Xác định đồng thời hàm lượng vết kẽm, cadimi, chì và đồng trong mẫu đất trồng và mẫu rau xanh khu vực thành phố thái nguyên bằng phương pháp von ampe hòa tan

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LAVANH SITTHILATH

XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI HÀM LƯỢNG VẾT KẼM, CADIMI, CHÌ VÀ ĐỒNG
TRONG MẪU ĐẤT TRỒNG VÀ MẪU RAU XANH KHU VỰC THÁI
NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
VON-AMPE HÒA TAN

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LAVANH SITTHILATH

XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI HÀM LƯỢNG VẾT KẼM, CADIMI, CHÌ VÀ ĐỒNG
TRONG MẪU ĐẤT TRỒNG VÀ MẪU RAU XANH KHU VỰC THÁI
NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
VON-AMPE HÒA TAN
Ngành: Hóa Phân tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Dương Thị Tú Anh

THÁI NGUYÊN - 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Xác định đồng thời hàm lượng vết kẽm,
cadimi, chì và đồng trong mẫu đất trồng và mẫu rau xanh khu vực thành phố
Thái Nguyên bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan” là do bản thân tôi thực
hiện. Cács ố liệu, kết quả trong đề tài là trung thực.Nếu sai sự thật tôi xin
chịu trách nhiệm.
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2018
Tác giả luận văn

LAVANH SITTHILATH

Xác nhận

Xác nhận

của Trưởng khoa chuyên môn

của Người hướng dẫn khoa học

PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan

PGS.TS. Dương Thị Tú Anh

i


LỜI CẢM ƠN

Để luận văn được hoàn thành và có kết quả như ngày hôm nay,em xin bày
tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo PGS.TS. Dương Thị Tú Anh,người đã tận tình
hướng dẫn chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện và
hoàn thành đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm - Đại học
Thái Nguyên, các thầy, cô giáo trong bộ môn Hóa học Cơ sở, các thầy, cô giáo và
cán bộ các phòng thí nghiệm thuộc Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm- Đại
học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành luận
văn.
Em xin chân thành cảm ơn Đại sứ quán nước Cộng hoà Dân chu Nhân dân Lào,
Ban Giám Hiệu, các thầy, cô giáo, các bạn đôn
̀ g nghiệp trường Kỹ thuật Nông
nghiệp Đông Kham Xang, nơi em đang công tác đã tạo mọi điều kiện để em được
học tập và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã quan tâm,
động viên em và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện luận văn một cách hoàn chỉnh nhất,
song do lần đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, cũng như hạn chế về
thời gian, kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em
mong nhận được sự góp ý cua quý thầy cô và các bạn để luận văn cua em được
hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2018
Tác giả luận văn

LAVANH SITTHILATH

ii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT ...................................... iv DANH
MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... v DANH
MỤC CÁC HÌNH............................................................................................ vi MỞ ĐẦU
...................................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN........................................................................................... 3
1.1. Công dụng và độc tính cua kẽm, cadimi, chì, đồng............................................... 3
1.1.1. Công dụng và độc tính cua kẽm ........................................................................ 3
1.1.2. Công dụng và độc tính cua cadimi ..................................................................... 5
1.1.3. Công dụng và độc tính cua chì ........................................................................... 6
1.1.4. Công dụng và độc tính cua đồng ........................................................................ 7
1.2. Một số vấn đề về đất trồng và rau trồng ................................................................
8
1.2.1. Một số vấn đề về đất trồng .................................................................................
8
1.2.2. Một số vấn đề về rau trồng ...............................................................................
11
1.3. Một số công trình nghiên cứu xác định hàm lượng kẽm, cadimi, chì và đồng
trong đất trồng và rau xanh đã được công bố .............................................................
12
1.3.1. Ở Việt Nam ....................................................................................................... 12
1.3.2. Trên thế giới...................................................................................................... 15
1.4. Phương pháp Von - ampe hòa tan .......................................................................
18
1.5. Quy chuẩn Việt nam về giới hạn cho phép cua một số kim loại nặng trong

đất trồng và rau trồng ..................................................................................................
19
Chương 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 21
2.1. Thiết bị dụng cụ và hóa chất ................................................................................

