phần

Sắn là một loại củ rất giàu carbohydrate Trong 100g sắn luộc có chứa 112 calo 98% lượng calo này đến từ carbohydrate và phần còn lại là từ một lượng nhỏ

Hình 1.4 Cấu tạo củ sắn

protein và chất béo Sắn cũng cung cấp cho cơ thể chúng ta một lượng chất xơ, khoáng chất và một số loại vitamin

* RDI là khẩu phần khuyến cáo hằng ngày

Trong khoai mì luộc cũng chứa một lượng nhỏ sắt, vitamin C và vitamin B3 Nhìn chung, hàm lượng dinh dưỡng trong củ khoai mì không đáng kể Loại củ này

có chứa một số vitamin và khoáng chất nhưng hàm lượng rất thấp.[6]

1.1.3 Công dụng của khoai lang và sắn

1.1.3.1 Công dụng của khoai lang

+ Ngăn ngừa thiếu vitamin A

+ Điều chỉnh lượng đường trong máu ở bệnh nhân đái tháo đường (tiểu đường) Trong khoai có magie và hàm lượng chất xơ cao rất quan trọng trong việc quản lý

và phòng ngừa bệnh đái tháo đường

+ hoai lang có lượng magie cao, có một công dụng trong việc giúp giảm lo lắng

và căng thẳng

+ Thực phẩm thiết yếu trong việc giúp giảm và ngăn ngừa viêm

+ hoai lang tím đặc biệt hiệu quả trong việc ngăn ngừa, bảo vệ và điều trị ung thư

+ Giúp bảo vệ và điều trị loét đường tiêu hóa

+ Giảm thiểu nguy cơ mắc các bệnh tim mạch

+ Chứa thuộc tính kháng khuẩn

+ Cải thiện tóc và da

+ Hỗ trợ tiêu hóa

+ Điều hòa huyết áp

+ Tăng khả năng sinh sản

+ Vỏ lụa của thân cây Sắn để đắp bó gãy xương

+ Bột sắn trộn với rượu rhum để chữa bệnh ngoài da cho trẻ em,trị chứng sốt, rùng mình, ớn lạnh, tác dụng tốt cho những người bị đau nhức cơ bắp

+ Trong y học truyền thống dân gian dùng 2 lá sắn và những rể đâm thành bột nhão

áp dụng chữa trị khối u ( Duke, 1983 )

+ Sắn là nguồn tinh bột hữu ích cho những ai đau khổ vì chứng coeliaque (tức chứng bệnh không dung nạp chất gluten), bởi vì cây sắn hoàn toàn không chứa chất gluten Tuy nhiên với những người dị ứng với chất latex nên tránh dùng cây này.[16]

1.2 Giới thiệu về kim loại nặng

Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người Chúng là các nguyên tố vi lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các này có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người Sắt giúp ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là tác nhân quan trọng trong hơn 100 loại enzyme Trên nhãn của các lọ thuốc vitamin, thuốc bổ xung khoáng chất thường có Cr, Cu, Fe, Zn, Mn, Mg chúng có hàm lượng thấp và được biết đến như lượng vết Lượng nhỏ các kim loại này có trong khẩu phần ăn của con người vì chúng là thành phần quan trọng trong các phân tử sinh học như hemoglobin, hợp chất sinh hóa cần thiết khác Nhưng nếu cơ thể hấp thu một lượng lớn các kim loại này, chúng có thể gây rối loạn quá trình sinh lí, gây độc cho cơ thể

hoặc làm mất tính năng của các kim loại khác Kim loại nặng có độc tính là các kim loại có tỷ trọng ít nhất lớn gấp 5 lần tỷ trọng của nước Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào quá trình sinh hóa trong cơ thể) và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể người) Các kim loại này bao gồm: Hg, Ni, Pb, As, Cd, Pt, Cu, Cr, Mn… Các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật gây độc tính

1.2.1 Nguồn gốc xuất hiện và sự di chuyển các kim loại nặng

1.2.1.1 Trong nước

Kim loại nặng tồn tại trong môi trường nước từ nhiều nguồn khác nhau như: Nước thải từ các khu công nghiệp và nước thải sinh hoạt, giao thông, y tế, sản xuất nông nghiệp (phân bón, thuốc trừ sâu), khai thác khoáng sản, công nghệ mạ kim loại Nguồn nước mặt bị ô nhiễm kim loại nặng sẽ kéo theo ô nhiễm môi trường đất,

