MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam là một nước mà nông nghiệp vẫn giữ vai trò quan trọng trong

nền kinh tế quốc dân, vì vậy vấn đề lương thực, thực phẩm có ý nghĩa vô cùng to

lớn. Rau là nguồn thực phẩm cần thiết và quan trọng cung cấp đầy đủ các chất cho

cơ thể: vitamin, muối khoáng, đạm... Đặc biệt là các loại rau cải. Nó không những

đem lại giá trị về kinh tế, dinh dưỡng cao mà nó còn ổn định đời sống hàng ngày

của con người và động vật.

Hiện nay, các quy trình sản xuất rau sạch đã được thực hiện theo những quy

định của bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn nhưng vì một số vấn đề như vốn

đầu tư, trình độ hiểu biết, kỹ thuật canh tác… nên vấn đề rau sạch vẫn chưa đáp

ứng được nhu cầu thực tiễn ở nước ta.

Việc phân tích để tìm ra hàm lượng các kim loại nặng trong rau là một biện

pháp quan trọng góp phần kiểm soát được chất lượng, đảm bảo sự phát triển của

rau xanh. Kẽm trong rau xanh như một hợp phần kim loại của nhiều men mà quan

trọng nhất là men xúc tác cho phản ứng tổng hợp ARN, tổng hợp protein. Thiếu

kẽm có thể làm giảm năng suất tới 50% mà không biểu hiện triệu chứng gì. Ngoài

ra, kẽm là một nguyên tố vi lượng rất quan trọng trong việc đảm bảo sức khoẻ tốt

cho con người. Tuy nhiên kẽm với nồng độ lớn sẽ trở thành chất độc gây cản trở

một số quá trình sinh hóa của con người và thực vật.

Vì vậy, việc xác định Zn cũng như các kim loại khác là việc làm cần thiết. Có

nhiều phương pháp để xác định hàm lượng Zn, tuỳ thuộc vào hàm lượng chất phân

tích mà có thể sử dụng các phương pháp khác nhau. Trong đó, phương pháp hấp

thụ nguyên tử AAS là phương pháp có độ lặp lại, độ nhạy và độ chọn lọc cao. Vì

những lý do trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Phân tích đánh giá hàm lượng Zn

trong một số loại rau cải bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ”

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

Các kết quả thu được cuả đề tài góp phân xây dựng phương pháp xác định hàm

lượng Zn trong rau cải bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS).

1

Thông qua đó đánh giá hàm lượng Zn trong các loaị rau cải trên điạ bàn thành

phố Đà Nẵng.

2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về rau cải [16, 19, 23 ]

1.1.1. Đặc điểm và thành phần

Họ Cải (Danh pháp khoa học: Brassicaceae), còn gọi là họ Thập tự (Cruciferae),

là một họ thực vật có hoa. Các loại cây trồng trong họ này gần như đều có chứa chữ

cải trong tên gọi. Bao gồm cải bắp, cải bông xanh, súp lơ, cải brussels, cải xoăn (tất

cả đều là các giống cây trồng từ một loài là Brasica oleracea), cải làn, cải củ Thụy

Điển, cải xoăn nước mặn, cải củ, cải thìa và su hào.

Rau cải có thân thảo sống từ 2 đến 3 tháng, cao 25-70cm. Rễ không phình thành

củ. Lá ở gốc, to, màu xanh nhạt, gân giữa trắng, nạc, phiến hình bầu dục nhẵn,

nguyên hay có răng không rõ, men theo cuống. Hoa màu vàng tươi họp thành chùm

ở ngọn. Quả cải dài 4-11cm, có mỏ.

Cải thảo Cải trắng Cải xanh

Cải xoong Cải thìa

Hình 1.1. Một số hình ảnh về các loại cải

1.1.2. Công dụng của rau cải

Các nhà nghiên cứu khẳng định ăn nhiều rau họ cải như cải bắp, bông cải xanh

và cải bruxen giúp chống lại sự phát triển của bệnh ung thư phổi.

Rau cải xoong có chứa nhiều sắt, nhiều iod giúp cơ thể chống được bệnh còi

xương, bệnh béo phì, bệnh ngoài da, bệnh xơ cứng động mạch ở người cao tuổi.

Rau cải trắng có chứa nhiều chất bổ và vitamin đặc biệt là vitamin C có tác

dụng chống oxy hóa mạnh.

3

Cải thìa có nhiều vitamin A, B, C. Lượng vitamin C của nó rất phong phú,

đứng vào bậc nhất trong các loại rau. Sau khi phơi khô, hàm lượng vitamin C vẫn

còn cao. Cải thìa là thực phẩm dưỡng sinh, ăn vào có thể lợi trường vị, thanh nhiệt,

lợi tiểu tiện và ngừa bệnh ngoài da.

Cải thảo chứa nhiều vitamin A, B, C, E có vị ngọt, tính mát, có tác dụng hạ

khí, làm mềm cổ họng, bớt rát đỡ ho, bổ ích trường vị. Ngoài ra, cải thảo có thể

chữa một số bệnh như sốt rét, viêm bang quang, viêm đường tiết niệu.

Thành phần dinh dưỡng trong cải xanh khá cao, đặc biệt là thành phần diệp

hoàng tố và vitamin K. Ngoài ra, cải xanh còn có rất nhiều vitamin A, B, C, D, chất

caroten, anbumin, a-xit nicotic... có tác dụng giải chứng cảm hàn, thông đàm, lợi

khí...

1.1.3. Một số tiêu chí rau an toàn [7, 17, 21]

1.1.3.1. Định nghĩa

Trong quá trình gieo trồng, để có sản phẩm rau an toàn nhất thiết phải áp dụng

các biện pháp kỹ thuật và sử dụng một số nguyên liệu như nước, phân bón, thuốc

trừ sâu bệnh. Trong các nguyên liệu này, kể cả đất trồng, đều có chứa những

nguyên tố gây ô nhiễm rau và ít nhiều đều để lại một số dư lượng trên rau sau khi

thu hoạch. Vì vậy, trong thực tế hiện nay hầu như không thể có sản phẩm rau sạch

với ý nghĩa hoàn toàn không có yếu tố độc hại. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng,

những yếu tố này thực sự chỉ gây độc khi chúng để lại một dư lượng nhất định nào

đó trên rau, dưới mức dư lượng này thì không độc hại. Mức dư lượng tối đa không

gây hại cho người có thể chấp nhận gọi là mức dư lượng cho phép (hoặc ngưỡng dư

lượng giới hạn).

Như vậy, những sản phẩm rau không chứa hoặc có chứa dư lượng các yếu tố

độc hại nhưng dưới mức dư lượng cho phép được coi là rau an toàn với sức khỏe

người, nếu trên mức dư lượng cho phép là rau không an toàn.

1.1.3.2. Tiêu chuẩn rau an toàn

Ngày 19/12/2007, bộ trưởng bộ Y tế đã ra quyết định số 46-2007-QĐ-BYT

“Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm’’. Trong

quyết định này qui định mức dư lượng cho phép trên sản phẩm rau đối với hàm

4

lượng nitrate, kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh và thuốc BVTV. Các mức dư

lượng cho phép này chủ yếu dựa vào qui định của Tổ chức lương nông thế giới

(FAO) và Tổ chức y tế thế giới (WHO). Các cá nhân, tổ chức sản xuất và sử dụng

rau dựa vào các mức dư lượng này để kiểm tra xác định sản phẩm có đạt tiêu chuẩn

an toàn hay không.

Ngoài ra trong thực tế rau an toàn còn phải mang tính hấp dẫn về mặt hình

thức: rau phải tươi, không có bụi bẩn, không có triệu chứng bệnh và được đựng

trong bao bì sạch sẽ.

Yêu cầu về chất lượng rau an toàn phụ thuộc vào điều kiện môi trường canh

tác và kỹ thuật trồng trọt. Yêu cầu về hình thức được thực hiện khi thu hoạch và

trong quá trình bảo quản, đóng gói.

Bảng 1.1. Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực

phẩm ( Ban hành kèm theo quy định số 46/2007/QĐ- BYT ngày 19 tháng 12 năm

2007 của Bộ trưởng Bộ Y Tế).

Thực phẩm Zn (mg/kg)

Sữa và sản phấm sữa 40

Rau, quả 40

Thịt và sản phẩm thịt 40

Cá và sản phẩm cá 100

Chè, sản phẩm chè 40

Cà phê 40

Đồ uống có cồn 2.0

Nước ép rau, quả 5.0

1.1.4. Sự xâm nhập của Zn vào rau cải

Có nhiều yếu tố làm rau bị ô nhiễm, trong đó quan trọng nhất là các yếu tố sau:

dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, dư lượng nitrate (NO3-), sinh vật gây bệnh, dư

lượng kim loại nặng

5

Nguyên nhân của sự ô nhiễm này là do trong thuốc BVTV và phân bón NPK

có chứa một số kim loại nặng. Trong quá trình tưới tiêu, các kim loại nặng này bị

rửa trôi xuống ao hồ, sông rạch, thâm nhập vào mạch nước ngầm gây ô nhiễm

nguồn nước tưới rau. Mặt khác, nguồn nước thải của thành phố và các khu công

nghiệp chứa nhiều kim loại nặng mà người dân thường sử dụng trực tiếp để tưới

rau.

Biện pháp khắc phục sự ô nhiễm này là không trồng rau trong khu vực có chất

thải của nhà máy, các khu vực đất đã bị ô nhiễm do quá trình sản xuất trước đó.

Ngoài ra, không tưới rau bằng nguồn nước có nước thải của các nhà máy công

nghiệp. Quan trọng nhất là sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, thuốc kích

thích …đúng liều lượng, không lạm dụng .

1.2. Vài nét về kim loại kẽm [2]

1.2.1. Trạng thái thiên nhiên

Kẽm là nguyên tố tương đối phổ biến, trữ lượng của nó trong trái đất là

1,5.10-3 % tổng số nguyên tử.

Khoáng vật chính của Zn là sphalerit (ZnS), calamin (ZnCO3), phranclirit hay

ferit kẽm (Zn(FeO2)2), Zincit (ZnO).

Trong động vật và thực vật có chứa kẽm với hàm lượng nhỏ, trong cơ thể

người chứa khoảng 0.001%, trong 1lít nước biển có chứa 10-2 mg Zn.

Kẽm trong tự nhiên là hỗn hợp của 4 đồng vị ổn định là Zn64, Zn66, Zn67, và

Zn68 với đồng vị 64 là phổ biến nhất (48,6% trong tự nhiên). 22 đồng vị phóng xạ

được biết đến phổ biến và ổn định nhất là Zn65 với chu kỳ bán rã 244,26 ngày, và

Zn72 với chu kỳ bán rã 46,5 giờ. Các đồng vị phóng xạ khác có chu kỳ bán rã nhỏ

hơn 14 giờ và phần lớn có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 1 giây.

1.2.2. Tính chất vật lý

Kẽm là một kim loại màu trắng xanh, óng ánh và nghịch từ.Kẽm kim loại cứng

và giòn ở hầu hết cấp nhiệt độ nhưng trở nên dễ uốn từ 100 đến 150 °C. Trên

210°C, kim loại giòn trở lại và có thể được tán nhỏ bằng lực. Kẽm có tính dẫn điện

khá. So với các kim loại khác, kẽm có độ nóng chảy (419,5°C,1F) và điểm sôi

(907°C) tương đối thấp. Điểm sôi của nó là một trong số những điểm sôi thấp nhất

6

của các kim loại chuyển tiếp, chỉ cao hơn thủy ngân và cadmi. Khối lượng riêng lớn

7.13mg/m3.

1.2.3. Tính chất hoá học

Kẽm là kim loại hoạt động, có tính khử mạnh, thế điện cực chuẩn của kẽm E0

Zn2+

/ Zn = -0.76 V. Ở nhiệt độ thường, kẽm bền với nước vì trên bề mặt kẽm có

màng oxit hoặc cacbonat bazơ bảo vệ. Ở nhiệt độ cao, khử nước biến thành oxit .

Zn + H2O → ZnO + H2

Khi nung nóng, kẽm cháy mãnh liệt tạo oxit, Zn cháy cho ngọn lửa màu lam

sáng chói.

2 Zn + O2 → 2 ZnO

Kẽm phản ứng trực tiếp với halogen (X2) , lưu hùynh và các nguyên tố khác

như P, Se…

Zn + X2 → ZnX2

Zn + E → ZnX2 ( E là S, Se…)

Zn + P → Zn3P2

Kẽm tác dụng dễ dàng với axit không oxi hóa. Tuy nhiên, kẽm tinh khiết

không tan trong axit .