iii


21
2.1.1. Thiết bị và dụng cụ ........................................................................................... 21
2.1.2. Hóa chất ............................................................................................................ 21
2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................ 23
2.3. Thực nghiệm - Phương pháp nghiên cứu ............................................................
23

iii


2.3.1. Nghiên cứu khảo sát các điều kiện thí nghiệm thích hợp cho phép ghi đo
xác định đồng thời Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) .................................................... 24
2.3.2. Đánh giá độ đúng, độ chụm cua phép đo và giới hạn phát hiện, giới hạn
định lượng của phương pháp ...................................................................................... 26
Chương 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ................................................................... 29
3.1. Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo xác định đồng thời
Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) bằng phương pháp DPASV sử dụng điện cực làm
việc BiFE/CNTP ......................................................................................................... 29
3.1.1. Nghiên cứu sự xuất hiện pic cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) .................... 29
3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng cua các chất nền khác nhau .........................................
30
3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng cua pH ......................................................................... 31

3.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng cua thế điện phân ........................................................
33
3.1.5. Nghiên cứu ảnh hưởng cua tốc độ quay điện cực............................................. 35
3.1.6. Nghiên cứu ảnh hưởng cua tốc độ quét thế ......................................................
37
3.1.7. Nghiên cứu ảnh hưởng cua thời gian điện phân ...............................................
39
3.1.8. Nghiên cứu ảnh hưởng cua nồng độ chất tạo màng .........................................
40
3.1.9. Ảnh hưởng cua các ion cản trở ......................................................................... 42
3.2. Đánh giá độ đúng, độ chụm cua phép đo,giới hạn phát hiện, giới hạn định
lượng cua phương pháp .............................................................................................. 43
3.2.1. Đánh giá độ đúng cua phép đo ......................................................................... 43
3.2.2. Đánh giá độ chụm cua phép đo......................................................................... 44
3.2.3. Giới hạn phát hiện (Limit of Detecton - LOD) ............................................... 46
3.2.4. Giới hạn định lượng(Limit Of Quantty - LOQ) .............................................. 47
3.3. Phân tích mẫu thực.................................................................................................
47
3.3.1. Vị trí lấy mẫu ..................................................................................................... 47
3.3.2. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ................................................................................ 50
3.3.3. Phân hủy mẫu đất.............................................................................................. 50
3.3.4. Kết quả phân tích hàm lượng Zn, Cd, Pb và Cu trong mẫu nghiên cứu........... 50
KẾT LUẬN................................................................................................................ 64


TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 65

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
STT

Ký hiệu chữ

1

Ip

2

ĐKTN

3
4
5

Tiếng Việt

viết tắt

Tiếng Anh

Dòng pic

Peak Current

Điều kiện thí nghiệm

Experimental conditions

LOD

Giới hạn phát hiện

Limit of Detecton

LOQ

Giới hạn định lượng

Limit Of Quantty

BiFE/ CNTP

Điện cực màng bitmut trên

Bitmut film electrode per

đế nano cacbon ống nhão

paste nano carbon tubes

6

Ep

Thế đỉnh pic

Peak Potental

7

Eđp

Thế điện phân

Depositon Potential

8

tđf

Thời gian điện phân

Depositon Time

9

ASV

10

DPASV

Von-Ampe hòa tan anot

Anodic Stripping
Voltammetry

Von-ampe hoà tan anot xung Differental Pulse Anodic
vi phân

Stripping Voltammetry

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép cua một số kim
loại nặng trong đất (theo QCVN 03-MT:2015/BTNMT)..........................19
Bảng 1.2. Quy chuẩn ki thuật Quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại nặng
trong thực phẩm (QCVN 8-2: 2011/BYT) ................................................20
Bảng 3.1. Các giá trị Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các chất nền khác
nhau............................................................................................................3
0
Bảng 3.2. Các giá trị Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) tương ứng với pH
khác nhau cua dung dịch đệm axetat
.........................................................32
Bảng 3.3. Các giá trị Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các giá trị thế điện
phân (Eđp) khác nhau
..................................................................................34
Bảng 3.4. Các giá trị Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các giá trị tốc độ
quay điện cực khác nhau............................................................................36
Bảng 3.5. Các giá trị Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các giá trị tốc độ
quét thế khác nhau
.....................................................................................38
Bảng 3.6. Các giá trị Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các thời gian điện
phân làm giàu khác nhau ...........................................................................39

