Luận văn nghiên cứu xác định hàm lượng các nguyên tố iot, kẽm, selen ở vùng biển kỳ ninh thuộc đặc khu kinh tế cảng vũng áng kỳ anh hà tĩnh luận văn thạc sỹ hóa học

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học vinh

Nguyễn viết huệ

Nghiên cứu xác định hàm lợng các nguyên tố iot,
kẽm, selen ở vùng biển kỳ ninh thuộc đặc khu kinh
tế cảng vũng áng kỳ anh hà tỉnh
Luận văn thạc sĩ hoá học

chuyên ngành: hoá vô cơ
MÃ số: 60.44.25

Ngời hớng dÉn khoa häc:
Ts. Ngun Qc Th¾ng

NghƯ an - 2011

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành khóa luận này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
giảng viên TS. Nguyễn Quốc Thắng đã giao đề tài và tận tình giúp đỡ tơi
trong qúa trình nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa hóa và q thầy cơ giáo,
kỷ thuật viên phịng thí nghiệm khoa hóa trường Đại Học Vinh đã tạo điều
kiện giúp đở tơi hồn thành khóa luận.


Tuy nhiên trong luận văn này chăc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót rất
mong được q thầy cơ và các bạn góp ý .
Một lần nữa tơi xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị em lớp cao học khoa
17 hóa vơ cơ, nhóm nghiên cứu và những người đã quan tâm giúp đỡ tơi hồn

thành luận văn này.
Tác giả

Ngun ViÕt H


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................2
1.1. Đặc trưng sinh hóa của các nguyên tố iot, kẽm, selen...............................2
1.1.1 Đặc trưng sinh hóa và sự phân bố iot trong tự nhiên...............................2
1.1.1.1. Tính chất của iot...................................................................................2
1.1.1.2. Đặc trưng sinh hóa của iot....................................................................3
1.1.1.3. Sự phân bố iod trong tự nhiên..............................................................4
1.1.2 Đặc trưng sinh hóa của kẽm và sự phân bố kẽm trong tự nhiên..............6
1.1.2.1. Giới thiệu nguyên tố Zn ......................................................................6
1.1.2.2. Tác dụng sinh hóa của Zn....................................................................6
1.1.3. Đặc trưng sinh hóa và sự phân bố selen trong tự nhiên..........................9
1.1.3.1. Đặc trưng sinh hóa của selen................................................................9
1.1.3.2. Sự phân bố selen trong một số đối tượng môi trường........................10
1.2. Giới thiệu các đối tượng nghiên cứu........................................................11
1.2.1. Cua........................................................................................................11
1.2.2. Rong mơ................................................................................................12
1.3. Các phương pháp xác định iod, kẽm, selen..............................................12
1.3.1. Các phương pháp xác định iod..............................................................12
1.3.1.1. Xác định iod với hồ tinh bột...............................................................13
1.3.1.2. Xác định lượng nhỏ iod bằng phương pháp so màu...........................13
1.3.2. Các phương pháp xác định kẽm............................................................14
1.3.2.1. Phương pháp trọng lượng...................................................................14

1.3.2.2. Phương pháp đo quang.......................................................................14
1.3.2.3 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử...................................................14
1.3.2.5 Phương pháp cực phổ..........................................................................15
1.3.2.6 Phương pháp vơn ampe hịa tan xung vi phân....................................15
1.3.3. Các phương pháp xác định Selen..........................................................15
1.3.3.1. Phương pháp xử lý mẫu.....................................................................15
1.3.3.2. Phương pháp chiết..............................................................................16


1.3.3.3. Phương pháp sắc ký............................................................................16
1.3.3.4. Phương pháp đồng kết tủa..................................................................16
1.4. Khái quát về vùng nghiên cứu..................................................................17
1.4.1. Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên.............................................................17
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU..............18
2.1. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................18
2.1.1. Phương pháp cực phổ...........................................................................18
2.1.1.1. Cơ sơ của phương pháp......................................................................18
2.1.1.2. Phạm vi ứng dụng của phương pháp phân tích cực phổ.....................19
2.1.1.3. Quy trình của phương pháp phân tích cực phổ...................................19
2.1.1.4. Các phương pháp phân tích cực phổ...................................................20
2.1.2. Phương pháp Vơn_Ampe hịa tan xung vi phân...................................21
2.1.2.1 Ngun tắc chung của phương pháp Vơn-Ampe hồ tan....................21
2.1.2.2 Ưu điểm của phương pháp Vơn_Ampe hịa tan.................................22
2.1.3 Phương pháp phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)..............................23
2.1.3.1 Đặc điểm của phương pháp................................................................23
2.1.3.2. Sự xuất hiện và bản chất của phổ ICP-MS.........................................24
2.1.3.3. Ưu điểm của phương pháp phân tích bằng ICP-MS..........................25
2.1.4. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS..................................25
2.1.4.1. Cơ sở của phương pháp.....................................................................25
2.1.4.2. Nguyên tắc của phép đo AAS.............................................................26

2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................28
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................28
2.2.1.1. Cua....................................................................................................28
2.2.1.2. Rong biển...........................................................................................29
2.2.2 Phạm vi nghiên cứu................................................................................29
2.2.3 Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm...................................................29
CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.................31
3.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị máy móc....................................................31
3.1.1. Hóa chất.................................................................................................31


