Nghiên cứu xác định hàm lượng cadmi trong rau tại xã quỳnh lương, huyện quỳnh lưu, tỉnh nghệ an

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA HÓA HỌC
===  ===

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI :
NGIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG KIM LOẠI CADMI
TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU VÀ ĐẤT TRỒNG RAU TẠI XÃ
QUỲNH LƢƠNG HUYỆN QUỲNH LƢU TỈNH NGHỆ AN BẰNG
PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ AAS”.

GV hướng dẫn
SV thực hiện
Lớp
Mã số sinh viên

: TS. Mai Thị Thanh Huyền
: Tăng Thị Thƣơng
: 52K –Công Nghệ Thực Phẩm
: 1152040493

NGHỆ AN – 5/2016


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH – PHÚC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên : Tăng Thị Thƣơng
Mã số sinh viên :
1152040493
Khóa
:
52K - Hóa Thực Phẩm
Ngành
:
Cơng nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài : Nghiên cứu xác định hàm lƣợng Cadmi trong rau tại xã
Quỳnh Lƣơng huyện Quỳnh Lƣu tỉnh Nghệ An.
2. Nội dung nghiên cứu
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
Cán bộ hƣớng dẫn

:

TS. Mai Thị Thanh Huyền

Ngày giao nhiệm vụ đồ án :
Ngày
tháng

năm 2016
Ngày hoàn thành đồ án
: Ngày
tháng
năm 2016
Ngày

tháng

năm 2016

Cán bộ hƣớng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)

Chủ nhiệm bộ mơn
(Ký ghi rõ họ tên)

Sinh viên đã hồn thành và nộp đồ án vào ngày

tháng

năm 2016

Ngƣời duyệt
(Ký, ghi rõ họ tên)

SV: Tăng Thị Thương

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH – PHÚC

BẢN NHẬN XẾT TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên :
Tăng Thị Thƣơng
MSSV
Khóa
Ngành

:

1152040493
:
52K - Hóa Thực Phẩm
:
Cơng nghệ thực phẩm

Cán bộ hƣớng dẫn :
Cán bộ duyệt :

TS. Mai Thị Thanh Huyền

1. Nội dung nghiên cứu, thiết kế:
................................................................................................
................................................................................................
.............................................................. ..................................
2. Nhận xét của cán bộ hƣớng dẫn:
................................................................................................
.......................................................................................... ......
................................................................................................
................................................................................................
Ngày
tháng
năm 2016
Cán bộ hƣớng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)

SV: Tăng Thị Thương

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

LỜI CẢM ƠN
Đồ án này đƣợc hồn thành tại phịng Trung tâm phân tích và chuyển giao
cơng nghệ Thực phẩm – Mơi trƣờng, trƣờng ĐH Vinh.

Để hồn thành đƣợcđồ án này,nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.
Mai Thị Thanh Huyền đã giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ trong suốt q
trình thực hiện đồ án này.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ rất tận tình của:
- Ban chủ nhiệm khoa Hóa đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi thực hiện
đồ án này.
- Các kỹ thuật viên tại Trung tâm, cô Ngô Thị Thủy Hà đã giúp đỡ tạo điều
kiện sử dụng máy móc thiết bị nghiên cứu.
Tuy nhiên, trong bản đồ án chắc chắn vẫn cịn nhiều thiếu sót, rất mong q
thầy cơ và các bạn góp ý để bản đồ án này đƣợc hồn thiện hơn, giúp chúng tơi học
hỏi, rút kinh nghiệm cho công tác nghiên cứu sau này.
Cuối cùng, một lần nữa xin đƣợc gửi đến những ngƣời đã quan tâm, giúp đỡ
chúng tơi hồn thành đồ án lời cảm ơn chân thành nhất !
Vinh, ngày 30 tháng 4 năm 2016
Tăng Thị Thƣơng

SV: Tăng Thị Thương

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

MỤC LỤC
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1. Giới thiệu về kim loại nặng Cd và vai trị , chức năng, tính độc của nó ..............3
1.1.1. Giới thiệu chung về kim loại nặng .................................................................... 3
1.1.2. Nguyên tố Cadmi (Cd) ...................................................................................... 3

1.1.3. Giới hạn an toàn của Cd trong thực phẩm [5 .................................................. 5
1.2. Giới thiệu chung về rau .......................................................................................6
1.2.1. Khái niệm về rau và rau sạch ............................................................................ 6
1.2.2. Phân loại rau ...................................................................................................... 6
1.2.3. Thành phần dinh dƣỡng .................................................................................... 6
1.2.4. Công dụng của rau[6], ....................................................................................... 7
1.2.5. Nguy cơ và nguyên nhân rau bị nhiễm kim loại nặng[7], [8], [9], ................. 11
1.3. Các phƣơng pháp xác định kim loại...................................................................12
1.3.1. Phƣơng pháp phân tích hố học[10] : ............................................................. 12
1.3.2. Phƣơng pháp phân tích cơng cụ [11] [12] ....................................................... 12
1.3.3. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử[14], [15] ............................................... 15
1.4. phƣơng pháp xử lí mẫu phân tích để xác định Cadmi [16], [17] .......................23
1.4.1. Phƣơng pháp xử lý ƣớt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) .................................. 23
1.4.2. Phƣơng pháp xử lý mẫu khơ ( vơ cơ hóa khơ) ................................................ 23
1.4.3. Phƣơng pháp xử lý khô- ƣớt kết hợp .............................................................. 24
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM .......................25
2.1. Thiết bị , dụng cụ , hóa chất ...............................................................................25
2.1.1. Thiết bị, dụng cụ ............................................................................................. 25
2.1.2. Hoá chất .......................................................................................................... 26
2.1.3. Pha chế hóa chất .............................................................................................. 26
2.2. Lấy mẫu ..............................................................................................................26
2.3. Xử lý mẫu ...........................................................................................................28
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................29
3.1. Lựa chọn các điều kiện thực nghiệm để đo phổ Cadmi .....................................29
3.2. Xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát hiện ( LOD ) và
giới hạn định lƣợng (LOQ ) của ................................................................................29
3.2.1. Xây dựng đƣờng chuẩn ................................................................................... 30
3.2.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng ..................................................... 30
3.2.3. Khảo sát độ lặp lại của máy ............................................................................ 31
3.3 Khảo sát hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp ......................................................32

4. Kết quả xác định hàm lƣợng Cd trong các mẫu rau và đất ...................................33
KẾT LUẬN ...............................................................................................................35
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................36
PHỤ LỤC ..................................................................................................................38
SV: Tăng Thị Thương

