Khóa Luận Tốt Nghiệp 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).Pdf

Lời cảm ơn
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường cùng các thầy cô trong
khoa Cơng nghệ hóa học & thực phẩm, bộ mơn Công nghệ thực phẩm trường Đại học Sư
Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tạo điều kiện học tập, nghiên cứu, hết lòng giảng dạy và truyền
đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian em học tập ở trường.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tiến sĩ Nguyễn Thị Kim Phượng, người đã
tận tân hướng dẫn, chỉ bảo cho em, cô luôn theo sát và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực
hiện đồ án, đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến phịng hóa lý phân tích của viện cơng
nghệ hóa học số 1 Mạc Đỉnh Chi đã tạo điều kiện để em thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp của
mình.
Cuối cùng, em rất cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất
cho em học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian qua.
Em xin kính chúc Ban Giám Hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, quý thầy
cô, đặc biệt là thầy cô trong khoa CNHH & TP, Bộ môn Công nghệ thực phẩm lời chúc sức
khỏe và thành công trong công tác đào tạo.
Em xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, tháng 7 năm 2011
Phạm Thị Hà Vân

i


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 lơ 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 lơ thí nghiệm sau 30 ngày ở tất cả các lơ
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 lơ 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 Mơi 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


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Một số phương pháp phân tích hóa lý và khoảng định lượng.................................. 14
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của rau muống ......................................................................... 22
Bảng 3.2: Hàm lượng kim loại trong lơ thí nghiệm ................................................................. 23
Bảng 3.3: Giới hạn tối đa của kim loại theo TCVN ................................................................. 26
Bảng 4.1 Các điều kiên tối ưu đo phổ Cu................................................................................. 30
Bảng 4.2. Các điều kiện tối ưu đo phổ Pb ................................................................................ 32
Bảng 4.3. Các điều kiện tối ưu đo phổ Zn ................................................................................ 33
Bảng 4.4: Kết quả phân tích đất trồng và nước tưới trước khi làm ô nhiễm ............................ 35
Bảng 4.5: Hàm lượng Cu tích lũy trong mẫu rau theo thời gian và theo nồng độ Pb trong nước
tưới ........................................................................................................................................... 36
Bảng 4.6: Hàm lượng Zn tích lũy trong mẫu rau theo thời gian và theo nồng độ Pb trong nước
tưới ........................................................................................................................................... 37
Bảng 4.7: Hàm lượng Pb tích lũy trong mẫu rau theo thời gian............................................... 38
Bảng 4.8: Kết quả tương quan hàm lượng Pb trong nước tưới - rau ........................................ 41
Bảng 4.9: Hàm lượng Cu ước lượng hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày .......................... 43
Bảng 4.10: Hàm lượng Zn ước lượng hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày ........................ 44

Bảng 4.12: Hàm lượng Pb ước lượng hấp thụ vào cơ thể người trong 1 ngày ......................... 45

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình 2.1: Tinh thể Đồng ............................................................................................................. 4
Hình 2.2: Tinh thể Kẽm .............................................................................................................. 5
Hình 2.3: Tinh thể Chì ................................................................................................................ 7
Hình 2.4: Cấu tạo đền catod rỗng ............................................................................................. 16
Hình 2.5: Đèn phóng điện khơng điện cực ............................................................................... 17
Hình 2.6: Hệ thống ngun tử hóa mẫu trong ngọn lửa ........................................................... 17
Hình 2.7: Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy AAS. ......................................................... 18
Hình 2.8: Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA – 6200 ........................................................ 20
Hình 3.1: Cây rau muống ......................................................................................................... 21
Sơ đồ 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ........................................................................................... 23
Hình 3.2: Cân phân tích 4 số.....................................................................................................24
Hình 3.3:Tủ sấy chân khơng.....................................................................................................24
Hình 3.4: Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử GBC Avanta ..................................................... 25
Hình 3.5: Quy trình xử lý mẫu ................................................................................................. 25
Hình 3.6: Máy xử lý mẫu bằng vi sóng CEM MARXS ........................................................... 26
Hình 4.1: Đường chuẩn xác định Cu bằng kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa .......................... 31
Hình 4.2: Đường chuẩn xác định Pb bằng kỹ thuật ngun tử hóa ngọn lửa ........................... 32
Hình 4.3: Đường chuẩn xác định Zn bằng kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa........................... 34
Hình 4.4: Hàm lượng Cu tích lũy trong mẫu rau theo thời gian............................................... 36
Hình 4.5: Hàm lượng Zn tích lũy trong mẫu rau theo thời gian ............................................... 37
Hình 4.6: Hàm lượng Pb tích lũy trong mẫu rau theo thời gian ............................................... 39
Hình 4.7: Biểu diễn mối tương quan giữa lượng Pb trong nước tưới và Pb trong mẫu rau ..... 40
Hình 4.8: Hàm lượng Cu tích lũy trong mẫu rau sau 30,40 ngày............................................. 41
Hình 4.9: Hàm lượng Zn tích lũy trong mẫu rau sau 30,40 ngày ............................................. 42

Hình 4.10: Hàm lượng Pb tích lũy trong mẫu rau sau 30,40 ngày ........................................... 42

vii


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt

Giải thích

AAS

Máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử

ATP

Adenozin triphotphta

dd

Dung dịch

ĐC

Đối chứng

ĐH

Đại học

NXB

Nhà xuất bản

TP

Thành phố

TP.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

TB

Trung bình

Q

Quận

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

viii


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 khơng an tồn 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 mơi 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 khơng 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, tơi lựa chọn phương pháp
quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng các ngun 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 phịng 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.

Trang 2


Chương 2: Tổng quan tài liệu

Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tình hình nhiễm kim loại nặng trong rau hiện nay [1, 35, 40]
Hiện nay dân số đang gia tăng trên thế giới cũng như Việt Nam, người ta cần có nhiều loại
thực phẩm để cung cấp cho bữa ăn hàng ngày. Trong đó rau xanh là loại thức ăn cần thiết và
không thể thiếu trong bữa ăn của mọi gia đình. Rau là nguồn thức ăn bổ dưỡng ni sống con
người. Rau không những chứa một lượng lớn các sinh tố A, B C… mà còn chứa các nguyên
tố vi, đa lượng rất cần thiết trong cấu tạo tế bào. Rau cịn là một nguồn dược liệu q góp

