Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại trong đất trồng và cây thuốc tại huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn bằng phương pháp ICP-MS

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận văn nhằm xác định hàm lượng kim loại trong đất trồng Nghệ vàng. Xác định hàm lượng kim loại trong củ Nghệ vàng và tinh bột nghệ thành phẩm. Mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại trong đất trồng và trong củ Nghệ vàng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại trong đất trồng và cây thuốc tại huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn bằng phương pháp ICP-MS

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM –––––––––––––––––––––– VŨ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG ĐẤT TRỒNG VÀ CÂY THUỐC Ở HUYỆN CHỢ ĐỒN - BẮC KẠN BẰNG PHƢƠNG PHÁP ICP - MS LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM –––––––––––––––––––––– VŨ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG ĐẤT TRỒNG VÀ CÂY THUỐC Ở HUYỆN CHỢ ĐỒN - BẮC KẠN BẰNG PHƢƠNG PHÁP ICP - MS Ngành: Hóa Phân tích Mã số: 8.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS. CHU MẠNH NHƢƠNG THÁI NGUYÊN - 2020
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực. Những kết luận của luận văn chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2020 Tác giả luận văn Vũ Thị Thảo i
LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện luận văn chuyên ngành Hóa Phân tích với đề tài “Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại trong đất trồng và cây thuốc tại huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn bằng phương pháp ICP-MS”, em đã nhận đƣợc sự hỗ trợ từ các thầy cô. Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi tới quý thầy cô giáo trong Khoa Hóa Học trƣờng đại học sƣ phạm Thái Nguyên lời cảm ơn chân thành nhất. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Chu Mạnh Nhương đã truyền đạt cho em những kiến thức chuyên ngành hữu ích trong quá trình thực hiện luận văn. Nhờ có sự hƣớng dẫn tỉ mỉ, dạy bảo tận tình của thầy mà em đã hoàn thành tốt luận văn. Trong quá trình thực hiện luận văn em nhận thấy mình đã cố gắng hết mình đƣợc những ý kiến đóng góp từ quý thầy cô giáo trong khoa Hóa Học để luận văn của em đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin kính chúc quý thầy cô trong Khoa Hóa học - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để thực hiện sứ mệnh cao cả là truyền đạt những kiến thức cho thế hệ mai sau. Thái Nguyên, ngày 22 tháng 9 năm 2020 Ngƣời thực hiện Vũ Thị Thảo ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH.......................................................................................... viii MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................... 2 3. Nội dung nghiên cứu................................................................................................. 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................................. 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 4 1.1. Giới thiệu về cây Nghệ vàng ................................................................................. 4 1.1.1. Phân loại ............................................................................................................. 4 1.1.2. Đặc điểm ............................................................................................................. 4 1.1.3. Phân bố ............................................................................................................... 5 1.1.4. Công dụng ........................................................................................................... 5 1.1.5. Các bài thuốc từ cây Nghệ vàng ......................................................................... 7 1.2. Giới thiệu về một số kim loại và khả năng gây độc .............................................. 