3.1.2. Dụng cụ.................................................................................................31
3.1.3 Máy móc.................................................................................................32
3.2. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu........................................................................32
3.2.1. Lấy mẫu.................................................................................................32
3.2.2. Chuẩn bị mẫu........................................................................................32
3.3 Kỷ thuật thực nghiệm................................................................................33
3.3.1 Phương pháp Vơn-Ampe hịa tan xung vi phân....................................33
3.3.1.1 Điều kiện để xác định hàm lượng kẽm trong cua và rong biển bằng
phương pháp cực phổ......................................................................................33
3.3.1.2 Kết quả xác định hàm lượng kẽm trong cua và rong biển bằng phương
pháp Vôn_Ampe hòa tan xung vi phân...........................................................33
3.3.1.3 Các đường cong phổ đồ thu được khi hòa tan hàm lượng kẽm trong
mẫu trắng và mẩu thực....................................................................................35
3.3.2 Phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS....................................................38
3.3.2.1. Chuẩn bị dung dịch mẫu phân tích....................................................38
3.3.3. Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)....................39
3.3.3.1. Chuẩn bị dung dịch mẫu phân tích....................................................39
KẾT LUẬN.....................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................43

MỞ ĐẦU
Lương thực, thực phẩm là yếu tố sống còn đối với con người. Việc
phân tích hàm lượng dinh dưỡng của thực phẩm là việc làm cần thiết. Từ lâu
người ta quan tâm hàm lượng dinh dưỡng của thực phẩm như protit, lipit,
gluxit… nhưng ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, con người
đã xác định rằng hàm lượng của một số nguyên tố vi lượng trong thực phẩm
có vai trị vơ cùng quan trọng đến sự phát triển bình thường cho cơ thể. Iod là
một nguyên tố vi lượng có vai trị quan trọng cho đời sống của con người
cũng như động vật, nó là nguyên tố chính hoocmon giác trạng, kích thích trao
đổi chất, điều hịa q trình oxi hóa –khử cho cơ thể.
Hiện nay, nước ta đang giai đoạn thanh toán một số bệnh. Trong đó có
bệnh biếu cổ. Bên cạnh việc đưa iot vào cơ thể người bằng cách sử dụng muối
có trộn iot, con người còn bổ sung iot qua việc ăn các loại thực phẩm có hàm
lượng cao như hải sản, rong biển…
Các thực phẩm từ biển là những dạng thực phẩm chứa nhiều chất dinh
dưỡng, ngoài các yêu tố đa lượng còn chứa nhiều yếu tố vi lượng rất cần thiết
cho cơ thể con người.
Xuất phát từ hai lý do trên chúng ta thấy việc phân tích hàm lượng các
nguyên tố iod, kẽm và selen trong thực phẩm là việc làm vơ cùng cần thiết để
qua đó chúng ta có những thông số về các loại thực phẩm với hàm lượng hợp
lý. Đó là lý do tác giả chọn đề tài "
Nghiên cứu xác định hàm lượng các
nguyên tố kẽm, iot và selen trong rong biển và loài cua biển ở vùng biển kỳ
ninh thuộc đặc khu kinh tế cảng Vũng Áng, Hà Tĩnh"làm nội dung nghiên
cứu cho luận văn thạc sĩ của mình.
Đề tài này đưa ra là cần thiết vì nó vừa mang ý nghĩa khoa học vừa
mang tính thực tiễn, áp dụng được yêu cầu thực tế ở Hà Tĩnh. Đặc biệt kết
quả đề tài là tài liệu tham khảo cho các cơ quan chức năng ở Hà Tĩnh để đánh

giá hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong cua và rong biển đưa lại sức khỏe
cho con người.


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đặc trưng sinh hóa của các nguyên tố iot, kẽm, selen
1.1.1 Đặc trưng sinh hóa và sự phân bố iot trong tự nhiên
1.1.1.1. Tính chất của iot[4][5][7]
Iod là một nguyên tố hóa học của nhóm VII A, chu kỳ 5 trong bảng
HTTH các nguyên tố hóa học, số hiệu nguyên tử 53, nguyên tử khối
126,90044 gồm có 13 đồng vị, trong tự nhiên iod nằm ở dạng hợp chất khác
nhau của đồng vị bền

127

I. Đơn chất phân tử gồm 2 nguyên tử, ở dạng tinh

thể phiến hoặc hạt, màu tím đen, có ánh kim, mùi xốc, dễ thăng hoa, t 0nc
113,50C, t0s 184,350C, tan ít trong nước, tan nhiều trong rượu, ete, benzene.
Trong dung dịch nước có chứa ion iodua (HI, KI,…) iot tan mạnh hơn nhờ
phản ứng kết hợp:
I2

+

I-



I3-

K= 710 [12]

Iot thuộc nhóm halogen, các nguyên tử halogen chỉ còn thiếu một điện
tử nữa ở lớp vỏ ngồi cùng là có được lớp vỏ electron của khí hiếm, nên dễ
dàng nhận thêm một electron để tạo thành ion mang điện tích âm hoặc dễ tạo
thành một liên kết cộng hóa trị, do đó iot nói riêng và nhóm halogen nói
chung là những nguyên tố phi kim điển hình.
Trong tự nhiên iot được tìm thấy ở ba dạng chủ yếu là: iodua (số oxi
hóa -1), iodat (số oxi hóa +5) và peiodat (có số oxi hóa +7), tuy nhiên trong
tự nhiên các muối iodua dễ dàng bị oxi hóa bởi oxi, bức xạ tử ngoại, nguyên
tử bị ion hóa. Sự có mặt của oxi, ozon, hidrosunfua và những khí khác trong
khí quyển, iod có thể tạo thành nhiều dạng hợp chất hóa học có số oxi hóa
khác nhau từ -1 tới +7. Iot dễ dàng tương tác với các hạt sol khí rắn có
nguồn gốc khoáng và hữu cơ rồi bị hấp thụ mạnh lên trên bề mặt của chúng
theo đó sẽ phân tán rộng khắp. Vì vậy iot có mặt trong hầu hết các mẫu sinh
quyển.