Bảng 3.7. Các giá trị Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các giá trị nồng độ
chất tạo màng khác
nhau............................................................................41
Bảng 3.8. Các điều kiện thí nghiệm thích hợp cho phép đo xác định đồng thời
Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ..................................................................43
Bảng 3.9. Kết quả phân tích xác định đồng thời Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II)
trong mẫu dung dịch chuẩn .......................................................................44
Bảng 3.10. Các giá trị Ip của Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) trong 10 lần đo lặp lại .......45
Bảng 3.11. Vị trí, địa điểm và thời gian lấy mẫu đất...................................................49

v


Bảng 3.12. Kết quả phân tích hàm lượng Zn trong các mẫu đất trồng ở 4 đợt ...........51
Bảng 3.13. Kết quả phân tích hàm lượng Cd trong các mẫu đất trồng ở 4 đợt ...........52
Bảng 3.14. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong các mẫu đất trồng ở 4 đợt............53
Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lượng Cu trong các mẫu đất trồng ở 4 đợt ...........54

vi


Bảng 3.16. Kết quả phân tích hàm lượng Zn, Cd, Pb và Cu trong mẫu đất đợt 1 ......55
Bảng 3.17. Kết quả phân tích hàm lượng Zn (µg/g) trong các mẫu rau trồng ở 4 đợt
.....56
Bảng 3.18. Kết quả phân tích hàm lượng Cd (µg/g) trong các mẫu rau trồng ở 4
đợt.....57
Bảng 3.19. Kết quả phân tích hàm lượng Pb (µg/g) trong các mẫu rau trồng ở 4 đợt
.....58
Bảng 3.20. Kết quả phân tích hàm lượng Cu (µg/g) trong các mẫu rau trồng ở 4
đợt.....59

Bảng 3.21. Kết quả phân tích hàm lượng Zn, Cd, Pb và Cu trong mẫu rau đợt 1.......60

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.1. Đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) .................................. 29
Hình 3.2. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các chất
nền khác nhau............................................................................................. 30
Hình 3.3. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các giá trị
pH khác nhau.............................................................................................. 31
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cua Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và
Cu(II) vào giá trị pH dung dịch .................................................................. 32
Hình 3.5. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các giá trị
thế điện phân khác nhau ............................................................................. 33
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc cua Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và u(II)
vào thế điện phân (Eđp) ............................................................................... 34
Hình 3.7. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các tốc độ
quay điện cựckhác nhau ............................................................................. 35
Hình 3.8. Sự phụ thuộc Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) vào tốc độ quay
điện cực ...................................................................................................... 36
Hình 3.9. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các tốc độ
quét thế khác nhau...................................................................................... 37
Hình 3.10. Sự phụ thuộc Ip của Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) vào tốc độ quét thế ........
38
Hình 3.11. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các thời
gian điện phân khác nhau ........................................................................... 39
Hình 3.12. Sự phụ thuộc Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) vào thời gian
điện phân .................................................................................................... 40

Hình 3.13. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) ở các giá trị
nồng độ chất tạo màng khác nhau .............................................................. 41
Hình 3.14. Sự phụ thuộc Ip cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) vào nồng độ chất
tạo màng ..................................................................................................... 42
Hình 3.15. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) trong mẫu
dung dịch chuẩn ......................................................................................... 44


Hình 3.16. Các đường DPASV cua Zn(II), Cd(II), Pb(II) và Cu(II) trong 10 lần
đo lặp lại ..................................................................................................... 45
Hình 3.17. Bản đồ các điểm lấy mẫu phường Túc Duyên, Thái Nguyên .................. 48
Hình 3.18. Hình ảnh lấy mẫu thực tại phường Túc Duyên, Thái Nguyên ................. 48
Hình 3.19. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Zn ở các mẫu đất ở 4 đợt ............................. 51
Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Cd trong các mẫu đất ở 4 đợt ..................... 52
Hình 3.21. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Pb trong các mẫu đất ở 4 đợt ...................... 53
Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Cu trong các mẫu đất ở 4 đợt ...................... 54
Hình 3.23. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Zn, Cd, Pb và Cu trong các mẫu đất đợt 1
............ 55
Hình 3.24. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Zn trong các mẫu rau ở 4 đợt ...................... 56
Hình 3.25. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Cd trong các mẫu rau ở 4 đợt ...................... 57
Hình 3.26. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Pb trong các mẫu rau ở 4 đợt...................... 58
Hình 3.27. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Cu trong các mẫu rau ở 4 đợt ...................... 59
Hình 3.28. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Zn, Cd, Pb và Cu trong mẫu rau đợt 1......... 60

