Luận Văn Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của kim loại Pb trong nước tưới đến sự hấp thu kim loại cần thiết (Cu, Z

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
 Tên đồ án: “Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của kim loại Pb trong nước tưới đến sự hấp
thu kim loại cần thiết (Cu, Zn) của cây rau muống (Ipomoea aquatica) và tích luỹ Pb trong
phần thương phẩm của rau muống”.
1) Giới thiệu khái quát về đồ án
Nội dung của đồ án gồm 3 phần chính:
 Phần 1: Giới thiệu sơ lược về Cu, Pb, Zn, tác hại của chúng đối với sức khỏe của con
người và đối với thực vật, cơ chế hấp thụ kim loại nặng ở thực vật, giới thiệu chung về cơ sở
lý thuyết của phương pháp nghiên cứu. Tổng quan về tình hình nghiên cứu kim loại nặng
trong rau tại Việt Nam
 Phần 2: Trình bày về đối tượng và phương pháp nghiên cứu, các hóa chất, thiết bị và các
dụng cụ sử dụng trong quá trình nghiên cứu.
Phương pháp thực hiện đồ án : Thực hiện trồng rau muống tưới nước được bổ sung kim
loại cần thiết (Cu2+, Zn2+) trong giới hạn cho phép (1ppm Cu, 2ppm Zn) và bổ sung kim loại
không cần thiết Pb2+ cao hơn giới hạn cho phép (ĐC, 1ppm, 3ppm, 5ppm). Phân tích hàm
lượng kim loại nặng trong thương phẩm của rau bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên
tử AAS - kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa đèn khí F - AAS để xác định ảnh hưởng của
kim loại không cần thiết đến sự hấp thụ kim loại cần thiết của thực vật, đánh giá khả năng
phát triển của rau muống và tích lũy của Pb lên cây rau.
 Phần 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
 Xây dựng đường chuẩn xác định Cu, Pb, Zn bằng phương pháp AAS, xác định giới
hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ), kết quả thu được như sau:
- Xác định được khoảng tuyến tính của Cu trên máy từ 0,0mg/l đến 2mg/l; với phương
trình đường chuẩn của Zn là: y = 0,056x - 0,001; hệ số tương quan R2= 0,996; LOD =
0,36ppm; LOQ = 1,21ppm
- Xác định được khoảng tuyến tính của Pb trên máy từ 0,0mg/l đến 4mg/l; với phương
trình đường chuẩn của Pb là: y = 0,027x + 0,000; hệ số tương quan R2= 0,999; LOD =
0,14ppm; LOQ = 0,47ppm.
- Xác định được khoảng tuyến tính của Zn trên máy từ 0,0mg/l đến 1,5mg/l; với phương
trình đường chuẩn của Zn là: y = 0,2498x + 0,0044; hệ số tương quan R2= 0,999; LOD =
0,055ppm; LOQ = 0,18ppm.
ii




 Khảo sát mức độ ảnh hưởng của Pb trong nước tưới đến sự hấp thụ kim loại cần thiết
Cu, Zn của cây rau muống, kết quả phân tích cho thấy:
- Sự hiện diện của Pb trong nước tưới đã ảnh hưởng khá rõ đến sự hấp thụ Cu của rau
muống. Có nghĩa là sự xuất hiện các kim loại không cần thiết (Pb) sẽ gây cản trở thực vật hấp
thụ kim loại cần thiết (Cu).
- Sự hiện diện của Pb trong nước tưới đã ảnh hưởng khá rõ đến sự hấp thụ Zn của rau
muống. Có nghĩa là sự xuất hiện các kim loại không cần thiết (Pb) sẽ gây cản trở thực vật hấp
thụ kim loại cần thiết (Zn).
 Nghiên cứu khả năng tích lũy Pb trong rau muống khi tưới nước ô nhiễm Pb ở các
nồng độ (ĐC, 1ppm, 3ppm, 5ppm), ta kết luận được rằng: ở nồng độ ô nhiễm càng cao, thời
gian tưới càng lâu thì hàm lượng Pb trong rau càng lớn và khả năng tích lũy của Pb trong rau
muống là rất cao khi nguồn nước tưới bị ô nhiễm.
 So sánh hàm lượng Cu, Pb, Zn trong thương phẩm rau muống với giới hạn cho phép
Cu, Pb, Zn trong rau xanh của Việt Nam (TCVN), kết quả thu được:
- Hàm lượng Cu tích lũy trong rau ở các lô thí nghiệm trong 2 lần thu hoạch (30 và 40
ngày) đều thấp hơn giới hạn tối đa (30 mgCu/kg rau tươi) rất nhiều.
- Hàm lượng kẽm tích lũy trong mẫu rau ở các lô thí nghiệm sau 30 ngày ở tất cả các lô
thí nghiệm đều nằm dưới giới hạn cho phép tối đa lượng Zn trong rau tươi. Sau 40 ngày thì
hàm lượng Zn trong rau muống ở tất cả lô thí nghiệm kể cả lô đối chứng đều vượt qua giới
hạn tối đa cho phép 40 mgZn /kg rau tươi (TCVN 5487:1991). Điều này cho thấy rau muống
có khả năng hấp thụ và tích lũy lượng lớn Zn kể cả khi trồng trong môi trường đất và nước
tưới không bị ô nhiễm Zn nếu kéo dài thời gian thu hoạch rau sau 30 ngày.
- Hàm lượng chì tích lũy trong mẫu rau ở 3 nồng độ ô nhiễm ở các lô thí nghiệm trong
cả hai lần thu hoạch đều lớn hơn rất nhiều so với giới hạn tối đa cho phép 0,3 mgPb/kg rau
tươi (TCVN 7602 : 2007)
 Ước lượng hàm lượng Cu, Pb, Zn trung bình hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày
- Ước lượng được hàm lượng Cu, Zn hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày đều trong
giới hạn chấp nhận đó là mỗi khẩu phần ăn hàng ngày cung cấp từ 0,17 đến 0,25 mgZn/kg thể
trọng; 0,5 mgCu/ kg thể trọng
- Ước lượng được hàm lượng Pb hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày trong các mẫu ô
nhiễm đều cao hơn giới hạn chấp nhận được trong khẩu phần ăn hàng ngày là 0,0033 đến
0,005 mgPb/kg thể trọng.
iii




