Báo cáo nghiên cứu khoa học: "XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI ĐỒNG TRONG RAU MUỐNG Ở MỘT SỐ KHU VỰC THUỘC THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG" docx

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010

105
XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI ĐỒNG
TRONG RAU MUỐNG Ở MỘT SỐ KHU VỰC THUỘC
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
PROPOSAL OF AN ANALYTICAL PROCEDURE TO DETERMINE COPPER
CONTENT IN THE WATER SPINACH PLANTED IN DANANG CITY

Nguyễn Thị Hường
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Ô nhiễm do kim loại nặng tích tụ trong rau xanh gây ra hiện đang được nhiều nhà
nghiên cứu quan tâm. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người khi nhiễm kim loại nặng là rất
nghiêm trọng. Rau xanh được trồng trên các vùng đất ô nhiễm hoặc được tưới bằng nước thải
chứa nhiều kim loại nặng là một trong những nguyên nhân làm tích tụ kim loại nặng trong các
loại rau xanh. Việc xác định kim loại nặng có trong các loại rau xanh thự
c phẩm là cấp thiết.
Trong các phương pháp phân tích kim loại nặng, phương pháp phân tích cực phổ là một
phương pháp phân tích hiệu quả, tin cậy. Trong bài báo này, quy trình phân tích hàm lượng Cu
trong rau muống được trồng ở một vài khu vực thuộc thành phố Đà Nẵng được đề xuất. Để
đánh giá quy trình, độ phát hiện, độ lặp của phương pháp phân tích được tính toán. Hàm lượng
kim loại đồng trong các mẫu rau muống phân tích được vẫn nằm trong giới hạn an toàn.
ABSTRACT
Much attention has been paid to the heavy metal pollution in vegetables. This can have
serious impacts on human health. The vegetables planted on polluted soil or sprayed with
wastewater can absorb heavy metals and retain them for along time. There are many methods
used in the analysis of metals. Of these, the polarographic analysis is noted as a useful method
to determine metals at the ppm-concentration. In this research, an analytical procedure was
proposed to determine the copper concentration in vegetables planted in Hoa Khanh Ward,

Danang city. The accuracy and recovery of this analytical method were shown in this
presentation. Results show that the concentration of copper is still at a safety level.

1. Đặt vấn đề
Ô nhiễm môi trường hiện là vấn đề được nhiều nhà khoa học, quản lý quan tâm.
Ảnh hưởng trực tiếp của ô nhiễm môi trường đến hoạt động sống của con người ngày
càng rõ rệt. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu: nước biển dâng cao, bão lụt và hạn hán
ngày càng phức tạp, khó dự báo. Chính vì vậy, giải quyết vấn đề này không chỉ là việc
riêng của một quốc gia nào.
Hoạt động công nghiệp là một trong những nguồn phát thải chính gây ô nhiễm.
Chất thải với lượng lớn, ô nhiễm nặng được thải ra môi trường hằng năm của nhiều
ngành công nghiệp khác nhau, tính chất của loại chất thải càng ngày càng phức tạp đã
và đang gây ảnh hưởng trực tiếp đến con người.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010

106
Ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước và không khí gây ra tồn dư lâu dài trong
các sản phẩm nông nghiệp được quan tâm nhiều trong thời gian gần đây. Từ năm 1971,
WHO đã khẳng định ảnh hưởng xấu của kim loại nặng đến sức khỏe con người. Thông
qua các sản phẩm nông nghiệp này, kim loại có tính độc cao đi vào cơ thể con người.
Vấn đề trở nên cấp thiết hơn khi Việt Nam tham gia vào Tổ chức Thương mại Thế giới
(WTO) - các sản phẩm nông nghiệp được kiểm tra nghiêm ngặt dư lượng kim loại nặng
khi xuất khẩu. Rau xanh là một nhu cầu không thể thiếu của người dân trong khẩu phần
ăn hằng ngày. Tất nhiên, nó sẽ không thể nằm ngoài ảnh hưởng đó nếu rau được trồng
trên khu vực ô nhiễm và sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người.
Kim loại nặng tồn dư trong rau xanh gây ra ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức
khỏe con người. Rau xanh bị nhiễm bẩn kim loại nặng có thể do trồng trên đất đã bị ô
nhiễm bởi các hoạt động công nghiệp hoặc được tưới bằng các loại nước thải ô nhiễm.
Một con đường khác làm ô nhiễm kim loại nặng trong rau là kim loại nặng trong không
khí kết tụ trên lá và sau đó thẩm thấu dần vào rau trong quá trình sản xuất, vận chuyển,