Zn + 2 H2O + 2 H2O+ → [Zn(H2O)4]2+

Kẽm phản ứng mạnh với các axit oxi hóa. Kẽm có thể khử dung dịch HNO3 rất

loãng đến ion NH4+.

4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2

Kẽm dễ dàng tan trong dung dịch kiềm giải phóng hidro

Zn + OH- + 2H2O → [Zn(OH)4 ]-2 + H2

Kẽm có thể tan ngay trong dung dịch NH3

Zn + NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4 (OH)2] + H2

Kẽm còn có thể tan trong dung dịch muối NH4+ đặc do quá trình thủy phân

muối NH4+ tạo sản phẩm phá hủy màng bảo vệ.

7

1.3. Vai trò, chức năng và tính độc của kẽm Zn [ 16, 21, 22]

1.3.1. Tính độc của kẽm

Kẽm là một trong những nguyên tố vi lượng cần thiết cho thực vật, động vật

và con người. Với hàm lượng bé kẽm đóng vai trò là chất dinh dưỡng cần thiết cho

quá trình sinh trưởng phát triển. Kẽm là thành phần cấu tạo nên các ezim, là chất

xúc tác cho một quá trình sinh hóa trong cơ thể thực vật và con người nên hiện

tượng thiếu kẽm sẽ kìm hãm quá trình sinh trưởng phát triển của động thực vật và

con người. Tuy nhiên kẽm với nồng độ lớn sẽ trở thành một chất độc gây cản trở

một số quá trình sinh hóa trong người và thực vật.

Ngộ độc kẽm cấp tính, có thể gây chết người với triệu chứng như: có vị kim

loại khó chịu và dai dẳng trong miệng, đau bụng đi chảy, buồn nôn, mồ hôi lạnh, co

giật, hạ huyết áp, yếu cơ, khó thở, tê liệt, bí tiểu và cuối cùng mạch đập khẽ, nạn

nhân chết sau 10 đến 48 giây.

1.3.2. Vai trò của kẽm đối với thực vật

Nguyên tố kẽm có vai trò trong dinh dưỡng cây trồng như là việc ảnh hưởng

đến sự tổng hợp sinh học axit indol acetic; là thành phần thiết yếu của men metallo-

enzimes carbonic, anhydrase, anxohol dehydrogenase.

Kẽm còn giúp cho việc tăng cường khả năng sử dụng đạm và lân trong cây.

Đặc biệt, kẽm còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp axit nucleic và

protein. Thiếu kẽm có thể làm giảm năng suất tới 50% mà không biểu hiện triệu

chứng gì.

1.3.3. Vai trò của kẽm đối với cơ thể con người

Kẽm là một nguyên tố vi lượng cũng là chất khoáng rất quan trọng trong việc

đảm bảo sức khoẻ tốt cho con người. Cơ thể con người không thể thiếu kẽm, một

người ăn thức ăn thiếu kẽm trong thời gian dài thì sẽ sinh bệnh. Kẽm có thể đem lại

sự miễn dịch đối với cảm lạnh hay cúm. Thị giác, vị giác, khứu giác và trí nhớ có

liên quan đến kẽm và sự thiếu hụt kẽm có thể gây ra sự hoạt động không bình

thường của các cơ quan này.

Đối với đàn ông kẽm có thể ảnh hưởng tới sự phát dục của khí quan sinh thực,

khả năng tình dục và chi phối trạng thái hoạt động của tuyến tiền liệt. Hàm lượng

8

kẽm của tuyến tiền liệt nếu giảm 35% so với hàm lượng bình thường sẽ bị phì đại

nhẹ tuyến tiền liệt, nếu giảm 38% sẽ dẫn tới viêm tuyến tiền liệt mạn tính, giảm

66% sẽ phát triển thành ung thư. Đối với phụ nữ thiếu kẽm có thể dẫn đến tình trạng

không thể mang thai.

1.4. Các phương pháp vô cơ hóa mẫu [ 8, 10, 11]

Để xác định hàm lượng Zn trong rau xanh, 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 sai

lệch kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thực

hiện không tốt. Hiện nay, có nhiều kĩ thuật xử lý mẫu phân tích, với đối tượng rau

xanh thì ba kĩ thuật dùng để phá mẫu gồm kĩ thuật vô cơ hoá ướt bằng axit đặc hoặc

oxi hóa mạnh, kĩ thuật vô cơ hoá khô bằng nhiệt độ và phương pháp khô - ướt kết

hợp.

1.4.1. Phương pháp vô cơ hoá mẫu khô

Nguyên tắc: Đối với các mẫu hữu cơ trước hết phải được xay nghiền thành

bột, vữa hay thể huyền phù. Sau đó dùng nhiệt để hoá 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 (10 - 15 gam) 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 hoà tan bã thu được trong axit

vô cơ như HCl, HNO3…để chuyển các kim loại về dạng ion tự do trong dung dịch.

Yếu tố quyết định dạng tro hoá ở đây là nhiệt độ nung và thời gian nung và các chất

phụ gia thêm vào mẫu khi nung. Nhiệt độ tro hoá các chất hữu cơ thường được chọn

thích hợp trong khoảng 400 – 550 0C, tuỳ theo mỗi loại mẫu và chất cần phân tích.

Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng:

+ Thao tác và cách làm đơn giản.

+ Không phải dùng nhiều axit đặc.

+ Xử lí được triệt để nhất là các mẫu nền hữu cơ.

+ Thời gian rút ngắn.

+ Dễ mất chất phân tích.

9

+ Dễ hấp thụ các chất bẩn trong không khí khi đem ra khỏi quá trình nung.

+ Phân tích ion kim loại trong hợp chất hữu cơ, chất mùn, trầm tích,…

+ Hay bị mất một số nguyên tố như Cd, Pb, Zn…nếu không dùng chất bảo vệ

và chất chảy.

1.4.2. Phương pháp vô cơ hoá mẫu ướt

Nguyên tắc chung: Dùng axit đặc có tính oxi hoá mạnh như (HNO3, HClO4…),

hay hỗn hợp các axit đặc có tính oxi hoá mạnh (HNO3 + H2O2)… để phân huỷ hết

chất hữu cơ và chuyển các kim loại ở dạng hữu cơ về dạng ion trong dung dịch

muối vô cơ. Việc phân huỷ có thể thực hiện trong hệ đóng kín (áp suất cao), hay

trong hệ mở (áp suất thường). Lượng axit thường phải dùng gấp từ 10 - 15 lần

lượng mẫu, tuỳ thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hoá học của nó. Thời gian

phân huỷ mẫu trong các hệ hở, bình Kendan, ống nghiệm, cốc…thường từ vài giờ

đến vài chục giờ, cũng tuỳ loại mẫu, bản chất của các chất, còn nếu trong lò vi sóng

hệ kín thì chỉ cần vài chục phút. Thường khi phân huỷ xong phải đuổi hết axit dư

trước khi định mức và tiến hành đo phổ.

Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng:

+ Không mất một số kim loại như Pb, Fe, Zn, Cu…

+ Không làm mất chất phân tích

+ Thời gian phân huỷ lâu, thường là từ 10 -12 giờ.

+ Tốn nhiều axit tinh khiết, axit dư nhiều, phải đuổi axit sau khi xử lý.

+ Dễ gây nhiễm bẩn, nếu các hoá chất không có độ sạch cao.

+ Thời gian đuổi axit dư lâu.

1.4.3. Phương pháp vô cơ hoá mẫu khô - ướt kết hợp

Nguyên tắc: mẫu được phân hủy trong chén hay trong cốc nung mẫu. Trước

tiên người ta thực hiện xử lý ướt trong cốc hay chén bằng một lượng nhỏ dung môi

hay hỗn hợp dung môi để phá vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của hợp chất mẫu và tạo

điều kiện giữ một số nguyên tố có thể bay hơi khi nung, sau đó mới đem nung ở

một nhiệt độ thích hợp cho đến tro trắng.

Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng:

+ Hạn chế được sự mất mát của một số chất phân tích do nhiệt độ cao

10

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

+ Không tốn nhiều dung môi đặc biệt là axit tinh khiết (lượng dung môi chỉ

bằng 1/4 đến 1/3 lượng cần dùng cho xử lý ướt)

+ Thời gian xử lý nhanh và triệt để hơn so với cách xử lý thông thường

+ Không phải đuổi axit dư lâu nên hạn chế được sự nhiễm bẩn do môi trường

+ Phù hợp cho nhiều loại mẫu khác nhau để xác định kim loại và anion

+ Thời gian nung lâu, sử dụng lò nung.

Qua tìm hiểu các tài liệu [8, 10, 11 ] chúng tôi chọn phương pháp vô cơ hóa

mẫu ướt để xác đinh Zn trong mẫu rau cải bằng phương pháp AAS.

1.4.3. Tác nhân vô cơ hóa

Khi xử lý mẫu bằng phương pháp vô cơ hóa việc lựa chọn tác nhân oxi hóa

phải căn cứ vào khả năng, đặc tính oxi hóa của thuốc thử và đối tượng mẫu. Một số

tác nhân vô cơ hóa mẫu thường sử dụng như sau:

Axit nitric (HNO3) là chất được sử dụng rộng rãi nhất để vô cơ hóa mẫu. Đây

là tác nhân vô cơ hóa dùng để giải phóng nhanh vết nguyên tố từ các mẫu sinh học

và thực vật dưới dạng muối nitrit dễ tan. Điểm sôi axit nitric ở áp suất khí quyển là

1200C, lúc đó sẽ ion hóa toàn bộ các chất hữu cơ trong mẫu phân tích và giải phóng

kim loại dưới dạng ion. Loại mẫu được áp dụng chủ yếu là các mẫu hữu cơ như:

nước giải khát, protein, chất béo, nguyên liệu thực vật, nước thải, một số sắc tố

polime và các mẫu trầm tích.

Axit sunfuaric (H2SO4) là chất có tính oxi hóa mạnh, có nhiệt độ sôi là 3390C.

Khi kết hợp với axit nitric (HNO3) sẽ có khả năng phá hủy hoàn toàn hầu hết các

hợp chất hữu cơ. Nếu sử dụng lò vi sóng thì phải vô cơ hóa trước trong cốc thủy

tinh hay thạch anh và giám sát quá trình tăng nhiệt độ của lò. Loại mẫu được áp

dụng: mẫu hữu cơ, oxit vô cơ, hidroxit, hợp kim, kim loại, quặng...

Axit pecloric (HClO4) có tính oxi hóa mạnh, có thể ăn mòn kim loại, không

phản ứng với các axit khác, phá hủy hợp chất hữu cơ. Do HClO4 có thể gây nổ

mạnh khi tiếp xúc với các nguyên liệu hữu cơ và các chất vô cơ dễ bị oxi hóa nên

thường phải oxi hóa mẫu trước bằng axit nitric sau đó mới sử dụng HClO 4 (đặc biệt

11

là trong lò vi sóng). Loại mẫu áp dụng: các mẫu hữu cơ và vô cơ. Trong nhiều

trường hợp ta phải sử dụng hỗn hợp các axit mới có thể vô cơ hóa mẫu hoàn toàn.

Qua quá trình tìm hiểu tài liệu và một số công trình nghiên cứu [10, 11 ]

chúng tôi chọn hỗn hợp dung môi sử dụng để vô cơ hóa mẫu ướt mẫu rau cải là hỗn

hợp HNO3 đặc và HCl đặc.

1.5. Các phương pháp xác định kẽm trong rau cải [ 7, 11, 12,13]

1.5.1. Phương pháp điện hóa

1.5.1.1. Phương pháp cực phổ cổ điển

Zn có hoạt tính cực phổ, trong nhiều nền cho sóng cực phổ định lượng .

Nguyên tắc của phương pháp là khử ion Zn2+ trên catot là giọt thủy ngân tạo ra sóng

cực phổ. Phản ứng xảy ra ở catot

Zn2+ + 2e = Zn0 E = - 0,7628 V

Độ nhạy của phương pháp cực phổ không cao, chỉ xác định nồng độ các

nguyên tố trong khoảng 10-5 – 10-3 M.