MỤC LỤC
Chương 1. GIỚI THIỆU . . 1
Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU . . 3
2.1 Tình hình nhiễm kim loại nặng trong rau hiện nay . . 3
2.2 Tổng quan về kim loại đồng (Cu) . . 4
2.3 Tổng quan về kim loại kẽm (Zn) . . 5
2.4 Tổng quan về kim loại chì (Pb) . . 6
2.4.1 Đặc tính của chì . 6
2.4.2 Môi trường tồn tại của chì . . 7
2.4.3 Cơ chế xâm nhập, phân bố và tích tụ của chì trong cơ thể con người . . 9
2.5 Kim loại nặng đối với con người và cây trồng . . 11
2.5.1 Vai trò của kim loại và cây trồng . . 11
2.5.2 Cơ chế hấp thụ kim loại nặng vào thực vật . . 11
2.5.3 Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào trong cây . . 12
2.6 Tổng quan về tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong rau xanh ở Việt Nam . 12
2.7 Phương pháp định lượng vết kim loại nặng . . 13
2.8 Cơ sở lý thuyết của phương pháp nghiên cứu . . 14
2.8.1 Phương pháp xử lý mẫu phân tích . . 14
2.8.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS . 15
Chương 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . . 21
3.1 Đối tượng nghiên cứu . . 21
3.1.1. Thực vật nghiên cứu . 21
3.1.2 Kim loại nghiên cứu . 22
3.2 Phương pháp nghiên cứu . . 22
3.2.1 Quy trình nghiên cứu . 22
3.2.2 Phương pháp lập thực nghiệm . . 22
3.3 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị . . 24
3.3.1 Hóa chất . . 24
3.3.2 Dụng cụ và thiết bị . 24
3.4 Quy trình xử lý mẫu rau để đo phổ Cu, Pb và Zn bằng phương pháp F-AAS . . 25
3.5 Giới hạn tối đa của các kim loại theo TCVN trong rau và nước tưới . . 26
3.6 Tính toán và đánh giá hàm lượng kim loại nặng con người ăn vào hàng ngày .25
iv




3.7 Phương pháp xử lý số liệu . 27
3.7.1 Phương pháp đường chuẩn . . 27
3.72 Các phương pháp xử lý thống kê. . 28
Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN . . 30
4.1 Đường chuẩn xác định Cu, Pb, Zn bằng phương pháp F-AAS . 30
4.1.1 Đường chuẩn Cu . . 30
4.1.2 Đường chuẩn Pb . . 32
4.1.3 Đường chuẩn Zn . . 33
4.2 Hàm lượng kim loại trong đất và nước tưới . . 34
4.3 Khảo sát mức độ ảnh hưởng của Pb trong nước tưới đến sự hấp thụ kim loại cần thiết
Cu, Zn của cây rau muống . . 35
4.3.1 Ảnh hưởng của hàm lượng Pb trong nước tưới đến sự hấp thụ Cu của rau muống 35
4.3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng Pb trong nước tưới đến sự hấp thụ Zn của rau muống 37
4.4 Tích lũy Pb trong rau muống tưới nước ô nhiễm Pb . . 38
4.5 Tương quan Pb trong nước và Pb trong rau . . 40
4.6 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong thương phẩm rau muống với giới hạn cho phép Cu, Pb, Zn
trong rau xanh của Việt Nam (TCVN) . . 41
4.6.1 Hàm lượng Cu tích lũy trong rau so với giới hạn cho phép . . 41
4.6.2 Hàm lượng Zn tích lũy trong rau so với giới hạn cho phép (TCVN) . . 41
4.6.3 Hàm lượng Pb tích lũy trong mẫu rau so với giới hạn cho phép (TCVN) . 42
4.7 Ước lượng hàm lượng Cu, Pb, Zn hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày . 43
4.7.1 Ước lượng hàm lượng Cu hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày . 43
4.7.2 Ước lượng hàm lượng Zn hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày . 44
4.7.3 Ước lượng hàm lượng Pb hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày . 44
Chương 5. KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ . . 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO . . 48
PHỤ LỤC
v