vii


MỞ ĐẦU
Xã hội càng phát triển, vấn đề ô nhiễm môi trường càng được đặt lên
hàng đầu, ô nhiễm môi trường từ nhiều nguồn khác nhau là mối nguy cơ đe dọa

sự sống cua muôn loài. Nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục têu lợi nhuận
cao, con người đã cố tình bỏ qua các tác động đến môi trường một cách trực tếp
hoặc gián tếp. Tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa, hiện đại hóa rất nhanh chóng ở
các nước phát triển là nguyên nhân chu yếu gây ô nhiễm kim loại nặng cho nước,
đất và không khí. Do đó con người cần phải nhanh chóng đề xuất thêm các biện
pháp bảo vệ môi trường một cách hiệu quả nhất.
Một trong các tác nhân gây ô nhiễm không thể không kể đến đó là các kim loại
nặng như: kẽm (Zn), cadimi (Cd), chì (Pb), đồng (Cu)…. Sự nhiễm độc bởi các kim loại
nặng nói chung cũng như Zn, Cd, Pb và Cu nói riêng góp phần không nhỏ trong việc
gây ra những bệnh nan y và nguy hại đối với con người và động vật. Kim loại Zn,
Cu là nguyên tố cần thiết cho cơ thể ở nồng độ thấp, tuy nhiên ở nồng độ cao chúng
gây ra các vấn đề về tm mạch, têu hóa, thận,…và có thể dẫn đến tử vong; Cd và Pb
là các kim loại có tính độc cao với con người và động vật, chúng là mầm mống có thể
gây ra các bệnh ung thư, bệnh về xương, bệnh tim mạch…
Trong bối cảnh hiện nay, những người làm nông nghiệp không tránh khỏi việc
sử dụng các loại thuốc trừ sâu và thuốc bảo vệ thực vật, bên cạnh đó là các loại phân
bón hóa học. Chính bởi vậy, bên cạnh những hiệu quả tích cực, đồng thời nó cũng
làm phát sinh rất nhiều tác động xấu đến môi trường, có thể nói đây cũng là một
trong những nguồn gây ra sự ô nhiễm các kim loại nặng đối với môi trường. Sự có
mặt cua chúng trong môi trường với hàm lượng vượt quá giới hạn cho phép se gây
ảnh hưởng trực tếp tới cuộc sống cua con người.
Phường Túc Duyên là khu vực trồng rau chính cua thành phố Thái Nguyên,
nơi có diện tích trồng rau lớn nhất và sản lượng cao nhất. Vấn đề về chất lượng rau
nhận được nhiều sự quan tâm từ người dân và các cơ quan quản lý ở đây, đặc biệt
là sự tích lũy cua kim loại nặng trong đất trồng và các sản phẩm rau. Trong các
nghiên cứu những năm gần đây, đất trồng và rau xanh tại khu vực nghiên cứu đã bị

1

ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là Pb và Cd, vì khu vực này đã bị ảnh hưởng bởi
các nguồn