8 1.2.1. Cadmi (Cd) ......................................................................................................... 9 1.2.2. Chì (Pb) ............................................................................................................. 10 1.2.3. Asen (As) .......................................................................................................... 12 1.2.4. Đồng (Cu) ......................................................................................................... 12 1.2.5. Niken (Ni) ......................................................................................................... 13 1.3. Tổng quan xác định kim loại trong đất, nƣớc và một số thực phẩm, dƣợc phẩm ...... 13 1.3.1. Trong nƣớc........................................................................................................ 13 1.3.2. Thế giới ............................................................................................................. 14 1.4. Phƣơng pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) .................................. 16 iii
1.4.1. Đặc điểm chung về ICP-MS ............................................................................. 16 1.4.2. Nguyên tắc của phƣơng pháp ICP-MS ............................................................. 17 1.4.3. Các quá trình xảy ra trong nguồn ICP .............................................................. 18 1.4.4. Ƣu điểm của phƣơng pháp ICP-MS ................................................................. 18 1.4.5. Hạn chế của phƣơng pháp ICP-MS .................................................................. 19 1.4.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến phép đo ICP-MS .................................................... 19 1.5. Một số phƣơng pháp xử lí mẫu ............................................................................ 20 1.5.1. Kỹ thuật xử lý ƣớt ............................................................................................. 20 1.5.2. Kỹ thuật xử lý khô ............................................................................................ 20 1.5.3. Kỹ thuật xử lý khô - ƣớt kết hợp ...................................................................... 21 1.5.4. Kỹ thuật phân hủy mẫu bằng lò vi sóng ........................................................... 21 1.6. Xử lý thống kê số liệu phân tích .......................................................................... 22 1.6.1. Phân tích phƣơng sai (ANOVA) ...................................................................... 22 1.6.2. Phân tích tƣơng quan ........................................................................................ 22 Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM ................................................................................... 24 2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất................................................................................... 24 2.1.1. Thiết bị .............................................................................................................. 24 2.1.2. Dụng cụ ............................................................................................................. 24 2.1.3. Hóa chất ............................................................................................................ 24 2.2. Lấy mẫu, bảo quản mẫu và xử lý mẫu đất và mẫu củ Nghệ vàng ....................... 25 2.2.1. Mẫu đất ............................................................................................................. 25 2.2.2. Mẫu củ Nghệ vàng ............................................................................................ 27 2.3. Xác định hàm lƣợng kim loại trong mẫu đất trồng và mẫu củ theo phƣơng pháp ICP-MS .............................................................................................................. 28 2.3.1. Quá trình phân hủy mẫu ................................................................................... 28 2.3.2. Nghiên cứu các điều kiện vận hàng máy ICP-MS ............................................ 29 2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu phân tích ................................................................... 30 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................... 31 3.1. Kết quả xác định hàm lƣợng kim loại trong mẫu đất trồng Nghệ vàng ở 6 xã của huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn bằng phƣơng pháp ICP-MS ................................ 31 iv