phần bảo vệ sức khỏe cho con người. Trước quá trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày
càng cao cùng với việc đơ thị hóa phát triển và xây dựng cơ sở hạ tầng đã khiến diện tích đất
vườn ngày càng bị thu hẹp nên người dân phải tận dụng từng tấc đất để trồng trọt. Nước ta là
một nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, được thiên nhiên ưu đãi nên có nguồn rau dồi dào
quanh năm. Rau được trồng ở nhiều nơi để đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng hàng ngày, trong
đó nổi bật cho một số khu vực trồng rau với sản lượng lớn như một số tỉnh ở phía Bắc, Đà
Lạt, Đồng Nai, Tây Ninh, Bình Dương, Long An, Tiền Giang, các huyện ngoại thành thành
phố Hồ Chí Minh như Hóc Mơn, Củ Chi, Bình Chánh… Tuy nhiên, hiện nay do chạy theo lợi
nhuận để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, người ta phải tăng năng suất, tăng sản lượng
rau để đạt mức thu nhập cao. Do vậy người ta sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón bao
gồm phân hữu cơ và phân vơ cơ (phân hóa học), hiện nay sử dụng rất nhiều phân hóa học.
Một số nơi cịn sử dụng nước ở các kênh rạch, nước thải từ các xí nghiệp, nhà máy để tưới
rau. Với tình hình này, nó đã gây hậu quả lớn cho sức khỏe của người tiêu dùng, quan trọng là
dư lượng các chất được tích lũy trong rau mà con người sử dụng hàng ngày trong đó có các
kim loại nặng như: Cu, Pb, Zn, Fe, Cd, Cr… Những loại rau bị nhiễm kim loại nặng không
thể nào xử lý hết chất độc trên rau cho dù đã được rửa bằng nước rửa rau, kể cả nấu chín cũng
khơng có tác dụng.
Rau trồng ở các nơi có nhiều khu cơng nghiệp sẽ dễ bị nhiễm kim loại nặng từ các chất
thải. Tại Bình Chánh khu vực xung quanh các khu công nghiệp Tân Tạo, Lê Minh Xuân có
khá nhiều người trồng rau muống nước, sen trên ruộng cũng như trên các ao có sẵn. Vùng này
trồng lúa cho năng suất rất thấp cho nên nhiều hộ bỏ hẳn cây lúa chuyển qua trồng rau muống,
sen do thu nhập cao gấp 2, 3 lần cây lúa mà khơng tốn nhiều chi phí. Theo bà con trồng rau,
sen ở Bình Chánh, khơng ai biết về vấn đề nhiễm độc kim loại nặng đối với rau. Cho nên hầu
hết đều sử dụng nguồn nước từ kênh, rạch kể cả khu vực lân cận các khu công nghiệp có
nguồn nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp để tưới rau.
Kênh Tham Lương hứng nước thải của nhiều nhà máy trong khu vực với màu nước đen
ngòm pha lẫn với màu đỏ hoặc nâu nhưng nhiều hộ trồng rau ở Tân Bình, Gị Vấp, Q.12 vẫn
sử dụng. Con Suối Cái đi qua Q. Thủ Đức, Q.9 hứng nguồn nước thải từ nhiều nhà máy trong
khu vực gây ô nhiễm nặng trong vùng đến nỗi không ai dám lội xuống suối vì sẽ bị ngứa, lở
loét. Nước Suối Cái thường xun bốc mùi hơi thối rất khó chịu. Có lúc nước màu đỏ, có khi

màu như nước gạo vo nhưng dân vẫn sử dụng nước để tưới rau. Chị Bùi Thị Hồi ở phường
Linh Trung, Thủ Đức trồng rau muống sát cạnh Suối Cái cho biết, ở đây đâu có nước tưới rau,
nên phải canh lúc nước suối trong lấy lên tưới. Ơng Tư Sua có 2 vng trồng rau muống trên
1.000m2 bên cạnh Bệnh viện Đa khoa khu vực Thủ Đức cho biết, ông cũng như gần chục hộ
trồng rau muống, rau nhút ở đây đều sử dụng nguồn nước thải từ bệnh viện.

Trang 3


Chương 2: Tổng quan tài liệu
Tại một số khu vực ở Tân Bình, Gị Vấp, Bình Thạnh, Q.8 nhiều hộ gia đình sinh sống chủ
yếu bằng cách cắt rau muống từ những đám rau sống trên kênh rạch mang ra chợ bán. Đối
với nguồn rau này, theo kỹ sư Nguyễn Thiện, Chi cục phó Chi cục Bảo vệ thực vật TP.HCM,
ngoài việc rau bị nhiễm các chất kim loại nặng còn bị nhiễm vi sinh gây các chứng bệnh sán,
lãi.
Theo đề tài nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng trong bùn đáy, trong nước và trong một
số loại rau thủy sinh như ngó sen, rau muống, rau nhút, kèo nèo của tiến sĩ Bùi Cách Tuyến,
Hiệu trưởng Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM cho thấy: Nhiều mẫu nước, mẫu rau được
lấy phân tích từ Thạnh Lộc (Q.12), kênh Tham Lương (Q.Tân Bình), nguồn nước thải từ Khu
Cơng nghiệp Vĩnh Lộc, Xí nghiệp Sơn Hải, Xí nghiệp Dệt Thăng Long (Bình Chánh), Suối
Cái (Thủ Đức) khơng an tồn. Rất nhiều loại bị ô nhiễm nặng. Hàm lượng kẽm trong mẫu
nước trồng rau muống ở Bình Chánh cao gấp 30 lần mức cho phép. Hàm lượng chì trong 2
mẫu nước trồng rau nhút ở Thạnh Xn có hàm lượng chì cao gấp 8,4 - 15,3 lần mức cho
phép. Một mẫu nước trồng rau muống ở Thạnh Xn có hàm lượng chì cao gấp 2,24 lần mức
cho phép. Một mẫu rau muống ở Bình Chánh có hàm lượng chì cao gấp 3,9 lần mức cho
phép. Một mẫu ngó sen ở Tân Bình có hàm lượng chì cao gấp 13,65 lần mức cho phép. Hàm
lượng kim loại đồng tại một ruộng rau muống ở Thạnh Xuân cao gấp 2 lần mức cho phép.
Hàm lượng kẽm tại các ao rau muống ở Thạnh Xuân cao gấp 2 - 4,12 lần mức cho phép. Một
ao sen ở Thạnh Xn có hàm lượng chì trong nước cao gấp 1,9 - 2,4 lần mức cho phép, ao rau
nhút ở Thạnh Xn có hàm lượng chì cao gấp 28,4 - 35,4 lần mức cho phép.

2.2 Tổng quan về kim loại đồng (Cu) [5, 6, 18, 22]
Đồng là một kim loại có màu vàng ánh đỏ, có độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt cao (trong số các
kim loại nguyên chất ở nhiệt độ phịng chỉ có bạc có độ dẫn điện cao hơn). Đồng có thể được
tìm thấy như là đồng tự nhiên hoặc trong dạng khoáng chất. Các khoáng chất chẳng hạn như
cacbonat azurit (2CuCO3Cu(OH)2) và malachit (CuCO3Cu(OH)2) là các nguồn để sản xuất
đồng, cũng như là các sunfua như chalcopyrit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS),
chalcocit (Cu2S) và các oxit như cuprit (Cu2O).

Hình 2.1: Tinh thể Đồng

Trang 4


Chương 2: Tổng quan tài liệu


Cu trong thực vật

Quá trình hấp thu Cu vào thực vật phụ thuộc vào Ca2+. Trong cây Cu chủ yếu tham gia liên
kết với các chất hữu cơ có trong chất nguyên sinh. Hàm lượng đồng trong cây biến động từ 5
– 20 ppm. Thời kỳ cây con hàm lượng đồng trong cây là cao nhất, sau đó giảm dần trong suốt
q trình sinh trưởng và phát triển. Cu có vai trị trong trao đổi nitơ, hơn 70% đồng trong cây
là ở trong các phân tử diệp lục tố, nó có vai trị quan trọng trong q trình đồng hóa của cây,
thiếu đồng phân tử diệp lục tố hóa già sớm, cây cịi cọc. Đồng xúc tiến cho quá trình hình
thành vitamin A, protein và trao đổi hydrat cacbon trong cây. Triệu chứng thiếu đồng xuất
hiện đầu tiên ở các loại lá non trên ngọn trong thời kỳ đẻ nhánh, nảy chồi. Ban đầu các lá non
trên ngọn chuyển màu vàng trắng, lá non xoắn lại, khô dần, cây lùn.