1.5.1.2. Phương pháp Von -Ampe hoà tan

Cở sở phương pháp: xây dựng đường cong phụ thuộc giữa cường độ dòng

điện và hiệu điện thế giữa hai điện cực được đặt trong bình điện phân chứa chất cần

nghiên cứu. Các quá trình xác định Zn bằng phương pháp von –ampe hòa tan xung

vi phân gồm các giai đoạn:

Giai đoạn 1 : Điện phân làm giàu Zn trên bề mặt vi điện cực (Catot )

Zn2+ + ne Zn

Sau đó để hệ thống nghỉ khoảng 10 đến 20 giây để sản phẩm của sự điện phân

phân bố đều trên bề mặt điện cực catot.

Giai đoạn 2 : Hòa tan sản phẩm điện phân thường là các kim loại kết tủa trên

bề mặt điện cực và ghi dòng hòa tan bằng phương pháp von ampe kết hợp xung vi

phân dưới dạng pic. Trong điều kiện thích hợp cường độ dòng hoà tan tỷ lệ thuận

với lượng kẽm đã kết tủa trên bề mặt điện cực cũng như nồng độ chất cần xác định

trong dung dich.

Độ nhạy của phương pháp cao từ 10-6 – 10-8M và xác định được nhiều kim

loại.

12

1.5.2. Phương pháp quang học [5, 11, 13, 15]

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

Đây là kỹ thuật phân tích được sử dụng rộng rãi trong phép phân tích, nó cho

phép xác định định tính và định lượng hàm lượng đa lượng hoặc vi lượng của Zn.

Ưu điểm của phương pháp này là phân tích nhanh hàng loạt mẫu, cho độ nhạy và độ

chính xác cao, độ nhạy cỡ 0,001%.

1.5.2.2. Phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS

Phương pháp trắc quang dùng dithizon là một phương pháp tiêu chuẩn để xác

định kẽm, phức của kẽm với dithizon có màu đỏ, có thể chiết ion kẽm ra khỏi dung

dịch dithizon trong CCl4, phản ứng tạo phức tại pH = 4-7, tại pH này các ion của

các nguyên tố Cu, Cd, Pb...cũng phản ứng với dithizon. Để loại trừ ảnh hưởng của

các nguyên tố này người ta chiết kẽm từ dung dịch nước ở pH = 5 chứa lượng dư

SCN- và CN-. Các hợp chất oxi hóa dithizon như Cl2, Br2, I2, H2O2 được loại trừ

bằng cách đun sôi dung dịch. Một số chất vô cơ cản trở quá trình chiết và gây đục

CCl4, do vậy phải vô cơ hóa bằng H2SO4, HNO3, H2O2. Đo mật độ quang của phức

kẽm – dithizon tong pha hữu cơ ở bước sóng 530nm.

1.5.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

AAS là một trong những phương pháp hiện đại, được áp dụng phổ biến trong

các phòng thí nghiệm. Phương pháp này xác định được hầu hết các kim loại trong

mẫu sau khi đã chuyển hóa chúng về dạng dung dịch. Trong phép đo AAS đối với

Zn người ta thực hiện đo với bước sóng bước tối ưu là 213,9 nm, thời gian đo 5

giây, tốc độ bơm khí C2H2 là 2lít/phút, khe đo là 0,7 nm, giới hạn phát hiện Zn2+ của

phương pháp phân tích: 0.003µg/ml. Phương pháp có độ nhạy cao, kết quả phân

tích ổn định.

Để phù hợp với điều kiện nghiên cứu chúng tôi chọn phương pháp quang phổ

hấp thụ nguyên tử để xác định Zn trong một số mẫu rau cải.

13

1.6. Giới thiệu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [ 5, 13, 15]

1.6.1. Cơ sở lý thuyết của phép đo

1.6.1.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử

Nguyên tử tồn tại ở trạng thái hơi tự do mà bị kích thích bằng một chùm tia

sáng có bước sóng xác định thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ có bước

sóng nhất định ứng với đúng những tia mà nó phát ra trong quá trình phát xạ, gọi là

tia bức xạ cộng hưởng. Lúc này nguyên tử nhận năng lượng, chuyển lên trạng thái

kích thích và phát ra phổ, phổ đó gọi là phổ hấp thụ nguyên tử. Quá trình này gọi là

quá trình hấp thụ nguyên tử. Tuy nhiên, nguyên tử không hấp thụ tất cả các bức xạ

mà nó phát ra trong quá trình phát xạ. Quá trình hấp thụ xảy ra đối với các vạch

nhạy, vạch đặc trưng của nguyên tố đó.

1.6.1.2. Cường độ vạch phổ

Trong một vùng nồng độ nhỏ của chất phân tích, mối quan hệ giữa cường độ

vạch phổ hấp thụ và nồng độ N của nguyên tố đó trong đám hơi nguyên tử tự do

cũng tuân theo định luật Lamber-Beer.

I= Io. e-(Kυ.N.L)

Tuy nhiên trong các máy đo AAS, bề dày L phụ thuộc vào cấu trúc của máy

nên L coi như không đổi, D chỉ phụ thuộc vào số nguyên tử N trong môi trường hấp

thụ, nên khi đó biểu thức trên có dạng:

D ۸ = K.N

Mặt khác, giữa số nguyên tử N của nguyên tố trong môi trường hấp thụ và

nồng độ C của nguyên tố cần phân tích trong mẫu cũng có quan hệ nhất định, mối

quan hệ này rất phức tạp, phụ thuộc vào điều kiện nguyên tử hóa mẫu, thành phần

vật lý, hóa học, trạng thái tồn tại của nguyên tố trong mẫu. Kết quả thực nghiệm đã

chỉ ra rằng, trong một giới hạn nhất định của nồng độ C thì mối quan hệ giữa N và

C có thể biểu thị theo công thức :

N = Ka . Cb

Trong đó Ka là hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện thực

nghiệm của phép đo phổ. Hệ số b là hằng số bản chất, phụ thuộc vào từng vạch phổ

của từng nguyên tố, b có giá trị bằng 1 hoặc nhỏ hơn 1. Giá trị của b bằng 1 khi

14

nồng độ C nhỏ và ứng với mỗi vạch phổ của mỗi nguyên tố phân tích ta luôn tìm

được một giá trị C bằng Co để b bắt đầu nhỏ hơn 1. Biểu thức có dạng:

D = k . Cb

Nếu C < Co thì b = 1. Ngược lại nếu C > Co thì b <1. Giá trị C được coi là giới

hạn của vùng tuyến tính.

1.6.2. Nguyên tắc và trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử

1.6.2.1. Nguyên tắc chung của phương pháp

Phương pháp phân tích này dựa trên cơ sở đo phổ hấp thụ nguyên tử của một

nguyên tố. Vì vậy muốn thực hiện phép đo AAS của một nguyên tố đầu tiên cần

phải chọn các điều kiện và trang thiết bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng

thái ban đầu (rắn hoặc dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do. Sau

đó, chiếu chùm tia bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi

nguyên tử vừa điều chế được ở trên, các nguyên tử của các nguyên tố cần phân tích

trong đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ xác định và tạo ra phổ hấp thụ. Và cuối

cùng nhờ một hệ thống quang học, thu toàn bộ chùm tia sáng, phân ly và chọn một

vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo cường độ của nó.

1.6.2.2. Trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử

Nguồn bức xạ đơn sắc là nguồn phát ra bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần phân

tích, nguồn này sẽ chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do và phải là là nguồn phát ra

bức xạ nhạy của nguyên tố cần phân tích. Ngoài ra, phải tạo được chùm tia phát xạ

thuần khiết bao gồm một số vạch nhạy, đặc trưng của nguyên tố cần phân tích, còn

phổ nền không đáng kể. Bên cạnh đó, chùm tia phát xạ đơn sắc phải có cường độ

cao, bền vững theo thời gian và không bị các yếu tố vật lý nhiễu loạn.

Các loại máy AAS hiện nay dùng chủ yếu ba loại nguồn đó là :

Đèn catot rỗng

Đèn phóng điện không điện cực

Đèn phát phổ liên tục đã được biến điệu

Máy AAnalyst 100 Atomic Absorption Spectrometer sử dụng đèn catot rỗng

HCL (Hollow cathode Lamp).

15

Hệ thống nguyên tử hóa mẫu là bộ phận quan trọng nhất quyết định độ nhạy

của phép đo. Bộ phận này giúp chuyển mẫu cần phân tích từ trạng thái ban đầu

thành dạng hơi của các nguyên tử tự do. Đám hơi của các nguyên tử tự do này chính

là môi trường hấp thu bức xạ và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử . Hệ thống được chế

tạo theo hai loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng

ngọn lửa đèn khí (F- AAS) hoặc kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa (ETA-

AAS). Trong đề tài này chúng tôi sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn

lửa .

Hệ thống quang và detecter có nhiệm vụ thu và phân ly và chọn vạch phổ hấp

thụ cần đo hướng vào nhân quang điện (detecter) phát tín hiệu hấp thụ AAS của

vạch phổ.

Trang bị chỉ thị đo kết quả có thể là một điện kế chỉ năng lượng hấp thụ của

vạch phổ hoặc là máy tự ghi để ghi lại cường độ vạch phổ dưới dạng các pic. Có thể

máy hiện số Digical hay máy in( printer) để in ngay kết quả đo lên giấy. Thông

thường các máy hiện đại đều nối chung với một máy tính, cho phép điều chỉnh toàn

bộ quá trình đo, tìm điều kiện tối ưu, xử lý kết quả đo.

1.6.3. Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu

Nguyên tử hoá mẫu là giai đoạn tạo ra các nguyên tố tự do, là yếu tố sinh ra

phổ AAS. Có hai kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu trong

ngọn lửa của đèn khí với các phép đo ngọn lửa ( Flame: AAS: F-AAS) và kỹ thuật

nguyên tử hóa không ngọn lửa trong cuvet graphit với phép đo không ngọn lửa

(Flame Less: ETA- AAS). Dưới đây là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa.

Theo kỹ thuật này mẫu ở trạng thái dung dịch được dẫn vào buồng để tạo sol khí

sau đó được trộn đều với khí mang và khí cháy (C2H2) và dẫn tới đèn nguyên tử hóa

mẫu. Nhiệt độ của các loại đèn khí không cao, khoảng 1900- 3300oC.

Cơ chế của quá trình nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa:

Nếu năng lượng hóa hơi Eh < năng lượng nguyên tử hóa En thì các phần tử mẫu

sẽ hoá hơi, nguyên tử hóa sẽ hấp thụ bức xạ tạo phổ AAS. Tức là :

MenXm (1) → MenXm (k) → n Me(k) + mX

n Me(k) + n (hy) → Phổ F- AAS

16

Nếu năng lượng hóa hơi Eh > năng lượng nguyên tử hóa En thì các phân tử mẫu

sẽ phân ly thành nguyên tử sau đó hóa hơi và hấp thụ tia bức xạ để tạo ra phổ AAS

MenXm (1) → n Men+ mX → nMe(k)

n Me(k) + n (hy) → Phổ F- AAS

Quá trình này có ưu điểm là kích thích êm dịu, an toàn, xác định phần lớn kim

loại. Tuy nhiên, trong ngọn lửa có nhiều cơ chế phụ đó là sự tạo thành các hợp chất

bền nhiệt kiểu MeO (BaO, CaO) ở vỏ ngọn lửa, làm giảm cường độ vạch phổ (V,

W, Al). Ngoài ra, đối với các nguyên tử có năng lượng kích thích thấp như kim loại

kiềm, kiềm thổ tạo ra nhiều ion, thay vì thu phổ nguyên tử ta thu phổ ion. Như vậy

ta phải điều chỉnh ngọn lửa ở nhiệt độ thấp hoặc thêm vào chất phân tích một số

chất có năng lượng ion hóa thấp hơn để thay vì ion hóa nguyên tố phân tích thì ion

hóa chất thêm. Bên cạnh phổ hấp thụ thì có phổ phát xạ của một số nguyên tố vì thế

người ta cho thêm chất nền tránh sự phát xạ.