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VIẾT TẮT
Abs

TIẾNG ANH

TIẾNG VIỆT
Độ hấp thụ

Absorbance
Atomic Absorption

AAS

F- AAS

Spectrometry

Phép đo quang phổ hấp thụ
nguyên tử

Flame – Automic Absorption

Phép đo quang phổ hấp thụ

Spectrometry

nguyên tử ngọn lửa

GF- AAS

Graphite Furnace Atomic
Phép đo quang phổ hấp thụ
Absorption Spectrometry (GFnguyên tử không ngọn lửa
AAS)

HCL

Hollow Cathoe Lamps

Đèn Catốt rỗng

Ppb

Part per billion

Một phần tỉ

Ppm

Part per million

Một phần triệu

Ppt

Part per trillion

Một phần nghìn tỉ

ICP-MS

Inductively Coupled Plasma
Mass Spectrometry

Phổ khối plasma cảm ứng

SV: Tăng Thị Thương

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền
DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH

BẢNG:
Bảng 1.2. Một số phƣơng pháp phân tích xác định lƣợng vết các kim loại .............13
Bảng 1.3.Dãy chuẩn của phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn. ..........................................17
Bảng 2.1.Vị trí và thời gian lấy mẫu .........................................................................27
Bảng 3.1. Các điều kiện đo phổ F- AAS của Cd .....................................................29
Bảng 3.2 .Bảng khảo sát nồng độ tuyến tính của Cd ................................................30
Bảng 3.3 Kết quả chạy lặp lại điểm chuẩn nồng độ thấp 0,1ppm 10 lần .................31
Bảng 3.4 Độ lặp lại của máy AAS ............................................................................32
Bảng 3.5. Kết quả tính tốn hiệu suất thu hồi của Cd ...............................................33
Bảng 3.6 Kết quả xác định hàm lƣợng Cd trong rau và đất .....................................33
HÌNH:
Hình 1.1:Rau cải bẹ .....................................................................................................8
Hình 1.2: Món dƣa muối .............................................................................................8
Hình 1.3: Hành lá ........................................................................................................9
Hình 1.4:Rau xà lách ...................................................................................................9
Hình 1.5: Rau cải ngọt ..............................................................................................10
Hình 1.6 Cà chua .......................................................................................................11
Hình 2.1: Máy hấp thụ nguyên tử bằng ngọn lửa AA240FS ....................................25
Hình 2.2 : Lị nung ....................................................................................................25
Hình 2.3: Cân phân tích ............................................................................................26
Hình 2.4. Hình ảnh các mẫu nghiên cứu ...................................................................28
Hình 3.1. Đồ thị đƣờng chuẩn của Cd.......................................................................30

SV: Tăng Thị Thương

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

MỞ ĐẦU
Nƣớc ta là một nƣớc có khí hậu nhiệt đới gió mùa đƣợc thiên nhiên ƣu đãi nên
có nguồn rau quả dồi dào quanh năm. Rau đƣợc trồng ở nhiều nơi để đáp ứng cho
nhu cầu tiêu dùng hàng ngày, rauđã trở thành nguồn thực phẩm cần thiết và quan
trọng không thể thiếu đƣợc trong mỗi bữa ăn hàng ngày, là nguồn cung cấp vitamin,
khống chất, vi lƣợng, chất xơ,…. khơng thể thay thế đƣợc cho cơ thể con ngƣời.
Thế nhƣng vấn đề an toàn về rau đang đƣợc đặt ra cấp thiết hơn bao giờ hết, đã có
nhiều vụ việc ngộ độc rau gây nguy hiểm đến tính mạng của con ngƣời xảy ra khắp
nơi nhƣ hiện tƣợng ngộ độc kim loại Cadmi ở Nhật ản và ngộ độc đồng ở Hà an
đã gây ra. Trong thực tế rau là loại thực phẩm dễ bị ô nhiễm nhất so với các loại
nông sản khác. Nguy cơ bị ngộ độc do ăn rau cao hơn các nơng sản khác vì rau
đƣợc ngƣời tiêu dùng sử dụng ngay sau khi thu hoạch và rau còn đƣợc dùng ăn sống
nên những yếu tố gây ô nhiễm trên rau dễ tác động làm ảnh hƣởng trực tiếp đến sức
khoẻ của ngƣời tiêu dùng. Rau bị nhiễm độc có thể do nhiễm kim loại nặng, các vi
trùng và ký sinh trùng, dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật….Trong đó ngộ độc thực
phẩm do các kim loại nặng càng đƣợc quan tâm nhiều hơn bởi những tác hại khơn
lƣờng của nó đối với sức khỏe ngƣời tiêu dùng và bởi sự gia tăng của loại nguy cơ ơ
nhiễm này trong cuộc sống. Có nhiều ngun tố kim loại nặng có thể là nguồn gây ơ
nhiễm thực phẩm nhƣ Pb, Hg, Cd, As....chính vì vậy việc nghiên cứu xác định hàm
lƣợng kim loại nặng trong thực phẩm đang là vấn đề quan tâm trên toàn thế giới.
Để xác định kim loại trong thực phẩm nói chung và rau nói riêng, có nhiều
phƣơng pháp khác nhau. Tuy nhiên phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử là một
phƣơng pháp có nhiều ƣu việt (là phƣơng pháp hiện đại, trong điều kiện nhất định
cho phép phân tích đồng thời lƣợng nhiều vết kim loại trong các đối tƣợng phân tích
khác nhau với độ nhạy, độ chính xác và độ tin cậy cao….).
Đã có nhiều đề tài nghiên cứu về vấn đề ơ nhiễm trong rau củ quả ở trong và
ngồi nƣớc, thế nhƣng những nghiên cứu tổng quan về ô nhiễm rau, đặc biệt là ô
nhiễm kim loại nặng trên địa bàn tỉnh Nghệ Anhiện vẫn còn rất hạn chế.