3.2. Hàm lƣợng kim loại trong củ Nghệ vàng tại các xã của huyện Chợ Đồn bằng phƣơng pháp ICP-MS ................................................................................................. 38 3.3. Tƣơng quan giữa hàm lƣợng kim loại trong đất trồng nghệ vàng và hàm lƣợng có trong củ Nghệ vàng tại 6 xã của huyện Chợ Đồn, Bắc Kạn ........................ 45 3.4. Bƣớc đầu đánh giá hàm lƣợng kim loại trong mẫu tinh bột nghệ vàng trên thị trƣờng Chợ Đồn - Bắc Kạn.................................................................................... 52 KẾT LUẬN ................................................................................................................ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 55 PHỤ LỤC v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT KÍ HIỆU MẪU Tên mẫu 1 Inductively Coupled Plasma - ICP - MS Mass Spectrometry Phổ khối plasma cảm ứng 2 MSP Mẫu tinh bột nghệ vàng sản phẩm 3 MĐ - PV Mẫu đất - Phƣơng Viên 4 MN - PV1 Mẫu nghệ - Phƣơng Viên 1 5 MN - PV2 Mẫu nghệ - Phƣơng Viên 2 6 MN - PV3 Mẫu nghệ - Phƣơng Viên 3 7 MĐ - ĐV Mẫu đất - Đông Viên 8 MĐ - NP Mẫu đất - Ngọc Phái 9 MĐ - BL Mẫu đất - Bằng Lãng 10 MĐ - PH Mẫu đất - Phong Huân 11 MĐ - RB Mẫu đất - Rã Bản 12 MN - ĐV1 Mẫu nghệ - Đông Viên 1 13 MN - ĐV2 Mẫu nghệ - Đông Viên 2 14 MN - ĐV3 Mẫu nghệ - Đông Viên 3 15 MN - BL1 Mẫu nghệ - Bằng Lãng 1 16 MN - BL2 Mẫu nghệ - Bằng Lãng 2 17 MN - BL3 Mẫu nghệ - Bằng Lãng 3 18 MN - PH1 Mẫu nghệ - Phong Huân 1 19 MN - PH2 Mẫu nghệ - Phong Huân 2 20 MN - PH3 Mẫu nghệ - Phong Huân 3 21 MN - NP1 Mẫu nghệ - Ngọc Phái 1 22 MN - NP2 Mẫu nghệ - Ngọc Phái 2 23 MN - NP3 Mẫu nghệ - Ngọc Phái 3 24 MN - RB1 Mẫu nghệ - Rã Bản 1 25 MN - RB2 Mẫu nghệ - Rã Bản 2 26 MN - RB3 Mẫu nghệ - Rã Bản 3 vi
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Thời gian, địa điểm lấy và kí hiệu các mẫu đất trồng Nghệ vàng .......... 25 Bảng 2.2. Số khối các nguyên tố đƣợc chọn để phân tích ICP-MS ....................... 29 Bảng 3.1. Tiêu chuẩn giới hạn cho phép đối với As, Pb, Cd, Zn, Cu và Cr trong đất nông nghiệp ở Việt Nam ...................................................................... 31 Bảng 3.2. Hàm lƣợng trung bình các kim loại trong mẫu đất trồng Nghệ vàng tại 6 xã của huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn .......................................... 32 Bảng 3.4. Tiêu chuẩn giới hạn cho phép đối với As, Pb, Cd, Zn và Cu trong cây thảo dƣợc ở một số quốc gia và FAO/WHO ........................................... 39 Bảng 3.5. Hàm lƣợng kim loại có trong mẫu củ Nghệ vàng tại 3 xã Phƣơng Viên, Rã Bản, Đông Viên ................................................................... 40 Bảng 3.6. Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại trong đất và trong củ nghệ vàng (As cây - As đất, Cd cây - Cd đất, Pb cây - Pb đất, Cu cây - Cu đất) ........... 46 Bảng 3.7. Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại trong đất và trong củ nghệ vàng Cr cây - Cr đất, Ni cây - Ni đất, Hg cây - Hg đất, Mn cây - Mn đất ........... 47 Bảng 3.8. Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại trong đất và trong củ nghệ vàng (Zn cây - Zn đất, Co cây - Co đất, Se cây - Se đất, Ba cây - Ba đất) ............ 48 Bảng 3.9. Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại trong đất và trong củ nghệ vàng (Ag cây - Ag đất, Mo cây - Mo đất, B cây - B đất, Fe cây - Fe đất) ............. 49 Bảng 3.10. Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại trong đất và trong củ nghệ vàng (Ca cây - Ca đất, Mg cây - Mg đất, Sb cây - Sb đất và Sn cây - Sn đất) ....... 50 Bảng 3.11. Tƣơng quan hàm lƣợng kim loại trong đất và trong củ nghệ vàng (Al cây - Al đất, Ta cây - Ta đất, V cây - V đất và Be cây - Be đất) ............ 51 Bảng 3.12. Hàm lƣợng kim loại nặng trong mẫu tinh bột nghệ vàng Công ty Nông sản Bắc Kạn ............................................................................. 53 vii