kinh doanh. Ví dụ chì trong khói thải động cơ, lơ lửng trong không khí, gây nhiễm rau
được trồng dọc các đường giao thông lớn.
Với ý nghĩa đó, trong nghiên cứu này, một quy trình phân tích phù hợp để xác
định lượng kim loại Cu trong rau muống được đề nghị. Phương pháp cực phổ kết hợp
với kỹ thuật xung vi phân được cho là một trong những phương pháp có độ phát hiện
cao, dễ thực hiện, có thể dùng để phân tích nhanh ở hiện trường. Phương pháp xử lý
mẫu cũng được đặc biệt chú ý để đảm bảo kết quả phân tích chính xác.
2. Thực nghiệm
2.1. Thiết bị và dụng cụ, hóa chất
Trong nghiên cứu này, hóa chất sử dụng là loại tinh khiết của hãng sản xuất
Mecrk (CHLB Đức): HNO
3
, HClO
4
, KNO
3
, H
2
O
2
, HCl, dung dịch chuẩn Zn
2+
, Cd
2+
,
Pb
2+
, Cu
2+
nồng độ 1000 ppm, nước cất hai lần và máy đo cực phổ, điện cực rắn màng

thủy ngân CPA-HH3 (Việt Nam).
2.2. Lấy mẫu và xử lý mẫu
Mẫu rau muống được lấy tại một số vị trí trồng rau thuộc thành phố Đà Nẵng
trong khoảng từ tháng 10 đến tháng 11 năm 2009. Rau được rửa sạch và rửa lại bằng
nước cất hai lần, cắt nhỏ khoảng 1cm, sấy khô đến khối lượng không đổi và được bảo
quản để làm mẫu phân tích. Tỷ lệ về khối lượng giữa rau tươi và rau khô được xác định.
2.3. Phương pháp thực nghiệm
Hai phương pháp vô cơ hóa mẫu: khô và khô ướt kết hợp được sử dụng trong
nghiên cứu này. Dung dịch sau cùng được phân tích để xác định hàm lượng Cu trong
rau bằng phương pháp cực phổ xung vi phân với điện cực màng thủy ngân được điều
chế trên điện cực rắn than chì. Lượng mẫu rau khô cho mỗi thí nghiệm là 10g.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010

107
3. Kết quả và thảo luận
3.1.Xây dựng phương pháp phân tích
Phương pháp cực phổ với kỹ thuật xung vi phân anode hòa tan được lựa chọn để
xây dựng quy trình phân tích. Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo được lựa chọn là:
dung dịch nền, sự có mặt của các ion kim loại khác như kẽm, cadimi, chì.
Nguyên tắc lựa chọn: chiều cao píc kim loại cần xác định không hoặc ít thay đổi
khi có mặt các ion ảnh hưởng khác.
Dung dịch nền được chọn là KCl 0,1M + HCl 0,15M, thời gian làm giàu 120
giây, thời gian nghỉ 10 giây.
Bón nhiều loại phân, sử dụng các nguồn nước tưới tiêu cho rau cũng như sự ô
nhiễm môi trường đất, không khí làm cho sự có mặt đồng thời nhiều kim loại nặng trong
rau là có thể xảy ra. Vì vậy, ảnh hưởng của kẽm, cadimi, chì đến việc xác định đồng được
nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu trên mẫu rau giả cho thấy không có sự ảnh hưởng của các
kim loại nặng trên đến việc xác định đồng do vậy trong quá trình xác định nếu có mặt các
kim loại trên ta không cần che chắn hoặc tách loại trước khi phân tích.
Dựa trên hiệu suất thu hồi cao nhất, kết quả quá trình khảo sát điều kiện vô cơ

hóa mẫu thu được là:
* Phân hủy mẫu theo phương pháp khô:
Thời gian nung: 460
O
C
Nhiệt độ nung: 1,5 giờ
* Phân hủy mẫu theo phương pháp khô ướt kết hợp:
Dung môi: 8 ml HNO
3
; 0,3ml HClO
4
; 4 ml H
2
O
2
Thời gian nung: 1,5 giờ
Nhiệt độ nung: 450
O
C
Hiệu suất thu hồi của phương pháp phân hủy mẫu theo phương pháp khô và khô
ướt kết hợp lần lượt là 62,48% và 82,70%.
Với điều kiện tối ưu đã chọn, sai số thống kê của phương pháp tiến hành với
năm thí nghiệm song song và kết quả được thể hiện ở bảng 1.