Trong dung dịch tinh bột loãng, iod dù chỉ dấu vết cũng cho màu xanh
thẫm. Các nhà phân tích đã dựa vào khả năng tan mạnh trong những dung môi
không trộn lẫn với nước để chiết iod ra khỏi các hỗn hợp, đồng thời dựa vào
khả năng tạo màu của iod với hồ tinh bột để phát hiện và xác định iod.
Iod có thể hiện tính oxi hóa hay tính khử tùy thuộc vào giá trị pH của
môi trường. Trong mơi trường kiềm nó bị oxi hóa thành iodat hịa tan tốt
trong nước. Cịn trong mơi trường axit thì ngược lại, iot bị khử đến trạng thái
phân tử và bị bay hơi. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong q trình chuyển
hóa trong tự nhiên.
1.1.1.2. Đặc trưng sinh hóa của iot[5][6][11]

Iot là nguyên tố cơ bản để sản xuất ra hoocmon giáp trạng, đảm bảo
hoạt động bình thường của cơ thể, hệ thần kinh, kích thích trao đổi chất, tăng
trưởng các mơ nhất là mơ xương, điều hịa các q trình oxi hóa khử xẩy ra
trong tế bào cũng như sự phát triển trí tuệ và thể lực của con người.
Đối với các thời kỳ bào thai, iot cần cho sự hình thành và phát triển của
não bộ và thần kinh thai nhi. Đối với trẻ em iot rất cần cho sự phát triển thể
chất và trí tuệ, đối với phụ nữ ở thời kỳ sinh đẻ iot đảm bảo khả năng sinh
sản, rụng trứng và tiết sữa.
Thiếu iot thường gây ra những bệnh như: đần độn ở trẻ em, chứng phù
niêm mạc ở người lớn và làm cho tuyến giáp trạng hoạt động mất cân bằng
điều tiết không đủ hoocmon gây ra bệnh bướu cổ làm mất đi vẻ đẹp mỹ quan
của con người và đặc biệt là gây chèn ép khó thở, khó nuốt.
Đối với người mẹ đang mang thai nếu thiếu iod sẽ bị sẩy thai, đẻ non,
trẻ sinh ra đần độn giảm trí nhớ, dễ bị khuyết tật bẩm sinh như câm điếc, lác
mắt, bại liệt và tăng tỷ lệ tử vong sơ sinh.
Thừa iot gây nên bệnh Basedown với các biểu hiện: tay run, sút cân,
mệt mỏi, khó tính, hay cáu gắt, sợ nóng, khát nước, mồ hôi nhớt…
Việc bổ sung iot tốt nhất và hiệu quả nhất đó là nên ăn các loại thực
phẩm có chứa hàm lượng iot cao như các loại hải sản (cá, tôm, cua biển…)


các loại rau có chứa hàm lượng iot cao (rau dền, khoai tây, đặc biệt là rong
biển, tảo biển)
Các loại hợp chất của iot còn sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, y học
và nông nghiệp như: trong công nghiệp chế tạo đèn iod, trong Y học làm
thuốc sát trùng ngoài da (cồn iot), dung thuốc chữa bệnh bướu giáp, chuẩn
đoán bệnh với với hợp chất hữu cơ cản quang, trong nơng nghiệp với liều
lượng thích hợp iod sẽ làm tăng năng suất cây trồng đặc biệt là cây ăn củ và
ăn quả.
1.1.1.3. Sự phân bố iot trong tự nhiên[4][6]

Biển và đại dương là một trong những điểm tận cùng của sự lắng đọng
iod. Sự tích lũy iot bởi đá trầm tích biển và đại dương là một trong những q
trình của sự tích lũy iod trong thiên nhiên. Trong q trình hình thành đất, xẩy
ra sự tích lũy trong tầng mùn, nơi có liên quan tới chất hữu cơ. Tác nhân vận
chuyển iot vào đất liền là khí quyển. Lượng chất trung bình tính theo trọng
lượng của vỏ iod trong vỏ trái đất là 10-4% hay 1mg/1kg. Tổng khối lượng iot
trong vỏ trái đất khoảng 1015 tấn. Iod là một trong những nguyên tố phân tán,
nguyên tố này tồn tại với lượng nhỏ trong nham thạch, đất, lượng iot trong đá
macma khối thường thay đổi trong giới hạn 0,1 – 0,8mg/kg và trung bình là
khoảng 0,3mg/kg. Cùng với quá trình phục hóa nham thạch lượng iot trong đó
đã tăng nhiều. Sự phân bố iod trong tự nhiên không đồng đều, nguồn dự trữ
iot lớn nhất trong nước biển, không khí, đất các vùng ven biển. Càng xa biển,
lượng iot trong mơi trường bên ngồi như đất, nước, khơng khí giảm dần. Các
điều kiện thổ nhưỡng chi phối sự phân bố iod như sau:
Địa hình và cấu tạo địa lý; Núi cao, nước mưa thường xuyên cuốn iod
xuống, những vùng thấp chứa lượng iod cao và ngược lại những vùng cao
lượng iod lại thấp.
Cấu tạo thành phần đất: Đất có thành phần cơ giới như cát có lượng iod
thấp. Đất thịt và đất có nhiều mùn thì ngược lại có hàm lượng iot cao, tính
chất đất có ý nghĩa hàng đầu trong việc tích lũy iod ở trong vùng.