Cu đối với con người

Tổng hàm lượng đồng trong cơ thể người khoảng 100 – 150 mg. Đồng là một thành phần
cần thiết cho cơ thể do thức ăn đưa vào hàng ngày từ 0,033 đến 0,05 mg/kg thể trọng . Liều
lượng đồng chấp nhận hàng ngày cho người là 0,5 mg/kg thể trọng. Đồng không gây ngộ độc
tích luỹ, nhưng nếu ăn phải một lượng lớn muối đồng, thì bị ngộ độc cấp tính. Triệu trứng
biểu hiện ngay như nôn nhiều và như vậy sẽ làm thốt ra ngồi phần lớn đồng ăn phải. Cũng
vì vậy mà ít thấy trường hợp chết người do bị ngộ độc đồng. Chất nơn có màu xanh đặc hiệu
của đồng, sau khi nôn, nước bọt vẫn tiếp tục ra nhiều, và trong một thời gian dài vẫn còn dư
vị đồng trong miệng. Cu là thành phần của nhiều enzyme oxy hóa như cytochrome oxidase,
superixode dismutase, tyrosinase, amine oxidase…Trong máu, Cu sẽ gắn với ceruloplasmin
để tham gia vào phản ứng oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ . Đây chính là phản ứng rất quan trọng vì
chỉ có dạng ion Fe3+ được transferrin protein vận chuyển đến nơi dự trữ sắt ở gan. Thiếu đồng
dẫn đến thiếu máu, da tái nhợt, chậm phát triển trí tuệ, với mức Cu thấp cũng được coi là
nguyên nhân của hội chứng tóc xoăn Menke mà nó thể hiện những rối loạn sắc tố và các rối
loạn khác của tóc. Mặt khác, Cu là nguyên tố rất khơng có lợi trong q trình chế biến và bảo
quản thực phẩm do nó xúc tác phản ứng oxy hóa nhiều hợp chất quan trọng như acid
asocorbic, lipid…
2.3 Tổng quan về kim loại kẽm (Zn) [5, 6, 18, 24]
Kẽm là một kim loại hoạt động trung bình có thể kết hợp với oxy và các á kim khác, có
phản ứng với axit giải phóng hydro. Trạng thái oxy hóa phổ biến của Zn là +2. Kẽm là kim
loại được sử dụng phổ biến thứ 4 trên thế giới sau sắt, nhơm, đồng tính theo lượng sản xuất
hàng năm. Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 23 trong vỏ Trái Đất. Các loại khống chất nặng
nhất có xu hướng chứa khoảng 10% sắt và 40 - 50% kẽm. Các loại khoáng chất để tách kẽm
chủ yếu là sphalerit, blenđơ, smithsonit, calamin, franklinit.

Hình 2.2: Tinh thể Kẽm

Trang 5

Chương 2: Tổng quan tài liệu


Zn trong thực vật

Hàm lượng Zn trong các loại cây trồng biến động rất rộng từ 1- 10000 ppm tính theo hàm
lượng chất khơ. Trong cây, rễ là bộ phận có hàm lượng kẽm cao nhất, sau đó là lá và thấp nhất
là ở thân và cành. Hàm lượng kẽm ở phần non của cây thường cao hơn ở những phần già.
Kẽm đóng vai trị quan trọng trong quá trình tổng hợp acid nucleic (ARN) và protein. Thiếu
Zn sự tổng hợp ARN giảm do ức chế sinh tổng hợp protein trong cây. Kẽm tham gia vào một
số phản ứng sinh hóa trong cây, có vai trị quan trọng trong việc hình thành chất tăng trưởng
auxin. Triệu chứng thiếu kẽm thể hiện rõ nhất trên lá, chủ yếu trên các lá non đã trưởng thành
hoàn toàn. Lá chuyển màu xanh lục nhạt, vàng nhạt hoặc xuất hiện những đốm bạc trắng ở
phần giữa của lá. Thiếu kẽm làm sự hồi xanh chậm lại, cây còi cọc, cây hơi lùn, lá nhỏ bị xù
ra và thường có xọc màu trắng ở giữa các lá non.


Zn đối với con người

Kẽm là thành phần tự nhiên của thức ăn và cần thiết cho đời sống con người. Tổng lượng
Zn trong cơ thể xấp xỉ là 2-4 g. Một khẩu phần mẫu cung cấp hàng ngày từ 0,17 đến 0,25 mg
Zn/kg thể trọng. Nói chung, tất cả các loại động vật đều chịu đựng được kẽm, kim loại mà ít
gây độc nếu hàm lượng thấp. Do có giới hạn bảo đảm chắc chắn giữa nồng độ kẽm có trong
khẩu phần ăn bình thường hàng ngày, với liều lượng kẽm có thể gây ngộ độc do tích luỹ, cho
nên với hàm lượng kẽm được quy định giới hạn trong thức ăn (từ 5 đến 10 ppm) không ảnh
hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Ngộ độc do kẽm là ngộ độc do cấp tính, do ăn nhầm
phải một lượng lớn kẽm (5-10g ZnSO4 hoặc 3-5g ZnCl2) có thể gây chết người với triệu
chứng như có vị kim loại khó chịu và dai dẳng trong miệng, nôn, ỉa chảy, mồ hôi lạnh, mạch
đập khẽ, chết sau 10 đến 48 giờ. Zn cũng là thành phần của nhiều enzyme như alcohol
dehrydrogenase, lactate dehydrogenase, glutamate dehydrogenase…Thiếu hụt Zn gây ra

những rối loạn nghiêm trọng, nhưng thừa Zn lại gây ra hiện tượng ngộ độc. Kẽm liên quan
đến sự phát triển của xương, lượng năng lượng và sự phát triển giới tính. Thiếu kẽm làm cho
vết thương khó lên da non và đau khớp xương.
2.4 Tổng quan về kim loại chì (Pb)
2.4.1 Đặc tính của chì [5,6]
Chì là ngun tố hóa học nhóm IV trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev, số thứ tự
nguyên tử là 82, khối lượng nguyên tử 297,19; nóng chảy ở nhiệt độ 327,40C; sôi ở 17250C;
khối lượng riêng bằng 11,34 g/cm3.
Chì là kim loại có màu xám nhạt, khơng mùi, khơng vị, khơng hịa tan trong nước, khơng
cháy. Chì rất mềm, dễ gia cơng, có thể dùng dao cắt được và dễ nghiền thành bột. Chì được
coi là mềm và nặng nhất trong tất cả các kim loại thông thường. Hơi chì có vị ngọt ở họng nên
trong q khứ ở một số nơi người ta lén cho chì vào trong rượu để làm cho rượu ngọt hơn.
Hiện nay, một số rượu thuốc Trung Quốc cũng như một số thuốc cổ truyền vẫn thịnh hành ở
Trung Đơng đều có chứa một lượng chì đáng kể.