2


nước thải từ các khu công nghiệp đầu nguồn, khu dân cư xung quanh khu vực
nghiên cứu qua nguồn nước ở sông Cầu.
Chính vì vậy, việc xác định và kiểm soát được hàm lượng vết các kim loại
nặng nói chung, Zn, Cd, Pb và Cu nói riêng trong đất trồng và rau xanh là việc làm
rất cần thiết và cấp bách để góp phần đưa ngành sản xuất rau của phường Túc
Duyên nói riêng và cả nước nói chung tến tới một nền nông nghiệp sạch bền vững.
Trên thực tế để có thể xác định định lượng Zn, Cd, Pb và Cu bằng các phương
pháp phân tích khác nhau như: quang phổ hấp thụ ngyên tử (AAS), quang phổ
phát xạ nguyên tử (AES), khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS).... Trong đó phương
pháp Von-Ampe hòa tan (SV) là phương pháp có độ nhạy và độ chính xác cao cho
phép xác định lượng vết và siêu vết kim loại, đặc biệt có thể xác định đồng thời hàm
lượng vết các kim loại khác nhau trong cùng mẫu phân tích.
Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn và thực hiện đề tài: “Xác
định đồng thời hàm lượng vết kẽm, cadimi, chì và đồng trong đất trồng rau và rau
xanh khu vực thành phố Thái Nguyên bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan”.
Với đề tài này chúng tôi đề ra nhiệm vụ:
- Lựa chọn được các điều kiện thí nghiệm thích hợp cho phép xác định đồng
thời hàm lượng vết Zn, Cd, Pb và Cu bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan sử dụng
điện cực màng bitmut trên đế nano cacbon ống nhão (BiFE/CNTP).
- Đánh giá độ đúng, độ chụm, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của
phương pháp phân tích thông qua mẫu chuẩn.
- Xác định đồng thời hàm lượng vết Zn, Cd, Pb và Cu trong một số mẫu đất
trồng và rau xanh khu vực thành phố Thái Nguyên.

3


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Công dụng và đôc tính của kẽm, cadimi, chì, đông
1.1.1. Công dụng và đôc tính của kẽm
1.1.1.1. Công dụng của kẽm
Kẽm (Zn) là một trong số những kim loại có nhiều ứng dụng rộng rãi trong
mọi linh vực: đời sống, khoa học công nghệ, công nghiệp, y học, dược học....
Trong công nghiệp, Zn được sản xuất chu yếu để làm chất bảo vệ sắt, thép
khỏi sự ăn mòn và chế tạo hợp kim. Zn cũng được dùng làm nguyên liệu sản xuất pin,
tấm in, chất khử trong tinh chế vàng, bạc. Trong y học, hợp chất cua Zn được sử dụng
làm thuốc gây nôn, giảm đau, chữa ngứa, thuốc sát trùng. Một số hợp chất hữu cơ
cua Zn còn được sử dụng làm chất bảo vệ thực vật. Zn từ nước thải cua các quá trình
sản xuất này thâm nhập vào nguồn nước, đất [12], [18].
Đối với cơ thể sống, Zn tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào và đặc biệt là
tác động đến hầu hết các quá trình sinh học trong cơ thể. Zn có trong thành phần
của hơn 80 loại enzym khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzym vận chuyển,
thủy phân, đồng hóa, xúc tác phản ứng gắn kết các chuỗi trong phân tử AND, xúc tác
phản ứng oxi hóa cung cấp năng lượng. Nó cũng rất cần thiết cho việc đổi mới các
mô ruột và sản sinh mật giúp cho têu hóa khỏe mạnh.
Ngoài ra, Zn còn hoạt hóa nhiều enzym khác nhau như amylase,
pencretnase.... Đặc biệt, Zn có vai trò sinh học rất quan trọng là tác động chọn lọc
lên quá trình tổng hợp, phân giải axit nucleic và protein những thành phần quan
trọng nhất cua sự sống. Vì vậy, các cơ quan như hệ thần kinh trung ương, da và niêm
mạc, hệ têu hóa, tuần hoàn... rất nhạy cảm với sự thiếu hụt kẽm. Trẻ em thiếu Zn se
biếng ăn. Một vai trò cũng rất quan trọng khác của Zn là vừa có cấu trúc vừa tham
gia vào duy trì chức năng cua hàng loạt cơ quan quan trọng. Zn có độ tập trung cao
trong não, đặc biệt là vùng hải mã (hippocampus), vỏ não, bó sợi rêu. Nếu thiếu Zn

ở các cấu trúc thần kinh, có thể dẫn đến nhiều loại rối loạn thần kinh và có thể là
yếu tố góp phần phát sinh bệnh tâm thần phân liệt [12], [18].