ô nhiễm nguồn nước ngầm, ô nhiễm không khí

1.2.1.2 Trong đất

Nguồn gốc xuất hiện các kim loại nặng trong đất là do: chất thải công nghiệp, kỹ nghệ pin, hoạt động khai thác khoáng sản, cơ khí, giao thông, chất thải sinh hoạt và phân bón, các hoá chất dùng trong các ngành công nghiệp Ở Việt Nam tình hình ô nhiễm đất bởi kim loại nặng nhìn chung không phổ biến Tuy nhiên trường hợp cục

bộ gần khu công nghiệp, đặc biệt ở những làng nghề tái chế kim loại, tình trạng ô nhiễm kim loại nặng diễn ra khá trầm trọng

1.2.1.3 Trong không khí

Kim loại nặng tồn dư trong không khí do các nguồn sau:

 Công nghiệp luyện kim, cơ khí thải ra nhiều khói bụi kim loại, khói thải do dùng nhiên liệu hoá thạch, hoá chất độc hại trong quá trình luyện gang, thép, nhiệt luyện kim loại

 Khí thải ở các nhà máy luyện kim thường có nhiệt độ cao 300 – 4000C nên dễ dàng được phân tán ra nếu kết hợp được với ống khói cao

1.2.2 Tác hại của kim loại nặng

Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể một phần bị đào thải, một phần được giữ lại trong cơ thể Các kim loại nặng là nguồn chất độc nguy hiểm đối với hệ sinh thái

đất, chuỗi thức ăn và con người Những kim loại nặng có tính độc cao nguy hiểm là thuỷ ngân (Hg), cadimi (Cd), chì (Pb), niken (Ni) Các kim loại nặng có tính độc mạnh là Asen (as), Crôm (cr), kẽm (Zn), thiếc (Sn), đồng (Cu) Các kim loại nặng nếu tồn tại dư trong thực phẩm với hàm lượng quá cao sẽ gây tác hại cho sức khoẻ người tiêu dùng Biểu hiện trước hết là ngộ độc mãn tính

- Đối với người:

 Gây độc hại cấp tính, thí dụ thuỷ ngân (Hg) hay asen (As) với liều cao có thể gây ngộ độc chết người ngay

 Gây độc hại mãn tính hoặc tích luỹ, thí dụ chì (Pb) với liều lượng nhỏ hàng ngày, liên tục, sau một thời gian sẽ gây nhiễm độc chì, rất khó chữa, các kim loại khác gây sỏi thận

- Đối với thức ăn:

 Làm hư hỏng thức ăn, thí dụ chỉ cần cho lượng vết đồng sẽ kích thích quá trình oxi hoá và tự oxi hoá của dầu mỡ

 Làm giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, thí dụ chỉ cần cho lượng vết kim loại nặng cũng đủ để kích thích sự phân huỷ vitamin C, vitamin B1…

1.2.3 Sự xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể sinh vật

Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể người và sinh vật thông qua ba con đường sau:

 Hô hấp

hông khí được cơ thể sống hít vào có những chất ô nhiễm không chỉ ở dạng khí

mà còn ở dạng lỏng, bụi rắn có khả năng bay hơi Các chất độc sau khi được hấp thụ qua màng nhầy sẽ lan toả đi vào máu, gây ngộ độc

Các chất độc ở dạng rắn hay lỏng, lơ lửng trong không khí như sương mù, khói… với hạt nhỏ hơn 1 micron có thể vào phổi Bụi khí độc có kích thước phân tử

từ 1- 5 micron đi vào các phế quản hay phế nang Toàn bộ phế nang có diện tích rất lớn với một mạng lưới mao mạch dày đặc giúp chất độc khuếch tán nhanh vào máu, không qua gan và không được giải độc như theo đường tiêu hoá mà đi ngay qua tim

để đi đến các phủ tạng, đặc biệt hệ thần kinh trung ương Do đó, chất độc xâm nhập qua đường hô hấp tác động gây độc nhanh và rất nguy hiểm