Các điều kiện thủy văn: Mức dẫn nước vào địa phương cao như là mật
độ mạng lưới sơng ngịi dày đặc, mực nước ngầm cao và lượng nước mưa
lớn(dòng chảy lớn) quyết định lượng chứa iot thấp.
Hàm lượng iod trong đất, nước, khơng khí có sự thay đổi như sau:
- Trong đất thay đổi từ: 0,1 – 0,8 µg/kg và mức trung bình là 5 µg/kg
- Trong khơng khí từ 0,5 µg/m3 (khơng khí trên lục địa) và 10 µg/m3
(khơng khí trên đại dương)
- Trong nước hàm lượng iod thay đổi từ: 0,9 -2,2 µg/kg

Iod cịn tồn tại trong động vật và thực vật, sau đây là hàm lượng iot
trong một số thực phẩm, ghi ở bảng 1 và bảng 2.
Bảng 1: Hàm lượng iot trong một số sản phẩm động vật

TT
1
2
3
4
5
6

Tên thức ăn
Trứng tồn phần
Sữa bị
Thịt bị nạc
Cá tươi
Cá khơ trung bình
Nước mắm

Hàm lượng iot (µg) trong 100g thực phẩm
6,0
5,0
5,3
7,0 – 140,0
860,0
620,0


Bảng 2: Hàm lượng iot trong một số sản phẩm nông nghiệp

TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Tên thức ăn
Gạo tẻ
Đỗ các loại
Bắp cải
Cải soong
Rau dền
Cam
Chanh
Khoai tây củ
Củ cải đường
Cà rốt củ
Rong biển

Hàm lượng iot (µg) trong 100g thực phẩm
1,0 – 8,0
6,4
2,0

45,0
50,0
2,0
1,5 – 14,5
4,5
2,1
3,8
3.105

1.1.2 Đặc trưng sinh hóa của kẽm và sự phân bố kẽm trong tự nhiên
1.1.2.1. Giới thiệu nguyên tố Zn [7][15]
Kẽm là một kim loại màu trắng xanh nhạt, ở nhiệt độ thường nhưng khi
nấu đến 100-1500C nó trở nên mềm, dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo dài. Trong
khơng khí nó bị phủ một lớp oxit nên mất tính ánh kim. Kẽm có khối lượng
riêng là 7,13 (g/cm3), nhiệt độ nóng chảy 4190C, nhiệt độ sôi 9070C. Kẽm là
một kim loại hoạt động trung bình có thể kết hợp với oxy và các phi kim
khác, có phản ứng với axit lỗng để giải phóng hidro. Trạng thái oxi hóa phổ
biến của kẽm là +2.
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, blendơ, smithonit, calamine,
franklinite.
Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến hàng thứ tư sau sắt, nhơm,
đồng tính theo lượng sản xuất hằng năm.
1.1.2.2. Tác dụng sinh hóa của Zn[22][14]
Kẽm đóng vai trị sinh học không thể thiếu đối với sức khỏe con người,
cho dù kẽm chỉ chiếm khoảng vài phần triệu trọng lượng khô của cơ thể.
Người ta cũng đã phát hiện được nhiều căn bệnh liên quan tới sự thiếu thừa
nguyên tố này. Theo các nhà khoa học, lượng kẽm cần cho người trưởng
thành hằng ngày là 10-15mg.