1.6.4. Phương pháp phân tích định lượng theo AAS

1.6.4.1. Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn)

Chuẩn bị một dãy mẫu dung dịch chuẩn của chất phân tích (thông thường

là 5 mẫu ) và các mẫu phân tích trong cùng một điều kiện. Các mẫu dung dịch

chuẩn có nồng độ tăng dần là C1, C2, C3, C4, C5 và mẫu phân tích là Cx. Đo mật độ

quang của các dung dịch trên với các điều kiện tối ưu, rồi vẽ đường chuẩn biểu diễn

sự phụ thuộc giữa D và C. Trên cơ sở đường chuẩn tìm phương trình đường thẳng,

dựa vào phương trình tìm Cx

Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện và rất thích hợp chỉ cần xác định

đường chuẩn có thể phân tích hàng loạt mẫu của cùng một nguyên tố, như trong

kiểm tra chất lượng thành phẩm, kiểm tra nguyên liệu sản xuất. 1.6.4.2. Phương

pháp thêm tiêu chuẩn

Nguyên tắc: Dùng ngay mẫu phân tích làm nền để chuẩn bị một dãy mẫu

đầu, bằng cách lấy một lượng mẫu phân tích nhất định và gia thêm vào đó những

lượng nhất định của nguyên tố cần xác định theo từng bậc nồng độ ( theo cấp số

cộng ). Ví dụ lượng thêm là ∆C1, ∆C2, ∆C3, ∆C4, ∆C5 như thế chúng ta sẽ có một

17

dãy mẫu chuẩn ( bảng 1.2), trong đó Cx là nồng độ (hàm lượng) của nguyên tố

cần xác định trong mẫu phân tích.

Bảng 1.2. Dãy chuẩn của phương pháp thêm tiêu chuẩn

Co C1 C2 C3 C4 C5

Nồng độ mẫu phân

tích

Cx Cx Cx Cx Cx Cx

Nồng độ thêm vào 0 ∆C1 ∆C2 ∆C3 ∆C4 ∆C5

Dλ đo được Do D1 D2 D3 D4 D5

Đo mật độ quang của dãy dung dịch rồi xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự

phụ thuộc giữa D và C. Sau đó để xác định nồng độ Cx chưa biết chúng ta có thể

dùng phương pháp nội suy hay ngoại suy từ đồ thị (hình 1.2)

Ngoại suy Nội suy

Hình 1.2. Đồ thị của phương pháp thêm chuẩn

1.6.5. Các phương pháp phân tích theo AAS

Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử để xác định một nguyên tố hay một

hợp chất người ta có thể tiến hành phân tích ngay chính chất đó theo phổ hấp thụ

nguyên tử của nó, như phân tích các kim loại, hay qua việc đo phổ hấp thụ

nguyên tử của một chất khác, khi chất phân tích không có tính chất hấp thụ

nguyên tử, nhưng chất này lại có một sự tương tác rất định lượng về mặt hóa

học theo một phản ứng hóa học nhất định với một kim loại có phổ hấp thụ

nguyên tử nhạy. Do đó xuất hiện hai loại phương pháp phân tích định lượng theo

18

phổ hấp thụ nguyên tử là các phương pháp phân tích trực tiếp, cho chất có phổ

AAS hoặc các phương pháp phân tích gián tiếp, cho chất không có phổ AAS.

1.6.5.1. Các phương pháp xác định trực tiếp

Về nguyên tắc thì tất cả các nguyên tố và các chất có phổ hấp thụ

nguyên tử chúng ta đều có thể xác định nó một cách trực tiếp theo phổ hấp thụ

nguyên tử của nó từ dung dịch mẫu phân tích. Nghĩa là các phương pháp xác

định trực tiếp chỉ phù hợp cho việc xác định các kim loại có vạch phổ hấp thụ

nguyên tử. Vì các kim loại đều có phổ hấp thụ nguyên tử của nó trong những

điều kiện nhất định. Theo cách này, nói chung trong nhiều trường hợp, mẫu

phân tích trước hết được xử lí theo một cách phù hợp để được dung dịch mẫu có

chứa các ion kim loại cần phân tích. Tiếp đó tiến hành định lượng nó theo một

trong các cách chuẩn hóa đã biết (như theo phương pháp đường chuẩn,

phương pháp thêm, hay phương pháp một mẫu đầu,...). Đây là các phương pháp

phân tích thông thường, đã và đang được dùng rất phổ biến, để xác định lượng

vết các kim loại trong các đối tượng mẫu hữu cơ và vô cơ khác nhau theo phổ

hấp thụ nguyên tử của nó. Vì thế người ta gọi đối tượng của các phương pháp

phân tích này là phân tích kim loại trong các loại mẫu vô cơ và hữu cơ.

Khi phân tích các loại mẫu này thì nguyên tắc chung là gồm hai giai đoạn.

Giai đoạn 1: Xử lí mẫu để đưa nguyên tố kim loại cần xác định có trong mẫu

về trạng thái dung dịch của các cation theo một kĩ thuật phù hợp, để chuyển

được hoàn toàn nguyên tố cần xác định vào dung dịch đo phổ.

Giai đoạn 2: Phân tích nguyên tố cần thiết theo phổ hấp thụ nguyên tử của

nó theo những điều kiện phù hợp (một quy trình) đã được nghiên cứu và chọn ra.

Tất nhiên, ở đây giai đoạn I là cực kỳ quan trọng. Vì nếu xử lí mẫu không tốt thì

có thể làm mất nguyên tố cần phân tích hay làm nhiễm bẩn mẫu. Nghĩa là việc xử

lí mẫu không đúng sẽ là một nguồn sai số rất lớn cho kết quả phân tích, mặc

dù phương pháp phân tích đã được chọn là phù hợp nhất. Vấn đề này đặc biệt có

ý nghĩa lớn trong phân tích lượng vết các nguyên tố.

Các phương pháp phân tích trực tiếp này là thích hợp để xác định các kim

loại, mà bản thân chúng có phổ hấp thụ nguyên tử. Nhưng trong khoảng năm năm

19

lại đây, nhiều phương pháp phân tích gián tiếp đã xuất hiện để phân tích các chất

không có phổ hấp thụ nguyên tử, ví dụ như xác định các Anion, các nhóm phân

tử, các hợp chất hữu cơ, các dược phẩm.

1.6.5.2. Phương pháp phân tích định lượng gián tiếp theo AAS

Đây là một phạm vi ứng dụng mới của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

để phân tích các chất không có phổ hấp thụ nguyên tử hay phổ hấp thụ nguyên tử

của nó kém nhạy. Các phương pháp này hiện nay đang được phát triển và ứng

dụng để phân tích các Anion và các chất hữu cơ. Nói chung các phương pháp xác

định gián tiếp các chất không có phổ hấp thụ nguyên tử bằng phép đo phổ hấp

thụ nguyên tử được dựa theo hai nguyên tắc chính.

Nguyên tắc thứ nhất của các phương pháp này là nhờ một phản ứng hóa

học trung gian có tính chất định lượng của chất ta cần nghiên cứu X (chất X cần

xác định) với một thuốc thử thích hợp có phổ AAS trong một điều kiện nhất định.

Ví dụ xác định Cl- dùng AgNO3.

Nguyên tắc thứ hai là dựa theo hiệu ứng là khi chất phân tích X có mặt

trong mẫu với một vùng nồng độ nhất định, thì nó làm giảm hay làm tăng

cường độ, vạch phổ hấp thụ nguyên tử của một kim loại một cách tuyến tính.

Ví dụ muốn xác định F- người ta dung Mg có nồng độ 2ppm và đo vạch phổ phát xạ

của Mg- 285,20nm.

1.6.6. Các yếu tố ảnh hưởng tới phép đo AAS

1.6.6.1. Các yếu tố vật lý

Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch ảnh hưởng rất nhiều tới hiệu suất

của quá trình nguyên tử hóa. Độ nhớt của dung dịch càng lớn thì khả năng hút mẫu

càng khó, vì thế mỗi quá trình phân tích mẫu và lập đường chuẩn phải có cùng nồng

độ axit, loại axit và thành phần hóa học, vật lý như nhau.

Sự ion hóa thường không ảnh hưởng nghiêm trọng tới quá trình phân tích các

kim loại nặng nhưng nó ảnh hưởng rất lớn tới quá trình phân tích các kim loại kiềm

và kiềm thổ. Sự oxi hóa càng mạnh càng làm giảm cường độ vạch phổ hấp thụ

nguyên tử của đám hơi. Để khắc phục hiện tượng này phải thêm vào mẫu phân tích

20

các nguyên tố có thế ion hóa thấp hơn thế ion hóa của nguyên tố phân tích. Khi đó

sự oxi hóa sẽ xảy ra với nguyên tố được thêm vào.

Trong ngọn lửa đèn khí sự kích thích phổ phát xạ thường xảy ra mạnh với các

kim loại kiềm và kiềm thổ. Vì các nguyên tố này có thế kích thích phát xạ tương đối

thấp còn các nguyên tố khác thì sự kích thích không đáng kể.

1.6.6.2. Các yếu tố hóa học

Thành phần nền của nguyên tố được gọi là matrix effect, nhưng không phải

lúc nào cũng xuất hiện, mà chỉ thấy trong một số trường hợp nhất định, thường đó

là các mẫu chứa các nguyên tố nền ở dạng hợp chất bền nhiệt khó bay hơi và khó

nguyên tử hóa.

Nồng độ axit và một số loại axit có trong dung dịch luôn có ảnh hưởng đến

cường độ vạch phổ của nguyên tố phân tích. Ảnh hưởng này thường gắn liền với

loại anion của axit. Các axit khó bay hơi thường làm giảm mạnh cường độ vạch

phổ, còn các axit dễ bay hơi thường gây ảnh hưởng nhỏ. Chỉ riêng 2 anion ClO4- và

CH3COO- gây hiệu ứng dương . Các loại anion khác gây hiệu ứng âm theo thứ tự Cl -

, NO3- , SO4

2- , PO43- , F-

. Trong phân tích không nên chọn H2SO4 làm môi trường

cho phép đo AAS mà nên dùng HCl, HNO3

1.6.6.3. Các yếu tố quang phổ

Đó là những quá trình làm cho việc đo ánh sáng hấp thụ bị sai lệch do sự hấp

thu những chất khác ngoài nguyên tố cần phân tích. Nguyên nhân của hiện tượng

này là do nền mẫu phân tích và một số yếu tố khác ( đèn, ngọn lửa, sự tán xạ của

ánh sáng bên ngoài ...).

Nền mẫu phân tích bao gồm: sự hấp thu nền mẫu, sự chen lấn của vạch phổ,

sự hấp thu các hạt rắn.

Trong vùng khả kiến thì sự hấp thu nền mẫu rõ ràng, còn trong vùng tử ngoại

thì ảnh hưởng này rất ít xuất hiện vì phổ nền trong vùng tử ngoại yếu, phụ thuộc rất

nhiều vào thành phần của mẫu nền phân tích. Người ta có thể loại nền bằng phương

pháp 2 vạch phổ, phương pháp dùng 2 nguồn sáng liên tục, phương pháp dựa trên

hiệu ứng Zecman và phương pháp dùng nguồn đơn sắc hoạt động 2 chế độ dòng (pp

Smith – Hifetie ).

21

Sự chen lấn của vạch phổ thường thấy khi có mặt nguyên tố thứ 3 ở trong

mẫu phân tích có nồng độ lớn. Người ta có thể loại sự chen lấn này bằng cách giảm

bề rộng khe của hệ đơn sắc, tách bỏ bớt nguyên tố có vạch phổ chen lấn ra khỏi mẫu

phân tích hoặc pha loãng mẫu.

Các hạt rắn nhỏ li ti của mẫu chưa bị hóa hơi và nguyên tử hóa hay các hạt

muội than của nhiên liệu chưa được đốt cháy hoàn toàn thường có ở lớp vỏ của

ngọn lửa, chúng hấp thụ hoặc chắn đường đi của chùm sáng từ đèn chiếu vào môi

trường hấp thụ. Yếu tố này thể hiện rất rõ khi chọn không đúng chiều cao của đèn

nguyên tử hóa mẫu hay hỗn hợp khó cháy không được đốt cháy tốt, thành phần khí

cháy không được chọn phù hợp ( thường là quá dư C2H2).

Người ta loại trừ yếu tố này bằng cách chỉnh chiều cao ngọn lửa thích hợp,

trộn hỗn hợp khí cháy với tỉ lệ thích hợp hoặc thêm chất phụ gia có nồng độ phù

hợp để ngăn cản sự xuất hiện hợp chất bền nhiệt.

1.6.6. Những ưu điểm và nhược điểm của phép đo AAS

Ưu điểm lớn nhất của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử là có độ nhạy và độ chọn

lọc cao. Gần 60 nguyên tố hóa học có thể xác định trực tiếp được bằng phương

pháp này với độ nhạy 10-4 → 10-5 % , nếu dùng kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn

lửa thì có thể đạt đến độ nhạy 10-7 %. Do vậy, phương pháp này được sử dụng nhiều

để phân tích các lượng vết trong đối tượng y học, sinh học, nông nghiệp và kiểm tra

các chất có độ tinh khiết cao.