4


Vai trò hết sức quan trọng nữa cua Zn là nó tham gia điều hòa chức năng cua
hệ thống nội tết và có trong thành phần các hormon (tuyến yên, tuyến thượng
thận, tuyến sinh dục...). Hệ thống này có vai trò quan trọng trong việc phối hợp với
hệ thần kinh trung ương, điều hòa hoạt động sống trong và ngoài cơ thể, phản
ứng với các kích thích từ môi trường và xã hội làm cho con người phát triển và
thích nghi với từng giai đoạn và các tình huống phong phú cua cuộc sống. Vì thế
thiếu kẽm có thể ảnh hưởng tới quá trình thích nghi và phát triển cua con người [12],
[18].
Ngoài ra, nhiều công trình nghiên cứu còn cho thấy Zn có vai trò làm giảm độc
tính cua các kim loại độc như nhôm (Al), asen (As), Cd.... Góp phần vào quá trình
giảm lão hóa, thông qua việc ức chế sự oxi hóa và ổn định màng tế bào. Khả năng
miễn dịch cua cơ thể được tăng cường nhờ Zn, bởi nó hoạt hóa hệ thống này
thông qua cơ chế kích thích các đại thực bào, tăng các tế bào limpho T. Vì vậy, khi
thiếu kẽm, nguy cơ nhiễm khuẩn ở bệnh nhân se tăng lên [1],[22],[27]
Cũng cần nói thêm rằng, kẽm không chỉ quan trọng trong hoạt động sống với
vai trò độc lập, mà còn quan trọng hơn khi sự có mặt cua nó se giúp cho quá trình
hấp thu và chuyển hóa các nguyên tố khác cần thiết cho sự sống như Cu, mangan
(Mn), magie (Mg).... Do vậy, khi cơ thể thiếu Zn se kéo theo sự thiếu hụt hoặc rối
loạn chuyển hóa cua nhiều yếu tố, ảnh hưởng rất lớn đến tình trạng sức khỏe. Zn là
thành phần tự nhiên cua thức ăn và cần thiết cho đời sống con người. Một khẩu
phần mẫu cung cấp hàng ngày từ 0,17 - 0,25 mg Zn/kg thể trọng [1].
1.1.2.2. Độc tính của kẽm
Mặc dù Zn là vi chất cần thiết cho sức khỏe, tuy nhiên nếu hàm lượng Zn vượt
quá mức cần thiết se có hại cho sức khỏe. Hấp thụ quá nhiều Zn làm ngăn chặn

sự hấp thu đồng và sắt. Ion Zn tự do trong dung dịch là chất có độc tính cao đối với
thực vật, ðộng vật không xýõng sống và thậm chí là cả động vật có xương sống. Mô
hình hoạt động cua ion tự do đã được công bố trong một số ấn phẩm, cho thấy
rằng chỉ một lượng nhỏ mol ion Zn tự do cũng giết đi một số sinh vật.
Đối với cây trồng, sự dư thừa Zn cũng gây độc đối với cây trồng khi Zn tích tụ
trong đất quá cao, dư thừa Zn cũng gây ra bệnh mất diệp lục. Sự tích tụ Zn trong cây

5


quả nhiều cũng gây một số mối liên hệ đến mức dư lượng Zn trong cơ thể người và
góp phần phát triển thêm sự tích tụ Zn trong môi trường mà đặc biệt là môi trường
đất.

6


Đối với con người, hàm lượng Zn được quy định giới hạn trong thức ăn là từ 5
- 10 ppm. Ngộ độc do Zn cũng là ngộ độc cấp tính, do ăn nhầm phải một lượng lớn
Zn (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, têu chảy, mồ hôi lạnh, mạch đập
chậm, chết sau 10 - 48 giây [22].
1.1.2. Công dụng và đôc tính của cadimi
1.1.2.1. Công dụng của cadimi
Các ứng dụng chu yếu cua cadimi (Cd) trong trong công nghiệp như: lớp mạ
bảo vệ thép, chất ổn định trong PVC, chất tạo màu trong nhựa và thủy tinh và trong
hợp phần cua nhiều hợp kim là một trong những nguyên nhân giải phóng Cd vào môi
trường [1].
Hàm lượng cua Cd trong phân lân biến động khác nhau tùy thuộc vào
nguồn gốc của đá photphat. Phân lân có nguồn gốc từ đá phốt phát Bắc Carolina