Chương 1: Giới thiệu
Chương 1. GIỚI THIỆU
 Mở đầu
Thực phẩm là nguồn dinh dưỡng không thể thiếu đối với đời sống của con người. Trong
quá trình phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, con người đã tạo ra nhiều sản phẩm vật chất tốt
đặc biệt là các sản phẩm về thực phẩm, đó là cơ sở để tạo nên một cuộc sống no đủ và dinh
dưỡng cho con người. Và nhu cầu của con người càng ngày càng thay đổi từ “ ăn no mặc ấm”
sang “ăn ngon mặc đẹp” và đang chuyển dần sang ăn đẹp, cân bằng và đầy đủ về dinh dưỡng.
Tuy nhiên hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại thực phẩm không an toàn cho người tiêu
dùng, có chứa hàm lượng kim loại nặng như: Fe, Zn, Pb, Cu, Cr, Mn, As, Hs, Cd, Ni vượt
quá mức cho phép.
 Lý do chọn đề tài:
Ô nhiễm môi trường nước, đất bởi kim loại nặng ngày càng gia tăng và đang ở mức báo
động. Theo tổ chức bảo vệ môi trường của Mỹ (USEPA) thì 8 nguyên tố kim loại được xếp
vào danh sách các chất độc hại hàng đầu: Pb, As, Hg, Cd, Cr, Ni, Cu, Be.
Đồng, kẽm là những nguyên tố vi lượng cần thiết cho đời sống con người và thực vật, tuy
nhiên ở hàm lượng cao chúng có thể gây độc, ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của con
người. Chì là kim loại không cần thiết gây độc ngay khi ở nồng độ thấp.
Những năm gần đây, vấn đề ngộ độc thực phẩm trong đó có ngộ độc rau xanh đang bùng
phát, sự ngộ độc đã gây ra các bệnh cấp tính hay mãn tính ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức
khoẻ con người. Rau xanh là nguồn thực phẩm quan trọng không thể thiếu trong bữa ăn hàng
ngày của dân Việt Nam. Do đó, việc đảm bảo chất lượng và an toàn về rau xanh cần phải
được quan tâm hàng đầu. Sử dụng rau an toàn vừa là nhu cầu, vừa là quyền lợi của người dân.
Vì vậy, nghiên cứu về ảnh hưởng và tích lũy kim loại nặng lên thương phẩm rau xanh là cần
thiết nhằm góp phần giải quyết vấn đề đảm bảo an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cho
người tiêu dùng.
Trong khuôn khổ của đồ án này, tác giả chọn đối tượng thực vật là: Rau muống (Ipomoea
aquatica) là loại rau rất quen thuộc trong các bữa ăn hàng ngày với người Việt Nam. Kim loại
nặng điển hình là: đồng, chì và kẽm.
Có rất nhiều phương pháp phân tích hóa lý được sử dụng để phân tích đồng, chì, kẽm ở
hàm lượng rất nhỏ phổ biến nhất là phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), ưu
điểm của phương pháp này có độ nhạy và độ chính xác cao. Do đó, tôi lựa chọn phương pháp
quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng các nguyên tố đồng, chì, kẽm có trong
thương phẩm rau muống.
 Mục tiêu đề tài
- Nghiên mức độ ảnh hưởng của kim loại Pb trong nước tưới đến sự hấp thụ kim loại
cần thiết (Cu, Zn) của cây rau muống
- Nghiên cứu sự hấp thụ và tích luỹ Pb trong phần thương phẩm của rau muống nhằm
cảnh báo nguy cơ nhiễm Pb qua tiêu thụ rau muống.
Trang 1




Chương 1: Giới thiệu
 Nội dung nghiên cứu
- Xây dựng đường chuẩn Cu, Pb, Zn theo các thông số tối ưu mà phòng thí nghiệm đã
có
- Khảo sát mức độ ảnh hưởng của Pb trong nước tưới đến sự hấp thụ kim loại cần thiết
Cu, Zn của cây rau muống
- Nghiên cứu sự tích lũy Pb trong thương phẩm rau muống tưới nước ô nhiễm Pb
- So sánh hàm lượng Cu, Pb, Zn trong thương phẩm rau muống với giới hạn cho phép
Cu, Pb, Zn trong rau xanh của Việt Nam
- Ước lượng hàm lượng Cu, Pb, Zn trung bình hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày.
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả của đồ án là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo ở các lĩnh vực có liên quan về hàm
lượng kim loại nặng và đối tượng cây trồng khác. Kết quả nghiên cứu của đồ án góp phần
định hướng cho việc sử dụng hợp lý và có hiệu quả đối với nước tưới chứa kim loại nặng trên
rau xanh.