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ khối của máy ICP-MS .................................................... 17 Hình 2.1. Mẫu củ Nghệ Vàng ................................................................... 27 Hình 2.2. Bom phân hủy mẫu (bao thép và chén teflon) ........................... 28 Hình 3.1. Hàm lƣợng As trong đất trồng Nghệ ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với QC2015/BTNMT ................................. 34 Hình 3.2. Hàm lƣợng Pb trong đất trồng Nghệ ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với QC2015/BTNMT ................................. 35 Hình 3.3. Hàm lƣợng Cd trong đất trồng Nghệ ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với QC2015/BTNMT ................................. 36 Hình 3.4. So sánh hàm lƣợng Cr, Cu và Zn trong đất trồng Nghệ ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn với QC2015/BTNMT ...... 37 Hình 3.5. So sánh hàm lƣợng As trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn ...................... 42 Hình 3.6. So sánh hàm lƣợng Pb trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn ...................... 43 Hình 3.7. So sánh hàm lƣợng Cd trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn ...................... 44 Hình 3.8. So sánh hàm lƣợng Zn trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn ...................... 45 viii
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Cây thuốc dân gian đã đƣợc nhiều ngƣời quan tâm đến từ lâu, đây là nguồn tài nguyên thực vật có giá trị thiết thực cho các cộng đồng địa phƣơng trong việc phòng chữa bệnh, ngoài ra nó còn có giá trị bảo tồn nguồn gen, cung cấp nguồn nguyên liệu cho lĩnh vực dƣợc học. Việt Nam là nƣớc có nguồn tài nguyên thực vật giàu có bậc nhất Đông Nam Á, là nơi tập trung nhiều cây thuốc quý hiếm, hơn 54 dân tộc sinh sống với truyền thống lâu đời trong việc sử dụng các bài thuốc dân gian từ nguồn tài nguyên cây thuốc rất phong phú. Cuộc sống ngày nay khá hiện đại, hều hết các loại bệnh tật đều có thể chuẩn đoán, điều trị bằng kỹ thuật và công nghệ y học hiện đại. Tuy nhiên, những ngƣời dân nghèo sống ở các khu vực miền núi, xa nơi trung tâm thì việc tiếp cận với tây y và y học hiện đại còn hạn chế. Mặt khác, khi điều trị bằng tây y vừa tốn kém, vừa có nhiều tác dụng phụ so với các bài thuốc dân gian. Chợ Đồn là một huyện miền núi của tỉnh Bắc Kạn, đời sống của nhân dân còn gặp nhiều khó khăn, còn phụ thuộc rất nhiều vào nguồn tài nguyên thiên nhiên sẵn có. Rừng là cái nôi cung cấp cho dân bản các loài cây làm thực phẩm, các loại gỗ, nhất là cây rừng làm thuốc. Nơi đây có các dân tộc sinh sống nhƣ: Kinh, Tày, Dao,… trong đó, ngƣời Tày chiếm tỉ lệ cao nhất và họ xuất hiện sớm nhất nên còn lƣu giữ đƣợc nhiều kinh nghiệm quý trong việc sử dụng cây rừng đun nƣớc uống, chế các bài thuốc chăm sóc sức khỏe và chữa bệnh mà họ gặp thƣờng nhật. Hiện nay, nhu cầu sử dụng các bài thuốc dân gian ngày càng cao, vấn đề chất lƣợng và thành phần có trong cây thuốc càng đƣợc quan tâm chú ý. Nhƣng cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đã gây ảnh hƣởng có hại đến chất lƣợng cây dƣợc liệu, trong đó Nghệ thành phẩm là một vấn đề cần kiểm tra và xem xét. Do việc sử dụng các loại hoá chất nhƣ thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu,… cùng với các chất thải của nền công nghiệp, đã dẫn đến các nguồn đất, nƣớc và không khí bị ô nhiễm, 1