Xuất phát từ những lý do trên nên chúng tôi đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu xác
định hàm lượng kim loại Cadmi trong một số loại rau và đất trồng rau tạixã Quỳnh
Lương huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
AAS”.
Quỳnh ƣơng là một xã miền biển thuộc vùng bãi ngang thuộc huyện Quỳnh
lƣu với rau màu là cây trồng chủ yếu. Ở đây ngƣời dân có kinh nghiệm và truyền
thống sản xuất lâu năm, là địa phƣơng luôn đi đầu trong việc áp dụng tiến bộ khoa
học – kĩ thuật và sản xuất, nhờ vậy trong những năm qua xã luôn là địa phƣơng có
SV: Tăng Thị Thương

1

Lớp: 52K-Cơng nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

năng suất, sản lƣợng lớn của huyện. Diện tích đất nơng nghiệp của Quỳnh lƣơng là
511,23 ha, trong đó đất nơng nghiệp chiếm 248 ha. Trong tổng diện tích đất nơng
nghiệp gần 200ha đƣợc chuyển sang trồng rau, phần còn lại trồng ngô, lạc.
Để thực hiện đề tài này, chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:
1. Chọn các điều kiện tối ƣu đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F- AAS)
củaCd.
2. Xây dựng đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng
của phƣơng pháp.
3. Xác định độ lặp lại và hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp.
4. Áp dụng để xác định hàm lƣợng của Cd trong một số mẫu rau và đất ở xã
Quỳnh ƣơng - Quỳnh ƣu – Nghệ An.

SV: Tăng Thị Thương

2

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về kim loại nặng Cd và vai trị , chức năng, tính độc của nó
1.1.1. Giới thiệu chung về kim loại nặng
Kim loại nặng là những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 5g/cm3 và thơng thƣờng
chỉ những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại. Tuy nhiên
chúng cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho một số sinh vật ở nồng
độ thấp (Adriano, 2001). Kim loại nặng đƣợc đƣợc chia làm 3 loại: các kim loại độc
(Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag,
Ru,…), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…). Kim loại nặng hiện diện trong tự
nhiên đều có trong đất và nƣớc, hàm lƣợng của chúng thƣờng tăng cao do tác động
của con ngƣời. Ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu do tác động của con ngƣời nhƣ bón
phân, bã bùn cống và thuốc bảo vệ thực vật, các hoạt động cơng nghiệp hay sự lắng
đọng từ khơng khí…. và chúng đi vào môi trƣờng đất và nƣớc làm môi trƣờng đất
và nƣớc bị ô nhiễm, làm cho động vật và thực vật sinh sống ở khu vực đó có khả
năng nhiễm kim loại nặng . Các kim loại do hoạt động của con ngƣời nhƣ As, Cd,
Cu, Ni và Zn thải ra ƣớc tính là nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên,
đặc biệt đối với chì 17 lần.
1.1.2. Nguyên tố Cadmi (Cd)

1.1.2.1. Trạng thái tự nhiên[1], [2]
Cd có 19 đồng vị, trong đó tám đồng vị bền gặp trong tự nhiên chủ yếu là
đồng vị 114 Cd (28% ) và 112Cd (24,2% ) .Trong các đồng vị phóng xạ thì 100Cd có
chu kỳ bán hủy 470 ngày đêm là bền nhất.
Các quặng chứa Cadmi rất hiếm và khi phát hiện thấy thì chúng chỉ có một
lƣợng rất nhỏ.Greenockit (CdS), là khoáng chất duy nhất của cadmi có tầm quan
trọng, gần nhƣ thƣờng xuyên liên kết với sphalerit (ZnS). Do vậy, Cadmi đƣợc sản
xuất chủ yếu nhƣ là phụ phẩm từ việc khai thác, nấu chảy và tinh luyện các
quặng sulfua kẽm, và ở mức độ thấp hơn là từ quặng chì và đồng. Một lƣợng nhỏ
Cadmi, khoảng 10% mức tiêu thụ, đƣợc sản xuất từ các nguồn thứ cấp, chủ yếu từ
bụi sinh ra khi tái chế phế thải sắt và thép.
1.1.2.2. Tính chất l - h [1]
Cadmi là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hồn các ngun tố có ký
hiệu Cd và số ngun tử bằng 48. Thuộc nhóm II , à một kim loại chuyển
tiếp tƣơng đối hiếm, mềm. Ở dạng đơn chất Cd có màu trắng bạc, nhƣng để trong
khơng khí ẩm bị phủ một lớp oxit mỏng. Có khối lƣợng riêng lớn, có nhiệt độ nóng
chảy và nhiệt độ sơi thấp so với các kim loại nặng, vì vậy đều có độ bay hơi cao.Ở

SV: Tăng Thị Thương

3

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

điều kiện thƣờng, Cd là kim loại mềm, dẻo, dễ uốn, rất dễ cắt bằng dao.Ở dạng kim

loại không độc, nhƣng các hợp chất của Cd lại rất độc.
Cadmi là nguyên tố tƣơng đối hoạt động. Trong khơng khí ẩm, Cd bền ở nhiệt
độ thƣờng nhờ màng oxit bảo vệ. Nhƣng ở nhiệt độ cao nó cháy mãnh liệt cho ngọn
lửa mầu sẫm:
2Cd + O2 2CdO
Tác dụng với halogen tạo thành đihalogenua, tác dụng với lƣu huỳnh và các
nguyên tố không kim loại khác nhƣ photpho, selen…
Cd + S  CdS
Ở nhiệt độ thƣờng Cadmi bền với nƣớc vì có màng oxit bảo vệ, nhƣng ở nhiệt
độ cao Cadmi khử hơi nƣớc biến thành oxit
Cd + H2O  CdO + H2↑
Cd tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất oxi hố nhƣ HCl, H2SO4
lỗng, giải phóng khí hiđro.
Cd + 2HCl  CdCl2 + H2↑
Trong dung dịch thì:
Cd + H3O+ + H2O  [Cd(H2O)2]2+ +

1
H2 ↑
2

1.1.2.3. V i trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd [2], [3], [4], [9].
Nhờ tính chất ít bị rỉ sét nên đƣợc sử dụng trong việc sản xuất pin, acquy, mạ
kền.... Khoảng 3/4 Cadmi sản xuất ra đƣợc sử dụng trong các loại pin (đặc biệt
là pin Ni-Cd) và phần lớn trong 1/4 còn lại sử dụng chủ yếu trong các chất màu, lớp
sơn phủ, các tấm mạ kim và làm chất ổn định cho plastic.. ởi lý do này, đồ chơi trẻ
em và các lon hộp làm bằng nhựa plastic đều có chứa Cadmi. Cadmi cũng đƣợc
dùng trong những loại nƣớc men, sơn đặc biệt trong kỹ nghệ làm đồ sứ, chén,
đĩa….Cụ thể một số ứng dụng của Cadmi nhƣ sau: mạ điện (chiếm 6%), các chất
màu (chiếm 15%), các phụ gia ổn định nhựa (chiếm 10%), sản xuất pin (chiếm