Nhưng nhu cầu về kẽm còn tùy thuộc vào tuổi và trạng thái sinh lý của
cơ thể. Ví dụ trẻ dưới 1 tuổi cần 8mg, trẻ từ 1-10 tuổi cần tới 20-25mg kẽm
một ngày.
Kẽm được đưa vào cơ thể chủ yếu qua đường tiêu hóa, được hấp thụ
phần lớn ở ruột non. Vì vậy, những người có bệnh ở đường tiêu hóa thường bị
thiếu kẽm. Nó được đào thải ra ngoài với một lượng lớn qua dịch ruột, dịch
tụy (2-5mg), cịn lại qua nước tiểu (0,5-0,8mg) và mồ hơi (0,5mg). Khi vào cơ
thể, phần lớn kẽm tập trung trong tế bào, chỉ một lượng nhỏ trong huyết
tương, dạng gắn kết với albumin và 2-macropolysaccaride.
Lượng kẽm trong cơ thể có liên quan chặt chẽ với môi trường sống và
chố độ dinh dưỡng. Thiếu kẽm sẽ ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của
cơ thể và hơn nữa có thể cịn là nguyên nhân gây nên nhiều bệnh nguy hiểm,
ảnh hưởng lâu dài tới cuộc sống và sinh mạng của con người.
Kẽm 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. Kẽm có trong thành phần của
hơn 80 loại enzyme khác nhau, đặc biệt có trong hệ thống enzyme vận
chuyển, thủy phân, đơng hóa, xúc tác phản ứng gắn kết các chuỗi trong phân
tử AND, xúc tác phản ứng oxy hóa cung cấp năng lượng. Ngồi ra kẽm cịn
hoạt hóa nhiều enzyme khác nhau như amylase, pencreatinase …
Đặc biệt, kẽm có vai trị sinh học rất quan trọng là tác động chọn lọc
lên quá trình tổng hợp, phân giải acid nucleic và protein – những thành phần
quan trọng nhất của sự sống. Vì vậy các cơ quan như hệ thần kinh trung ương,
da và niêm mạc, hệ tiêu hóa, tuần hồn… rất nhạy cảm với sự thiếu hụt kẽm.
Trẻ thiếu kẽm sẽ biếng ăn.
Một vai trò cũng rất quan trọng khác của kẽm là vừa có cấu trúc vừa
tham gia vào duy trì chức năng của hàng loạt cơ quan quan trọng. Kẽm có độ
tập trung cao trong não, đặc biệt là vùng hải mã (hippocampus), võ não, bó
sợi rêu. Nếu thiếu kẽm 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.


Vai trò hết sức quan trọng nữa của kẽm là nó tham gia điều hịa chức
năng của hệ thống nội tiết 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 hịa hoạt động sống
trong và ngồi cơ thể, phản ứng với các kích thích từ mơi trường và xã hội,
làm cho con người phát triển và thích nghi với từng giai đoạn và các tình
huống phong phú của cuộc sống. Vì thế thiếu kẽm có thể ảnh hưởng tới q
trình thích nghi và phát triển của con người.
Ngồi ra, các cơng trình nghiên cứu cịn cho thấy kẽm có vai trị làm giảm
độc tính của các kim loại độc như nhơm (Al), asen (As), candimi (Cd) …Góp
phần vào q trình giảm lão hóa, thơng qua việc ức chế sự oxy hóa và ổn định
màng tế bào. Khả năng miễn dịch của cơ thể được tăng cường nhờ kẽm, bởi
nó hoạt hóa hệ thống này thơng qua cơ chế kích thích các đại thực bào, tăng
các limpo T… Vì vậy, khi thiếu kẽm, nguy cơ nhiễm khuẩn ở bệnh nhân sẽ
tăng lên.
Cũng cần nói thêm rằng, kẽm khơng chỉ quan trọng trong hoạt động
sống với vai trò độc lập, mà cịn quan trọng hơn khi sự có mặt của nó sẽ giúp
cho q trình hấp thu và chuyển hóa các nguyên tố khác cần thiết cho sự sống
như đồng (Cu), mangan (Mn), magie (Mg) … Do vậy, khi cơ thể thiếu kẽm sẽ
kéo theo sự thiếu hụt hoặc rối loạn chuyển hóa của nhiều yếu tố, ảnh hưởng
rất lớn đến tình trạng sức khỏe.
Kẽm khá ít độc tính. Hàm lượng trong thức ăn thấp. Ăn vào hơn 150mg
Zn mỗi ngày có thể gây rối loạn chuyển hóa đồng và sắt, nhưng chỉ có ý nghĩa
khi các ion này bị giới hạn. Một liều rất cao (450mg/ngày) làm thiếu đồng và
gây thiếu máu nguyên bào sắt. Liều nhập quá cao có thể gây suy giảm chức
năng miễn dịch. Quá liều có thể gây buồn nơn, nơn, phát ban, sự khử nước và
loét dạ dày. Kẽm làm giảm hấp thu tetracycline. Nên tránh điều trị kẽm trong

thai kỳ và cho con bú.
1.1.3. Đặc trưng sinh hóa và sự phân bố selen trong tự nhiên
1.1.3.1. Đặc trưng sinh hóa của selen[14][22]


Selen (Se) có cấu hình electron [Ar] 3d104s24p4 ngun tố nhóm VIA
chu kỳ 4 bảng HTTH các nguyên tố hóa học, số hiệu selen 34, nguyên tử khối
78,96. Tương tự như lưu huỳnh, selen tự do có một số dạng thù hình: selen vơ
định hình (chất bột màu nâu) selen tinh thể có độ dẫn điện tăng mạnh khi
được chiếu sang, là một chất bán dẫn điển hình.
Selen là nguyên tố p, có cấu hình electron hóa trị ns 2np4 (cùng với
nhóm lưu huỳnh) nên về tính chất hóa học selen rất giống với lưu huỳnh tạo
ra các oxit SeO2 và SeO3, cùng với các axit tương ứng là H2SeO3 và H2SeO4.
Trong các hợp chất selen có số oxi hóa là: -2, +4, +6. Ở nhiệt độ thường selen
bền đối với oxi, nước và các axit loãng. Selen tan trong kiềm, dung dịch
HNO3 đặc và nước cường toan. Khi được nung nóng Se hóa hợp mạnh với
nhiều nguyên tố. Hidroselenua H2Se là khí độc, khơng màu, mùi khó chịu,
dung dịch nước của nó là axit yếu. Muối của axit selenhidric là các selenua
tương tự muối sunfua.
Selen ít phổ biến trong tự nhiên, thường gặp ở các tạp chất trong các
buồng lọc bụi của nhà máy sản xuất axit sunfuric, từ bụi máy người ta điều
chế ra selen.
Về tác dụng sinh học, selen đầu tiên được chú ý tới do độc tính của nó.
Liều độc của các hợp chất của selen tương đương với liều độc của hợp chất
asen (liều gây chết người là 0,1g). Trong nửa đầu thế kỷ XIX hầu như chỉ có
những thơng báo về những tác hại của các hợp chất chứa selen nhưng dần dần
được phát hiện và nghiên cứu kỹ, đặc biệt là sau những cơng trình của
Schwarz 1958.
Selen có thành phần trong chất đạm động vật và thực vật. Selen, đặc
biệt là nhóm –S-SeH được coi là nhóm hoạt động của rất nhiều men trong