đặc biệt do nghành công nghiệp đang ngày càng phát triển thì sự ô nhiễm môi trƣờng bởi các kim loại nặng nhƣ As, Pb, Cd,… ngày càng nghiêm trọng. Nghệ vàng có thể bị nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nƣớc và không khí. Vì vậy, chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các chất có tác dụng sinh lý tốt với sức khoẻ con ngƣời mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế các chất có hại đặc biệt là các kim loại nặng ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khoẻ ngƣời sử dụng. Đã có công trình nghiên cứu xác định hàm lƣợng các kim loại nặng trong chè Shan tuyết ở xã Bằng Phúc - Chợ Đồn - Bắc Kạn, tuy nhiên việc nghiên cứu xác định hàm lƣợng kim loại trong củ Nghệ vàng tại Chợ Đồn - Bắc Kạn thì chƣa có đề tài nào nghiên cứu. Việc xác định các nguyên tố kim loại, nhất là các kim loại As, Cd, Pb, Zn, Cu và Cr trong củ nghệ tƣơi ở địa phƣơng và các sản phẩm liên quan là cần thiết để hiểu đƣợc tầm quan trọng về mặt dinh dƣỡng của chúng. Do vậy, mục tiêu phân tích đánh giá hàm lƣợng kim loại nặng có trong đất trồng và củ Nghệ vàng - là cây dƣợc liệu phổ biến của huyện Chợ Đồn - Bắc Kạn dựa trên các tiêu chuẩn cho phép là hƣớng nghiên cứu rất cần thiết và thực tiễn, nhằm thu đƣợc các thông tin ban đầu về sự phân bố các kim loại trong đất trồng và trong củ Nghệ vàng, từ đó đánh giá, đối chiếu với tiêu chuẩn cho phép của Bộ y tế và tổ chức y tế thế giới (WHO). 2. Mục tiêu của đề tài - Xác định hàm lƣợng kim loại trong đất trồng Nghệ vàng. - Xác định hàm lƣợng kim loại trong củ Nghệ vàng và tinh bột nghệ thành phẩm. - Mối tƣơng quan giữa hàm lƣợng các kim loại trong đất trồng và trong củ Nghệ vàng. - So sánh với giới hạn cho phép hàm lƣợng kim loại theo quy chuẩn QCVN 2015 đối với đất nông nghiệp và QCVN 2011 đối với thực phẩm của Bộ Y tế. 2
3. Nội dung nghiên cứu - Phân tích đánh giá hàm lƣợng kim loại trong đất trồng Nghệ vàng tại 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn - Bắc Kạn theo QCVN 2015. - Phân tích đánh giá hàm lƣợng kim loại trong củ Nghệ vàng tại 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn - Bắc Kạn theo QCVN 2011. - Xử lý thống kê và phân tích tƣơng quan hàm lƣợng kim loại trong đất trồng và trong củ Nghệ vàng tại 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn - Bắc Kạn. - Bƣớc đầu đánh giá hàm lƣợng kim loại trong mẫu sản phẩm tinh bột nghệ vàng bán trên thị trƣờng Chợ Đồn - Bắc Kạn. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Thực phẩm và dƣợc phẩm là những vật phẩm có tác dụng nuôi sống con ngƣời. Thực phẩm qua quá trình đồng hóa và dị hóa cung cấp cho cơ thể con ngƣời những năng lƣợng cần thiết để duy trì sự sống. Vì vậy, quá trình phân tích xác định hàm lƣợng kim loại có trong cây Nghệ vàng có ứng dụng trong việc sử dụng, sản xuất và kiểm tra chất lƣợng của Nghệ vàng. Các kết quả nghiên cứu của luận văn có thể đƣợc ứng dụng trong lĩnh vực phân tích xác định kim loại trong các loại cây thực vật khác. Nghệ vàng là một loài cây thân thảo đƣợc sử dụng khá phổ biến ở Việt Nam. Đây là nguồn nguyên liệu ban đầu phục vụ cho việc sử dụng và sản xuất tinh bột nghệ của Bắc Kạn nói riêng và Việt Nam nói chung. 3
Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về cây Nghệ vàng 1.1.1. Phân loại Tên gọi khác: Nghệ trồng, Nghệ nhà, Uất kim hƣơng, Khƣơng hoàng. Tên tiếng Anh: Turmeric, Common turmeric, Long Turmeric, Indian saffron, Saffron spice [11]. Tên khoa học: Curcuma longa 22L (thuộc họ Gừng). Tên đồng nghĩa: Curcuma domestica Valeton. Theo hệ thống APG Nghệ vàng đƣợc phân loại nhƣ sau: Giới: Plantae; Ngành: Angiospermae; Lớp: Monocots; Bộ: Zingiberales; Họ: Zingiberaceae; Loài: Curcuma longa; 1.1.2. Đặc điểm Theo tên gọi dân gian thì ở Việt Nam có hai loài nghệ trồng là nghệ nếp và nghệ tẻ. Cây nghệ có nhiều ở Quảng Bình, Quảng Nam, Đắc Nông,... và đƣợc trồng phổ biến trong cả nƣớc. Nghệ thuộc loại cây thân thảo, tán lá cao khoảng 70 - 100 cm [11]. - Thân (thƣờng gọi củ Nghệ): có hình trụ hay hình bầu dục, phân nhánh, đƣờng kính 1,5 - 2 cm; có màu vàng tƣơi, có nhiều đốt, tại các đốt có những vảy khô do lá biến đổi thành. - Lá: Lá đơn, mọc từ thân rễ. Phiến lá hình bầu dục, kích thƣớc (22 - 40) x (12 - 15) cm, đầu nhọn, bìa phiến nguyên, hơi uốn lƣợn; màu xanh lục đậm ở mặt trên, nhạt ở mặt dƣới. Gân lá hình lông chim, gân chính nổi rõ ở mặt dƣới, các gân phụ hơi lồi ở mặt trên. Bẹ lá hình lòng máng, dài 18 - 28 cm, ôm sát vào nhau tạo thành một thân khí sinh giả có màu xanh, trên bẹ lá có các đƣờng gân dọc song song. Lƣỡi nhỏ là một màng mỏng màu trắng, cao 2 - 3 mm. - Hoa: Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên thành hình nón thƣa, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng nhạt, chia thành ba thùy. 4
1.1.3. Phân bố Chi Nghệ có nguồn gốc vùng nhiệt đới Châu Á gió mùa, thích nghi ở vùng 20 - 30 oC, là loài cây hằng niên và rể củ có thể tái sinh chồi mới trong nhiều năm. Cây nghệ đƣợc trồng nhiều ở Nam Á, Đông Nam Á, Trung Quốc và Trung Đông đã đƣợc sử dụng từ lâu, đặc biệt tại Ấn Độ với món cơm cari. Loài Nghệ nhà đƣợc trồng phổ biến trên cả nƣớc Việt Nam đó chính là loài Curcuma longa Linn. hay C.domestica Valeton: có các tên gọi khác là Nghệ vàng, uất kim, khƣơng hoàng [181]. 1.1.4. Công dụng 1.1.4.1. Củ nghệ dùng làm rau gia vị - Củ nghệ tƣơi đƣợc dùng làm rau gia vị để xào, nấu với các món ăn để khử mùi tanh và đồng thời kích thích ngon miệng. - Bột củ nghệ đƣợc sấy khô, để dự trữ lâu, vừa làm chất tạo màu (vàng) thiên nhiên vừa có tình kích thích tiêu hóa. Cụ thể dùng để nấu với các món thịt xào lăn, hon, cà ri và trộn vào bột cho có màu vàng và vị thơm để làm bánh khọt, bánh xèo, bánh cống, bánh bèo,… - Nhiều Công ty đã dùng bột nghệ để chế biến hổn hợp gia vị dùng trong nấu nƣớng nhƣ “Bột Cà Ri”, “Ngũ vị hƣơng”, bột “Cà ri nị”,… đƣợc tiêu dùng trong nƣớc và xuất khẩu khắp tế giới [11]. 1.1.4.2. Các bộ phận cây Nghệ (nói chung) được dùng làm thuốc Theo Đông y: - Củ nghệ có vị đắng, cay, mùi thơm hắc, tính ấm, có tác dụng hành khí phá ứ, thông kinh chỉ thống, giúp tiêu mủ, lên da non, tác dụng thông mật, làm tăng sự bài tiết mật của tế bào gan, phá cholesterol trong máu. Tinh dầu nghệ có tác dụng diệt nấm ngoài da và kháng khuẩn. - Nghệ dùng để chữa kinh nguyệt không đều, bế kinh, ứ máu, vùng ngực bụng khí trƣớng đau nhức, đau liên sƣờn dƣới khó thở, sau khi đẻ máu xấu không ra, kết hòn cục trong bụng, bị đòn ngã tổn thƣơng ứ huyết, dạ dày viêm loét, ung nhọt, ghẻ lở, phong thấp, tay chân đau nhức. 5
- Thân rễ Nghệ dùng chữa kinh nguyệt không đều, bế kinh ứ máu, vùng ngực bụng trƣớng, đau tức, dạ dày viêm loét, ung nhọt, ghẻ lở, phong thấp, tay chân đau nhức, vàng da. - Nghệ dùng làm thuốc kích thích, bổ, giảm đau, cầm máu và tăng cƣờng chuyển hóa, trị loét dạ dày, tá tràng,… - Nghệ đƣợc xem là có tác dụng bổ dạ dày, gây trung tiện, bổ máu, chữa vàng da và các bệnh gan khác. Tác dụng bảo vệ tế bào gan là do hợp chất curcumin có trong thân, rễ cây Nghệ [11]. Theo Tây y: - Nhiều công trình nghiên cứu thử nghiệm ở các nƣớc trên thế giới đã khẳng định từ lâu rằng hoạt chất Curcumin có tác dụng huỷ diệt tế bào ung thƣ vào loại mạnh. Tại Mỹ, Đài Loan, ngƣời ta đã tiến hành thử lâm sàng dùng Curcumin điều trị ung thƣ và kết luận: - Curcumin có thể kìm hãm sự phát tác của tế bào ung thƣ da, dạ dày, ruột, vòm họng, dạ con, bàng quang. - Curcumin còn là chất bổ cho dạ dày, ruột, gan, mật, lọc máu, làm sạch máu, điều trị vết thƣơng, chống viêm khớp, dị ứng, nấm, chống vi khuẩn có hiệu lực [11]. 1.1.4.3. Sự gặp gỡ giữa Đông y và Tây y về tính năng dược liệu của bột nghệ Từ thực tế các thống kê y học cho thấy ngƣời Ấn Độ có tỷ lệ ngƣời bị bệnh đƣờng ruột thấp nhất thế giới do tập quán hàng ngày ăn món Cà ri. Chính bột nghệ trong Cà ri tác dụng chống viêm loét ở đƣờng ruột. Các bài thuốc từ củ và rễ của cây Nghệ cũng đã ảnh hƣởng đến y học cổ truyền thực hành ở các vùng lân cận nhƣ Nhật Bản, Hàn Quốc và Việt Nam. Kinh nghiệm dân gian Việt Nam dùng bột nghệ pha với mật ong để trị bệnh viêm loát dạ dày đƣợc các nhà thuốc Đông Y chế biến thành Cao đơn hoàn tán nhƣ “Vị Linh đơn”, “Tràng vị Linh đơn” cũng rất hiệu nghiệm. 6