67%), lƣới kiểm soát trong các lò phản ứng hạt nhân, Các hợp chất chứa Cadmi
đƣợc sử dụng trong các ống hình của ti vi đen trắng hay ti vi màu (phốt pho đen,
trắng, lam và lục).
ên cạnh những ứng dụng trên, Cadmi là nguyên tố rất độc đối với con ngƣời
và thực động vật.
Đối với cây trồng: rau diếp, cần tây, củ cải, cải bắp có xu hƣớng tích luỹ Cd
khá cao, trong khi đó củ khoai tây, bắp, đậu trịn, đậu dài đƣợc tích luỹ một số
lƣợng Cd nhiều nhất trong các loại thực phẩm, lá cà chua đƣợc tìm thấy tích luỹ Cd
khoảng 70 lần so với lá cà rốt trong cùng biện pháp trồng trọt giống nhau. Trong các
SV: Tăng Thị Thương

4

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

cây, Cd tập trung cao trong các rễ cây hơn các bộ phận khác ở các loài yến mạch,
đậu nành, cỏ, hạt bắp, cà chua, nhƣng các lồi này sẽ khơng phát triển đƣợc khi tích
luỹ Cd ở rễ cây. Tuy nhiên, trong rau diếp, cà rốt, cây thuốc lá, khoai tây, Cd đƣợc
chứa nhiều nhất trong lá. Trong cây đậu nành, 2% Cd đƣợc tích luỹ hiện diện trong
lá và 8% ở các chồi. Cadmi trong mô cây thực phẩm là một yếu tố quan trọng trong
việc giải quyết sự tích luỹ chất Cd trong cơ thể con ngƣời.
Đối với con ngƣời: Cadmi nguy hại đối với sức khoẻ con ngƣời do sự tích tụ
mãn tính của nó ở trong thận. Ở đây, nó có thể gây ra rối loạn chức năng nếu tập
trung ở trong thận lên trên 200mg/kg trọng lƣợng tƣơi. Thức ăn là con đƣờng chính
mà Cd đi vào cơ thể, nhƣng việc hút thuốc lá cũng là nguồn ô nhiễm kim loại nặng,

những ngƣời hút thuốc lá có thể thấm vào cơ thể lƣợng Cd dƣ thừa từ 20 - 35 μg
Cd/ngày. Nhiều cơng trình nghiên cứu cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng xƣơng,
nứt xƣơng, sự hiện diện của Cd trong cơ thể sẽ khiến việc cố định Ca trở nên khó
khăn. Những tổn thƣơng về xƣơng làm cho ngƣời bị nhiễm độc đau đớn ở vùng
xƣơng chậu và hai chân. Ngoài ra, tỷ lệ ung thƣ tiền liệt tuyến và ung thƣ phổi cũng
khá lớn ở nhóm ngƣời thƣờng xuyên tiếp xúc với chất độc này.
1.1.3. Giới hạn n toàn c
d t ong thực phẩm [5]
Theo QCVN 8-2:2011/BYT – quy chẩn kỹ thuật quốc gia đối với giới hạn ô
nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm không dƣợc vƣợt quá bảng sau :
ng 1.1. Giới hạn n tồn cho phép đối với ơ nhiễm Cadmi (Cd) trong thực phẩm
Stt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
18

Tên thực phẩm
Dầu và mỡ động vật
ơ thực vật, dầu thực vật
Rau họ thập tự (cải)
Hành

Rau ăn quả
Rau ăn lá
Rau họ đậu
Rau ăn củ và ăn rễ
Rau ăn than
Quả mọng và quả nhỏ khác
Nhóm quả có hạt
Nấm

Mg / kg
0,05
0,05
0,05 (1)
0,2
0,1
0,1 (2)
0,1
0,2

Ghi chú :
(-) Không quy định
(1) Không bao gồm cà chua, nấm
(2) Không bao gồm khoai tây chƣa gọt vỏ, cần tây

SV: Tăng Thị Thương

5

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

1.2. Giới thiệu chung về rau
1.2.1. Khái niệm về u và u sạch
Rau là tên gọi chung của các loại thực vật có thể ăn đƣợc dƣới dạng lá là phổ
biến (tuy trong thực tế có nhiều loại ăn hoa, củ, quả cũng có thể gộp chung vào các
loại rau) đƣợc dùng làm món ăn kèm theo trong các bữa ăn, bữa tiệc ở Việt Nam.
Rau sạch hay còn gọi là rau an tồn là những sản phẩm rau tƣơi có chất lƣợng
đúng nhƣ đặc tính giống của nó, hàm lƣợng các hoá chất độc và mức độ nhiễm các
sinh vật gây hại ở dƣới mức tiêu chuẩn cho phép, bảo đảm an tồn cho ngƣời tiêu
dùng và mơi trƣờng, thì đƣợc coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
Rau đƣợc xem là sạch nếu các chất sau đây chứa trong rau không đƣợc vƣợt
quá tiêu chuẩn cho phép:
1. Dƣ lƣợng thuốc hóa học ( thuốc sâu, thuốc cỏ )
2. Số lƣợng vi sinh vật và ký sinh trùng
3. Dƣ lƣợng đạm nitrat
4. Dƣ lƣợng các kim loại nặng (chì, thủy ngân, asen, kẽm, đồng...).
Dƣ lƣợng các chất trên là một trong những tác nhân chính dẫn đến bệnh ung
thƣ, nó khơng gây tác hại tức thời mà tích lũy nhiễm độc theo thời gian
nhƣng khi phát hiện đƣợc thì khó chữa trị [18].
1.2.2. Phân loại rau
Rau đƣợc chia ra làm nhiều loại nhƣ:
- Rau ăn lá: rau ngót, rau dền, rau muống, rau cần nƣớc , rau lang….
- Rau ăn quả: nhƣ cà chua đậu bắp, mƣớp, bí đao, bầu, dƣa leo, khổ qua, cà
tím….
- Rau ăn rễ: ngó sen
- Rau ăn thân: rau nhút, bạc hà,rau cải ….