chứa Cd
0,054 g.kg-1, phân lân có nguồn gốc từ đá Sechura chứa hàm lượng Cd 0,012 g.kg-1,
trong khi đó phân lân có nguồn gốc từ đá photphat Gafsa chứa hàm lượng Cd
0,07 g.kg-1 [1].
1.1.2.2. Độc tính của Cadimi
Kim loại Cd được dùng trong công nghiệp luyện kim và chế tạo đồ nhựa. Hợp
chất cua Cd được dùng phổ biến để làm pin. Cd xâm nhập vào môi trường qua nước
thải và phân tán ô nhiễm từ phân bón.
Cd xâm nhiễm vào nước uống do các ống nước mạ kiềm không tnh khiết hoặc
từ các mối hàn và vài loại chất gắn kim loại. Tuy vậy lượng Cd trong nước không quá
1 mg/L. Theo têu chuẩn cua WHO, nồng độ Cd cho nước uống là 0,003 mg/L.
Thực phẩm là nguồn Cd chính nhiễm vào cơ thể người. Theo nhiều chuyên gia,
hút thuốc cũng là nguyên nhân đáng kể gây nhiễm Cd. Sự hấp thụ hợp chất Cd tùy
thuộc vào độ hòa tan của chúng. Cd tích tụ phần lớn ở thận và có thời gian bán hủy
sinh học dài từ 10 - 35 năm. Đã có chứng cứ cho biết Cd là chất gây ung thư đường
hô hấp. Cd có độc tính cao đối với động vật thủy sinh và con người. Khi người bị
nhiễm độc Cd, tùy theo mức độ nhiễm se bị ung thư phổi, thun
̉ g vách ngăn mũi, đặc

7


biệt là gây tổn thương thận dẫn đến protein niệu. Ngoài ra còn ảnh hưởng tới nội
tiết, máu, tim

8


mạch. Nồng độ cao, Cd gây đau thận, thiếu máu, phá hủy tủy xương. Các hợp chất
chứa Cd cũng là các chất gây ung thư.

Phần lớn Cd thâm nhập vào cơ thể người được đào thải qua thận. Một phần
nhỏ được liên kết mạnh với protein của cơ thể thành thionin – kim loại có mặt ở
thận và phần còn lại được giữ trong cơ thể và dần dần được tích lũy theo thời gian
[12], [18].
Nghiên cứu 1021 người đàn ông và phụ nữ bị nhiễm độc Cd ở Thụy Điển cho
thấy nhiễm độc kim loại này có liên quan đến gia tăng nguy cơ gãy xương ở độ tuổi
trên 50. Bệnh Itai-itai, một loại bệnh nghiêm trọng liên quan tới xương ở lưu vực
sông Jinzu tại Nhật Bản, lần đầu tên gợi ý rằng Cd có thể gây mất xương nghiêm
trọng. Itai-itai là kết quả cua việc ngộ độc Cd lâu dài do các sản phẩm phụ cua quá
trình khai thác mỏ được thải xuống ở thượng nguồn sông Jinzu. Xương cua các bệnh
nhân này bị mất khoáng chất ở mức cao. Những bệnh nhân với bệnh này đều bị
tổn hại thận, xương đau nhức trở nên giòn và dễ gãy. Cd xâm nhập vào cơ thể con
người chu yếu qua thức ăn từ thực vật được trồng trên đất giàu Cd hoặc tưới bằng
nước có chứa nhiều Cd, hít thở bụi Cd thường xuyên có thể làm hại phổi, vào trong
phổi Cd se thấm vào máu và được phân phối đi khắp nơi. Phần lớn Cd xâm nhập vào
cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng
1%) vẫn được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích luỹ cùng với tuổi tác. Khi
lượng Cd được tích trữ lớn, nó có thể thế chỗ Zn trong các enzim quan trọng và gây
ra rối loạn têu hoá và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng
huyết áp, phá huỷ tuỷ sống, gây ung thư [19], [27].
1.1.3. Công dụng và đôc tính của chì
1.1.3.1. Công dụng của chi
Chì (Pb) cũng được ứng dụng khá rộng rãi trong công nghiệp, đời sống....
Trong công nghiệp, Pb được sử dụng để chế tạo pin, acquy chì - axit, hợp kim,
thiết bị bảo vệ ta phóng xạ trong lò phản ứng hạt nhân.... Lượng lớn Pb được dùng
để điều chế nhiều hợp kim quan trọng: thiếc hàn chứa 20 90%Sn và 10 80%Pb.
Hợp kim ổ trục chứa 80%Sn, 12%Sb, 6%Cu và 2%Pb. Hợp chất Pb hữu cơ: Pb(CH3)4,
Pb(C2H5)4 một thời gian dài được sử dụng khá phổ biến làm chất phụ gia cho xăng và
dầu bôi trơn, hiện nay đã được thay thế. Pb hấp thụ tốt ta phóng xạ và ta