Thuốc đau dạ dày của Tân dƣợc hiện nay chính là các chất chiết xuất từ bột nghệ có hàm lƣợng Curcumin cao đang thịnh hành và đƣợc ngƣời bệnh chấp nhận lựa chọn nhiều nhất trên thế hiện nay. Các tinh chất Curcuminoid liều cao đang đƣợc chế biến thành thuốc để trị ung thƣ dạ dày, tá tràng, ung thƣ vú, ... [12]. Đông Y chuyên khai thác rễ cây nghệ (Uất kim), còn Tây dƣợc khai thác củ nghệ (Khuất hoàng) là chính, vì từ củ nghệ mới có nhiều lƣợng Curcuminoid để chiết xuất. Ăn nghệ có tác dụng chống viêm nhiểm và ngừa bệnh ung thƣ. Khi bị bệnh ung thƣ phải dùng biệt dƣợc chiếc xuất từ cây nghệ chứ không phải ăn củ nghệ mà trị đƣợc, vì hàm lƣợng các hơp chất curcuminoid trong củ nghệ rất thấp (chỉ khoảng 0,3%), nên một liều thuốc trị ung thƣ từ nghệ dùng hàng ngày tƣơng đƣơng với 2-3 kg củ nghệ. Do đó ngƣời bệnh ung thƣ không thể ăn củ nghệ để thay thuốc. 1.1.5. Các bài thuốc từ cây Nghệ vàng Một số phƣơng thuốc dùng nghệ trong Nam dƣợc thần hiệu (Hải Thƣợng Lãn Ông - Lê Hữu Trác) [11]: - Phòng và chữa các bệnh sau đẻ: Dùng 1 củ nghệ nƣớng, nhai ăn, uống với rƣợu hay đồng tiện (nƣớc tiểu trẻ em khỏe mạnh). - Chữa lên cơn hen, đờm kéo lên tắc nghẹt cổ, khó thở: Dùng nghệ 1 lạng, giã nát, hòa với đồng tiện, vắt lấy nƣớc cốt uống. - Chữa trẻ em đái ra máu hay bệnh lậu đái rắt: Dùng nghệ và hành sắc uống. - Trị chứng điên cuồng, tức bực lo sợ: Nghệ khô 250 g, phèn chua 100 g, tán nhỏ, viên với hồ bằng hạt đậu, uống mỗi lần 50 viên với nƣớc chín (có thể uống mỗi lần 4-8 g), ngày uống 2 lần. - Chữa đau trong lỗ tai: Mài nghệ rỏ vào - Chữa trị lở, lòi dom: Mài nghệ bôi vào. - Phụ nữ có thai bị ra máu, đau bụng (dọa sẩy): có thể lấy nghệ vàng, đƣơng quy, thục địa, ngải cứu, lộc giác giao (sừng hƣơu) mỗi vị 1 lạng, sao khô 7
vàng, tán nhỏ, mỗi lần uống 4 đồng cân (khoảng 40 g). Dùng gừng tƣơi 3 lát, táo 3 quả, sắc với nƣớc, uống trƣớc bữa ăn khi thuốc còn ấm. - Điều kinh, bế kinh, vàng da sau khi sinh: nghệ vàng, củ gấu, quả quất còn xanh, cả 3 thứ sấy khô tán bột với mật ong làm thành viên uống hằng ngày. - Cao dán mụn nhọt: nghệ vàng 60g, củ ráy 80g, nhựa thông 40g, sáp ong 40g, dầu vừng 80g. Tất cả giã nhuyễn, trộn đều, phết lên giấy làm cao dán. - Làm mờ sẹo: Cắt lát củ nghệ xát lên sẹo đang lên da non. - Vết thƣơng phần mềm: bột nghệ 30g, bột rau má 60g, phèn chua 10g. Tất cả tán nhuyễn dùng băng bó vết thƣơng. - Viêm loét dạ dày tá tràng đại tràng: bột nghệ 10g, bạch truật 10g uống hằng ngàỵ - Trị Vàng da: nghệ, nghệ đen, cỏ cú, quả quất non tán bột, trộn với mật ong làm viên uống. (kinh nghiệm dân gian). - Cao dán nhọt: nghệ 60g, củ ráy 80g, nhựa thông 40g, sáp ong 40g, dầu vừng 80g. Gọt sạch ráy, giã nhuyễn, nấu nhừ với nhựa, dầu, sáp, nghệ rồi phết vào giấy mỏng dùng dán lên mụn nhọt. (kinh nghiệm dân gian) [11]. 1.2. Giới thiệu về một số kim loại và khả năng gây độc Kim loại nặng là nguyên tố vô cơ có khối lƣợng riêng lớn hơn 5 g/cm3. Các nguyên tố vi lƣợng, ở mức hàm lƣợng nhỏ, dạng vết hoặc siêu vết cần thiết cho cơ thể ngƣời và sinh vật phát triển bình thƣờng. Nhƣng với một hàm lƣợng lớn chúng lại có những độc tính cao và là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng. Khi thải ra ngoài môi trƣờng một số kim loại tích tụ trong đất, một số kim loại nặng có khả năng hòa tan dƣới tác động của nhiều yếu tố nhƣ là độ chua của đất, của nƣớc mƣa. Điều này tạo điều kiện cho các kim loại nặng phát tán vào các nguồn nƣớc ngầm, nƣớc mặt và gây ô nhiễm. Các kim loại nặng tích tụ trong đất, nƣớc là nguy cơ xâm nhập vào các nguồn thực phẩm mà con ngƣời sử dụng hàng ngày. Hàm lƣợng các kim loại nặng vƣợt quá ngƣỡng cho phép sẽ rất độc và gây tác hại lâu dài đến cơ thể con ngƣời. Một số 8
