Luận văn Thạc sĩ Khoa học vật chất: Xác định đồng thời hàm lượng vết antimon và đồng trong rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên bằng phương pháp VonAmpe hòa tan

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của Luận văn là nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho phép xác định đồng lượng vết antimon và đồng bằng phương pháp Von - Ampe hòa tan. Đánh giá độ đúng, độ chụm, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp thông qua mẫu chuẩn. Xác định hàm lượng Sb và Cu trong một số mẫu rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên. 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 Khoa học vật chất: Xác định đồng thời hàm lượng vết antimon và đồng trong rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên bằng phương pháp VonAmpe hòa tan

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHẠM THỊ THẢO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI HÀM LƯỢNG VẾT ANTIMON VÀ ĐỒNG TRONG MẪU RAU TRỒNG XUNG QUANH KHU VỰC NÚI PHÁO - ĐẠI TỪ - THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT THÁI NGUYÊN – 2017
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHẠM THỊ THẢO NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI HÀM LƯỢNG VẾT ANTIMON VÀ ĐỒNG TRONG MẪU RAU TRỒNG XUNG QUANH KHU VỰC NÚI PHÁO - ĐẠI TỪ - THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60 44 01 18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: TS. Dương Thị Tú Anh THÁI NGUYÊN - 2017
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2017 Tác giả Phạm Thị Thảo Xác nhận của Khoa chuyên môn Xác nhận của Giảng viên hướng dẫn TS. Dương Thị Tú Anh
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Dương Thị Tú Anh, cô đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu để em có thể hoàn thành luận văn này. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô là giảng viên Khoa Hóa học, các thầy cô khoa Sau Đại học - trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu của bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 9 năm 2017 Tác giả Phạm Thị Thảo ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii MỤC LỤC............................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... v DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... vi MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1 Chương 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 6 1.1.Giới thiệu chung về rau xanh ........................................................................ 6 1.1.1.Vai trò của rau xanh.................................................................................... 6 1.1.2.Thế nào là rau sạch ..................................................................................... 7 1.1.3.Công dụng của một số loại rau xanh .......................................................... 8 1.2. Giới thiệu về nguyên tố Antimon ............................................................... 10 1.2.1. Vị trí và một số đặc điểm của antimon .................................................... 10 1.2.2. Độc tính của antimon ............................................................................... 11 1.3. Giới thiệu về nguyên tố đồng ..................................................................... 12 1.3.1. Vị trí và một số đặc điểm của nguyên tố đồng ........................................ 12 1.3.2. Công dụng và độc tính của đồng ............................................................. 14 1.4. Tổng quan các công trình khoa học trong, ngoài nước nghiên cứu về sự ô nhiễm kim loại Cu, Sb và các nghiên cứu về sự ô nhiễm kim loại nặng trong rau trồng trên địa bàn Thái Nguyên ............................. 16 1.4.1. Ở Việt Nam .............................................................................................. 