 Tiêu hoá

Thức ăn và nước uống bị nhiễm bẩn không đảm bảo qui tắc an toàn vệ sinh thực phẩm hay bản thân thức ăn và nước uống có chứa kim loại nên kim loại nặng dễ xâm nhập vào cơ thể sinh vật và gây bệnh Chỉ có một số độc chất đi vào não, còn lại độc chất chủ yếu đi qua gan, thận, qua sữa mẹ, tuyến mồ hôi và tuyến sinh dục

Khi các chất độc hoặc chất lạ đi vào cơ thể thông qua một hoặc nhiều đường trên, chúng sẽ đi vào máu Sau đó chúng có thể bị đào thải ra khỏi cơ thể bằng một

sự chuyển hoá sang một thể khác hoặc bài tiết qua gan, thận (các chất độc tan được trong nước), qua phổi (các chất độc có tính bay hơi cao) Các chất độc không bài tiết ra có thể tồn lưu, tích luỹ trong các mô, các cơ quan nội tạng rồi gây các bệnh nguy hiểm như ung thư hoặc các bệnh đột biến về gan hoặc di truyền

1.2.4 Kim loại nặng đối với con người và cây trồng

1.2.4.1 Vai trò của kim loại và cây trồng

Nhiều nguyên tố kim loại có ý nghĩa quan trọng trong đời sống của sinh vật, trung bình hàm lượng kim loại nặng trong sinh khối khô của sinh vật khoảng từ 1 đến 100 ppm Ở hàm lượng cao hơn thường gây độc hại cho sinh vật Khoảng cách

từ đủ đến dư thừa là rất hẹp Một vài kim loại như: Ca, Co, Cr, Cu, Fe, , Mg, Mn,

Na, Ni và Zn là những nguyên tố cần trong thực vật, được sử dụng cho các quá trình oxy hóa khử, ổn định phân tử, là thành phần của rất nhiều loại enzyme, điều chỉnh

áp lực thẩm thấu Còn một số kim loại không có vai trò sinh học, không cần thiết như: Ag, Al, Au, Pb, Hg, Cd… sẽ gây độc lâu dài đối với sinh vật Các kim loại không cần thiết này sẽ thay thế vào vị trí của các kim loại cần thiết Ở nồng độ cao,

cả hai nguyên tố kim loại cần thiết và không cần thiết đều có thể làm tổn hại đến

màng tế bào, thay đổi đặc tính của enzyme, phá vỡ cấu trúc và chức năng của tế bào

Thực vật hấp thu tất cả các nguyên tố nằm ở xung quanh vùng rễ Để xem kim loại (Men+) cần thiết hay không cần thiết cho cây thì phải loại bỏ kim loại đó ra khỏi môi trường để tìm hiểu:

(1) Khả năng hoàn chỉnh chu trình sống của thực vật ?

(2) Men+ có thể thay thế kim loại cần thiết (vi, đa lượng) ?

(3) Sự liên quan trực tiếp của Men+ đến quá trình trao đổi chất ? Thực vật hấp thụ kim loại ở cả 3 dạng: cation (Ca2+), anion (MoO42-) và dạng khí (Hg, Se) qua khí khổng của lá Dạng hóa học của kim loại rất quan trọng bởi vì có liên quan tới khả năng hấp thụ của thực vật Ví dụ: Cd tạo phức với clorua làm cho cây khó hấp thụ

1.2.4.2 Cơ chế hấp thụ kim loại nặng vào thực vật

Các nguyên tố trong dung dịch đất được chuyển từ các lỗ khí trong đất tới bề mặt

rễ cây bằng hai con đường chính: sự khuếch tán và dòng chảy khối Sự khuếch tán xảy ra nhằm chống lại sự gia tăng gradient nồng độ bình thường đối với rễ cây bằng cách: hấp thụ các kim loại nặng trong dung dịch đất tại bề mặt tiếp giáp rễ cây – đất Dòng chảy khối được tạo ra do sự di chuyển của dung dịch đất tới bề mặt rễ cây như là kết quả của quá trình thở của lá Cả hai quá trình này xảy ra không đồng đều nhưng theo các tốc độ khác nhau tùy thuộc vào nồng độ dung dịch đất