cơ thể.
Selen cịn có thành phần trong coenzyme A và trong nhiều hợp chất có
hoạt tính sinh học rất mạnh.


Selen cịn xúc tác cho q trình tổng hợp các glubumin miễn dịch, làm
tăng miễn dịch tế bào, có khả năng làm chậm q trình lão hóa, chống sự tổn
hại ở hệ tim mạch. Thiếu selen cơ thể không thể tổng hợp được vitamin.
Đối với thực vật selen hấp thụ qua rễ được dùng để tổng hợp axit amin
trong đó lưu huỳnh được thay bằng selen. Các axit amin này sau đó được gắn
trong chất đạm của cây.
Trong cơng nghiệp selen là nguyên tố có ứng dụng quan trọng trong
nhành công nghiệp luyện kim, kỹ thuật bán dẫn và điện tử (chế tạo tế bào
quang điện), công nghiệp cao su, trong công nghiệp đồ gốm và thủy tinh.
Kể từ năm 1960 việc dùng selen trong thú y đã đạt được những thành
tựu lớn. Các hợp chất của selen còn được dùng để chữa bệnh cho người như
một số bệnh ngoài da, bệnh về tim mạch, chữa thấp khớp cấp và mãn tính.
Một số hợp chất hữu cơ của selen được dùng có kết quả chống hiện tượng
chống phản vệ. Ngồi những ưu điểm kể trên, đối với cơ thể con người
selen và một số hợp chất của nó lại là những hợp chất rất độc, chỉ với một
lượng nhỏ selen trong khơng khí cũng có thể gây nguy hại cho hệ hô hấp,
gây nên chứng đau đầu, các haloegen của selen gây ra rối loạn hệ tuần hoàn
và hệ thần kinh.
1.1.3.2. Sự phân bố selen trong một số đối tượng mơi trường[19][31]
Selen được tìm thấy tương đối muộn do nó ít phổ biến trong thiên
nhiên. Hàm lượng phần trăm của selen theo Vinograt là 6.10-5%.
Selen rất ít gặp ở các dạng khoáng độc lập mà thường đi kèm theo lưu
huỳnh và quặng sunfua. Trong tự nhiên selen có 6 đồng vị bền và 5 đồng vị
phóng xạ. Selen nằm các dạng khống chất phân bố khơng đồng đều trên vỏ
trái đất, có những vùng hàm lượng selen rất cao, trái lại có những vùng lại rất

ít, lý do này dẫn đến hiện tượng ngộ độc thường diễn trên người ở một số nơi
giàu selen.
Trong thực vật, selen tồn tại dưới dạng các hợp chất vô cơ cũng như
các hợp chất hữu cơ. Trong thành phần selen vơ cơ thì selenat chiếm chủ yếu
ngồi ra cịn một ít selenit và có thể có cả selen nguyên tố. Trong phần hữu cơ


selen nằm trong thành phần các axit amin tồn tại ở trạng thái tự do trong cây
selennohomoxistein, selennoxystathionin cũng như các axit amin gắn vào chất
đạm của cây.
Trong nước, hàm lượng selen thường khá nhỏ, chỉ có ở khu cơng
nghiệp luyện kim màu và những khu cơng nghiệp hóa chất (nhà máy sản xuất
axit sunfuaric) selen có mặt trong nguồn nước thải cũng như bụi khói, trong
các loại nước này selen chủ yếu dưới dạng selenit SeO 32-. Trong không khí,
selen nằm dưới dạng các hợp chất đihidro selenua và các khí halogen của
selen.
1.2. Giới thiệu các đối tượng nghiên cứu
1.2.1. Cua[17][24]
Cua càng xanh là một đối tượng quan trọng của ngành thủy sản. Thịt
cua vừa ngon vừa có giá trị dinh dưỡng cao. Cứ 100gam cua biển thịt chứa tới
15 gam chất đạm, 2,6gam chất bột, 141 mg canxi, 191mg photpho, 0,8 mg sắt
cùng với nhiều nguyên tố vi lượng và vitamin, đặc biệt là vitamin A. Cua
thường gặp là cua càng xanh (tên tiếng anh: Scylla serrata var paramamosain).
Vòng đời của cua biển trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, mỗi giai đoạn là
một tập tính và cư trú khác nhau, cua chịu nhiệt ở nhiệt độ thấp (ở nước ta cua
biển thích nghi ở nhiệt độ 25 – 29 0C). Cua thích sống ở nơi có nhiều thực vật
thủy sinh, những vùng bán ngập, có bờ để rào, tìm nơi trú ẩn nhất là thời điểm
lột xác. Tính ăn của cua biển tùy thuộc vào giai đoạn phát triển nhu cầu ăn
của nó khá lớn nhưng nó có khả năng phát hiện mồi từ bốn phía và có khả
năng hoạt động về đêm, khứu giác của chúng rất phát triển giúp phát hiện con