16 1.4.2. Trên thế giới ............................................................................................ 22 Chương 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 27 2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ...................................................................... 27 2.1.1. Dụng cu ̣ và thiết bị................................................................................... 27 2.1.2. Hóa chấ t ................................................................................................... 27 iii
2.2. Nội dung - Phương pháp nghiên cứu.......................................................... 29 2.2.1. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện tối ưu cho phép xác định đồng thời Sb và Cu bằng phương pháp Von - Ampe hoà tan ........................ 29 2.2.2. Xây dựng quy trình phân tích và áp dụng phân tích mẫu thực tế............ 31 2.2.3. Đánh giá độ đúng, độ chụm của phép đo và giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phương pháp .......................................................... 32 2.3. Phân tích mẫu thực ..................................................................................... 35 2.3.1. Lấy, bảo quản và xử lý mẫu .................................................................... 35 2.3.2. Xử lý kết quả thực nghiệm ...................................................................... 35 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................... 36 3.1. Nghiên cứu điều kiện tối ưu xác định đồng thời Sb và Cu bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan anot (ASV) ...................................... 36 3.1.1. Nghiên cứu lựa chọn chất điện li nền ...................................................... 36 3.1.2. Thí nghiệm trắng ..................................................................................... 37 3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH ................................................................ 38 3.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của thế điện phân ............................................... 40 3.1.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian điện phân ...................................... 42 3.1.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian sục khí .......................................... 44 3.1.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy dung dịch ............................... 46 3.1.8. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ quét thế ............................................. 48 3.2. Đánh giá độ đúng, độ chụm của phép đo, ảnh hưởng qua lại giữa Sb và Cu, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phương pháp ........ 50 3.2.1. Đánh giá độ đúng của phép đo ................................................................ 50 3.2.2. Đánh giá độ chụm của phép đo ............................................................... 51 3.2.3. Giới hạn phát hiện (Limit of Detection - LOD) ...................................... 52 3.2.4. Giới hạn định lượng (Limit Of Quantity - LOQ) .................................... 52 3.3. Xác định hàm lượng Sb và Cu trong một số mẫu rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên ................................ 53
3.3.1. Vị trí lấy mẫu ........................................................................................... 53 3.3.2. Lấy và bảo quản mẫu trước khi phân tích ............................................... 56 3.3.3. Quá trình phân hủy mẫu phân tích .......................................................... 56 3.3.4. Kết quả phân tích ..................................................................................... 56 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 66