- Rau ăn củ: cà rốt, củ cải, củ dền…..
- Rau ăn hoa: bông điên điển, bông súng, hoa thiên lý….
- Rau thơm: oại rau này có mùi thơm đặc biệt, đƣợc ăn kèm với nhiều món
chính chứ riêng nó thì khơng phải là món ăn. Ví dụ nhƣ rau răm , húng láng, ngị
om , tía tơ , giấp cá….
1.2.3. Thành phần dinh dưỡng
Rau cung cấp cho cơ thể con ngƣời các chất dinh dƣỡng quan trọng nhƣ các
loại vitamin, muối khoáng, axit hữu cơ, các hợp chất thơm, cũng nhƣ protein, lipit,
chất xơ, vv...Trong rau xanh hàm lƣợng nƣớc chiếm 85-95%, chỉ có 5-15% là chất
khơ. Trong chất khô lƣợng cacbon rất cao (cải bắp 60%, dƣa chuột 74-75%, cà chua
75-78%, dƣa hấu 92%). Giá trị dinh dƣỡng cao nhất ở rau là hàm lƣợng đƣờng (chủ
SV: Tăng Thị Thương

6

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

yếu đƣờng đơn) chiếm tỷ lệ lớn trong thành phần cacbon.Rau là nguồn cung cấp
chất khoáng cho cơ thể Rau chứa các chất khoáng chủ yếu nhƣ Ca, P, Fe, là thành
phần cấu tạo của xƣơng và máu. Hàm lƣợng Ca rất cao trong các loại rau cần, rau
dền, nấm hƣơng, mộc nhĩ (100- 357mg%) .
Ngồi ra nhiều loại rau cịn chứa các kháng sinh thực vật nhƣ inunen,
Carvon, Pinen ở cần tây, allixin ở tỏi, hành có tác dụng nhƣ một dƣợc liệu đối với
cơ thể. Bởi vậy nhu cầu ăn rau ngày càng cao ở tất cả mọi ngƣời.
1.2.4. ông dụng c

u[6],
Rau vừa đƣợc dùng nhƣ thực phẩm để chế biến món ăn hoặc vừa dùng là gia
vị ăn kèm theo trong các buổi ăn, có tác dụng làm ngon miệng, chống ngán khi ăn
các món thịt, cá nhiều dầu, mỡ, hay các món chiên, xào, nƣớng, quay...
Rau tái tạo và tăng cƣờng năng lƣợng cho cơ thể:chúng làm tăng sự hấp thu và
lƣu thơng của máu, tăng tính hoạt hố trong q trình ơxy hố năng lƣợng của các
mơ tế bào. Một số loại rau nhƣ khoai tây, đậu (nhất là đậu ăn hạt nhƣ đậu Hà an,
đậu Tây), nấm, tỏi cung cấp 70 - 312 calo/100g nhờ các chất chứa năng lƣợng nhƣ
protit, gluxit .
Rau giúp tăng cƣờng và bổ sung vitamin phong phú cần thiết cho cơ thể .
Vitamin có tác dụng làm cho cơ thể phát triển cân đối, điều hòa, các hoạt động sinh
lý của cơ thể tiến hành bình thƣờng.
Rau cung cấp cho cơ thể các axit hữu cơ, các hợp chất thơm, các vi lƣợng, các
xellulo (chất xơ) giúp cơ thể tiêu hoá thức ăn dễ dàng, phòng ngừa các bệnh về tim
mạch áp huyết cao. Những chất khống có tác dụng trung hịa độ chua do dạ dày
tiết ra khi tiêu hóa các loại thức ăn nhƣ thịt, các loại ngũ cốc.
Ở đây, tôi xin giới thiệu chi tiết một số loại rau thông dụng và đặc trƣng của
huyện Quỳnh ƣu nhƣ: hành lá, rau cải dƣa, cải thìa, xà lách , quả cà chua và cũng
sẽ là đối tƣợng nghiên cứu trong bài luận văn này.
1.2.4.1. Rau cải bẹ
Cải bẹ là loại cải có cuống bẹp, lá to có màu xanh thẫm, chịu đƣợc rét cao,
thƣờng đƣợc thu hoạch lúc đã lớn để muối chua. Cải bẹ là loại cây đã đƣợc trồng từ
rất lâu và rất phổ biến khắp mọi nơi trên dất nƣớc ta. Cải bẹ là loại rau ăn lá và thân
đƣợc sử dụng để chế biến nhiều món nhƣ: xào, luộc, muối chua…..
Cải bẹ rất dễ trồng và cũng chóng thu hoạch, nói chung sau gieo khoảng 30-40
ngày là có thể thu hoạch đƣợc.Về mặt cung cấp năng lƣợng thì cải bẹ là loại rau có
độ năng lƣợng thấp so với các loại rau củ khác. Mặt khác cải bẹ rất giàu hàm lƣợng
chất khoáng, đặc biệt có nhiều canxi, photpho và nhiều vitamin C. Nguồn dinh
dƣỡng đối với các giống rau cải là các loại muối khống và vitamin C. Hàm lƣợng
SV: Tăng Thị Thương

7

Lớp: 52K-Cơng nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

nƣớc trong rau chiếm hàm lƣợng lớn từ 65-97% và tồn tại ở 2 dạng là nƣớc tự do và
nƣớc liên kết.
Cải bẹ thƣờng đƣợc dùng để muối chua và trong mỗi bữa ăn hằng ngày của
ngƣời Việt Nam thì khơng thể thiếu món dƣa chua này. Dƣa muối có tính axit cho
phép hấp thụ tốt canxi, sắt và khoáng chất quan trọng khác, hỗ trợ tiêu hóa và tiêu
diệt những vi khuẩn có hại trong hệ tiêu hóa. Tăng vị giác, cải thiện cảm giác thèm
ăn, chống ngấy. Tuy nhiên do dƣa muối có hàm lƣợng muối cao nên ngƣời bị mắc
bệnh cao huyết áp thì nên hạn chế.

Hình 1.1:Rau c i bẹ Hình 1.2: Món dư muối
1.2.4.2.Hành lá
Hành lá là một gia vị phổ biến, rất cần thiết trong việc chế biến các món ăn.
Hầu nhƣ tất cả các món ăn đều có thể sử dụng hành: kho, xào, nấu , chiên, chƣng
….đến những món ăn sống nhƣ salad, nộm, gói….Khơng chỉ sự dụng để chế biến
món ăn , hành lá có nhiều tác dụng đối với sức khỏe, cịn là một vị thuốc sử dụng
trong dân gian.
Theo Đông Y: hành có vị cay, tính nóng, tác dụng ;làm ra mồ hơi, thơng khí
hoạt huyết, lợi tiểu, trợ tiêu hóa, sát trùng an thai. Thƣờng dùng chữa cảm lạnh,
nhức đầu, sổ mũi, ăn uống không tiêu.
Theo Y học hiện đại: trong hành lá chứa một lƣợng đáng kể calci, photphor và

kali, carotene và sắt rất tốt cho cơ thể và chứa rất nhiều thành phần hóa học có tác
dụng phịng chữa bệnh nhƣ axit malic, phytin và alylsulfid, tinh dầu đặc biệt là chất
kháng sinh Alicine hòa tan trong nƣớc tuy nhiên nó lại dễ bị mất trong q trình chế
biến do nhiệt vì vậy hành là gia vị đƣợc thêm vào cuối cùng của món ăn. Hành lá
có tác dụng giúp xƣơng chắc khỏe, ngăn ngừa nguy cơ loãng xƣơng, điều hịa lƣợng

SV: Tăng Thị Thương

8

Lớp: 52K-Cơng nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

đƣờng trong máu, tốt cho tim mạch, ngăn ngừa nguy cơ ung thƣ, chống viêm
nhiễm, tăng cƣờng hệ miễn dịch, tăng cƣờng thị lực …………..