Bảng 1. Kết quả đánh giá sai số của phương pháp
Vô cơ hóa
mẫu theo
phương pháp
Phương sai
(s

2
)
Độ lệch
chuẩn (s)
Độ lệch
chuẩn tương
đối (RSD)
Độ chính
xác (ε)
Sai số
tương đối
(∆ %)
Khô 1,45.10
-5
3,81.10
-3
1,22 7,70.10
-3
2,46
Khô ướt kết
hợp
1,16. 10
-5
3,14.10
-3
0,83 6,89.10
-3
1,67
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010

108
Kết quả trên cho thấy độ lệch chuẩn tương đối nhỏ trong cả hai phương pháp vô
cơ hóa mẫu đặc biệt đối với vô cơ hóa mẫu theo phương pháp khô ướt kết hợp và
phương pháp này cho hiệu suất thu hồi cao hơn. Tuy nhiên, vô cơ hóa mẫu theo phương
pháp khô lại hạn chế nhiễm bẩn và an toàn hơn do sử dụng ít axit, đặc biệt HClO
4
.
Dựa vào các kết quả khảo sát ở trên, quy trình phân tích được đề nghị để xác
định đồng trong mẫu rau (hình 1 và hình 2)

Hình 1. Sơ đồ quy trình phân tích xác định hàm lượng đồng theo phương pháp khô



Hình 2. Quy trình phân tích hàm lượng đồng theo phương pháp khô ướt kết hợp.
-để nguội
-5 ml HNO
3
10%(2 lần)
ế
-nhiệt độ nung: 450
o
C
-thời lượng nung: 1,5 giờ
Cân 10 gam mẫu khô
Tro trắng
Than đen
Lọc, định mức bằng dung dịch nền (sau khi đã đuổi hết axit dư)
Dung dịch phân tích
-Làm ẩm mẫu

-Thêm 8 ml HNO
3
đặc;0,3 ml HClO
4
đặc;4mlH
2
O
2
30%;10 ml KNO
3
10%
-Ngâm mẫu qua đêm -Đun sôi nhẹ trên bếp điện

Muối ẩm
Đo trên máy CPA - HHA
Bếp điện
Tro trắng
Than đen
Lọc, định mức bằng dung dịch nền (sau khi đã đuổi hết axit dư)
Dung dịch phân tích
-Để nguội; thêm 5 ml HNO
3
10%(2 lần)
-Đun nhẹ trên bếp điện
Nhiệt độ nung: 460
o
C; thời gian nung: 1,5 giờ
Muối ẩm
Đo trên máy CPA - HHA
Cân 10 gam mẫu khô

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010

109
3.3.Phân tích hàm lượng Cu
2+
trong một số mẫu rau trên địa bàn thành phố
Đà Nẵng
Áp dụng quy trình phân tích được xây dựng ở trên, chúng tôi tiến hành phân tích
xác định Cu
2+
trong một số mẫu rau tại Hòa Hiệp Nam, Hòa Khánh Bắc, bãi rác Hòa
Minh, Chơn Tâm thuộc quận Liên Chiểu và Mân Thái thuộc quận Sơn Trà vào khoảng
tháng 10, 11 năm 2009. Kết quả xác định hàm lượng đồng được thể hiện ở bảng 2 và
các pic hòa tan của đồng được thể hiện qua hình 3.
Bảng 2. Kết quả hàm lượng đồng trên một số mẫu rau
Hàm lượng đồng theo phương pháp
vô cơ hóa mẫu (mg/kg rau tươi)
Ký
hiệu
mẫu
Địa điểm lấy mẫu
Phương pháp
khô
Phương pháp khô
ướt kết hợp
M1 Hòa Hiệp Nam, Liên Chiểu 0,543 0,572
M2 Hòa Khánh Bắc, Liên Chiểu 0,573 0,590
M3 Bãi rác Hòa Minh, Liên Chiểu 0,721 0,798
M4 Chơn Tâm, Hòa Minh, Liên Chiểu 0,300 0,322
M5 Mân Thái, Sơn Trà 0,400 0,400

M1 M2
M3 M4
U(V )
0.10.050-0.05-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4-0.45-0.5-0.55-0.6-0.65-0.7-0.75-0.8-0.85-0.9-0.95
i (mA)
0.05
0.05
0.04
0.04
0.03
0.03
0.02
0.02
0.01
0.01
U(V )
0.10.050-0.05-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4-0.45-0.5-0.55-0.6-0.65-0.7-0.75-0.8-0.85-0.9-0.95
i (mA)
0.05
0.05
0.04
0.04
0.03
0.03
0.02
0.02
0.01
0.01
U( V )
0.10.050-0.05-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4-0.45-0.5-0.55-0.6-0.65-0.7-0.75-0.8-0.85-0.9-0.95

i (mA)
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
U(V )
-0.3-0.35-0.4-0.45-0.5-0.55-0.6-0.65-0.7-0.75-0.8-0.85-0.9-0.95
i (mA)
0.03
0.02
0.02
0.01
0.01
0.00
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010