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tiếng Việt Tiếng Anh 1 Ip Dòng pic Peak Current 2 ASV Von-Ampe hòa tan anot Anodic Stripping Voltammetry 3 CSV Von-Ampe hòa tan catot Cathodic Stripping Voltammetry 4 Eđp Thế điện phân làm giàu Deposition potential 5 Ep Thế đỉnh pic Peak potential 6 LOD Giới hạn phát hiện Limit of detection 7 DP Xung vi phân Differential pulse 8 LOQ Giới hạn định lượng Limit of quantity 9 ĐKTN Điều kiện thí nghiệm Experimental conditions 10 tđp Thời gian điện phân Diposition time 11 ppb Nồng độ phầ n tỷ Part per billion 12 ppm Nồng độ phầ n triêụ Part per million iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Một số hằng số vật lí của antimon ................................................ 10 Bảng 1.2. Một số hằng số vật lí của đồng...................................................... 12 Bảng 3.1. Các giá trị Ip của Sb và Cu tương ứng với pH khác nhau ............ 39 Bảng 3.2. Giá trị Ip của Sb và Cu ở các giá trị thế điện phân (Eđp) khác nhau ... 41 Bảng 3.3. Các giá trị Ip của Sb và Cu ở các thời gian điện phân làm giàu khác nhau ............................................................................... 43 Bảng 3.4. Các giá trị Ip của Sb và Cu tương ứng với thời gian sục khí (tsk) khác nhau .............................................................................. 45 Bảng 3.5. Các giá trị Ip của Sb và Cu ở các giá trị tốc độ khuấy dung dịch khác nhau ............................................................................... 47 Bảng 3.6. Các giá trị Ip của Sb và Cu ở các giá trị tốc độ quét thế khác nhau ..... 48 Bảng 3.7. Các điều kiện thí nghiệm thích hợp cho phép ghi đo xác định đồng thời Sb và Cu ........................................................................ 49 Bảng 3.8. Kết quả phân tích xác định đồng thời Sb và Cu trong mẫu dung dịch chuẩn ............................................................................ 51 Bảng 3.9. Các giá trị Ip của Sb và Cu trong 10 lần đo lặp lại ....................... 52 Bảng 3.10. Địa điểm, thời gian lấy mẫu và ký hiệu mẫu ................................ 54 v
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Tinh thể Antimon trong tự nhiên.................................................... 11 Hình 1.2. Tinh thể đồng trong quặng tự nhiên ............................................... 12 Hình 3.1. Đường ASV của Sb và Cu trong các nền đệm khác nhau ............. 36 Hình 3.2. Phổ đồ Von-Ampe hoà tan anot của mẫu trắng ............................. 37 Hình 3.3. Các đường ASV của Sb và Cu trong dung dịch có giá trị pH khác nhau ........................................................................................ 38 Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip của Sb và Cu vào giá trị pH dung dịch .................................................................................. 39 Hình 3.5. Các đường ASV của Sb và Cu ở các thế điện phân làm giàu khác nhau ........................................................................................ 40 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn Sự phụ thuộc Ip của Sb và Cu vào thế điện phân làm giàu ................................................................................. 41 Hình 3.7. Các đường ASV của Sb và Cu ở các thời gian điện phân làm giàu khác nhau ................................................................................ 42 Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn Sự phụ thuộc Ip của Sb và Cu vào thời gian điện phân ........................................................................................ 43 Hình 3.9. Các đường ASV của Sb và Cu ở các thời gian sục khí khác nhau .... 