kim loại nặng nhƣ là cadmi, chì, arsen,… đều đƣợc cơ quan Bảo vệ Môi trƣờng ở Hoa Kỳ (EPA) và Cơ quan Quốc tế Nghiên cứu về Ung thƣ (IARC) coi là một trong những tác nhân gây ung thƣ ở ngƣời. Nguy hiểm hơn nữa khi cơ thể tích lũy một lƣợng lớn các kim loại nặng sẽ dẫn đến nhiều biến chứng nặng nề gây ra hàng loạt các căn bệnh nguy hiểm nhƣ tổn thƣơng não, co rút các bó cơ, biến dạng các ngón tay, chân khớp, khi con ngƣời tiếp xúc vài giờ, vài ngày hoặc năm. Các kim loại nặng khi tiếp xúc với màng tế bào ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sự phân chia DNA dẫn đén chết thai, dị dạng, quái thai,… Các nguồn kim loại nặng do con ngƣời gây ra trong các khu vực đô thị có ảnh hƣởng tiêu cực đến môi trƣờng lân cận là khai thác và các hoạt động liên quan. Kim loại nặng gây ô nhiễm môi trƣờng, chúng dễ dàng đồng hóa và có thể đƣợc tích lũy sinh học trong sinh vật dƣới nƣớc. Nó có thể đƣợc vận chuyển dƣới dạng các loài hòa tan trong nƣớc hoặc là một phần của các chất cặn lơ lửng. Các chất ô nhiễm độc hại tiềm tàng có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con ngƣời do đƣợc tích hợp trong chuỗi thức ăn. 1.2.1. Cadmi (Cd) Cadmi là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ nóng chảy, ở trong không khí ấm cađimi dần bị bao phủ bởi lớp màng oxit nên mất ánh kim. Cd là nguyên tố rất độc. Trong tự nhiên Cd thƣờng tìm thấy trong các khoáng vật có chứa kẽm. Giới hạn cho phép của Cd [34]: Trong nƣớc là 0,01 mg/L (hay 10 ppb); Trong không khí là 0,001 mg/m3; Trong thực phẩm là 0,001 - 0,5 mg/kg (hay ppm). Ở nồng độ cao Cd gây đau thận, thiếu máu và phá hủy xƣơng. Cd tồn tại chủ yếu dƣới dạng hòa tan trong nƣớc. Nhiễm độc cấp tính Cd có các triệu chứng giống nhƣ cúm, sốt, đau đầu,… Nhiễm độc mãn tính Cd gây ung thƣ (phổi, tiền liệt tuyến,…). Phần lớn Cd thâm nhập vào cơ thể đƣợc giữ lại ở thận và đào thải tuy nhiên có môt lƣợng nhỏ (khoảng 1% giữ lại trong thận), do Cd liên kết với các protein tạo thành metallotionein trong thận, phần còn lại đƣợc giữ trong cơ thể 9
và tích lũy theo thời gian và tuổi tác với thời gian bán huỷ sinh học rất dài từ 20 - 30 năm. Khi lƣợng Cd tích lũy đủ lớn sẽ thay thế ion Zn2+ trong các enzym quan trọng gây rối loạn tiêu hóa, rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy sống, gây ung thƣ [35]. 1.2.2. Chì (Pb) Chì là kim loại nặng, có màu xanh xám, mềm, bề mặt chì thƣờng mờ đục do bị oxi hóa. Chì đƣợc con ngƣời phát hiện từ trƣớc công nguyên và đƣợc sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Ngày nay, chì chủ yếu đƣợc sử dụng trong công nghiệp năng lƣợng, luyện kim nhƣ sản xuất acquy ƣớt, pin, các loại cầu chì, mạch điện, phụ gia cho sản xuất xăng, dầu bôi trơn, chế tạo hợp kim. Nguồn nƣớc thải từ các nhà máy công nghiệp này cùng với các nguồn nƣớc thải của công nghiệp khai thác khoáng sản, và nƣớc có tiếp xúc với các thiết bị chì, rác thải công nghiệp, … đã đƣa một lƣợng chì đáng kể vào môi trƣờng nƣớc và đất. Chì tồn tại trong nƣớc dƣới dạng số oxi hóa +2, tính năng của hợp chất chì đƣợc đánh giá chủ yếu thông qua độ tan của nó. Độ tan của hợp chất chì chủ yếu phụ thuộc vào pH (pH tăng thì độ tan giảm). Ngoài ra độ tan của hợp chất chì còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác nhƣ độ muối (hàm lƣợng các ion khác) của dung dịch, điều kiện oxi hóa - khử. Chì thâm nhập vào cơ thể con ngƣời qua thức ăn, nƣớc uống, hít thở và cả thông qua da. Triệu chứng thể hiện khi nhiễm độc chì của cơ thể là sự mệt mỏi, chán ăn, đau đầu, chóng mặt, sƣng khớp, ... Các dấu hiệu trên có thể xuất hiện khi nồng độ chì trong máu khoảng 0,3 ppm. Ở các nồng độ cao hơn 0,3 ppm thì chì có thể gây nên hiện tƣợng thiếu máu do thiếu hemoglobin. Ở các nồng độ 0,5 ppm đến 0,8 ppm thì chì có thể gây ra sự rối loạn chức năng của thận và phá hủy não. Xƣơng là nơi tàng trữ, tích lũy chì trong cơ thể, ở đó chì tƣơng tác với photphat trong xƣơng rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể rồi thể hiện độc 10