Do phương pháp có độ nhạy cao, nên trong nhiều trường hợp không phải làm

giàu nguyên tố cần xác định nên tốn ít mẫu, thời gian và không phải dùng nhiều hóa

chất tinh khiết cao khi làm giàu mẫu nên tránh được sự nhiễm bẩn mẫu khi xử lý

qua các giai đoạn phức tạp.

Ưu điểm thứ ba của phương pháp này là các động tác thực hiện nhẹ nhàng.

Ngoài ra với các trang thiết bị hiện nay người ta có thể xây dựng đồng thời nhiều

nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ (không quá

15% với vùng nồng độ cỡ ppm)

Bên cạnh những ưu điểm phép đo AAS cũng có những hạn chế nhất định.

Trước hết thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cần phải có hệ thống máy đo

22

tương đối đắt tiền. Mặt khác cũng chính do phép đo có độ nhạy cao, nên sự nhiễm

bẩn có ảnh hưởng đáng kể đối với kết quả phân tích các kim loại lượng vết. Vì thế

môi trường không khí của phòng thí nghiệm phải không có bụi. Các dụng cụ, hóa

chất dùng trong các phép đo phải có độ tinh khiết cao. Và cuối cùng phương pháp

phân tích này chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất trong mẫu phân tích, chứ

không cho biết trạng thái liên kết của nguyên tố trong mẫu. Vì thế nó chỉ là phương

pháp phân tích thành phần nguyên tố.

1.6.7. Đối tượng và phạm vi ứng dụng của phép đo AAS

Đối tượng chính của phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử là xác định

lượng vết các kim loại trong các hợp chất vô cơ và hữu cơ với các đối tượng khác

nhau. Đến nay người ta có thể định lượng hầu hết các kim loại ( khoảng 60 nguyên

tố) và một số phi kim đến hàm lượng cỡ vài phần triệu (ppm), với sai số không quá

15%. Các phi kim như C, Cl, O, N, S chưa xác định được bằng phương pháp này vì

vạch phổ phân tích của các phi kim này thường nằm ngoài vùng phổ của các máy

hấp thụ nguyên tử thông dụng( 190- 900nm). Ví dụ C : 165,70 ; N : 134,70 ; O :

130,20 ; Cl : 134,78 ; S : 180,70nm.

Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử được ứng dụng rộng rãi để xác định định lượng

các kim loại, các nguyên tố trong đối tượng phân tích khác nhau. Do độ nhạy, độ

chính xác và độ chọn lọc cao mà phương pháp này thường được ứng dụng để xác

định vi lượng các nguyên tố trong phân tích môi trường, phân tích nước, các sản

phẩm công, nông nghiệp, thực phẩm... Không ứng dụng cho việc phân tích các

nguyên tố có vạch cộng hưởng ở miền tử ngoại xa ( C, P và các halogen xa ).

1.7. Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lượng kim loại nặng trong rau

xanh trên thế giới và ở Việt Nam [ 1, 22]

1.7.1. Trên thế giới

Trong những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm

là vấn đề đang được quan tâm, nhất là những quốc gia phát triển nhanh về công

nghiệp. Vì vậy việc nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng tích tụ trong rau xanh đã

được nghiên cứu ở rất nhiều công trình trên thế giới.

23

Tại Bỉ hàm lượng kim loại kim loại nặng trong rau là rất cao, đặc biệt là tại các

thị trấn xung quanh khu vực khai thác mỏ. Hàm lượng kẽm trong rau cải tại thị trấn

La Calamine trong khoảng từ 30,46 đến 40,24mg/kg, cồn tai thị trấn Plombiesres là

từ 45,84 đến 50,93mg/kg. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hàm lượng kẽm trong

rau cải khá cao thay đổi tùy theo hàm lượng nguyên tố này trong đất. Bởi vì đất ở

các vùng này của Bỉ bị ô nhiễm bởi những khu vực khai thác mỏ và nung chảy Zn.

Bên cạnh đó thì tại Singapo, Thái Lan hàm loại kim loại nặng trong rau vẫn

còn nằm trong giới hạn cho phép do ở các nước này đã áp dụng các biện pháp trồng

rau an toàn một cách nghiêm ngặt.

1.7.2. Ở Việt Nam

Việc xác định hàm lượng kim loại nặng trong rau được thực hiện tương đối

rộng rãi trên các thành phố Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng...Hiện trạng ô nhiễm

kim loại nặng trong rau xanh ở thành phố Hồ Chí Minh đã được công bố trong tài

liệu [1]. Kết quả phân tích hàm lượng kẽm trong rau cải là từ 18,06mg/kg đến

22,82mg/kg. Kết quả vẫn nằm trong giới hạn cho phép theo quyết định số 867/1998

QĐ-BYT ngày 04/4/1998 của Bộ Y tế.

Ngoài ra nhiều đề tài nghiên cứu cho thấy trong tất cả các loại rau thì rau ngổ,

rau muống, rau cải là chứa hàm lượng kim loại nặng nhiều, đặc biệt là rau muống

tại ngoại ô thành phố Hà Nội, hàm lượng kim loại nặng cao hơn từ 5- 10 lần so với

giới hạn 867/1998 của BYT.

24

CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất

2.1.1. Thiết bị

- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS- 100 Spectrometer của hãng Perkin Elmer

USA sản xuất năm 1996.

Hình 2.1. Các bộ phận của máy AAS

- Máy nén không khí

- Bình khí C2H2 có độ tinh khiết 99,6 %

- Đèn catot rỗng HCL của hãng Perkin Elmer USA

- Các hệ thống dây nối và van xả khí

- Điều khiển toàn bộ hệ thống qua bộ vi xử lý trên máy hoặc sử dụng phần mềm AA

Winlab để điều khiển và xử lý số liệu.

Tất cả các hệ thống đặt trong phòng máy lạnh có điều hòa và quạt thông gió liên

tục.

25

Bình cung cấp khí

Máy AAS

Bộ phận hóa hơi mẫu

2.1.2. Dụng cụ

- Bình tam giác, bình Kendan.

- Đũa thủy tinh

- Phễu lọc, giấy lọc

- Cân phân tích điện tử Psecisa XT 220- A

- Cốc thủy tinh 50ml, 100ml, 250ml.

- Bình định mức 50ml, 100ml.

- Bếp điện

- Pipet chuẩn 2; 5 ;10 ml

2.1.3. Hóa chất

Tất cả các hóa chất đều thuộc loại tinh khiết PA của hãng Merck, Đức.

- HNO3 65%

- HCl đặc 36%

- Dung dịch chuẩn Zn2+ 1000ppm trong HNO3 2%

- Nước cất 2 lần

2.2. Pha chế dung dịch

* Pha chế dung dịch HNO3 2% từ HNO3 65%: Hút chính xác 30,8 ml dung dịch

HNO3 65% định mức thành 1000ml bằng nước cất 2 lần cho tới vạch.

*Pha chế dung dịch chuẩn Zn2+ 10 ppm từ dung dịch gốc 1000 ppm bằng cách pha

loãng 100 lần.

2.3. Những vấn đề cần nghiên cứu

- Kiểm tra nồng độ Zn trong hóa chất sử dụng

- Khảo sát hỗn hợp dung môi để vô cơ hóa mẫu

- Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính và xây dựng đường chuẩn của Zn

- Xác định hiệu suất thu hồi

- Đánh giá sai số thống kê của phương pháp

- Xây dựng quy trình xử lý và phân tích mẫu

- Áp dụng phân tích một số mẫu thực tế

- So sánh hàm lượng Zn trong rau cải ở chợ và rau cải an toàn

26

2.4. Thực nghiệm nghiên cứu điều kiện phân tích hàm lượng kim loại Zn

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

Mục đích của quá trình thực nghiệm đó là tìm ra điều kiện tối ưu để xác định

hàm lượng Zn trong các loại rau cải phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm nhằm

đạt được độ nhạy, độ chính xác cao nhất. Để đạt được mục đích trên, chúng tôi áp

dụng các điều kiện tối ưu như sau:

Cường độ đèn HCL: 50- 80% Imax

Khe đo : 0,7nm.

Loại Burner: 10cm.

Chiều cao Burner: 5- 6 mm.

Thời gian bơm mẫu : 5 giây

Thể tích bơm mẫu : 10ml

Tốc độ bơm khí C2H2 : 2 lít/phút

Tốc độ bơm không khí nén : 4 lít/phút

Bước sóng tối ưu : 213,9 nm

Giới hạn phát hiện Zn2+ của phương pháp phân tích: 0.003µg/ml

Tốc độ dẫn mẫu được điều chỉnh sao cho giá trị mật độ quang đo được của một

mẫu chuẩn có giá trị cực đại.

Để tiến hành đo mật độ quang trước hết phải đặt các điều kiện và thông số máy

đo theo yêu cầu cần thiết, cho máy chạy để ổn định đường nền, để ổn định trong 30

phút, mở không khí và nén khí axetylen, chỉnh đúng tốc độ yêu cầu cho việc đo mỗi

nguyên tố như trong bảng trên, bật ngọn lửa đèn khí, kiểm tra lại tất cả các điều kiện

đo lại một lần nữa cho đúng. Và cuối cùng tiến hành đo phổ của nguyên tố cần phân

tích lần lượt theo các mẫu đã chuẩn bị sẵn như sau :

+ Đo mật độ quang của mẫu trắng

+ Đo mật độ quang của các dung dịch chuẩn C1, C2, C3.....

+ Đo mật độ quang mẫu phân tích Cx

Mỗi mẫu đo 2 lần để lấy giá trị trung bình.

Qua tham khảo tài liệu [6, 11, 15], cho thấy việc phân tích xác định Zn trong

rau cải bằng phương pháp AAS chịu ảnh hưởng không đáng kể của các ion kim loại

27

khác như : Cu2+, Ca2+, Fe3+... nên có thể bỏ qua ảnh hưởng của các yếu tố này. Đối

với việc phân tích hàm lượng Zn trong các mẫu rau cải chúng tôi tiến hành lựa chọn

phương pháp vô cơ hoá ướt. Trước khi thực hiện các phép phân tích chúng tôi tiến

hành kiểm tra hàm lượng Zn trong các hóa chất được sử dụng.

2.4.2. Kiểm tra nồng độ Zn trong axit sử dụng

Nguyên nhân : Trong đề tài này ta thực hiện phân hủy mẫu theo phương pháp

vô cơ hóa ướt nên trong quá trình phá mẫu ta sẽ sử dụng một lượng axit tương đối

nhiều vì thế rất dễ làm nhiễm bẩn mẫu, đặc biệt là có thể đưa thêm chất phân tích

vào mẫu thật làm ảnh hưởng tới kết quả phân tích. Việc xác định hàm lượng Zn

trong axit sử dụng để giúp ta loại trừ được ảnh hưởng này.

Cách tiến hành: Cho vào bình Kendan 15ml HCl đặc và 10ml HNO3 đặc. Để

yên mẫu từ 10- 12h rồi đun trên bếp điện đến khi thu được cặn ẩm, để nguội thêm

nước cất tiếp tục đun cạn ( quá trình này lặp lại 3 lần). Sau đó hòa tan bằng HNO 3

2%, lọc bỏ cặn, chuyển dung dịch vào bình định mức 100 ml và cho dung dịch

HNO3 2% tới vạch ta được dung dịch phân tích. Đem đo trên máy quang phổ hấp

thụ AAS với các thông số tối ưu đã chọn ở mục 2.4.1.

2.4.3. Khảo sát lượng dung môi sử dụng để xử lý mẫu

Mục đích của quá trình khảo sát là để chọn được hỗn hợp axit với tỉ lệ thích

hợp nhằm tránh dùng nhiều dung môi, tiết kiệm chi phí, giảm thời gian đun mẫu,

giảm giá thành sản phẩm. Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu [8, 10, 11] và đặc điểm

đối tượng phân tích chúng tôi chọn dung môi là hỗn hợp axit HNO3 đặc và HCl đặc

để thực hiện quá trình vô cơ hóa mẫu bằng phương pháp ướt.