mồi từ xa. Cua di chuyển bằng cách bò ngang và tự vệ bằng đơi càng to và
khỏe.
Đặc biệt tính ăn của cua tùy thuộc vào giai đoạn phát triển, giai đoạn ấu
trùng cua thích ăn thực vật và động vật phù du, sau đó cua con chuyển dần sang
ăn tạp rong to, nhuyễn thể, giáp xác, từ 5-7 cm thích ăn giáp xác, cua lớn hơn
thích ăn nhuyễn thể và cịn có thể ăn cua nhỏ hoặc cá. Cua có tính lạnh, có vị


hàn, thanh nhiệt, giúp liền xương nhanh. Cua có hàm lượng kim loại nặng khá
cao nên việc phân tích đánh giá thành phần của chúng rất quan trọng.
1.2.2. Rong mơ
(Sargasssum) rau mã vĩ, hải tảo. Họ Sargassaaceae, lớp Tảo nâu
(Phaeophyceae), ngành Tảo nâu (Phaeophyta).
Rong mơ có màu vàng hoặc nâu, thường sống thành từng bụi bám trên
các tảng đá vùng trung và hạ triều. Rong mơ phân nhánh nhiều. Tảo có dạng
trụ trịn hoặc hơi dẹt, nhẵn hoặc có gai nhỏ. Từ các nhánh mọc ra nhiều phiến
mỏng, mép nguyên hoặc có răng cưa. Túi khí hình trịn hoặc bầu dục nằm ở
chỗ tản phân nhánh. Trên thế giới có hàng trăm lồi Rong mơ.
Ở vùng biển Việt Nam có vài chục loài. Thường gặp nhất là các loài:
Rong mơ nhánh bò (S.polycystum), Rong mơ Vachel (S.vachellianum) , Rong
mơ lá mềm (S.teneninum), Rong mơ liềm (S. hemiphyllum). Phân bố chủ yếu
ở các vùng ven biển các tỉnh Quảng Ninh, Hải Phịng, Quảng Nam, Đà Nẵng,
Phú n, Khánh Hồ. Mùa khai thác tốt nhất vào cuối xuân, đầu hạ.
Bộ phận dùng: cả “cây” (tản). Rong mơ có chứa iot (45,3mg% - 60mg
%), axit alginic, alginat, chất béo, đường, canxi photphat, sắt…
Rong mơ vị ngọt, mặn, tanh, tính mát. Làm mát gan thận, giải nhiệt, lợi
tiểu, tiêu đờm. dùng làm thuốc lợi tiểu, chữa bệnh lậu, thuỷ thũng và bệnh
ngồi da, cịn có tác dụng long đờm và phịg bệnh bướu cổ. liều dùng: 8 – 12g
mỗi ngày, dưới dạng bột viên, nước sắc. Rong mơ còn là nguồn nguyên liệu
sản xuất cao, rong mơ có hàm lượng iot hữu cơ cao, axit alginic, alginat, keo

algin có nhiều ứng dụng trong y dược và nhiều ngành khác.
1.3. Các phương pháp xác định iod, kẽm, selen
1.3.1. Các phương pháp xác định iod [11][27][18]
Có rất nhiều phương pháp để xác định iod, trong hầu hết các trường
hợp có rất nhiều ion gây cản trở do đó phải tách iod ra khỏi các hợp chất đi
kèm. Phương pháp đáng tin cậy để tách iod là chiết bằng dung môi hữu cơ với


các dung mơi có thể chiết là tetraclorua cacbon (CCl 4), clorofom (CHCl3),
toluen, benzen …
Chưng cất cũng là một phương pháp khá phổ biến nhưng phương pháp
nhạy hơn cả và đơn giản nhất để xác định iod là dựa trên việc dô cường độ
màu dung dịch lỏng của triiodua I3- hoặc dung dịch của iod trong dung môi
hữu cơ. Phương pháp nhạy hơn nữa là hồ tinh bột. Ngoài ra cịn có phương
pháp xúc tác cho việc xác định iod dựa trên cơ sở phản ứng Ce (IV) và axit
asenơ (H3AsO3) được sử dụng rộng rãi trong thời gian gần đây.
Với hàm lượng vết iod thường được xác định bằng phương pháp đồng
vị phóng xạ, phương pháp rơnghen và có thể xác định bằng phương pháp so
màu.
1.3.1.1. Xác định iot với hồ tinh bột
Iotđua bị oxi hóa tới iod, sau đó iod phản ứng với hồ tinh bột để tạo
thành một phức màu xanh. Màu của phức phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và
biến mất ở 4000C – 5000C. Để tăng độ nhạy của phương pháp, iotdua được
oxi hóa tới iotđat, sau đó iotdua được thêm vào để giải phóng iot, khi đó độ
nhạy tăng lên 6 lần.
IO3-