110
U(V)
-0.3-0.35-0.4-0.45-0.5-0.55-0.6-0.65-0.7-0.75-0.8-0.85-0.9-0.95
i (mA)
0.03
0.02
0.02
0.01
0.01
0.00

M5
Hình 3. Các pic hòa tan đồng của các mẫu rau tương ứng.
Kết quả trên cho thấy, phương pháp vô cơ hóa khô hay khô ướt kết hợp trên
cùng một mẫu rau cho kết quả phân tích tương đương nhau. Hàm lượng đồng trong các
mẫu rau muống nằm trong giới hạn cho phép theo quy định của Bộ Y tế. Vì vậy có thể
cho rằng chưa có sự ô nhiễm kim loại đồng trong rau muống trên một số địa điểm trên.
Tuy nhiên, hàm lượng đồng trong các mẫu có khác nhau. Mẫu lấy ở địa điểm
Hòa Khánh Bắc, Liên Chiểu cho hàm lượng đồng cao hơn mẫu lấy ở địa điểm Hòa Hiệp
Nam, Liên Chiểu: lý do này có thể là nước thải của các nhà máy được sử dụng để tưới
cho rau hoặc rau muống được trồng trên các loại bùn thải của khu công nghiệp.
Khu vực Chơn Tâm, Hòa Minh, Liên Chiểu do khu dân cư chưa được quy hoạch
xong, có nhiều hộ chăn nuôi nhỏ lẻ nên nguồn nước thải từ chăn nuôi, cùng với nước
thải sinh hoạt chưa qua xử lý thải ra ao hồ làm ô nhiễm nguồn nước. Nước được sử
dụng để tưới rau do đó trong rau muống vẫn chứa một lượng Cu nhất định.
Mẫu lấy tại bãi rác Khánh Sơn, Hòa Minh, Liên Chiểu cho hàm lượng đồng cao
hơn so với các địa điểm lấy mẫu khác do tại đây nước rác có thể đã thấm qua đất, làm ô
nhiễm đất, ô nhiễm nguồn nước mặt và cả ô nhiễm không khí.

4. Kết luận
- Phương pháp phân tích cực phổ xung vi phân cho kết quả tin cậy trong việc
xác định dư lượng kim loại Cu trong rau muống. Với việc kết nối máy đo với máy tính
đã làm tăng độ tin cậy, chính xác của các số liệu đo.
- Đã xây dựng quy trình phân tích hàm lượng đồng trong rau muống. Quy trình
có thể sử dụng để xác định hàm lượng kim loại Cu trong các loại rau xanh và được
trồng tại các khu vực khác.
- Vô cơ hóa mẫu theo phương pháp khô và khô ướt kết hợp là phù hợp để xác
định hàm lượng đồng trong rau muống. Vô cơ hóa mẫu theo phương pháp khô cho hiệu
suất thấp hơn vô cơ hóa mẫu theo phương pháp khô ướt kết hợp. Tuy nhiên, việc lựa
chọn phương pháp còn phụ thuộc điều kiện cụ thể.

- Đã áp dụng quy trình phân tích trên một số mẫu rau thuộc địa bàn thành phố Đà
Nẵng. Hàm lượng đồng trong các mẫu rau đó nằm trong giới hạn cho phép của Bộ Y tế.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010

111

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Lê Huy Bá, Độc học Môi trường, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh,
2002.
[2]. Bộ Y tế, Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh đối với lương thực thực phẩm (Ban hành
kèm theo Quyết định số 867/1998 QĐ-BYT của Bộ trưởng Bộ Y Tế 4/6/1998)
[3]. Từ Văn Mặc, Phân tích Hóa lý, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2000.
[4]. Nguyễn Thị Hường, Đề tài cấp cơ sở, Mã số T2009 - 03 - 55, Trường Đại học Sư
phạm, Đại học Đà Nẵng, 2009.
[5].
[6]. S. Bose, A.K. Bhattacharyya, Chemosphere 70 (2008) 1264-1272).
[7]. Somenath Mitra, Sample preparation techniques in Analytical chemistry, 2003.