9


rơnghen nên được làm tấm bảo vệ khi làm việc với những ta đó. Tường cua phòng
thí nghiệm phóng xạ được lót bằng gạch Pb, mỗi viên gạch đó thường nặng hơn 10kg
[1].

10


1.1.3.2. Độc tính của chi
Theo khuyến cáo cua tổ chức FAO/WHO, hàm lượng Pb cơ thể tếp nhận qua
đường thức ăn tối đa hàng ngày là 3,4 - 4 μg/kg cơ thể. Tiêu chuẩn tối đa cho
phép cua WHO, nồng độ Pb trong nước uống không vượt quá 0,05 mg/L.
Vai trò tích cực của Pb đối với cơ thể người là rất it́ , ngược lại nó là nguyên tố
có độc tính cao đối với sực khoẻ con người và động vật. Khi cơ thể nhiễm độc Pb se
gây ức chế một số enzim quan trọng của quá trình tổng hợp máu gây cản trở quá
trình tạo hồng cầu, đó là sản phẩm delta - amino levulinic axit, nó là thành phần rất
quan trọng để tổng hợp porphobilinogen. Nói chung Pb phá hủy quá trình
tổng hợp hemoglobin và các sắc tố khác cần thiết cho máu như cytochromes [2],
[27].
Khi hàm lượng Pb trong máu đạt khoảng 0,3ppm thì nó ngăn cản quá trình sử
dụng oxi để oxi hóa glucozơ tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ
thể mệt mỏi. Ở nồng độ cao hơn (> 8ppm) có thể gây nên bệnh thiếu máu do
thiếu các sắc tố cầu. Hàm lượng Pb trong máu nằm khoảng 0,5 0,8 ppm gây rối loạn
chức năng cua thận và phá hủy tế bào não. Xương là nơi tích tụ và tàng trữ Pb trong
cơ thể, ở đó tương tác với photphat trong xương rồi chuyển vào các mô mềm cua
cơ thể để thể hiện độc tính của nó [2].
Ngày nay hiểm họa môi trường do sản phẩm sinh ra từ các động cơ đốt “xăng
chì” và nguồn nước thải công nghiệp đòi hỏi phải kiểm tra lượng Pb trong không khí,

trong đất và trong nước.
1.1.4. Công dụng và đôc tính của đông
1.1.4.1. Công dụng của đồng
Đồng (Cu) là kim loại màu quan trọng đối với công nghiệp và ki thuật, khoảng
trên 50% lượng Cu khai thác hàng năm được dùng sản xuất dây dẫn điện, trên 30%
được dùng chế tạo hợp kim. Ngoài ra, do có khả năng dẫn nhiệt tốt và chịu ăn mòn,
Cu kim loại còn được dùng chế tạo thiết bị trao đổi nhiệt, sinh hàn và chân không,
chế tạo nồi hơi, ống dẫn dầu và dẫn nhiên liệu. Một số hợp chất của Cu được sử
dụng làm chất màu trang trí mỹ thuật, chất liệu trừ nấm mốc và cả thuốc trừ sâu
trong nông nghiệp. Cu là nguyên tố vi lượng cần thiết trong cơ thể người, có nhiều
vai trò sinh lí, nó tham gia vào quá trình tạo hồng cầu, bạch cầu và là thành phần của

11