Trang 6


Chương 2: Tổng quan tài liệu

Hình 2.3: Tinh thể Chì
2.4.2 Mơi trường tồn tại của chì [4, 7, 9]
2.4.2.1 Chì trong mơi trường
Chì tồn tại trong mơi trường bao gồm chì tự nhiên có trong các khống của vỏ Trái Đất và
chì phát phải từ các hoạt động của con người. Chì khơng bị phân hủy trong mơi trường, chỉ
chuyển hóa từ dạng hợp chất này sang dạng hợp chất khác và được vận chuyển giữa các thành
phần trong môi trường theo một chu trình khép kín.
2.4.2.2 Chì trong mơi trường khơng khí
Chì trong mơi trường khơng khí xuất phát từ các nguồn chủ yếu sau:
-

Động đất, núi lửa

-

Gió cuốn bụi chì từ đất

-

Khí thải cơng nghiệp

-

Khói thải giao thơng

Chì phát thải vào mơi trường khơng khí từ cơng nghiệp ở dạng các hợp chất vô cơ như
oxit, nitrat, sulfat. Tetraelkyl chì trong xăng qua quá trình đốt cháy ở các động cơ đốt trong bị
chuyển một phần thành các muối vô cơ như các halide, hydroxit, oxit và một phần nhỏ
cacbonat và sulfat. Ngoài ra, tetraelkyl được phát thải ra ngồi khơng khí sẽ bị phân hủy dần
dần, trước tiên tạo thành các ion chì hữa cơ, cuối cùng tạo thành các hợp chất chì vơ cơ. Như
vậy, chì trong khơng khí chủ yếu tồn tại dưới dạng các hợp chất vơ cơ, cịn gọi là các hạt bụi
chì vơ cơ. Trong điều kiện tự nhiên, hàm lượng chì trong khí quyển thường trong khoảng
5.10-5 mg/m3, trong khi đó hàm lượng chì trung bình tại các đơ thị có mật độ giao thơng lớn
thường trong khoảng 3.10-3 mg/m3.
Bụi chì trong khơng khí được gió phát tán đi rất xa khu vực phát thải. Do đó, ơ nhiễm chì
trong khơng khí có tầm ảnh hưởng rộng. Bụi chì sau đó được lắng xuống dưới tác dụng của
trọng lực hoặc do được kéo theo các hạt mưa hoặc tuyết, tham gia vào khí quyển và địa
quyển. Bụi chì ở lớp bên dưới, ngang tầm hoạt động cuả con người cịn có khả năng xâm nhập
vào cơ thể con người và động vật. Theo tính tốn của các nhà khoa học, hàm lượng chì trung
bình trong khí quyển từ thời kì tiền sử là 0,6 µg/m3; tới ngày nay đã tăng lên 3,7 µg/m3; chính

là kết quả của các hoạt động nhân tạo. Hàm lượng chì trong khí quyển đơ thị trung bình nằm
trong khoảng từ 0,5 – 10 µg/m3. Trong đó có tới 30 – 50% hơi chì được hơ hấp vào cơ thể sẽ
hấp thụ trong người, trong máu tuần hồn, do đó hít thở khơng khí có bụi chì lớn sẽ bị ngộ
Trang 7


Chương 2: Tổng quan tài liệu
độc chì. Mức chì vào khoảng 20 – 40µg trên 100g máu (0,2 – 0,4 ppm) thì chưa gây tác hại gì
đáng kể, nhưng nếu hàm lượng đó lên đến 0,8 ppm thì sẽ phát sinh bệnh thiếu máu , hồng cầu
giảm rõ rệt và gây rối loạn chức năng thận. Chì từ khói thuốc lá làm ơ nhiễm khơng khí trong
phịng và gây nhiễm độc chì cho những người hút thuốc và cả những người ngửi thụ động
khói thuốc, nhất là phụ nữ mang thai và trẻ em. Trẻ em sống chung với người nghiện thuốc có
hàm lượng chì trong máu cao gấp 4 lần trẻ không sống chung với người nghiện thuốc. Trẻ em
và phụ nữ hấp thụ chì rất mạnh.
2.4.2.3 Chì trong mơi trường nước
Chì trong mơi trường nước là kết quả của các q trình sau:
-

Q trình phong hóa vỏ trái đất

-

Q trình xói mịn

-

Q trình tiếp nhận các dịng thải chứa chì từ hoạt động của con người

-

Quá trình lắng đọng chì từ khí quyển

-

Q trình hịa tan, rửa trơi các hợp chất chì từ đất

Trong mơi trường nước, chì tồn tại ở rất nhiều dạng hợp chất hóa học, tùy thuộc vào nguồn
phát sinh. Chì phát thải từ các điểm khai khống và nghiền quặng xâm nhập vào mơi trường
nước dưới dạng PbS, các oxit chì và các cacbonat chì. Ngồi ra, PbSO4 và Pb3(PO4)2 cũng tồn
tại trong khí quyển với lượng nhỏ. Các hợp chất này ít tan trong nước, có xu hướng lắng đọng
xuống lớp bùn đáy. Như vậy, trong khí quyển, chì thường tồn tại ở dạng các hợp chất Pb2+
hịa tan, được hydrat hóa, hoặc ở dạng huyền phù… Các hợp chất này có xu hướng tham gia
vào các quá trình sau:
-

Tạo phức với các phối tử vơ cơ hoặc hữu cơ

-

Hịa tan hoặc kết tủa hợp chất chì

-

Hấp phụ các hợp chất chì lên các hạt rắn lơ lửng có tính keo

-

Tạo bơng hoặc keo tụ

-

Sa lắng xuống lớp trầm tích, gia nhập địa quyển

-

Xâm nhập vào sinh quyển, phân bố và tích tụ trong các sinh vật thủy sinh
 Chì trong mơi trường nước ngọt

Trong nước thiên nhiên chì chiếm khoảng 0,001 – 0,02 mg/l. Nguồn nước máy có dấu vết
của chì là do đường ống nước bằng chì. Nguồn ơ nhiễm chì trong nước chủ yếu từ nước thải
của công nghệ sản xuất chì, sản xuất molypden, và vonfram. Nồng độ chì cho phép của nước
uống < 0,01 mg/l; nước tưới trồng trọt < 0,5 mg/l (TCVN 5945-1995); nước dùng cho chăn
nuôi < 0,05 mg/l. Trong nước thải, chì có thể ở dạng hịa tan hoặc dạng khó tan lơ lửng như
nước muối cacbonate, sunfua, sunfat.
Chì trong ống dẫn nước có chứa hàm lượng cacbonic khá cao. Cacbonic tác dụng với chì
làm ống dẫn trở thành cacbonat chì hịa tan trong nước. Khi con người dùng loại nước nhiễm
chì này, thì sẽ lưu lại trong cơ thể, phá hủy canxi trong xương và dẫn tới nhiều chứng bệnh
mãn tính.
Nước mềm, nghèo canxi nên khơng tạo thành các lớp chì cacbonat ở mặt trong các ống
nước bằng chì, vì thế chì tồn tại ở trạng thái hòa tan trong nước.

Trang 8


Chương 2: Tổng quan tài liệu
 Chì trong mơi trường nước biển
Từ năm 1961, nồng độ chì trong nước biển đã đạt tới mức độ khá cao do hoạt động của con
người. Sự ơ nhiễm chì nước biển gần bờ là do chất phụ gia trong xăng, nồng độ chì ở trong
các đại dương đã tăng lên 3 – 5 lần từ khi con người đưa chất phụ gia xăng vào sử dụng.
Nước biển chứa khoảng 0,03 µg chì/lít; chủ yếu ở dạng các phức clorua.