Các kim loại tồn tại trong đất thường tồn tại ở trạng thái hòa tan, phân ly thành các ion mang điện tích dương (cation) và ion mang điện tích âm (anion) Các muối kim loại hòa tan trong nước được hấp thụ vào cây dưới dạng ion thông qua hệ thống

rễ

Có hai cách hấp thu ion vào rễ: hấp thụ chủ động và hấp thụ thụ động

 Hấp thụ thụ động

- Các ion của kim loại nặng khuếch tán theo sự chênh lệch nồng độ

- Các độc chất này hòa tan trong nước và vào rễ theo dòng nước

- Các kim loại này hút bám trên các bề mặt keo đất và trên bề mặt rễ trao đổi

với nhau khi có tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất, cách này được gọi là hút bám trao đổi

 Hấp thụ chủ động

Phần lớn các nguyên tố kim loại được hấp thụ vào cây theo cách chủ động Tính chủ động được thể hiện ở tính thấm chọn lọc của màng sinh chất và các kim loại nặng được vận chuyển vào rễ ngược với quy luật khuếch tán, vì cách hấp thụ này ngược gradient nồng độ nên cần thiết phải cung cấp năng lượng, tức là phải có sự tham gia của ATP và của một số chất trung gian, được gọi là chất mang ATP và chất mang được cung cấp từ quá trình chuyển hóa vật chất (chủ yếu là từ quá trình

hô hấp)

1.2.4.3 Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào trong cây

Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào trong cây trải qua 4 giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Kim loại nặng đi vào vùng tự do của rễ cây

Sự di chuyển của các ion kim loại không bị giới hạn tại bề mặt rễ cây Vùng màng của tế bào có khả năng dễ dàng cho dung dịch xâm nhập, tại đây các ion dương có thể bị khuếch tán tự do hoặc bị bẫy vào những tế bào mang điện âm Kim loại được vận chuyển vào khối hình cầu thân rễ- vùng rộng khoảng 1-2mm giữa rễ

và vùng đất xung quanh Cơ chế hấp thụ có thể biến đổi với các ion khác nhau, nhưng những ion được hấp thụ vào trong rễ bởi cùng một cơ chế sẽ cạnh tranh với nhau, ví dụ như sự hấp thụ của Zn được hạn chế bởi Cu và H+ nhưng không bị hạn chế bởi Fe và Mn

 Giai đoạn 2:

Các kim loại nặng bị hấp thụ trong tế bào có thể bị mất tính linh động hay tính độc trong tế bào chất, thông qua quá trình kết hợp tạo phức với các phân tử hữu cơ hoặc bị sa lắng xuống các khu vực giàu electron

 Giai đoạn 3:

Các kim loại ở trong tế bào có thể được chuyển từ tế bào này sang tế bào khác thông qua con đường hợp sẽ đi vào mao dẫn rễ và đưa tới mầm non Sự di chuyển của các dung dịch trong mao dẫn rễ là nguyên nhân gây ra các dòng thở (sự di chuyển khối- dòng chảy khối) Các cation tự do có thể phản ứng với các nhóm mang điện âm của thành tế bào mao dẫn rễ, đây chính là lý do làm cản trở sự vận chuyển của kim loại nặng hay làm quá trình trao đổi bị chậm lại Ngoài ra, các

nhóm tạo phức với kim loại tự do như các axit hữu cơ, aminoacid trong mao dẫn rễ

sẽ làm giảm mức độ linh động của của kim loại nặng và cho phép chúng di chuyển vào các mầm non

 Giai đoạn 4:

Với sự góp mặt của kim loại trong cây làm biến đổi gen và làm mất tính linh động của kim loại trong rễ Kim loại nặng tích lũy trong rễ chiếm 80- 90% tổng lượng kim loại hấp thụ Hầu hết các kim loại được tích lũy trong rễ cây đều ở trong không bào và được liên kết vào các hợp chất pectin và protein của thành tế bào Ngoài ra một số loài cây có khả năng tích lũy kim loại nặng ở phần trên của cây