Quá trình khảo sát được tiến hành trên mẫu rau bằng cách thay đổi thể tích

HNO3 đặc với thể tích HCl đặc cố định. Sau khi chọn được thể tích HNO3 đặc mà ở

đó mật độ quang của dung dịch là lớn nhất chúng tôi cố định thể tích HNO3 đặc và

thay đổi thể tích HCl đặc. Quá trình vô cơ hóa mẫu được tiến hành như sau:

2.4.3.1. Kháo sát thể tích HNO3 đặc trong xử lý mẫu

Cân chính xác khoảng 10,00 g mẫu rau đã nghiền mịn trong máy xay sinh tố,

thêm thể tích HNO3 đặc lần lượt là 1ml, 2ml, 3ml, 4ml, 5ml vào các mẫu và 10ml

HCl đặc vào mỗi mẫu rồi cho vào bình Kendan. Để yên mẫu từ 10- 12h rồi đun trên

28

bếp điện đến khi thu được cặn ẩm, để nguội thêm nước cất tiếp tục đun cạn ( quá

trình này lặp lại 3 lần). Sau đó hòa tan bằng HNO3 2%, lọc bỏ cặn, chuyển dung

dịch vào bình định mức 100 ml và cho dung dịch HNO3 2% tới vạch ta được dung

dịch phân tích. Đem đo trên máy quang phổ hấp thụ AAS với các thông số tối ưu đã

chọn ở mục 2.4.1.

2.4.3.2. Kháo sát thể tích HCl đặc trong xử lý mẫu

Cân chính xác khoảng 10,00 g mẫu rau đã nghiền mịn trong máy xay sinh tố,

thêm thể tích HCl đặc lần lượt là 9ml, 10ml, 11ml, 12ml, 13ml vào các mẫu và thể

tích HNO3 đặc tối ưu vừa khảo sát ở trên vào mỗi mẫu rồi cho vào bình Kendan.

Để yên mẫu từ 10- 12h rồi đun trên bếp điện đến khi thu được cặn ẩm, để nguội

thêm nước cất tiếp tục đun cạn ( quá trình này lặp lại 3 lần). Sau đó hòa tan bằng

HNO3 2%, lọc bỏ cặn, chuyển dung dịch vào bình định mức 100 ml và cho dung

dịch HNO3 2% tới vạch ta được dung dịch phân tích. Đem đo trên máy quang phổ

hấp thụ AAS với các thông số tối ưu đã chọn ở mục 2.4.1.

2.5. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính và xây dựng đường chuẩn

Các bước tiến hành thí nghiệm theo như quy trình và các thông số tối ưu đã

tham khảo được liệt kê trong mục 2.4. Tiến hành khảo sát khoảng nồng độ tuyến

tính với 6 mẫu nồng độ tăng dần 0.1mg/l; 0.2mg/l; 0,5mg/l; 1,0mg/l; 2,0mg/l;

2,5mg/l. Sau khi xác định được khoảng tuyến tính chúng tôi tiến hành xây dựng

đường chuẩn với 4 mẫu có nồng độ 0.1mg/l; 0.5mg/l; 1mg/l; 2mg/l. Sau đó đo mật

độ quang trong các điều kiện đã chọn và ghi lại kết quả.

2.6. Xác định hiệu suất thu hồi

Để tiến hành xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp chúng tôi tiến hành

phân tích trên một số mẫu giả với nồng độ ban đầu 1mg/l Zn2+. Chuẩn bị mẫu giả và

vô cơ hóa mẫu đã biết chính xác các thông số tối ưu, hỗn hợp dung môi được chọn

ở mục 2.4.1 và 2.4.3.

Lấy 10,00 g mẫu rau cải đã xay nhuyễn tiến hành quy trình phá mẫu, sau đó

hòa tan mẫu bằng HNO3 2% rồi lọc bỏ phần dung dịch. Lấy phần cặn phơi khô làm

mẫu giả. Cho thêm vào mẫu giả dung dịch Zn2+ nồng độ 1mg/l và lượng dung môi

đã khảo sát. . Để yên mẫu từ 10- 12h rồi đun trên bếp điện đến khi thu được cặn ẩm,

29

để nguội thêm nước cất tiếp tục đun cạn ( quá trình này lặp lại 3 lần). Sau đó hòa

tan bằng HNO3 2%, lọc bỏ cặn, chuyển dung dịch vào bình định mức 100 ml và cho

dung dịch HNO3 2% tới vạch ta được dung dịch phân tích. Đem đo trên máy quang

phổ hấp thụ AAS với các thông số tối ưu đã chọn ở mục 2.4.1.

Hiệu suất thu hồi được xác định bằng biểu thức sau :

H(%) = Ctt/Cbđ .100%

Trong đó: H là hiệu suất thu hồi

Ctt là nồng độ thực tế xác định được bằng phương pháp đường chuẩn

Cbđ là nồng độ đã cho vào mẫu

2.7. Đánh giá sai số thống kê của phương pháp [ 4]

Có thể nói rằng không bao giờ có thể tiến hành một phép phân tích mà kết quả

thu được lại hoàn toàn không mắc sai số. Chúng ta chỉ có thể cố gắng thực hiện

phân tích sao cho sai số nhỏ nhất, kết quả thu được cho ta một giá trị chấp nhận

được tốt nhất. Bằng phương pháp thống kê toán học ta có thể xác định được giới

hạn trong đó chứa giá trị thực của đại lượng cần xác định với mức độ xác suất cho

trước.

2.7.1 Sai số đo

Nếu biểu diễn giá trị thực của một vật là µ

Kết quả quan sát được là x

Độ lệch giữa µ và x là Dx

Dx = x- µ gọi là sai số đo.

Sai số thô là sai số phạm phải do phá vỡ những điều kiện căn bản của phép đo

dẫn đến các lần đo có kết quả khác nhau nhiều. Sai số này dễ phát hiện và có thể

khử được.

Cách khử sai số này: Sử dụng một phương pháp đánh giá để loại bỏ hay giữ lại

những kết quả không bình thường.

Sai số hệ thống là sai số không làm thay đổi trong một loạt phép đo mà thay

đổi theo một quy luật nhất định.

Nguyên nhân do không điều chỉnh chính xác dụng cụ đo hoặc một đại lượng

luôn thay đổi theo một quy luật nào đó như nhiệt độ. Sai số này có thể phát hiện và

30

hiệu chỉnh được. Thông thường người ta đặt một hệ số hiệu chỉnh tương ứng với

mỗi nguyên nhân.

Sai số ngẫu nhiên là đại lượng ngẫu nhiên đặc trưng bằng luật phân phối thể

hiện mối quan hệ giữa các giá trị có thể có của sai số và xác suất để sai số ngẫu

nhiên nhận giá trị ấy. Đây là sai số còn lại sau khi đã khử sai số thô và sai số hệ

thống.

Sai số này do nhiều yếu tố gây ra, tác dụng rất nhỏ, không thể tách riêng ra do

đó không loại trừ được.

2.7.2. Các đại lượng thống kê đặc trưng đánh giá sai số trong phân tích

Khi tiến hành thí nghiệm chúng ta thực hiện một số thí nghiệm độc lập trong

cùng điều kiện giống nhau và từ kết quả riêng lẻ thu được ta tiến hành xử lý thống

kê để đánh giá độ chính xác của phép đo. Với các đại lượng thống kê đặc trưng

quan trọng sau đây:

Giá trị trung bình cộng của mẫu thực nghiệm ( )

Giả sử ta tiến hành m phép đo độc lập đại lượng x với các kết quả x1, x2,

…,xm , khi đó giá trị trung bình cộng bằng:

Phương sai điều chỉnh mẫu thực nghiệm (S2)

-Phương sai mẫu thực nghiệm của phép đo phản ánh độ phân tán của kết quả

đo, được đánh giá bằng:

S2: là phương sai mẫu thực nghiệm .

m: là số lần đo hay số lần quan sát được đặc trưng cho mẫu thí nghiệm

k = m-1 là bậc tự do

xi : là số đo của đại lượng x ở lần đo thứ i

: là trung bình mẫu thực nghiệm

Độ lệch chuẩn (S)

31

S2 : là phương sai điều chỉnh mẫu thực nghiệm

Sai số chuẩn ( )

Sai số chuẩn là một thông số thống kê quan trọng để đánh giá mức độ phân

tán của mẫu và chính nó biểu thị sai số của số trung bình. Sai số ở đây không phải

sai phạm hay sai sót của người lập hay thu thập dữ liệu mà sai số do sự chênh lệch

cơ học có hệ thống của số liệu mà phương thức chọn mẫu là một trong những

nguyên nhân chính gây nên .

S : là độ lệch chuẩn điều chỉnh mẫu thực nghiệm.

m : là số lần đo đặc trưng cho mẫu thực nghiệm.

Ý nghĩa của phương sai, độ lệch chuẩn, sai số chuẩn.

-Phương sai, độ lệch chuẩn, sai số chuẩn giúp ta nhận biết được mức độ đồng

đều của thực nghiệm.

-Nếu phương sai, độ lệch chuẩn, sai số chuẩn nhỏ thì các giá trị thực nghiệm

tương đối đồng đều và tập trung xung quanh giá trị trung bình.

Hệ số biến động (V)

Hệ số biến động V đặc trưng cho độ lặp lại hay độ phân tán của kết quả thí

nghiệm được tính theo công thức:

.

Với S : Là độ lệch chuẩn

V càng nhỏ thì độ lặp của phương pháp càng lớn.

Biên giới tin cậy

Giả sử một phép đo với sai số tin cậy như sau:

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

32

μ = ± hoặc μ = ± trong đó = ± là biên giới tin cậy.

với là hệ số Student ứng với số bậc tự do k của phép đo và độ

tin cậy α đã cho.

Độ tin cậy α là xác suất để kết quả các lần đo rơi vào khoảng tin cậy:(

)

Tức là P( - ) = α

Độ tin cậy α thường cho trước:0,95 ; 0,99 ; 0,999 ….

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 và giá trị thực µ hoặc giá

trị trung bình . Thông thường sai số tương đối được biểu thị theo phần trăm:

% = Hoặc % =

= - µ : Là sai số tuyệt đối

µ: Là giá trị thực của mẫu thực nghiệm.

2.7.3 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.

2.8. Quy trình phân tích mẫu rau cải

Trên cơ sở tiến hành khảo sát chọn lượng dung môi, khảo sát khoảng tuyến

tính, cùng các điều kiện tối ưu khác, chúng tôi tiến hành xây dựng qui trình phân

tích tổng hàm lượng kẽm trong một số loại rau cải trên thực tế.

2.9. Phân tích mẫu thực tế [8, 9,10, 13]

33

2.9.1. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu rau cải

Chúng tôi tiến hành thu thập mẫu ở hai chợ Hòa Khánh và Hòa Mỹ. Mẫu

rau cải tươi được rửa sạch bằng nước máy và nước cất hai lần, để ráo trong không

khí. Sau đó tách phần non phần già, xay nhuyễn bằng máy say sinh tố rồi tiến hành

vô cơ hóa mẫu.

2.9.2. Phân tích hàm lượng Zn trong rau cải

Cân chính xác khoảng 10g mẫu rau cải đã xay nhuyễn cho vào bình Kendan.

Sau đó thêm hỗn hợp dung môi HNO3đ , HClđ tối ưu đã khảo sát ở mục 2.4.3. Để

yên mẫu từ 10- 12h rồi đun trên bếp điện đến khi thu được cặn ẩm, để nguội thêm

nước cất tiếp tục đun cạn ( quá trình này lặp lại 3 lần). Sau đó hòa tan bằng HNO 3

2%, lọc bỏ cặn, chuyển dung dịch vào bình định mức 100 ml và cho dung dịch

HNO3 2% tới vạch ta được dung dịch phân tích. Đem đo trên máy quang phổ hấp

thụ AAS với các thông số tối ưu đã chọn ở mục 2.4.1.

2.9.3. Cách tiến hành đo phổ

- Đặt các điều kiện và thông số máy đo theo yêu cầu cần thiết.

- Cho máy chạy để ổn định đường nền, để ổn định trong 30 phút

- Mở không khí và nén khí axetylen, chỉnh đúng tốc độ yêu cầu cho việc đo mỗi

nguyên tố như trong bảng trên, bật ngọn lửa đèn khí.

- Kiểm tra lại tất cả các điều kiện đo lại một lần nữa cho đúng.

- Tiến hành đo phổ của nguyên tố cần phân tích lần lượt theo các mẫu đã chuẩn bị

sẵn như sau :

+ Đo mẫu trắng

+ Đo các dung dịch chuẩn C1, C2, C3.....

+ Đo mẫu phân tích Cx

Mỗi mẫu đo 2 lần để lấy giá trị trung bình .