2.4.2.4 Chì trong đất
Chì trong đất bao gồm các nguồn sau đây:
-

Chì trong các khống chất thiên nhiên, điển hình là PbS

-

Chất thải rắn chứa chì từ các hoạt động của con người như khai khống, chơn lấp rác
đơ thị…

-

Lắng đọng chì từ khí quyển

-

Kết tủa và sa lắng các hợp chất của chì từ thủy quyển

Hàm lượng chì trung bình trong đất tự nhiên ở vào khoảng 10 – 40 µg/g, phụ thuộc vào
hàm lượng chì trong đá mẹ. Đối với đất bị ơ nhiễm, hàm lượng chì cao hơn và phụ thuộc vào
khoảng cách tới nguồn gây ơ nhiễm. Chì được phát thải từ các nguồn gây ơ nhiễm có khuynh
hướng tích lũy một cách tự nhiên trong lớp đất mặt, với độ sâu từ 0 – 15 cm. Do đó, ở những
vùng đất bị ơ nhiễm, hàm lượng chì trong lớp đất mặt thường cao hơn so với lớp đất bên dưới.
Chì trong môi trường đất tồn tại ở các dạng sau: trong dung dịch đất, bị hấp thụ trên bề mặt
của keo mùn sét, hoặc liên kết với Fe và Mn tạo ra các oxit thứ cấp, dạng cacbonat và trong
mạng tinh thể aluminsilicat. Tuy nhiên, phần quan trọng nhất là chì trong dung dịch đất vì đây
là nguồn mà thực vật có thể hấp thụ chì một cách trực tiếp. Chì trong đất có khuynh hướng
tham gia các q trình sau:
-

Bị hấp thụ vào các hạt keo đất

-

Bị phân giải vào dung dịch đất do sự thay đổi pH của đất

-

Bị rửa trơi hoặc hịa tan bởi các dịng chảy bề mặt

-

Theo nước trong đất thấm xuống tầng nước ngầm

-

Bị hấp thụ vào thực vật và tích tụ trong hệ rễ, cành, lá.

2.4.3 Cơ chế xâm nhập, phân bố và tích tụ của chì trong cơ thể con người [14, 19]
2.4.3.1 Cơ chế xâm nhập
Chì xâm nhập vào cơ thể con người và động vật thông qua những con đường chính sau: hơ
hấp, ăn uống và hấp thụ qua da
 Đường hơ hấp
Bụi chì và các hợp chất của chì trong khơng khí có khả năng xâm nhập vào cơ thể con
người qua đường hô hấp. Khoảng 30 – 50% lượng chì có trong thành phần khơng khí do con
người hít vào được lắng đọng trong phổi người, tỷ lệ này phụ thuộc vào đặc tính hóa học, kích
thước các hạt bụi chì và khả năng hịa tan của chúng. Khi đã lắng đọng vào phổi, phần lớn bụi
chì được hấp thụ và tiếp tục xâm nhập vào các bộ phận cơ thể người.
 Đường ăn uống

Số lượng và tốc độ hấp thụ chì qua đường tiêu hóa của cơ thể phụ thuộc vào dạng tồn tại
hóa học của chì, kích thước hạt bụi chì, trạng thái no hoặc đói của cơ thể, chế độ dinh dưỡng
Trang 9


Chương 2: Tổng quan tài liệu
và độ tuổi. Cơ thể người trưởng thành có khả năng hấp thu 5% hàm lượng chì có trong thức
ăn hoặc nước uống. Con số này có thể tăng tới 50% tùy thuộc vào trạng thái no hoặc đói của
cơ thể. Trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ là những đối tượng nhạy cảm với chì, khoảng 50% lượng chì có
trong thức ăn và nước uống được cơ thể trẻ hấp thụ. Chế độ ăn nghèo canxi, sắt, đồng, kẽm,
photpho sẽ làm tăng khả năng hấp thu chì qua đường tiêu hóa.


Hấp thụ qua da: Khả năng hấp thụ chì qua da của cơ thể rất kém.

2.4.3.2 Phân bố chì trong cơ thể
Sau khi được hấp thụ qua đường hơ hấp hoặc đường ăn uống, chì tiếp tục xâm nhập vào
máu và từ đó được phân bố tới nhiều bộ phận của cơ thể nhờ tế bào hồng cầu và huyết tương.
Tốc độ phân bố chì trong cơ thể không đều và phụ thuộc vào hướng phân bố. Đầu tiên, chì
được chuyển nhanh tới các mơ mềm như cơ, não, đặc biệt là gan và thận sau đó được bài tiết
qua đường phân, nước tiểu và mồ hôi. Đối với người trưởng thành, khoảng 99% lượng chì
hấp thụ vào trong cơ thể được thải ra ngồi qua con đường bài tiết, đối với trẻ em dưới 2 tuổi
con số này là 30 – 40%. Chì được chuyển tới các mô cứng của cơ thể như xương, răng, tóc,
móng với tốc độ chậm, khoảng vài tuần. Có tới khoảng 94% lượng chì vào cơ thể người
trưởng thành và 73% trong cơ thể trẻ em được tích tụ trong xương và răng.
2.4.3.3 Độc tính của chì [18, 8]
Chì và nhiều hợp chất của chì được ngành độc học xếp vào nhóm độc bản chất. Trong cơ
thể, chì khơng bị chuyển hóa, chỉ được chuyển từ bộ phận này sang bộ phận khác, bị đào thải
qua đường bài tiết và tích tụ lại trong một số cơ quan với hàm lượng tăng dần theo thời gian
tiếp xúc. Vì vậy, ảnh hưởng gây độc của chì là rất nghiêm trọng và lâu dài. Độc tính của chì tỷ

lệ thuận với hàm lượng chì trong cơ thể. Ảnh hưởng của chì lên các bộ phận của cơ thể phụ
thuộc vào sự phân bố của chì, ái lực của nó đối với các liên kết, cấu tạo của tế bào và cấu trúc
của mơ và các cơ quan. Chì có khả năng làm thay đổi quá trình vận chuyển ion trong cơ thể,
dẫn tới cản trở sự phát triển và chức năng của nhiều cơ quan, đặc biệt là hệ thần kinh trung
ương. Từ đó gây ra rất nhiều loại bệnh có liên quan tới nhiễm độc chì như: bệnh thiếu máu,
bệnh về hệ tiêu hóa, hệ thần kinh (bao gồm thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên),
bệnh tim mạch và ảnh hưởng đến quá trình sinh sản. Chì gây trở ngại cho q trình tạo máu ở
một vài cơng đoạn, chì ức chế hoạt động của một số enzym như: enzym deltaaminolaevulinate dehydratase (ALAD), enzym co-proporphyrinogen oxidase và enzym
ferrochelatase. Do đó, q trình tạo máu bị suy giảm và dẫn tới thiếu máu. Thơng thường,
mức độ nhiễm độc chì được biểu thị thơng qua hàm lượng chì trong máu (gọi tắt là PbB), các
tiêu chuẩn về sức khỏe và môi trường liên quan đến nhiễm độc cũng được xác định bằng
thơng số này.
Chì là một thành phần khơng cần thiết của khẩu phần ăn. Trung bình liều lượng chì do thức
ăn, thức uống cung cấp cho khẩu phần hàng ngày từ 0,0033 đến 0,005 mg/kg thể trọng. Nghĩa
là trung bình một ngày, một người lớn ăn vào cơ thể từ 0,25 đến 0,35 mg chì. Với liều lượng
đó hàm lượng chì tích lũy sẽ tăng dần theo tuổi, nhưng cho đến nay chưa có gì chứng tỏ rằng
sự tích lũy liều lượng đó có thể gây ngộ độc đối với người bình thường khỏe mạnh.
Liều lượng tối đa chì (Pb) có thể chấp nhận hàng ngày cho người, do thức ăn cung cấp,
được tạm thời quy định là 0,005 mg/kg thể trọng.
Ngộ độc cấp tính do chì thường ít gặp. Ngộ độc trường diễn là do ăn phải thức ăn có chứa
một lượng chì, tuy ít nhưng liên tục hàng ngày. Chỉ cần hàng ngày cơ thể hấp thu từ 1 mg chì
trở lên, sau một vài năm, sẽ có những triệu chứng đặc hiệu: hơi thở thối, sưng lợi với viền đen