1.3 Đại cương về kẽm và asen

1.3.1 Trạng thái tự nhiên của các kim loại Zn và As

+ Kẽm trong thạch quyển của vỏ quả đất chiếm khoảng 5.10-3 % về khối lượng, tồn tại ở dạng các khoáng vật chủ yếu là quặng blen kẽm (ZnS), calamin (ZnCO3), phranclinit hay ferit kẽm Zn(FeO2)2, ngoài ra còn có zincit ZnO Trong

tự nhiên các khoáng vật của Zn đều có lẫn khoáng vật của Pb, Ag và Cd

+ 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 As 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

+ 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

+ Một số hằng số vật lý của asen và kẽm theo bảng 1.1

B ng 1.1 Một số hằng số vật lý của asen và k

3 Cấu hình electron [Ar]3d104s24p3 [Kr]3d104s2

As + 3O2 → As2O3+ Ở nhiệt độ thường và trong không khí ẩm, kẽm bị bao phủ bởi lớp màng hidroxit – cacbonat bền

2Zn + 2H2O + O2 → 2Zn(OH)22Zn + H2O + O2 + CO2 → Zn2CO3(OH)2 Khi đốt nóng kẽm cháy trong oxi tạo ra oxit: ZnO

2Zn + O2 → 2ZnO

- Tác dụng với các phi kim khác

+ Asen tác dụng được với các halogen, lưu huỳnh tạo thành muối Ở dạng bột nhỏ

As có thể bốc cháy trong khí clo tạo thành triclorua

As + 3Cl2 → AsCl3

hi 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)

+ Kẽm tác dụng với halogen, lưu huỳnh, photpho, selen .tạo muối tương ứng

Zn + S → ZnS 2Zn + Cl2 → 2ZnCl2

- Tác dụng với nước

+ Asen không tác dụng được với nước

+ Kẽm không tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường Nhưng ở nhiệt độ cao kẽm khử hơi nước tạo thành oxit

Zn + H2O → ZnO + H2↑

- Tác dụng với axit

+ Asen không phản ứng với nước, axit loãng nhưn 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↑ + Với axit không có tính oxi hóa (như HCl, H2SO4 loãng,…) kẽm tác dụng, giải phóng khí hiđro

Zn + 2H3O+ + 2H2O → [Zn(H2O)4]2+ + H2↑ Với các axit có tính oxi hóa (như HNO3, H2SO4 đặc) thì chì và kẽm đều phản ứng, sẩn phẩm không có hiđro

3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Zn + 2H2SO4 ( đặc, nóng) → ZnSO4 + SO2 + 2H2O 4Zn + 5H2SO4(đặc, nguội) → 4ZnSO4 + H2S + 5H2O Trong môi trường NH3, Zn tạo phức với NH3 và giải phóng khí H2

Zn + 4NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑ Trong môi trường kiềm cao, Zn khử được ion NO3- thành khí NH3

Kẽm tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt là tác động đến hầu hết các quá trình sinh học trong cơ thể Kẽm có trong thành phần của hơn 80 loại enzyme khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuyển, thủy phân, đồng hành xúc tác phản ứng gắn kết với các chuỗi trong phân tử AND, xúc tác phản ứng oxy hóa cung cấp năng lượng, ngoài ra kẽm còn hoạt hóa nhiều enzym khác nhau như amylase, pencreatinase… Đặc biệt, kẽm có vai trò sinh học rất quan trọng là tác động chọn lọc lên quá trình tổng hợp, phân giải axit nucleic và protein - những thành phần quan trọng nhất của sự sống

+ Tác dụng của As

- Hợp chất của Asen làm thuốc trừ sâu cho các loại cây ăn quả và là tác nhân tạo màu trong các loại bánh kẹo ngọt

- Xử lý gỗ bằng asenat đồng crôm hóa, còn gọi là CCA hay tanalith

- Được sử dụng như là thuốc chữa bệnh, như arsphenamin và triôxít asen

- Axetoasenit đồng được sử dụng như là thuốc nhuộm màu xanh lục dưới nhiều tên gọi khác nhau, như 'Lục Paris' hay 'lục ngọc bảo'

- Sử dụng trong nuôi dưỡng động vật

- Asenua gali là một vật liệu bán dẫn quan trong, sử dụng trong các mạch tích hợp (IC)