34

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Analyst – 100 Spectrmeter của hãng Perkin

Elmer (USA) có hệ thống quang học tự quét bước sóng và chọn khe đo. Do đó

chúng tôi chọn khe đo là 0,7 nm ở bước sóng là 213,9 nm, cường độ đèn được chọn

là 15mA.

3.1. Kết quả kiểm tra nồng độ Zn trong axit sử dụng

Tiến hành xác định theo mục 2.4.1 thì hàm lượng Zn trong axit sử dụng qua

các lần đo được thể hiện trên bảng 3.1.

Bảng 3.1. Hàm lượng Zn trong axit sử dụng

STT Thành phần Hàm lượng Zn qua các lần đo

Lần 1 Lần 2

1 10ml HNO3đ +15ml HClđ Không phát hiện Không phát hiện

Qua kết quả bảng 3.1 chúng tôi thấy không phát hiện hàm lượng Zn trong axit

sử dụng. Vì thế hỗn hợp dung môi sử dụng đảm bảo không làm ảnh hưởng tới kết

quả phân tích trong quá trình xử lí mẫu.

3.2. Kết quả khảo sát lượng dung môi sử dụng để xử lý mẫu

Mẫu dùng để khảo sát là mẫu rau cải xanh, thực hiện quá trình vô cơ hóa mẫu

như mục 2.4.3, sau đó tiến hành đo mật độ quang với các thông số tối ưu đã chọn

trong mục 2.4.1

Kết quả đo được thể hiện trong bảng 3.2; 3.3

3.2.1. Khảo sát lượng HNO3 đặc sử dụng xử lý mẫu

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát lượng HNO3 đ

STT HNO3đ (ml) HClđ(ml) Mật độ quang

1 1 10 0,0913

2 2 10 0,0975

3 3 10 0,0987

4 4 10 0,1013

5 5 10 0,1012

35

Qua kết quả bảng 3.2 ta thấy với 4ml HNO3đ thì hàm lượng Zn thu được trong

mẫu là lớn nhất. Vậy thể tích HNO3đ tối ưu cần dùng để vô cơ hóa mẫu là 4ml.

3.2.2. Khảo sát lượng HCl đặc sử dụng xử lý mẫu

Bảng 3.3. Kết quả khảo sát lượng HCl đặc

STT HNO3đ(ml) HClđ(ml) Mật độ quang

1 4 9 0,1002

2 4 10 0,1007

3 4 11 0,1068

4 4 12 0,1096

5 4 13 0,1087

Qua kết quả bảng 3,2; 3,3 ta thấy với 12ml HClđ + 4ml HNO3đ mật độ quang

của dung dịch là lớn nhất. Vậy thể tích HCl đ tối ưu cần dùng để vô cơ hóa mẫu là

12ml.

3.3. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính và xây dựng đường chuẩn

Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn chúng tôi thu được kết quả

trên bảng 3.4 và hình 3.2 Bảng 3.4. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Zn2+

Nồng độ 0.1 0.2 0.5 1 2 2.5

Mật độ quang (D) 0.032 0.076 0.141 0.263 0.547 0.417

Đồ thị của quá trình khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính được biểu diễn ở hình

3.1.

36

Hình 3.1. Sự phụ thuộc giữa mật độ quang vào nồng độ

Kết quả xây dựng đường chuẩn được trình bày trên hình 3.2.

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn khoảng nồng độ tuyến tính

Kết quả khảo sát bảng 3.4 và hình 3.2 cho thấy khoảng nồng độ tuyến tính của

Zn2+ từ 0,2mg/l đến 2,0mg/l. Do đó trong quá trình phân tích nếu nồng độ nằm sau

khoảng tuyến tính thì phải pha loãng.

3.4. Kết quả tính hiệu suất thu hồi

Để xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp, chúng tôi tiến hành phân tích

hàm lượng Zn trên 5 mẫu giả.

Chuẩn bị 5 mẫu giả với hàm lượng của Zn đã biết chính xác là 1mg/l. Thêm

vào mỗi mẫu 12ml HCl đđ, 4ml HNO3 đđ. Để yên mẫu từ 10- 12h rồi đun trên bếp

điện đến khi thu được cặn ẩm, để nguội thêm nước cất tiếp tục đun cạn ( quá trình

này lặp lại 3 lần). Sau đó hòa tan bằng HNO3 2%, lọc bỏ cặn, chuyển dung dịch vào

bình định mức 100 ml và cho dung dịch HNO3 2% tới vạch ta được dung dịch phân

37

tích. Tiến hành đo mẫu bằng máy AAS với các thông số đã chọn. Kết quả xác định

hiệu suất thu hồi được thể hiện trên bảng 3.5

Bảng 3.5. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp

Mẫu CoZn

2+ (mg/l) CoZn

2+ (mg/l) H(%)

M1 1 0,9532 95,32

M2 1 0,9491 94,91

M3 1 0,9235 92,35

M4 1 0.9445 94,45

M5 1 0.9559 95,59

Trung bình 1 0,9452 94,52

Kết quả phân tích cho thấy hiệu suất thu hồi trung bình của Zn là 94,52%.

Đáp ứng yêu cầu của phân tích hàm lượng vết bằng phương pháp AAS.

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

Tiến hành phân tích trên 2 mẫu giả (mỗi mẫu 5 lần) với hàm lượng Zn là 0,2

mg/l và 1 mg/l, thêm vào mỗi mẫu 12ml HCl đđ, 4ml HNO3 đđ đậy kín bình. Để

yên mẫu từ 10- 12h rồi đun trên bếp điện đến khi thu được cặn ẩm, để nguội thêm

nước cất tiếp tục đun cạn ( quá trình này lặp lại 3 lần). Sau đó hòa tan bằng HNO 3

2%, lọc bỏ cặn, chuyển dung dịch vào bình định mức 100 ml và cho dung dịch

HNO3 2% tới vạch ta được dung dịch phân tích. Tiến hành đo trên máy quang phổ

hấp thụ. Tính độ chính xác của phương pháp thông qua giá trị ε với chuẩn student,

độ tin cậy 95% (α = 0.95, k = 4, t α, k = 2,78). Kết quả được thể hiện trên bảng 3.6

Bảng 3.6. Nồng độ đo được của Zn trong các mẫu giả bằng phương pháp phổ hấp

thụ nguyên tử AAS

STT CoZn

2+ cho

vào mẫu

giả(mg/l)

Nồng độ Zn qua các lần đo(mg/l)

1 2 3 4 5

1 0,2 0,1924 0,1912 0,1931 0,1862 0,1831

2 1 0,9560 0,9325 0,9267 0,9431 0,9461

38

Kết quả đánh giá sai số thống kê của phương pháp thể hiện ở bảng 3.7.

Bảng 3.7. Kết quả đánh giá sai số thống kê

Các đại lượng đặc trưng Zn2+ 0,2 (mg/l) Zn2+ 1(mg/l)

Giá trị nồng độ trung bình 0,1892 0,9410

Phương sai S2 1,89.10-5 1,06.10-4

Độ lệch chuẩn S 1,94.10-3 4,60.10-3

Hệ số biến động Cv (%) 1,02 0,49

Độ sai chuẩn Sx 8,68. 10-4 2,06. 10-3

Biên giới tin cậy ε ± 2,41.10-3 ± 5,72.10-3

Sai số tương đối (%) ± 1,27 ± 0,56

Kết quả khảo sát cho thấy phương pháp có sai số nhỏ (1,27% và 0.56 %) tức

độ chính xác cao, hệ số biến động nhỏ (1,02 và 0,49) chứng tỏ độ lặp lại tốt.

3.6. Quy trình phân tích

Trên cơ sở nghiên cứu các điều kiện tối ưu của phương pháp vô cơ hóa

mẫu chúng tối tiến hành xây dựng quy trình phân tích hàm lượng Zn trong một số

loại rau cải như sau:

Cân chính xác khoảng 10g mẫu rau cải đã xay nhuyễn cho vào bình

Kendan. Sau đó thêm hỗn hợp 4ml HNO3đ, 12ml HClđ. Ngâm mẫu trong 10- 12h.

Rồi đun trên bếp điện đến cặn ẩm dạng sệt (cặn 1) thì dừng lại, thêm nước cất, tiếp

tục đun trên bếp điện tới cặn (cặn 2), quá trình này lặp lại 3 lần. Sau đó hòa tan bằng

HNO3 2%, lọc bỏ cặn cho dung dịch vào bình định mức 100ml và cho dung dịch

HNO3 2% đến vạch, ta được dung dịch phân tích. Tiến hành đo trên máy quang phổ

hấp thụ.

Dựa vào kết quả đã khảo sát ở trên chúng tôi đã đề xuất quy trình phân tích

hàm lượng Zn2+ trong một số loại rau cải theo sơ đồ hình 3.3

39

Hình 3.3.Quy trình phân tích Zn trong một số loại rau cải

3.7. Kết quả phân tích mẫu thực

Áp dụng quy trình phân tích đã nêu trên, chúng tôi tiến hành phân tích hàm

lượng Zn trong rau cải mua tại các chợ của Đà Nẵng bằng phương pháp quang phổ

hấp thụ nguyên tử AAS. Qua đó so sánh hàm lượng Zn trong phần cây non và phần

cây già. So sánh hàm lượng Zn trong rau cải ở chợ và rau cải an toàn được bán ở

siêu thị Co.op mart.

Kết quả phân tích thể hiện trên bảng 3.8, 3.9, 3.10, và hình 3.4, 3.5, 3.6

Bảng 3.8. Hàm lượng Zn trong rau cải chợ Hòa Khánh

Thời gian

lấy mẫu

Loại rau cải Hàm lượng Zn

trong phần cải

non (mg/kg)

Hàm lượng Zn

trong phần cải

già (mg/kg)

06/03/2012 Cải trắng 16,33 15,74

40

Cho vào bình kenđan

+ 12ml HCl

+ 4ml HNO3

+ Để yên từ 10-12h

10 g mẫu rau xay nhuyễn

Mẫu phân tích

Đun

trên

bếp

điện

Cặn 1

Thêm nước

cất đun tiếp

lặp lại 3 lần

Cặn 2 Lọc và định mức thành

100ml bằng HNO3 2%

Dung dịch phân tích

Đo mật độ quang

06/03/2012 Cải xanh 16,92 16,68

09/03/2012 Cải thìa 17,58 17,40

09/03/2012 Cải xoong 17,68 17,35

13/03/2012 Cải thảo 17,71 16,79

Quy định số 46/2007/QĐ- BYT 40 mg/kg

Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Zn trong rau cải chợ Hòa Khánh

Bảng 3.9. Hàm lượng Zn trong rau cải chợ Hòa Mỹ

Thời gian lấy

mẫu

Loại rau cải Hàm lượng Zn

trong phần cải

non (mg/kg)

Hàm lượng Zn

trong phần cải già

(mg/kg)

28/03/2012 Cải trắng 16,86 16,73

28/03/2012 Cải xanh 16,93 16,81

03/04/2012 Cải thìa 17,53 17,42

03/04/2012 Cải xoong 18,58 18,43

05/04/2012 Cải thảo 15,92 15,71

Quy định số 46/2007/QĐ- BYT 40 mg/kg

41

1415

1617

1819

1 2 3 4 5

Hàm lượngkẽm trongphần cải non

Hàm lượngkẽm trongphần cải già

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Zn trong rau cải chợ Hòa Mỹ

Bảng 3.11. Bảng hàm lượng Zn trong rau cải an toàn

Thời gian lấy

mẫu

Loại rau cải Hàm lượng Zn

trong phần cải

non (mg/kg)

Hàm lượng Zn

trong phần cải già

(mg/kg)

02/04/2012 Cải trắng 14,86 14,33

02/04/2012 Cải thìa 15,62 15,26

04/04/2012 Cải xanh 15,17 15,07

Quy định số 46/2007/QĐ- BYT 40mg/kg

13,514

14,515

15,516

1 2 3 4

Hàm lượngkẽm trongphần cải non

Hàm lượngkẽm trongphần cải già

Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Zn trong rau cải an toàn

Qua kết quả phân tích chúng tôi thấy rằng hàm lượng Zn trong rau cải ở 2

chợ không khác nhau nhiều. Hàm lượng Zn đều trên 15 mg/kg nên các loại rau cải ở

chợ và rau cải an toàn đều chứa hàm lượng Zn ở mức trung bình. Điều này được

42

giải thích là do hàm lượng Zn trong rau phụ thuộc vào hàm lượng Zn trong đất và

nước. Mà các mẫu rau cải đã phân tích được trồng chủ yếu ở các khu vực xung

quanh Đà Nẵng như Điện Bàn- Quảng Nam, Nam Ô- Hòa Khánh, Hòa Vang...nên

tính chất đất trồng là tương đối giống nhau. Tuy nhiên, hàm lượng Zn trong rau cải

xoong lại cao hơn hẳn. Bởi vì rau cải xoong có khả năng tích lũy kẽm cao hơn các

loại cải khác, chúng được vận chuyển từ Đà Lạt và thu hoạch khi còn non.