44 Hình 3.10. Sự phụ thuộc Ip của Sb và Cu vào thời gian sục khí ...................... 45 Hình 3.11. Các đường ASV khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy dung dịch đến dòng đỉnh hòa tan Ip của Sb và Cu .......................................... 46 Hình 3.12. Sự phụ thuộc Ip của Sb và Cu vào tốc độ khuấy dung dịch .......... 47 Hình 3.13. Các đường ASV khảo sát ảnh hưởng tốc độ quét thế đến dòng đỉnh hòa tan Ip của Sb và Cu.......................................................... 48 Hình 3.14. Sự phụ thuộc Ip của Sb và Cu vào tốc độ quét thế ........................ 49 Hình 3.15. Các đường Von-Ampe hòa tan của Sb và Cu trong mẫu dung dịch chuẩn....................................................................................... 50 Hình 3.16. Các đường ASV của Sb và Cu trong 10 lần đo lặp lại ................... 51 vi
Hình 3.17. Bản đồ khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên ....................... 55 Hình 3.18. Điểm lấy mẫu X3,2,3 tại xóm 3 - Hà Thượng - Đại Từ - TN ........ 55 Hình 3.19. Điểm lấy mẫu X4,1,5 tại xóm 4 - Hà Thượng - Đại Từ - TN ................. 55 Hình 3.20. Hàm lượng Cu trong một số mẫu rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên ........................................... 57 Hình 3.21. Hàm lượng Sb trong một số mẫu rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên ........................................... 58 Hình 3.22. Hàm lượng Cu và Sb trong từng rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên, lần lấy mẫu thứ 1 ............. 58 Hình 3.23. Hàm lượng Cu và Sb trong từng rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên, lần lấy mẫu thứ 2 ............. 59 vii
MỞ ĐẦU Ngày nay, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đã trở thành vấn đề cấp thiết đối với mỗi quốc gia. Ở nước ta, với tốc độ đô thị hoá, công nghiệp hoá nhanh chóng đã tạo ra một sức ép lớn tới môi trường sống. Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm đối với các mặt hàng nông sản nhất là rau xanh đang được cả xã hội quan tâm. Rau xanh là nguồn thực phẩm thiết yếu, không thể thiếu được trong mỗi bữa ăn hàng ngày, là nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất, cung cấp chất vi lượng và chất xơ… cho cơ thể con người mà không gì thay thế được. Ngoài ra, rau xanh còn được người Việt Nam sử dụng như một loại thuốc chữa các bệnh thông thường. Tuy nhiên, hiện nay nhiều khu vực trồng rau đang bị đe doạ ô nhiễm bởi chất thải của các nhà máy xí nghiệp, các khu sản xuất công nghiệp, đặc biệt là khai thác và chế biến khoáng sản… Các chất ô nhiễm phân tán trong không khí, ngấm vào trong nước và tích tụ trong đất, làm cho đất bị thoái hoá dẫn đến năng suất giảm và nguy hiểm hơn là khiến cho một số diện tích trồng rau bị nhiễm các kim loại nặng, ảnh hưởng không nhỏ đến sức khoẻ con người. Thái Nguyên là địa phương đang có nhiều mỏ khoáng sản đã và đang khai thác với sản lượng lớn, trong đó phải kể đến khu công nghiệp Núi Pháo, thuộc huyện Đại Từ. Đây là khu vực khai thác và chế biến quặng đa kim lớn nhất Việt Nam, với các loại quặng được cấp phép khai thác là vonfram, fluorit, bismuth, đồng và vàng. Với tổng diện tích khu mỏ là 921 ha, công suất thiết kế của nhà máy lên tới 3,5 triệu tấn quặng nguyên khai/năm – Núi Pháo đã trở thành nhà cung cấp vonfram lớn thứ 2 thế giới (chỉ sau Trung Quốc), với 15% vonfram, 20% bitmut và 7% florit trên tổng sản lượng toàn cầu. Với nguồn lực tài chính mạnh, công nghệ hiện đại, nên Núi Pháo được kì vọng trở thành hình mẫu của ngành khai khoáng nước nhà, góp phần phát triển kinh tế - xã hội của địa phương và là nét chấm phá để đưa Thái Nguyên lên một vị thế mới trong bức tranh kinh tế cả nước [16]. 1