- Cũng được sử dụng trong kỹ thuật mạ đồng và pháo hoa

1.3.4 Tác hại của Zn và As

- Tác hại của Zn

+ Sự thiếu hụt kẽm để lại những hiệu ứng rõ nét trong việc tăng trọng của động vật Kẽm tìm thấy trong insualin, các protein chứa kẽm và các enzyme như superoxit dismutase Thị giác¸vị giác, khứu giác và trí nhớ có liên quan đến kẽm

và sự thiếu hụt kẽm có thể gây ra hoạt động của các cơ quan này Lượng kẽm trong cơ thể có liên quan chặt chẽ với môi trường sống và chế độ dinh dưỡng Thiếu kẽm sẽ ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của cơ thể và hơn nữa

có thể là nguyên nhân gây nên nhiều bệnh nguy hiểm, ảnh hưởng lâu dài tới cuộc sống va sinh mạng của con người Trẻ em nếu cơ thể thiếu kẽm sẽ biếng ăn, suy dinh dưỡng và kém phát triển về chiều cao, phát dục trễ, dễ nhiễm trùng và tiêu chảy Ngược lại việc tiêu thụ quá mức kẽm có thể gây ra một số chứng như hôn

mê, bất động cơ và thiếu đồng

+ Ngộ độc kẽm, và có thể gây tử vong Một trường hợp ăn liên tục trong thời gian dài 425 đồng xu kẽm (hơn 1 kg kẽm) gây tử vong do nhiễm vi khuẩn đường ruột và nhiễm trùng máu, trong khi một bệnh nhân khác ăn 12 gram kẽm chỉ cho thấy hôn

mê và bất động Một số ca khác liên quan đến ngộ độc kẽm từ việc nuốt các đồng

xu kẽm cũng được ghi nhận.[3]

- Tác hại của As

+ Asen và nhiều hợp chất của nó là những chất cực độc

+ Các hợp chất của asen như là các chất gây ung thư nhóm 1

+ Asen gây ra ngộ độc asen do sự hiện diện của nó trong nước uống, "chất phổ biến nhất là asenat [HAsO42-

; As(V)] và asenit [H3AsO3; As(III)]" hả năng của asen

tham gia phản ứng ôxi hóa-khử để chuyển hóa giữa As (III) và As (V) làm cho khả năng nó có mặt trong môi trường là hoàn toàn có thể [3]

1.3.5 Giới hạn tối đa cho phép các kim loại trong thực phẩm

Được sự quan tâm của các cấp có thẩm quyền, một loạt các tiêu chuẩn, quy chuẩn

kỹ thuật về môi trường và an toàn thực phẩm đã được ban hành Trong Quy chuẩn

kỹ thuật Quốc Gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại nặng (QCVN 8-2:2011/ BYT), hàm lượng cho phép đối với các nguyên tố trong thực phẩm là rất thấp, như trong bảng dưới là mức giới hạn cho phép của asen và kẽm

Giới hạn cho phép của asen và kẽm trong củ như trong bảng 1.2

B ng 1.2 Giới hạn cho phép của asen và k m trong củ

STT Tên kim loại Giới hạn cho phép trong củ

(mg/kg hoặc mg/l)

1.4 Các phương pháp phân tích lượng vết kim loại nặng

Có rất nhiều phương pháp khác để phân tích, xác định lượng vết kim loại nặng như các phương pháp điện hóa, trắc quang, quang phổ hấp thụ nguyên tử (F-AAS, GF-AAS, CV-AAS), huỳnh quang tia X (XRF), kích hoạt nơtron (NAA), quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES), quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP – MS)… Các phương pháp được sử dụng tùy thuộc theo từng đối tượng mẫu phân tích, mức hàm lượng kim loại nặng trong mẫu, điều kiện cụ thể của phòng thí nghiệm và yêu cầu mức độ tin cậy của kết quả phân tích

1.4.1 Các phương pháp phân tích điện hoá

1.4.1.1 Phương pháp cực phổ

+ Nguyên tắc của phương pháp

Phương pháp cực phổ dựa trên việc nghiên cứu và sử dụng các đường dòng thế được ghi trong các điều kiện đặc biệt Trong đó các chất điện phân có nồng độ khá nhỏ từ 10-3 đến 10-6 M còn chất điện ly trơ có nồng độ lớn, gấp hơn 100 lần Do