+

5 I-

+

6 H+  3 I2

+

3 H2O

Dung dịch nước brom được sử dụng rộng rãi như một chất oxi hóa
nhiều hơn so với những chất khác. Brom dư được đuổi bằng đun sôi dung
dịch hoặc được che bằng phenol trong tribromphenol. Nhưng nếu dừng qui
trình chưng cất iot thì lượng lớn ion clorua cản trở việc xác định iot.
1.3.1.2. Xác định lượng nhỏ iot bằng phương pháp so màu
Iot tồn tại trong các hợp chất ở các dạng hóa trị -1, +1, +3, +4, +5, +7.
Tùy theo hóa trị, nó là chất khử hay chất oxi hóa. Các phương pháp so màu để
xác định iod được chia làm 2 nhóm. Nhóm thứ nhất dựa trên phương pháp sử
dụng phản ứng oxi hóa tạo ra I2, IO3-, IO4- rồi được xác định. Nhóm thứ hai là
phương pháp chiết so màu cũng dựa trên sự tạo thành I 2 rồi xác định trực tiếp


hoặc kết hợp với chất màu hữu cơ. Phương pháp so màu xác định hàm lượng
vết từ 0,02 -2mg I/lit với qui trình đạt đến độ nhạy 0,02 mg/lit. Phương pháp
này đơn giản đạt độ nhạy và độ chính xác cao, kết quả ổn định.
1.3.2. Các phương pháp xác định kẽm [5][15][22][31]
1.3.2.1. Phương pháp trọng lượng
Trong phương pháp này ta kết tủa kim loại dưới dạng các hợp chất khó
tan, các hợp chất phức chelat. Cản trở của phương pháp này là có quá nhiều
ion kim loại khác cùng kết tủa theo nên phương pháp này hiện nay ít sử dụng.
1.3.2.2. Phương pháp đo quang

Phương pháp này dựa vào tính chất hấp thụ chọn lọc ánh sáng trong
vùng nhìn thấy của chất màu. Khi chiếu ánh sáng đơn sắc với cường độ ban
đầu I0, I và nồng độ C được thiết lập thông qua định luật Lambe- Bia:
D = lg I/I0 = ε.l.C
Trong đó:

D: Mật độ quang
Ε: Hệ số hấp thụ phân tử gam của chất màu
l: Độ dày của lớp dung dịch
C: Nồng độ của chất cần phân tích

Từ biểu thức (1.1) sự phụ thuộc giữa mật độ quang D và nồng độ C ở
một độ dài sóng nhất định là tuyến tính. Do đó để xác định nồng độ của một
chất người ta đưa chất phân tích về dung dịch màu rồi dung phương pháp
thêm hay phương pháp đường chuẩn để định lượng.
1.3.2.3 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa vào khả năng hấp thụ chọn lọc
các bức xạ cộng hưởng của nguyên tử ở trạng thái tự do. Đối với mỗi nguyên
tố, vạch cộng hưởng thường là vạch quang phổ nhạy nhất của phổ phát xạ
nguyên tử của chính nguyên tử đó. Thơng thường thì khi hấp thụ bức xạ cộng
hưởng nguyên tử sẽ chuyển từ trạng thái ứng với mức năng lượng cơ bản sang


mức năng lượng cao hơn gần với mức năng lượng cơ bản nhất; người ta gọi
đó là bước chuyển cộng hưởng.
Trong phương pháp này q trình ngun tử hóa có thể thực hiện bằng
phương pháp ngọn lửa hoặc bằng phương pháp không ngọn lửa. Trong điều
kiện nhiệt độ không quá cao (1500 – 30000C) đa số các nguyên tử tạo thành ở
trạng thái cơ bản. Khi người ta chiếu vào đám hơi nguyên tử một bức xạ điện
từ có tần số bằng tần số cộng hưởng thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các

bức xạ cộng hưởng này và làm giảm cường độ của chùm bức xạ điện từ. Sự
hấp thụ bức xạ của đám hơi tuân theo định luật Lambe-Bia (biểu thức 1.1).
Đây là cơ sở vật lý của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử, thông
thường số ngun tử kích thích trong đám hơi khơng q 1-2% nên phương
pháp này có độ nhạy và độ chính xác cao, thực hiện nhanh và khá đơn giản.
1.3.2.5 Phương pháp cực phổ
1.3.2.6 Phương pháp vơn ampe hịa tan xung vi phân
Q trình xác định bằng phương pháp von-ampe hịa tan xung vi phân
gồm hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: Điện phân làm giàu chì kim loại trên bề mặt vi điện cực
giọt thủy ngân (catot): M2+ + 2e  M (M: Pb, Cd, Cu, Zn). Quá trình này
được tiến hành tại thế không đổi và khuấy dung dịch với tốc độ đều.
Giai đoạn 2: Hòa tan kim loại kết tủa trên bề mặt điện cực và ghi dòng
hòa tan bằng phương pháp von-ampe kết hợp với xung vi phân dưới dạng pic.
Trong những điều kiện thích hợp cường độ dịng hịa tan tỷ lệ thuận với lượng
chì đã kết tử trên bề mặt điện cực cũng như nồng độ chất cần xác định trong
dung dịch.
Đây là phương pháp có độ nhạy, độ chọn lọc và độ lặp lại cao, thực
hiện nhanh và khá đơn giản.
1.3.3. Các phương pháp xác định selen [20][30][31][27]
1.3.3.1. Phương pháp xử lý mẫu