Trang 10


Chương 2: Tổng quan tài liệu
ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên (tay bị biến dạng),
mạch yếu.
2.5 Kim loại nặng đối với con người và cây trồng [4, 7, 8, 18, 20]

2.5.1 Vai trò của kim loại và cây trồng
Nhiều nguyên tố kim loại có ý nghĩa quan trọng trong đời sống của sinh vật, trung bình
hàm lượng kim loại trong sinh khối khô của sinh vật khoảng từ 1 đến 100ppm. Ở hàm lượng
cao hơn thường gây độc hại cho sinh vật. Khoảng cách từ đủ đến dư thừa là rất hẹp. Một vài
kim loại như: Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, và Zn là những nguyên tố cần thiết
trong thực vật , được sử dụng cho các q trình oxy hóa khử, ổn định phân tử, là thành phần
của rất nhiều loại enzym, điều chỉnh áp lực thẩm thấu. Còn một số kim loại khơng có vai trị
sinh học, khơng cần thiết như : Ag, Al, Au, Pb, Hg… sẽ gây độc lâu dài đối với sinh vật. Các
kim loại không cần thiết này sẽ thay thế vào vị trí của các kim loại cần thiết. Ở nồng độ cao,
cả hai nguyên tố kim loại cần thiết và khơng cần thiết đều có thể làm tổn hại màng tế bào,
thay đổi đặc tính của enzym, phá vỡ cấu trúc và chức năng của tế bào.
Thực vật hấp thu tất cả các nguyên tố nằm ở xung quanh vùng rễ. Để xem kim loại (Men+)
cần thiết hay khơng cần thiết cho cây thì phải loại bỏ kim loại đó ra khỏi mơi trường để tìm
hiểu:
(1) Khả năng hồn chỉnh chu trình sống của thực vật ?
(2) Men+ có thể thay thế kim loại cần thiết (vi, đa lượng) ?
(3) Sự liên quan trực tiếp của Men+ đến quá trình trao đổi chất ? Thực vật hấp thụ kim
loại ở cả 3 dạng: cation (Ca2+), anion (MoO42-) và dạng khí (Hg, Se) qua khí khổng của lá.
Dạng hóa học của kim loại rất quan trọng bởi vì có liên quan tới khả năng hấp thụ của thực
vật. Ví dụ: Cd tạo phức với clorua làm cho cây khó hấp thụ.
2.5.2 Cơ chế hấp thụ kim loại nặng vào thực vật
Các nguyên tố trong dung dịch đất được chuyển từ các lỗ khí trong đất tới bề mặt rễ cây
bằng hai con đường chính: sự khuếch tán và dòng chảy khối. Sự khuếch tán xảy ra nhằm
chống lại sự gia tăng gradien nồng độ bình thường đối với rễ cây bằng cách: hấp thụ các kim
loại nặng trong dung dịch đất tại bề mặt tiếp giáp rễ cây – đất. Dòng chảy khối được tạo ra do
sự di chuyển của dung dịch đất tới bề mặt rễ cây như là kết quả của quá trình thở của lá. Cả
hai q trình này xảy ra khơng đồng đều nhưng theo các tốc độ khác nhau tùy thuộc vào nồng
độ dung dịch đất.
Các kim loại nặng trong đất thường tồn tại ở trạng thái hòa tan, phân ly thành các ion mang
điện tích dương (cation) và ion mang điện tích âm (anion). Các muối kim loại hịa tan trong

nước được hấp thụ cùng với dòng nước từ đất vào rễ rồi lên lá. Phần lớn các kim loại nặng
được hấp thụ vào cây dưới dạng ion thông qua hệ thống rễ. Có hai cách hấp thu ion vào rễ:
hấp thụ chủ động và hấp thụ bị động.
 Hấp thụ thụ động
-

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

-

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

- Các kim loại này hút bám trên các bề mặt keo đất và trên bề mặt rễ trao đổi với nhau
khi có tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất, cách này được gọi là hút bám trao đổi.

Trang 11


Chương 2: Tổng quan tài liệu


Hấp thụ chủ động:

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

Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào trong cây trải qua 4 giai đoạn sau
Giai đoạn 1: Kim loại nặng đi vào vùng tự do của rễ cây
Sự di chuyển của các ion kim loại không bị giới hạn tại bề mặt rễ cây. Vùng màng của tế
bào có khả năng dễ dàng cho dung dịch xâm nhập, tại đây các ion dương có thể khuếch tán tự
do hoặc bị bẫy vào những tế bào mang điện âm. Kim loại được vận chuyển vào khối hình cầu
thân rễ - vùng rộng khoảng 1 - 2 mm giữa rễ và vùng đất xung quanh. Cơ chế hấp thụ có thể
biến đổi với các ion khác nhau, nhưng những ion được hấp thụ vào trong rễ bởi cùng một cơ
chế sẽ cạnh tranh với nhau, ví dụ như sự hấp thụ của Zn được hạn chế bởi Cu và H+ nhưng
không bị hạn chế bởi Fe và Mn.
Giai đoạn 2: Các kim loại nặng bị hấp thụ trong tế bào có thể bị mất tính linh động hay
tính độc trong tế bào chất, thơng qua q trình kết hợp tạo phức với các phân tử hữu cơ hoặc
bị sa lắng xuống các khu vực giàu electron.
Giai đoạn 3: Các kim loại ở trong tế bào có thể được chuyển từ tế bào này sang tế bào
khác thông qua con đường hợp sẽ đi vào mao dẫn rễ và đưa tới mầm non. Sự di chuyển của
các dung dịch trong mao dẫn rễ là nguyên nhân gây ra các dòng thở (sự di chuyển khối - dịng
chảy khối). Các cation tự do có thể phản ứng với các nhóm mang điện âm của thành tế bào
mao dẫn rễ, đây chính là lý do làm cản trở sự vận chuyển của kim loại nặng hay làm q trình
trao đổi bị chậm lại. Ngồi ra, các nhóm tạo phức với kim loại tự do như các axit hữu cơ,
aminoacid trong mao dẫn rễ sẽ làm giảm mức độ linh động của kim loại nặng và cho phép
chúng di chuyển vào các mầm non.
Giai đoạn 4: Với sự góp mặt của kim loại trong cây làm biến đổi gen và làm mất tính linh
động của kim loại trong rễ. Kim loại nặng tích lũy trong rễ chiếm 80 - 90 % tổng lượng kim
loại hấp thụ. Hầu hết các kim loại được tích lũy trong rễ cây đều ở trong không bào và được
liên kết vào các hợp chất pectin và protein của thành tế bào. Ngồi ra một số lồi cây có khả
năng tích lũy kim loại nặng ở phần trên của cây.
2.6 Tổng quan về tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong rau xanh ở Việt Nam
Các nghiên cứu tập trung vào đánh giá hiện trạng kim loại nặng trong nước sử dụng trong
nơng nghiệp và sự hấp thụ tích lũy một số kim loại nặng lên các thực phẩm khác nhau. Sự hấp
thụ và tích lũy kim loại nặng lên thực vật cịn được ứng dụng trong các cơng nghệ xử lý nhằm
loại bỏ các kim loại nặng tồn dư trong đất, nước.