Thế nhưng, ngay từ khi đi vào khai thác (2004), nhà máy Núi Pháo liên tục bị người dân sinh sống tại xã Hà Thượng, huyện Đại Từ khởi kiện bởi gây ô nhiễm nguồn nước, không khí, tiếng ồn… Đặc biệt, vào tháng 6-2016, một số hộ dân xóm 4, xã Hà Thượng đã tụ tập gây cản trở giao thông, mang áo quan ra chặn đường nội bộ của Công ty Núi Pháo… Trước sự bức xúc của người dân, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành quyết định thanh tra toàn diện dự án Núi Pháo trong thời gian 45 ngày (từ 28/9/2016), trên cả 4 lĩnh vực là khoáng sản, đất đai, môi trường và tài nguyên nước. Kết quả thanh tra càng khiến công luận bất bình. Ở lĩnh vực đất đai, tại thời điểm thanh tra, công ty chưa hoàn thành giải phóng mặt bằng, di dời số hộ dân sống trong vùng có nguy cơ ảnh hưởng môi trường. Ở lĩnh vực khoáng sản, công ty phát hiện có khoáng sản mới trong quá trình khai thác (quặng sắt) nhưng không báo cáo với cơ quan chủ quản. Ngoài ra, công ty cũng chưa lập đề án cải tạo, phục hồi môi trường để trình cơ quan có thẩm quyền phê duyệt, chưa thu hồi khoáng sản vàng đi kèm... Ở lĩnh vực môi trường, công ty chưa có giấy xác nhận hoàn thành công trình bảo vệ môi trường phục vụ vận hành giai đoạn 2,3 của dự án; chưa lắp đặt hệ thống xử lí nước thải cục bộ trước khi thải ra các hồ lắng quặng đuôi (STC); chưa lắp đặt hệ thống quan trắc khí thải, nước thải tự động... Nước thải từ quá trình tuyển sunfua có sử dụng hoá chất xyanua được thu gom vào khu vực chứa nước thải tập trung và được chuyển về hồ thải STC. Tuy nhiên, kết cấu thành, đáy và vách ngăn của hồ STC chưa sử dụng vật liệu chống thấm theo quy định. Các hồ chứa nước thải này đều nằm gần khu dân cư nên người dân lo ngại về việc ô nhiễm nguồn nước do rò rỉ nước thải. Ở lĩnh vực tài nguyên nước, công ty đã khoan thăm dò nước dưới đất mà chưa có giấy phép; khai thác, sử dụng nước mặt vượt quá lưu lượng được quy định trong giấy phép... Trong năm 2015, Công ty Núi Pháo đã sử dụng tới 94.215 tấn hóa chất, nhiều gấp 3,56 lần khối lượng cho phép (Báo cáo số 147/BC-UBND của Chủ tịch UBND tỉnh Thái Nguyên, ngày 14/7/2016). Không chỉ vậy, nhà máy cũng sử dụng nhiều hơn 13 loại hoá chất trong tổng số 31 loại so với lượng được phê duyệt [21]. 2
Kết thúc thanh tra (tháng 11/2016), Bộ TN-MT buộc Công ty Núi Pháo phải đình chỉ và khắc phục ngay hành vi vi phạm, phải xây lắp, vận hành công trình bảo vệ môi trường và lập hồ sơ thực hiện các công trình bảo vệ môi trường trình Bộ TN-MT kiểm tra, xác nhận hoàn thành. Trong thời gian đó, công ty phải có kế hoạch, lộ trình giảm công suất hoạt động của nhà máy, đảm bảo các công trình hiện hữu đáp ứng được việc xử lý các chất thải phát sinh với công suất phù hợp và đáp ứng các yêu cầu về môi trường [30]. Như vậy, nguy cơ ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng và các hóa chất độc hại trong đất, nước, không khí trong khu vực xung quanh mỏ Núi Pháo là rất rõ ràng. Đây là nguyên nhân khiến cây trồng nói chung và rau xanh nói riêng tích lũy một lượng lớn các chất gây nguy hại cho sức khỏe con người. Do vậy, việc làm cần thiết hiện nay là nghiên cứu và tầm soát để hạn chế các chất độc hại, đặc biệt là kim loại nặng (trong đó có Cu và Sb) không phát thải ra môi trường. Phương pháp Von-Ampe hoà tan đã và đang được công nhận là một trong những phương pháp phân tích có độ nhạy cao khi phân tích các kim loại nặng, trong đó có đồng và antimon là hai nguyên tố có độc tính cao, thường có mặt với hàm lượng vết và siêu vết trong các đối tượng sinh hoá và môi trường. Hiện nay, đa số các nghiên cứu về phương pháp Von-Ampe hoà tan trên thế giới cũng như ở Việt Nam hầu hết đều sử dụng điện cực làm việc là điện cực giọt thuỷ ngân treo (HDME) hoặc điện cực giọt thuỷ ngân tĩnh (SDME). Hai loại điện cực này cho độ lặp tốt nhưng khó chế tạo và đòi hỏi phải thao tác, bảo quản cẩn thận, nếu không sẽ dễ bị tắc mao quản. Trong nhiều năm qua, người ta đã nghiên cứu, phát triển nhiều điện cực màng kim loại (Hg, Bi, Ag,…) trên nền các vật liệu rắn trơ như graphite carbon (than graphite), glassy graphite (than thuỷ tinh), past carbon (than nhão), nano carbon (than nano),… để khắc phục các hạn chế của điện cực giọt thuỷ ngân. Sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, cùng với sự ra đời của các phương pháp phân tích hiện đại đã giúp cho việc xác định hàm lượng các 3