Bên cạnh đó, hàm lượng Zn trong phần cây non nhiều hơn trong phần cây già.

Điều này cũng phù hợp với thực tế về sự có mặt của kẽm trong rau cải trên một số

tài liệu được nghiên cứu trước đây [1]. Các mẫu nghiên cứu cho hàm lượng Zn

nằm trong giới hạn cho phép theo quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa

học trong thực phẩm ( Ban hành kèm theo quy định số 46/2007/QĐ- BYT ngày 19

tháng 12 năm 2007 của Bộ trưởng Bộ Y Tế). Nhưng chúng ta cũng nên chú ý đến

các mẫu rau an toàn và rau mua ở chợ có hàm lượng kim loại khác nhau tương

đối lớn chứng tỏ sự xâm nhập của kim loại nặng, trong đó có Zn vào rau quả thông

qua việc bón phân, phun thuốc trừ sâu, tưới nước ...là rất lớn.

43

KẾT LUẬN

Trên cơ sở nghiên cứu phương pháp xác định Zn trong rau bằng phương pháp

phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS chúng tôi đã thu được các kết quả như sau:

1. Không phát hiện được Zn trong các axit sử dụng để vô cơ hóa mẫu.

2. Đã khảo sát được hỗn hợp dung môi dùng để vô cơ hóa một số mẫu rau cải là

12ml HCl đđ và 4ml HNO3 đđ.

3. Tiến hành xác định hiệu suất thu hồi, kết quả cho thấy hiệu suất đạt 94,19%, từ

đó đánh giá sai số thống kê của phương pháp cho thấy phương pháp có sai số

nhỏ tức độ chính xác cao, hệ số biến động nhỏ chứng tỏ độ lặp lại tốt.

4. Xác định được khoảng tuyến tính và lập đường chuẩn của Zn

5. Đề xuất quy trình phân tích hàm lượng Zn trong rau cải bằng phương pháp

phương quang phổ hấp thụ phân tử AAS.

6. Đã xác định hàm lượng Zn trong rau cải được tiêu thụ trên 2 chợ Hòa Khánh,

Hòa Mỹ thuộc quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng và rau cải an toàn bán tại

siêu thị Co.op mart. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng Zn trong rau cải bán

trong 2 chợ ở mức trung bình, không vượt giới hạn qui định của Bộ Y Tế. Đã so

sánh được hàm lượng Zn trong rau cải ở chợ và rau cải an toàn bán tại siêu thị

co.op mart.

44

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Thị Ngọc Ân, Dương Thị Bích Huệ, Hiện trạng kim loại nặng trong

rau xanh ở ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh (2006).

[2]. Ngô Thị Mỹ Bình (2007), Bài giảng hóa vô cơ,TP Đà Nẵng.

[3]. Đặng Kim Chi (1999), Hóa học môi trường, NXB khoa học kỹ thuật trường

Đại học Bách khoa Hà Nội.

[4]. Đặng Ngọc Dục, Đặng Công Hanh, Thái Xuân Tiên (1996), Lý thuyết xác

suất và thống kê toán, TP Đà Nẵng.

[5]. Phạm Thị Hà (2008), Các phương pháp phân tích quang học, TP. Đà Nẵng.

[6]. Lê Thị Mỹ Hạnh (2010) : “Nghiên cứu xác định hàm lượng kẽm bằng

phương pháp hấp thụ nguyên tử trong nước và đất nông nghiệp ở một số địa bàn

thuộc thành phố Đà Nẵng’’.

[7]. Nguyễn Thị Hân (2010): “Xác định hàm lượng cacdimi, chì trong một số

loại rau xanh tại huyện Đại Từ- Tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp qang phổ

hấp thụ nguyên tử”.

[8]. Nguyễn Thị Hường (2004), Kỹ thuật lấy mẫu và xử lý mẫu, Trường đại học

sư phạm- Đại học Đà Nẵng.

[9]. Lê Văn Khoa (2001), Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây

trồng, Nhà xuất bản giáo dục.

[10]. Phạm Luận (1999), Những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lí mẫu phân

tích, Đại học khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội.

[11]. Phạm Luận ( 2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Đại học quốc

gia Hà Nội.

[12]. Lê Thị Mùi (2007), Hóa học phân tích định lượng, TP. Đà Nẵng.

[13]. Từ Vọng Nghi,Trần Chương Huyến, Phạm Luận (1990), Một số phương

pháp phân tích điện hóa hiện đại, Hà Nội.

[14]. Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, Trần Tứ Hiếu (1986), Phân tích nước,

NXB Khoa học và kĩ thuật Hà Nội.

45

[15]. Hồ Viết Quý (1999), Phân tích quang học trong hóa học, Trường đại học

sư phạm- Đại học quốc gia Hà Nội.

[16]. http://www.bioenrich.vn/blog/78-vai-tro-cua-kem-trong-co-the.html

[17]. http://choxanh.vn/noi-dung/nao-la-vietgap-tieu-chuan-rau-toan

[18]. http://danang-upload.dng.vn/images/fr7tmesqkfxep23dj19l.jpg

[19]. http://tintuc.xalo.vn/001455355769/Tac_dung_cua_rau_ho_cai.html

[20]. http://tieuchuan.mard.gov.vn/ViewDetails.aspx?id=1734&lv=5&cap=2

[21].http://thuvienphapluat.vn/archive/Quyet-dinh/Quyet-dinh-93-2001-QD-

BNN-tieu-chuan-nganh-10TCN-482-2001-10TCN-483-2001-10TCN-484-2001-

10TCN-485-2001-10TCN-486-2001-vb7551t17.aspx

[22]. http://vi.wikipedia.org/wiki/K%E1%BA%BDm

[23]. http://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BB%8D_C%E1%BA%A3i

46

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU..................................................................................................................1

1.Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................1

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..........................................................1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN...................................................................................3

1.1. Giới thiệu chung về rau cải [16, 19, 23 ].........................................................3

1.1.1. Đặc điểm và thành phần...............................................................................3

1.1.2. Công dụng của rau cải..................................................................................3

1.1.3. Một số tiêu chí rau an toàn [7, 17, 21].........................................................4

1.1.3.1. Định nghĩa...................................................................................................4

1.1.3.2. Tiêu chuẩn rau an toàn..............................................................................4

1.1.4. Sự xâm nhập của Zn vào rau cải.................................................................6

1.2. Vài nét về kim loại kẽm [2]..............................................................................6

1.2.1. Trạng thái thiên nhiên..................................................................................6

1.2.2. Tính chất vật lý..............................................................................................7

1.2.3. Tính chất hoá học..........................................................................................7

1.3. Vai trò, chức năng và tính độc của kẽm Zn [ 16, 21, 22]..............................8

1.3.1. Tính độc của kẽm..........................................................................................8

1.3.2. Vai trò của kẽm đối với thực vật.................................................................8

1.3.3. Vai trò của kẽm đối với cơ thể con người...................................................8

1.4. Các phương pháp vô cơ hóa mẫu [ 8, 10, 11]................................................9

1.4.1. Phương pháp vô cơ hoá mẫu khô................................................................9

1.4.2. Phương pháp vô cơ hoá mẫu ướt...............................................................10

1.4.3. Phương pháp vô cơ hoá mẫu khô - ướt kết hợp.......................................10

1.4.3. Tác nhân vô cơ hóa.....................................................................................11

1.5. Các phương pháp xác định kẽm trong rau cải [ 7, 11, 12,13]....................12

1.5.1. Phương pháp điện hóa................................................................................12

1.5.1.1. Phương pháp cực phổ cổ điển.................................................................12

1.5.1.2. Phương pháp Von -Ampe hoà tan..........................................................12

1.5.2. Phương pháp quang học [5, 11, 13, 15].....................................................13

47

1.5.2.1. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES).............................13

1.5.2.2. Phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS............................................13

1.5.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).........................................13

1.6. Giới thiệu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [ 5, 13, 15]..........14

1.6.1. Cơ sở lý thuyết của phép đo.......................................................................14

1.6.1.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử......................................................14

1.6.1.2. Cường độ vạch phổ..................................................................................14

1.6.2. Nguyên tắc và trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử....15

1.6.2.1. Nguyên tắc chung của phương pháp......................................................15

1.6.2.2. Trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.........................15

1.6.3. Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu.....................................................................16

1.6.4. Phương pháp phân tích định lượng theo AAS.........................................17

1.6.4.1. Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn)..........................................17

1.6.4.2. Phương pháp thêm tiêu chuẩn...............................................................17

1.6.5. Các phương pháp phân tích theo AAS....................................................18

1.6.5.1. Các phương pháp xác định trực tiếp....................................................19

1.6.5.2. Phương pháp phân tích định lượng gián tiếp theo AAS......................20

1.6.6. Các yếu tố ảnh hưởng tới phép đo AAS....................................................20

1.6.6.1. Các yếu tố vật lý.......................................................................................20

1.6.6.2. Các yếu tố hóa học...................................................................................21

1.6.6.3. Các yếu tố quang phổ..............................................................................21

1.6.6. Những ưu điểm và nhược điểm của phép đo AAS...................................22

1.6.7. Đối tượng và phạm vi ứng dụng của phép đo AAS.................................23

1.7. Tình hình nghiên cứu và kiểm soát hàm lượng kim loại nặng trong rau

xanh trên thế giới và ở Việt Nam [ 1, 22]............................................................23

1.7.1. Trên thế giới................................................................................................23

1.7.2. Ở Việt Nam..................................................................................................24

CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............25

2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất............................................................................25

48

2.1.1. Thiết bị.........................................................................................................25

2.1.2. Dụng cụ........................................................................................................26

2.1.3. Hóa chất.......................................................................................................26

2.2. Pha chế dung dịch..........................................................................................26

2.3. Những vấn đề cần nghiên cứu.......................................................................26

2.4. Thực nghiệm nghiên cứu điều kiện phân tích hàm lượng kim loại Zn.....27

2.4.1 .Các thông số tối ưu của máy và cách tiến hành đo phổ...........................27

2.4.2. Kiểm tra nồng độ Zn trong axit sử dụng..................................................28

2.4.3. Khảo sát lượng dung môi sử dụng để xử lý mẫu......................................28

2.4.3.1. Kháo sát thể tích HNO3 đặc trong xử lý mẫu.......................................28

2.4.3.2. Kháo sát thể tích HCl đặc trong xử lý mẫu...........................................29

2.5. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính và xây dựng đường chuẩn..............29

2.6. Xác định hiệu suất thu hồi.............................................................................29

2.7. Đánh giá sai số thống kê của phương pháp [ 4]..........................................30

2.7.1 Sai số đo.........................................................................................................30

2.7.2. Các đại lượng thống kê đặc trưng đánh giá sai số trong phân tích………31

2.7.3 Cách xác định sai số.......................................................................................33

2.8. Quy trình phân tích mẫu rau cải..................................................................33

2.9. Phân tích mẫu thực tế [8, 9,10, 13]...............................................................33

2.9.1. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu rau cải.............................................................34

2.9.2. Phân tích hàm lượng Zn trong rau cải......................................................34

2.9.3. Cách tiến hành đo phổ................................................................................34

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................35

3.1. Kết quả kiểm tra nồng độ Zn trong axit sử dụng.......................................35

3.2. Kết quả khảo sát lượng dung môi sử dụng để xử lý mẫu...........................35

3.2.1. Khảo sát lượng HNO3 đặc sử dụng xử lý mẫu.........................................35

3.2.2. Khảo sát lượng HCl đặc sử dụng xử lý mẫu............................................36

3.3. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính và xây dựng đường chuẩn 36

3.5. Kết quả đánh giá sai số thống kê của phương pháp...................................38

3.6. Quy trình phân tích.......................................................................................39

49

3.7. Kết quả phân tích mẫu thực.........................................................................40

KẾT LUẬN............................................................................................................44

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................45

50