- Lê Đức và các cộng sự (2000), nghiên cứu khả năng hút thu và tích lũy Pb trong cây
bèo tây và rau muống trồng trên nền đất bị ô nhiễm.
- Nhóm tác giả Lương Thị Hồng Vân và Nguyễn Mai Huệ (2002), đã điều tra hàm
lượng Pb, As trong rau, quả (rau muống, mồng tơi, cải xanh, ngải cứu, rau ngót, khoai lang,
chuối, đu đủ...) trồng tại các vùng xung quanh xưởng luyện kim màu Thái Nguyên và thu

Trang 12


Chương 2: Tổng quan tài liệu
được kết quả như sau: hàm lượng Pb và As trong rau quả ăn được trồng tại vùng có xưởng
luyện kim màu Thái Nguyên cao hơn mức an toàn cho phép từ 2 đến 6 lần.
- Vũ Đình Tuấn và cộng sự (2004), cũng đã điều tra hiện trạng kim loại nặng trong đất
và cây rau vùng ngoại thành Hà Nội, kết quả cho thấy: lượng Pb trong 13 mẫu rau và lượng
Cd trong 11 mẫu rau trồng tại Từ Liêm đặc biệt là nhóm rau gia vị và rau ăn lá nấu chín (tía
tơ, mùi, hành, tỏi, kinh giới, rau ngót, cải ngọt, mồng tơi...), vượt khỏi tiêu chuẩn cho phép
của Việt Nam.
- Lê Đức và các cộng sự (2005) đã nghiên cứu ảnh hưởng của Pb2+, Cu2+ đến giun đất,
rau cải và ảnh hưởng của Pb, Cu, Zn, Cd đến cây mạ trên nền đất phù sa sông Hồng. Kết quả
cho thấy, ảnh hưởng trực tiếp của Pb2+, Cu2+ đến sự nảy mầm của hạt rau cải cũng như sự sinh
rễ, sinh lá và chiều cao trung bình của cây cải, tùy thuộc vào độc tính của từng nguyên tố
(Pb,Cu, Zn, Cd) ở những nồng độ lớn nhỏ khác nhau đã ảnh hưởng đến bộ rễ cũng như gây
chết cây mạ.
- Phạm Ngọc Thuỵ và các cộng sự (2006) đã điều tra hiện trạng về Pb, Hg, As, Cd trong
đất nước và một số rau trồng ở khu vực Đông Anh, Hà Nội. Kết quả điều tra cho thấy một số
mẫu rau như xà lách, rau muống, cải cúc, cải bắp, cải ngọt, hành hoa, cải thảo.. bị ô nhiễm Pb
và Cd, rất ít mẫu rau bị ô nhiễm As và Hg...
2.7 Phương pháp định lượng vết kim loại nặng
Ngày nay, xã hội có nhu cầu rất lớn phân tích vết kim loại trong các mẫu thực phẩm, môi
trường, nước,…. Để định lượng được vết kim loại trong các loại mẫu thì địi hỏi phải có thiết

bị phân tích hiện đại có độ nhạy, độ chọn lọc và độ chính xác cao, thời gian phân tích ngắn.
Chính vì vậy, đã phát triển rất nhiều các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại khác nhau cho
phép định lượng vết kim loại một cách chính xác và nhanh chóng.

Trang 13


Chương 2: Tổng quan tài liệu

Bảng 2.1: Một số phương pháp phân tích hóa lý và khoảng định lượng
STT

Tên phương pháp

Khoảng nồng độ (ion.g/l)

1

Phổ hấp thụ phân tử

10-5 ÷ 10-6

2

Phổ huỳnh quang phân tử

10-6 ÷ 10-7

3

Phổ hấp thụ nguyên tử

10-6 ÷ 10-7

4

Phổ phát xạ nguyên tử

10-5 ÷ 10-6

5

Phân tích kích hoạt nơtron

10-9 ÷ 10-10

6

Điện thế dùng điện cực chọn lọc ion

10-4 ÷ 10-5

7

Cực phổ cổ điển

10-4 ÷ 10-5

8

Cực phổ sóng vng

10-6 ÷ 10-7

9

Von-Ampe hịa tan dùng điện cực HMDE

10-6 ÷ 10-9

10

Von-Ampe hồ tan dùng điện cực màng Hg

10-8 ÷ 10-10

Theo bảng trên phương pháp kích hoạt notron có độ nhạy cao nhất, nhưng đòi hỏi thiết bị
đắt tiền, điều kiện tiến hành khó khăn nên ít được sử dụng phổ biến. Phương pháp hấp thụ
nguyên tử có độ nhạy, độ chính xác cao và có ưu điểm nổi bật rất thuận lợi cho việc xác định
chính xác vết kim loại và các hợp chất độc hại trong nhiều đối tượng khác nhau, các kết quả
rất ổn định sai số nhỏ (không quá 15%) với vùng nồng độ cỡ 1-2ppm.
2.8 Cơ sở lý thuyết của phương pháp nghiên cứu
2.8.1 Phương pháp xử lý mẫu phân tích
Xử lý mẫu là một thao tác cực kì quan trọng khơng thể thiếu khi tiến hành phân tích định
tính cũng như định lượng kim loại bằng phương pháp AAS nói riêng và trong kỹ thuật phân
tích nói chung. Việc xử lý mẫu sai, kết quả thu được sẽ khơng có giá trị, khơng đáng tin cậy.
Mục đích của việc xử lý mẫu là nhằm tách các tạp chất, làm giàu mẫu (nếu cần), đưa mẫu về
trạng thái thuận lợi nhất cho việc phân tích. Để phân tích một ngun tố kim loại có mặt trong
mẫu bằng AAS, trước hết kim loại đó phải ở dưới dạng ion tan. Mặt khác, kim loại tồn tại
trong mẫu thực phẩm dưới dạng phức của các chất hữu cơ. Do đó mục đích của việc xử lý

mẫu ở đây là giải phóng kim loại ra khỏi phức chất và đưa nó về trạng thái ion tan trong dung
dịch. Hầu hết các nguyên tố kim loại phân tích bằng phương pháp AAS đều phải tồn tại dưới
dạng muối acid.
Có hai phương pháp xử lý mẫu:

Trang 14


Chương 2: Tổng quan tài liệu
- Phương pháp xử lý ướt: là kỹ thuật dùng các axit mạnh, đặc và nóng, kiềm mạnh đặc,
nóng hoặc hỗn hợp axit hay hỗn hợp kiềm... để phân huỷ mẫu trong điều kiện đun nóng trong
bình Kendan, trong hộp kín hay trong lị vi sóng. Các loại acid sử dụng trong phương pháp
ướt:
+ H2SO4: đóng vai trị phân hủy các hợp chất hữu cơ do acid này có khả năng đốt cháy
chất hữu cơ.
+ HCl, HNO3, HClO4, H2O2: các acid này có vai trị xúc tiến cho phản ứng nhanh hơn vì
nó có khả năng cắt mạch phân tử.
-

Kỹ thuật xử lý khô: là dùng nhiệt độ cao để phá mẫu. Quá trình này gồm 2 giai đoạn:

+ Than hóa: mục đích của q trình than hóa là làm bốc hơi nước và một số chất bay hơi
ở nhiệt độ khoảng 1000C, không làm cho mẫu văng ra ngoài, chuyển các chất hữu cơ thành
dạng C và CO2. Do đó khi cho HNO3 vào hịa tan chỉ hịa tan được một phần khống. Vì vậy
để tách được triệt để kim loại ra khỏi mẫu và đưa về dạng ion tan, chúng ta phải tiến hành giai
đoạn 2 là giai đoạn tro hóa.
+ Tro hóa: mục đích của q trình tro hóa là phân hủy tồn bộ chất hữu cơ có trong mẫu,
giải phóng kim loại dưới dạng tự do hay muối kim loại. Đối với chất khó cháy phải sử dụng
chất trợ cháy Mg(NO3)2.


Phá mẫu hệ hở

Phương pháp này đơn giản, không cần dụng cụ phức tạp và cho kết quả khá chính xác.
Các axit được sử dụng trong phá mẫu hệ hở như: HF, HCl, H2SO4, HClO4…, tùy theo loại
mẫu và nguyên tố cần phân tích mà ta có quy trình phân tích phù hợp. Ví dụ như để xác định
các nguyên tố dễ bay hơi như Hg thì cần khống chế nhiệt độ < 1200C, để phá các mẫu chứa
nhiều SiO2 cần cho thêm HF….


Phá mẫu bằng lị vi sóng

Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướt với axit đặc trong lị vi sóng hệ kín do có
nhiều ưu điểm như: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để và khơng mất chất phân
tích, hiệu suất xử lý mẫu cao.
Dưới tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượng nhiệt cùng
axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lưu, chuyển động nhiệt và va chạm
của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mịn dần, các tác nhân này tấn cơng và bào mịn
dần các hạt mẫu từ bên ngồi vào, làm cho các hạt mẫu bị mịn dần và tan hết.
Ngồi ra, trong lị vi sóng cịn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân tử nước hấp
thụ ( > 90%) năng lượng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển động nhiệt rất
mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong ra. Hơn nữa, do xử lý mẫu trong hệ kín nên áp
suất cao sẽ làm nhiệt độ cao, đây là tác nhân phân huỷ mạnh nhất do vậy thúc đẩy quá trình
phân huỷ mẫu từ bên trong ra và từ ngồi vào. Do đó, xử lý mẫu trong lị vi sóng chỉ cần thời
gian rất ngắn 50 đến 90 phút và rất triệt để.
2.8.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS [10, 11, 16, 17]
Phép đo phổ hấp thụ ngun tử là những kỹ thuật phân tích hóa lý, đã và đang được phát
triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học kĩ thuật, trong sản xuất cơng nghiệp,
nơng nghiệp, y dược, địa chất, hóa học. Đặc biệt ở các nước phát triển, phương pháp phân tích
phổ hấp thụ nguyên tử đã trở thành một trong các phương pháp dùng để phân tích lượng vết

Trang 15


Chương 2: Tổng quan tài liệu
kim loại có trong nhiều đối tượng khác nhau như đất, nước, khơng khí, thực phẩm …Hiện nay
trong công tác nguyên cứu bảo vệ môi trường, phương pháp phân tích này là một cơng cụ đắc
lực để xác định các kim loại độc hại. Ở nước ta, kĩ thuật phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử
cũng đã được phát triển và ứng dụng trong khoảng hơn hai chục năm nay.
2.8.2.1 Nguyên tắc và trang bị của phép đo AAS
Cơ sở lí thuyết của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử là sự hấp thụ năng lượng (bức xạ đơn
sắc) của nguyên tử tự do ở trong trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của
nguyên tố ấy trong môi trường hấp thụ. Thiết bị hoạt động dựa trên sự hấp thụ chọn
lọc các bức xạ đơn sắc đặc trưng của đám hơi nguyên tử của nguyên tố cần xác
định. Vì thế, muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên
tố cần thực hiện các quá trình sau:
- Chọn các điều kiện và một loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng
thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các ngun tử tự do. Đó là q
trình hóa hơi và ngun tử hóa mẫu. Đối với phân tích khoáng trong thực phẩm, mẫu thực
phẩm trước khi đưa vào bộ phận này cần được qua xử lý vô cơ hóa hồn tồn.
- Chiếu chùm tia sáng phát ra bức xạ tương ứng với bức xạ hấp thụ đặc trưng của cấu
tử cần phân tích (nguồn bức xại đơn sắc) qua đám hơi nguyên tử. Các nguyên tử ở trạng thái
hơi sẽ hấp thu bức xạ và hình thành phổ hấp thụ.
- Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ thu toàn bộ chùm sáng, phân li và
chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó. Cường
độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử.
Vì vậy, muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, hệ thống máy đo phổ hấp thụ
nguyên tử phải bao gồm các phần cơ bản sau đây:
 Phần 1: Nguồn phát tia phát xạ cộng hưởng của nguyên tố phân tích (vạch phổ
phát xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích), để chiếu vào mơi trường hấp thụ chứa các

nguyên tử tự do của nguyên tố. Đó là các đèn catod rỗng (HCL), các đèn phóng điện
khơng điện cực (EDL), hay nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điệu.

Hình 2.4: Cấu tạo đền catod rỗng

Trang 16


Chương 2: Tổng quan tài liệu

Hình 2.5: Đèn phóng điện khơng điện cực
 Phần 2: Hệ thống ngun tử hóa mẫu phân tích. Hệ thống này được chế tạo theo
hai loại kĩ thuật nguyên tử hóa mẫu. Đó là kĩ thuật ngun tử hóa bằng ngọn lửa đèn khí
(lúc này ta có phép đo F-AAS) và kỹ thuật nguyên tử hóa khơng ngọn lửa (lúc này ta có
phép đo ETA-AAS).

Hình 2.6: Hệ thống nguyên tử hóa mẫu trong ngọn lửa
Trong đó: (1) Đèn nguyên tử hóa mẫu,
(2) Màng bảo hiểm,
(3) Đường thải phần mẫu thừa,
(4) Đường dẫn chất oxi hóa,
(5) Đường dẫn mẫu vào buồng aerosol hóa,
(6) Đường dẫn chất cháy C2H2,
(7) Viên bi tạo bụi aerosol.
 Phần 3. Hệ thống máy quang phổ hấp thụ, nó là bộ đơn sắc, có nhiệm vụ thu,
phân li và chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hướng vào nhân quang điện để phát hiện
tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ.

Trang 17