kim loại trong các đối tượng phân tích trở nên dễ dàng hơn. Trong các phương pháp đó, phương pháp Von-Ampe hoà tan với nhiều đặc điểm nổi bật như: có độ nhạy, độ chính xác và độ chọn lọc cao, có qui trình phân tích đơn giản, có thể xác định đồng thời hàm lượng vết của nhiều nguyên tố trong các mẫu nghiên cứu - là phương pháp được chúng tôi lựa chọn để thực hiện đề tài nghiên cứu này. Việc lựa chọn đồng và antimon làm đối tượng nghiên cứu bởi đây là hai trong những nguyên tố quan trong, có ý nghĩa lớn với công nghệ và môi trường. Đồng là nguyên tố dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nên nó là một trong những nguyên tố chủ lực của ngành kĩ thuật điện. Đồng được sử dụng rộng rãi để sản xuất môtơ điện, máy thu thanh, vô tuyến truyền hình… Ngoài ra, đồng còn là nguyên tố vi lượng thiết yếu đối với cơ thể động thực vật. Tuy nhiên, với cơ thể người, thừa đồng cũng rất nguy hiểm vì nó là nguyên nhân gây ra các bệnh về gan, thận, nội tiết… Antimon được sử dụng ngày càng gia tăng trong công nghiệp bán dẫn để sản xuất các điốt, các thiết bị phát hiện bằng tia hồng ngoại và nhiều loại thiết bị khác. Ở dạng hợp kim, nó tăng mạnh độ cứng và sức bền cơ học của chì. Ứng dụng quan trọng nhất của antimon là tác nhân làm cứng trong chì để sản xuất các loại ắc quy. Tuy nhiên, antimon và nhiều hợp chất của nó đều là chất độc hại với những triệu chứng mặt lâm sàng tương tự như ngộ độc asen. Ở các liều lượng nhỏ, antimon gây ra đau đầu, hoa mắt, trầm cảm. Các liều lượng lớn gây ra buồn nôn nhiều và thường xuyên và có thể gây tử vong sau vài ngày. Hơn nữa, do hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản ở khu vực mỏ quặng đa kim Núi Pháo diễn ra với công suất rất lớn, chúng tôi nhận thấy, nguồn rau xanh được người dân trồng xung quanh khu vực này có nhiều khả năng bị nhiễm kim loại nặng, trong đó có kim loại đồng và antimon mà bằng phương phương pháp Von-Ampe hoà tan có thể đồng thời xác định được chúng do thế điện cực của hai nguyên tố này không quá cách xa trong khoảng khảo sát. 4
Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn và thực hiện đề tài “Xác định đồng thời hàm lượng vết antimon và đồng trong rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên bằng phương pháp Von- Ampe hòa tan”. Trong luận văn này chúng tôi tập trung nghiên cứu các nội dung sau: 1. Nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho phép xác định đồng lượng vết antimon và đồng bằng phương pháp Von - Ampe hòa tan, cụ thể: - Nghiên cứu lựa chọn chất điện li làm nền. - Nghiên cứu lựa chọn pH tối ưu. - Nghiên cứu lựa chọn thời gian sục khí. - Nghiên cứu lựa chọn thời gian điện phân làm giàu. - Nghiên cứu ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu. - Nghiên cứu ảnh hưởng của kích cỡ giọt thủy ngân. - Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy dung dịch. 2. Đánh giá độ đúng, độ chụm, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp thông qua mẫu chuẩn. 3. Xác định hàm lượng Sb và Cu trong một số mẫu rau trồng xung quanh khu vực Núi Pháo - Đại Từ - Thái Nguyên. 5
Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về rau xanh 1.1.1. Vai trò của rau xanh Đất nước Việt Nam trải dài từ vĩ độ 23023' bắc đến 8034' bắc, thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa ẩm, là nơi có điều kiện thuận lợi cho nhiều loại cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt suốt bốn mùa, trong đó có rau xanh. Chủng loại rau xanh của Việt Nam hết sức phong phong phú, đa dạng. Nhìn chung ta có thể chia ra xanh thành nhiều nhóm: nhóm rau ăn thân, lá (rau cải, rau muống, rau đay, rau ngót, mùng tơi, xà lách, rau cần …), nhóm rau ăn rễ củ (cà rốt, su hào, củ cải, củ đậu, khoai môn, khoai tây…); nhóm rau ăn quả (cà, cà chua, ớt, bí, dưa, mướp, họ đậu đỗ… ); nhóm rau ăn hoa (súp lơ, hoa thiên lí, hoa bầu bí…). Rau tươi có vai trò đặc biệt quan trọng, cung cấp vitamin, muối khoáng và cả chất đạm. Ta vẫn quen với vai trò cung cấp chất đạm của thịt, cá, trứng, sữa nhưng rau tươi cũng cung cấp một lượng đạm đáng kể: 1 kg rau muống cung cấp chất đạm tương đương 200g thịt; chưa kể một số loại rau khác còn cung cấp lượng đạm cao hơn như đậu đỗ, nấm các loại, củ dong…Rau còn quan trọng ở chỗ nó cung cấp chất xơ - là chất gần như không được hấp thụ trong tiêu hoá, không cung cấp năng lượng, nó chủ yếu chỉ tạo ra chất thải trong ruột, làm tăng nhu động ruột, chống táo bón, là điều hết sức cần thiết cho việc bài tiết, đào thải các chất có hại cho cơ thể. Nếu các chất cặn bã bị ứ đọng lâu trong cơ thể mà không được đào thải ra ngoài sẽ lập tức khiến cho hoạt động của hệ tiêu hoá bị ngưng trệ, là tiền đề phát sinh ra các bệnh nguy hiểm cho cơ thể như đại tràng, xơ vữa động mạch, ung thư hệ tiêu hoá. Ngoài ra, chất xơ còn thúc đẩy sự chuyển hoá và hấp thụ của cơ thể đối với các chất dinh dưỡng chủ yếu là đường, chất đạm và chất béo. Bản thân nhiều loại rau tươi cũng là nguồn cung cấp đường (các loại nấm, khoai tây, khoai môn, ngó sen, cà rốt, hành tây, súp lơ, rau chân vịt, rau cải, ớt ngọt, tỏi, củ dong…), chất béo 6
(đậu đỗ, nấm khô…). Rau là nguồn cung cấp rất nhiều loại vitamin như caroten, vitamin C, B, E. Rau còn là nguồn cung cấp các nguyên tố vi lượng thiết yếu cho cơ thể như K, Na, Mg, Fe, Mn…Như vậy, rau tươi có vai trò vô cùng quan trọng, không thể thiếu về mặt dinh dưỡng trong mỗi bứa ăn hàng ngày, song điều quan trọng là rau phải sạch, không mang vi khuẩn gây bệnh và không nhiễm hoá chất độc hại [8], [9]. 1.1.2.Thế nào là rau sạch Rau sạch hay rau an toàn là rau không bị nhiễm các tác nhân sinh học, hoá học vượt quá giới hạn cho phép và không gây nguy hại đến sức khoẻ của người sử dụng. - Ô nhiễm sinh học: Các loại vi khuẩn, vi rút, kí sinh trùng, trứng giun, sán … luôn có sẵn trong các môi trương trường không đảm bảo vệ sinh như ao tù nước đọng, nước thải ông nghiệp, nước thải sinh hoạt, khu vực gần cầu tiêu…; trong các loại phân bón tươi, chưa qua xử lí, ủ mục. Rau được trồng và chăm bón trong điều kiện không vệ sinh như vậy sẽ mang các mầm bệnh, kí sinh trùng truyền nhiễm các bệnh nguy hiểm như tả, lị, thương hàn, giun, sán, viêm gan… sang cơ thể người [9], [10], [23], [29]. - Ô nhiễm hoá học: + Ô nhiễm kim loại nặng xảy ra khi trồng rau, củ, quả ở gần nơi ô nhiễm khí thải của các nhà máy, khói thải của các phương tiện giao thông (trồng gần đường giao thông) hoặc khi dùng nước thải của các nhà máy để tưới cho rau. + Ô nhiễm tồn dư thuốc bảo vệ thực vật do phun thuốc bảo vệ thực vật quá gần với với thời điểm thu hoạch, thời gian cách li quá ngắn, cây rau chưa kịp đào thải hết chất độc, gây ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính cho người tiêu dùng [5], [9], [23], [29]. 7