Hình 1.3: Hành lá
1.2.4.2. Rau xà lách
Theo kết quả nghiên cứu, trong xà lách chứa nhiều chất dinh dƣỡng thiết yếu
cho cơ thể nhƣ chất xơ, protein, vitamin, kẽm, canxi, sắt…Đặc biệt là hàm lƣợng
magie cao, có khả năng tốt cho việc điều trị tình trạng stress, cơ thể mệt mỏi….giúp
tinh thần tỉnh táo tập trung.
Ngoài ra trong rau xà lách cịn có vị ngọt, tính mát có tác dụng rất tốt trong
trƣờng hợp giải nhiệt, thanh lọc cơ thể, giảm đau, ngủ sâu giấc…Xà lách cũng là
một sự lựa chọn tuyệt vời cho phụ nữ mang thai và đang nuôi con. Do trong xà lách
chứa nhiều hàm lƣợng axit folic, chất xơ, sắt rất tôt cho sự phát triển của thai nhi và

trẻ nhỏ. Theo khuyến cáo xà lách cũng là một loại thực phẩm tốt cho những ngƣời
mắc các triệu chứng về tim mạch, khớp…nhờ vào hàm lƣợng β-caroten có trong nó.
Ngồi những cơng dụng trên xà lách cũng rất tốt cho quá trình giảm cân ,
chăm sóc, ni dƣỡng làn da ….

Hình 1.4:Rau xà lách
SV: Tăng Thị Thương

9

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

1.2.4.3. Cải ngọt
Cải ngọt là loài rau thuộc họ cải, rất dễ ăn và giàu chất dinh dƣỡng. Theo đông
y, cải ngọt tính ơn, có cơng dụng thơng lợi trƣờng vị, làm đỡ tức ngực, tiêu thực hạ
khí... có thể dùng để chữa các chứng ho, táo bón, ăn nhiều cải trắng giúp cho việc
phòng ngừa bệnh trĩ và ung thƣ ruột kết.Cải ngọt có thể chế biến thành các món ăn
nhƣ cải ngọt xào thịt, canh cải ngọt nấu tôm, rau cải ngọt luộc chấm xì dầu, cải ngọt
xào thịt bị, cải ngọt xào chân gà..., làm lẩu cá, lẩu thịt.

Hình 1.5: Rau c i ngọt
1.2.4.4. Cà chua
Cà chua là loại rau quả làm thực phẩm. quả ban đàu có màu xanh, chín sang
màu từ vàng đến đỏ. Cà chua có vị hơi chua là một loại thực phẩm bổ dƣỡng giàu
vitamin C, A, Potasium, chất đạm, chất xơ và licopene. Đối với sức khỏe con ngƣời,

cà chua đóng vai trị rất quan trọng, cung cấp lƣợng sinh tố C, chất đạm chất xơ.
icopene đƣợc chứng minh có thể bảo vệ cơ thể chống lại q trình oxi hóatrong
nhiều nghiên cứu dịch tễ học. Cà chua là nguồn nhiều licopene, tiêu thụ cà chua có
thể làm giảm nguy cơ ung thƣ vú , ung thƣ đầu và cổ, có thể chống lại rất mạnh các
bệnh thối hóa thần kinh. Uống nƣớc sốt cà chua xay nhuyễn là giúp trị các triệu
chứng bệnh tiểu đƣờng. Tiêu thụ cà chua còn giúp mang lại lợi ích cho việc giảm
nguy cơ tim mạch, các bệnh liên quan đến tiểu đƣờng, tăng thị lực cho mắt và làm
đẹp.
Hiện nay cà chua đƣợc ăn tƣơi và chế biến rộng nhiều loại sản phẩm ở quy mô
gia đình và quy mơ cơng nghiệp. ên cạnh phƣơng pháp chế biến, thì phƣơng pháp
bảo quản đóng vai trị khơng kém phần quan trọng, ảnh hƣởng rất lớn đến chất
lƣợng sản phẩm và gia trị kinh tế.

SV: Tăng Thị Thương

10

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

Hình 1.6 Cà chua
1.2.5. Nguy cơ và nguyên nhân u bị nhiễm kim loại nặng[7], [8], [9],
Các nguyên tố kim loại nặng tồn tại và luân chuyển trong tự nhiên thƣờng có
nguồn gốc từ chất thải của hầu hết các ngành sản xuất công nghiệp trực tiếp hoặc
gián tiếp sử dụng các kim loại ấy trong q trình cơng nghệ hoặc từ chất thải sinh
hoạt của con ngƣời. Ví dụ nƣớc thải của các khu cơng nghiệp, các nhà máy hóa

chất, các cơ sở in; hoặc dƣới dạng bụi trong khí thải của các khu cơng nghiệp hóa
chất, các lị cao, khí thải của các loại xe có động cơ xăng sẽ kết tụ trên lá và sau đó
thẩm thấu dần vào rau trong q trình sản xuất, vận chuyển,kinh doanh. Ví dụ chì
trong khói thải động cơ, lơ lửng trong khơng khí, gây nhiễm rau đƣợc trồng dọc các
đƣờng giao thơng lớn....Sau khi phát tán vào mơi trƣờng dƣới dạng nói trên, chúng
lƣu chuyền tự nhiên, bám dính vào các bề mặt, tích lũy trong đất và gây ơ nhiễm các
nguồn nƣớc sinh hoạt, đó là căn ngun chính dẫn đến tình trạng thực phẩm bị ơ
nhiễm. Rau quả sẽ bị ô nhiễm nếu đƣợc trồng trên nguồn đất ô nhiễm kim loại nặng,
đƣợc tƣới nƣớc bị ơ nhiễm.
Ngồi ra, raubị nhiễm bẩn kim loại nặng có thể do vi lƣợng trong phân vƣợt
q hàm lƣợng, bón phân hố học và thời gian khai thác. Mặt khác, ngƣời trồng rau
còn sử dụng phân chuồng từ lợn, gà, trong khi đó những gia súc gia cầm này đƣợc
nuôi từ thức ăn tổng hợp là khá phổ biến. Thức ăn dạng này có nhiều khoáng vi
lƣợng. Hàm lƣợng kim loại trong phân sẽ xâm nhập vào đất trồng và tồn lƣu trong
các loại nông sản đặc biệt là đối với các loại rau ăn lá nhƣ cải ngọt, cải xanh, xà
lách….
Cadmi thƣờng đi đơi với Zn trong tự nhiên. Nó xâm nhập vào các hệ sinh thái
từ nƣớc thải cơng nghiệp hố chất, mạ điện, luyện kim, chất dẻo và chất khai mỏ.
SV: Tăng Thị Thương