đó, chất điện phân chỉ vận chuyển đến điện cực bằng con đường khuếch tán

Điện cực làm việc (còn gọi là điện cực chỉ thị) là điện cực phân cực có bề mặt rất nhỏ, khoảng một vài mm2 Trong cực phổ cổ điển người ta dùng điện cực chỉ thị là điện cực giọt thủy ngân Điện cực so sánh là điện cực không phân cực Đầu tiên người ta dùng điện cực đáy thủy ngân có diện tích bề mặt tương đối lớn, sau đó thay bằng điện cực Calomen hay điện cực Ag/AgCl Đặt vào điện cực làm việc điện thế một chiều biến thiên liên tục nhưng tương đối chậm để có thể coi là không đổi trong quá trình đo dòng I Cực phổ hiện đại bao gồm cực phổ sóng vuông, cực phổ xung và cực phổ xung vi phân đã đạt tới độ nhạy 10-5 - 5.10-7

M

+ Ưu điểm của phương pháp

Trang thiết bị tương đối đơn giản, tốn ít hóa chất mà có thể phân tích nhanh với độ nhạy và độ chính xác khá cao Trong nhiều trường hợp có thể xác định hỗn hợp các chất vô cơ và hữu cơ mà không cần tách riêng chúng ra Do đó phương pháp này phù hợp để phân tích hàm lượng các chất trong mẫu sinh học

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng của dòng

tụ điện, dòng cực đại, của oxi hoà tan, bề mặt điện cực… Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông (SQWP)… chúng cho phép xác định

1.4.1.2 Phương pháp Von - Ampe hòa tan

Phương pháp này có thể xác định được gần 30 kim loại trong khoảng nồng độ 10-6 - 10-9 M với độ chính xác khá cao có thể định lượng đồng thời 3-4 ion kim loại cùng có trong cùng dung dịch

Phương pháp này được thực hiện qua hai giai đoạn:

 Điện phân làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt điện cực tại thế không đổi,

đo dưới dạng một kết tủa (kim loại, hợp chất khó tan)

 Hòa tan kết tủa đa được làm giàu và ghi đo dòng hòa tan Nồng độ của chất tương ứng với chiều cao pic hòa tan

+ Ưu điểm của phương pháp: xác định được cả những chất không bị khử trên điện cực với độ nhạy khá cao 10-6 -10-8 M

+ Nhược điểm của phương pháp: độ nhạy bị hạn chế bởi dòng dư, nhiều yếu tố ảnh hưởng như: điện cực chỉ thị, chất nền…

1.4.2 Các phương pháp phân tích quang học

1.4.2.1 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

Nguyên tắc của phương pháp:

Dựa trên sự tạo phức mầu của các ion với thuốc thử Nồng độ của các ion trong phức thay đổi sẽ tạo ra màu khác nhau, dẫn đến độ hấp thụ quang khác nhau Độ hấp thụ quang được xác định theo định luật Lamber -Beer theo phương trình:

A =.l.C (1.1) Trong đó:

: Hệ số hấp thụ phụ thuộc vào bản chất màu và bước sóng của ánh sáng tới l: Chiều dày cuvet

C: Nồng độ chất phân tích

Khi l và  không đổi, độ hấp thụ quang phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ Vì vậy, khi xây dựng được đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng độ C trong từng trường hợp cụ thể sẽ dễ dàng xác định được nồng độ chưa biết của một chất thông qua độ hấp thụ quang Giới han phát hiện của phương pháp cỡ 10-5M -10-6 M

+ Ưu điểm của phương pháp: độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được

sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng

+ Nhược điểm của phương pháp: không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo nhiều phức với nhiều ion

1.4.2.2 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES)

Ở điều kiện bình thường, nguyên tử không thu hay không phát xạ năng lượng, nhưng nếu bị kích thích thì các electron sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái

có năng lượng cao hơn 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 gọi là phổ phát xạ nguyên tử

+ Nguyên tắc của phương pháp: dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên

tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khi có sự tương tác với nguồn năng