1.1.3. Công dụng của một số loại rau xanh Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi lựa chọn một số mẫu rau xanh được trồng rộng rãi trong vườn của các hộ dân sinh sống xung quanh khu vực Núi Pháo và sử dụng rất phổ biến trong các bữa ăn hàng ngày, đồng thời chúng cũng được người dân sử dụng như những vị thuốc dân gian quí. Cải bắp có vị ngọt, tính hàn, không độc, có tác dụng điều hoạt huyết thanh nhiệt, thanh phế, trừ đàm, mát dạ dày, giải độc, lợi tiểu, giúp chống suy nhược thần kinh, giảm đau nhức, chữa mụn nhọt, côn trùng đốt, đau dạ dày, phòng chống bệnh ung thư, tim mạch và 1 số loại bệnh khác [23], [29]. Cải chíp chứa nhiều vitamin C, B, canxi, phot-pho, sắt, carotene,… có tính mát, vị ngọt, có tác dụng tán hàn tiêu thũng, thanh nhiệt giải độc, rất tốt cho hệ thần kinh, cơ bắp và giảm huyết áp [47]. Rau ngót là loại rau có vị ngọt, thanh nhiệt, giải độc, lợi tiểu, tăng tiết nước bọt, bổ huyết, cầm máu, nhuận tràng, sát khuẩn, tiêu viêm, sinh cơ,… và nhiều tác dụng chữa bệnh khác [48]. Rau xà lách chứa một hàm lượng cao magnesium, chất xơ, cellulose, beta-carotene, giàu vitamin, sắt, chứa 1 lượng letucarium và nhiều loại muối khoáng nên ăn rau xà lách giúp hồi phục các mô cơ, tăng cường chức năng não, giúp cắt những cơn đau đầu, tăng nhu động ruột, ngăn ngừa ung thư, phòng tránh các bệnh tim mạch, thấp khớp, đục thủy tinh thể, tốt cho bệnh nhân tiểu đường và người thừa cân, chăm sóc giấc ngủ, rất tốt cho người bị thiếu máu do thiếu sắt, giúp cho cơ thể tỉnh táo, giảm stress ...[9], [23]. Rau cải cúc là thực phẩm quen thuộc giúp chữa được nhiều bệnh thường gặp như trị cảm cúm, bổ tỳ, trị hoa mắt, lợi tiểu, chữa ho dai dẳng ở cả trẻ em và người lớn tuổi, trị đau đầu, hạ huyết áp, trị rối loạn tiêu hóa …[9]. Rau cải thìa (hay cải bẹ trắng) là loại rau có vị ngọt, tính mát, chứa ít năng lượng (20 cal/30 gr), giàu acid folic, kali, potassium, calcium, vitamin C, vitamin A, và đặc biệt là chứa nhiều glucosinolat. Cải thìa tốt cho phụ nữ mang thai, có tác dụng phòng ngừa khuyết tật cho thai nhi, có khả năng kích thích 8
nhịp tim và hạ huyết áp, giúp làm chậm quá trình lão hóa, giảm đáng kể sự hình thành các gốc tự do giúp ngăn ngừa ung thư, có tác dụng phòng ngừa bệnh thoái hóa hoàng điểm ở mắt, cải thiện các triệu chứng của bệnh Gút,…[9], [23]. Rau ngải cứu là một loài thực vật thuộc họ cúc, thân thảo, có vị đắng, mùi thơm, được sử dụng làm rau ăn và dùng trong Đông y cho phụ nữ kinh nguyệt không đều, có thai ra huyết, thổ huyết, chảy máu cam, tiểu ra máu, giảm đau nhức, sát trùng, kháng khuẩn trị ghẻ lở, viêm da, dị ứng, viêm gan; trừ giun nhờ tinh dầu có tính kháng khuẩn cao; điều hòa khí huyết, an thai; chữa đau bụng, phong thấp, hàn thấp…[9], [10]. Rau diếp cá (còn gọi là giấp cá hay dấp cá) Là một loại cỏ nhỏ, mọc quanh năm, có thân rễ mọc ngầm dưới đất. Diếp cá vị cay, chua, mùi tanh, tính mát (hơi lạnh), có tác dụng thanh nhiệt, giải độc. Quercitrin, isoquercitrin có trong diếp cá có tác dụng lợi tiểu mạnh, đồng thời còn làm vững bền mao mạch. Tinh dầu dấp cá có tác dụng kháng viêm, kháng khuẩn mạnh. Rau diếp cá còn dùng để cầm máu, hạ sốt, chữa sốt xuất huyết, đau mắt đỏ do trực khuẩn mủ xanh, trị viêm tai giữa, viêm phổi do sởi, chữa bệnh trĩ, viêm ruột, viêm thận phù thũng, kiết lị, sỏi thận, điều trị bệnh sởi, mụn nhọt, sưng tắc tia sữa, viêm tuyến sữa, điều hoà kinh nguyệt, viêm âm đạo… [9], [10], [29]. Rau má là một loài cây thân thảo, được sử dụng như một loại rau ăn đồng thời cũng là một vị thuốc quí. Rau má có tính hàn (lạnh), tân (cay), khổ (đắng), có tác dụng hạ huyết áp, đồng thời được coi là một loại thuốc bổ dưỡng giúp tăng trí nhớ và thị lực. Rau má còn được dùng trong điều trị các chứng phù; viêm thanh quản, tĩnh mạch, phế quản; các bệnh trĩ, phong, eczema hay vẩy nến; giải ngộ độc sắn và lợi tiểu... Các nhà thảo mộc học còn cho rằng, rau má có chứa nhân tố trường thọ gọi là 'Vitamin X trẻ trung' có tác dụng bổ dưỡng cho não, các tuyến nội tiết và xác nhận rằng nước chiết từ rau má giúp cải thiện các vấn đề về hệ tuần hoàn và da [49]. 9