11

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

Rau trồng đƣợc tƣới bằng các nguồn nƣớc này sẽ không đảm bảo an toàn cho rau và

ngƣời tiêu dùng.
1.3. Các phƣơng pháp xác định kim loại
Hiện nay, có nhiều phƣơng pháp khác nhau để xác định Cadmi nhƣ phƣơng
pháp phân tích khối lƣợng, phân tích thể tích, điện hố, phổ phân tử UV- VIS, phổ
phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn
lửa (GF-AAS) Sau đây là một số phƣơng pháp xác định Cadmi.
1.3.1. Phương pháp phân tích hố học[10] :
Nhóm các phƣơng pháp này dùng để xác định hàm lƣợng lớn (đa lƣợng) của
các chất, thông thƣờng lớn hơn 0,05%, tức là nồng độ miligam. Các thiết bị và dụng
cụ của phƣơng pháp này đơn giản, không đắt tiền. Gồm các phƣơng pháp: phƣơng
pháp phân tích khối lƣợng, phƣơng pháp phân tích thể tích, phƣơng pháp oxi hóa –
khử, phƣơng pháp complexon….
1.3.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng
* Nguyên tắc: Đây là phƣơng pháp dựa trên sự kết tủa chất cần phân tích với
thuốc thử phù hợp, sau đó lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân chính xác sản phẩm và từ
đó xác định đƣợc hàm lƣợng chất phân tích.
Phƣơng pháp này đơn giản khơng địi hỏi máy móc hiện đại, đắt tiền, có độ
chính xác cao, tuy nhiên địi hỏi nhiều thời gian, thao tác phức tạp và chỉ phân tích
hàm lƣợng lớn, nên khơng dùng để phân tích lƣợng vết.
1.3.1.2. Phương pháp phân tích thể tích
* Nguyên tắc: Dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chính
xác (dung dịch chuẩn) đƣợc thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn
bộ lƣợng chất định phân đó. Tùy vào các loại phản ứng chính đƣợc dùng mà ngƣời
ta chia phƣơng pháp phân tích thể tích thành các nhóm phƣơng pháp trung hịa,
phƣơng pháp oxi hóa-khử, phƣơng pháp kết tủa và phƣơng pháp com plexom
1.3.2. Phương pháp phân tích cơng cụ [11] [12]
Ngày nay u cầu xác định hàm lƣợng các chất ngày càng thấp, độ chính xác
cao. Đặc biệt, trong phân tích mơi trƣờng thƣờng xun địi hỏi phân tích lƣợng vết
các chất ơ nhiễm trong các đối tƣợng môi trƣờng với hiệu suất cao (độ nhạy, độ
chọn lọc, tính bền, phạm vi tuyến tính, thời gian phân tích). Chính vì vậy, đã phát

triển rất nhiều phƣơng pháp phân tích khác nhau cho phép định lƣợng chính xác và
nhanh chóng nhƣ: Điện hóa, phổ phân tử UV-VIS, phổ phát xạ nguyên tử ( AES),
phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa ( F- AAS) và khơng ngọn lửa (GF-AAS), phƣơng
pháp Von – Ampe hịa tan….Khoảng nồng độ kim loại xác định đƣợc của các
phƣơng pháp trình bày ở bảng 1.2.
SV: Tăng Thị Thương

12

Lớp: 52K-Cơng nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

B ng 1.2. Một số phương pháp phân tích xác định lượng vết các kim loại
STT

Khoảng nồng
độ (ion.g/l)

Tên phƣơng pháp

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 huỳnh quang nguyên tử

10-7 – 10-8

5

Phổ phát xạ nguyên tử

10-5 – 10-6

6

Phân tích kích thích nơtron

10-9 – 10-10

7

Điện thế dùng điện cực chọn lọc ion

10-4 – 10-5

8

Cực phổ cổ điển

10-4 – 10-5

9

Cực phổ sóng vng

10-6 – 10-7

10

Cực phổ xoay chiều hịa tan bậc hai

10-6 – 10-8

11

Von – Ampe hòa tan dùng điện cực HMDE

10-6 – 10-9

12

Von – Ampe hòa tan dùng điện cực màng Hg

10-8 – 10-10

1.3.2.1. Phương pháp phân tích điện h .
Hai phƣơng pháp phân tích điện hóa thƣờng dùng trong phân tích kim loại là
phƣơng pháp cực phổ và phƣơng pháp von-ampe. Trong phƣơng pháp cực phổ này,
ngƣời ta phân cực điện cực giọt thủy ngân bằng một điện áp một chiều biến thiên
tuyến tính với thời gian để nghiên cứu các q trình khử cực của chất phân tích trên
điện cực đó.Thiết bị cực phổ gồm hai phần chính là máy cực phổ và hệ điện cực bao
gồm điện cực giọt thuỷ ngân và điện cực so sánh. Đƣờng cực phổ biểu diễn sự phụ
thuộc của chiều cao cƣờng độ dịng với nồng độ chất phân tích. Để xác định các
lƣợng nhỏ chất thƣờng dùng cực phổ cổ điển (10-3 – n.10-5). Để xác định các lƣợng
chất cực nhỏ thƣờng dùng các phƣơng pháp cực phổ hiện đại nhƣ cực phổ sóng
vng, cực phổ xung vi phân[13].
Phƣơng pháp Von-Ampe hịa tan cũng giống nhƣ phƣơng pháp cực phổ là dựa
trên việc đo cƣờng độ dòng để xác định nồng độ các chất trong dung dịch. Nguyên
tắc của phƣơng pháp tiến hành theo hai bƣớc:
Bước 1: Điện phân làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc,
trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.
Bước 2: Hòa tan kết tủa đã đƣợc làm giàu bằng cách phân cực ngƣợc điện cực
lầm việc, đo và ghi dòng hòa tan. Trên đƣờng Von- Ampe hòa tan cho peak của
nguyên tố cần phân tích.

SV: Tăng Thị Thương

13

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

Các phƣơng pháp cực phổ là một trong những phƣơng pháp thông dụng trong
phân tích các kim loại nói chung và kim loại nặng nói riêng hiện nay. Tuy nhiên nó
có nhƣợc điểm là độ nhạy bị hạn chế bởi những ảnh hƣởng của dòng tụ điện, dòng
cực đại, của oxi hòa tan, bề mặt điện cực….
1.3.2.2 Phương pháp trắc qu ng
Nguyên tắc của phƣơng pháp dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của một
dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử hữu cơ hoặc vơ
cơ trong mơi trƣờng thích hợp khi đƣợc chiếu bởi chùm sáng. Phƣơng pháp định
lƣợng theo phƣơng trình cơ bản:
A = ɛ.l.C
Trong đó: A: độ hấp thụ quang của chất
ɛ: hệ số hấp thụ mol
l: bề dày lớp dung dịch
C: nồng độ của chất phân tích
Phƣơng pháp trắc quang đã đƣợc sử dụng lâu đời để phân tích các kim loại
nặng trong các đối tƣợng thực phẩm và môi trƣờng. Có rất nhiều các thuốc thử vơ
cơ cũng nhƣ hữu cơ đƣợc sử dụng để xác định các ion kim loại nặng nhƣ PAR,
MEDTA, Oxazolin v.v… [20], [21],
Phƣơng pháp trắc quang phân tử nói chung đặc biệt là chiết trắc quang phức
màu chelat đaliagn có độ nhạy, độổn định, độ chính xác cao, xác định nồng độ của
chất ở khoảng 10-5 – 10-7M.Tuy nhiên nhƣợc điểm của phƣơng pháp là khơng chọn
lọc, một thuốc thử có thể tạo nhiều phức với nhiều ion.
1.3.2.3. Phương pháp phổ khối pl sm cảm ứng ICP-MS

Nguyên tắc của phƣơng pháp dựa trên cơ sở : Khi dẫn mẫu phân tích vào vùng
nhiệt độ cao của ngọn lửa plasma (ICP), vật chất có trong mẫu khi đó bị chuyển
hồn tồn thành trạng thái hơi. Các phân tử chất khí đƣợc tạo ra lại bị phân ly thành
các nguyên tử tự do ở trạng thái khí; trong điều kiện nhiệt độ cao của plasma
(80000C) phần lớn các nguyên tử trong mẫu phân tích bị ion hóa tạo thành ion
dƣơng có điện tích +1 và các electron tự do. Thu và dẫn dịng ion đó vào thiết bị
phân giải để phân chia chúng theo số khối (m/z), nhờ hệ thống phân giải theo số
khối và detector thích hợp ta thu đƣợc phổ khối của các đồng vị của các ngun tố
cần phân tích có trong mẫu. Phƣơng pháp này cho phép phân tích hơn 70 nguyên tố
từ Li – U với độ nhạy rất cao (giới hạn phát hiện thông thƣờng cỡ ppt) [19], độ chọn
lọc cao, ảnh hƣởng của thành phần nền (matrix effect) hầu nhƣ ít xuất hiện, hoặc có
thì cũng ở mức độ nhỏ và dễ loại trừ.).Vùng tuyến tính trong phép đo ICP-MS rộng

SV: Tăng Thị Thương

14

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

hơn hẳn các kỹ thuật phân tích khác. Vùng tuyến tính của phép đo phổ ICP-MS có
thể kéo dài từ 1-1.000.000 lần.
1.3.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử[14], [15]
1.3.3.1. Nguyên tắc c phương pháp
Cơ sở lý thuyết của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là dựa trên sự hấp
thụ năng lƣợng bức xạ đơn sắc của nguyên tử tự do của nguyên tố ở trạng thái hơi,

khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi nguyên tử của nguyên tố ấy. Mơi trƣờng hấp
thụ chính là đám hơi các ngun tử tự do của mẫu phân tích. Do đó, để thực hiện
phép đo AAS cần phải có các quá trình sau:
Chuyển mẫu phân tích thành trạng thái hơi của các ngun tử tự do (q trình
ngun tử hố mẫu). Q trình ngun tửhố mẫu tốt hay khơng tốt đều ảnh hƣởng
tới kết quả phân tích. Có hai kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu là kỹ thuật nguyên tử hoá
trong ngọn lửa (F-AAS) và kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không ngọn lửa (GF-AAS).
Nguyên tắc chung là dùng nhiệt độ cao để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích.
Chiếu chùm sáng phát xạ của nguyên tố cần phân tích từ nguồn bức xạvào
đám hơi ngun tử đó để chúng hấp thụ những bức xạ đơn sắc nhạy hay bức xạ
cộng hƣởng có bƣớc sóng nhất định ứng đúng với tia phát xạ nhạy của chúng.
Nguồn phát xạ chùm tia đơn sắc có thể là đèn catot rỗng (HC ), các đèn phóng điện
khơng điện cực (EDL) hay nguồn phát xạ liên tục đã đƣợc biến điệu.
Sau đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ ngƣời ta thu toàn bộ chùm sáng,
phân ly và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo cƣờng độc
của nó. Cƣờng độ đó chính là tín hiệu hấp thụ. Trong một giới hạn nồng độ xác
định, tín hiệu này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ của nguyên tố cần xác định
trong mẫu theođịnh luật amber – Beer- Bouger:
Trong đó: : cƣờng độ hấp thụ
K: hằng số thực nghiệm
C: nồng độ nguyên tố trong mẫu
b: hằng số bản chất, phụ thuộc vào nồng độ(0Phƣơng trình trên là cơ sở định lƣợng cho phép đo AAS tùy thuộc vào kỹ
thuật nguyên tử hóa mẫu mà ngƣời ta phân biệt phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (FAAS) cho độ nhạy cỡ 0,1 ppm. Phổ hấp thụ không ngọn lửa (GF-AAS) có độ nhạy
cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50- 1000 lần cỡ 0,1 – 1 ppb.
Kĩ thuật đo F-AAS
Đây là kĩ thuật, ngƣời ta dùng năng lƣợng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để
hốhơi và ngun tử hố mẫu phân tích. Vì thế mọi q trình xảy ra trong khi
SV: Tăng Thị Thương

15

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

nguyêntử hoá mẫu phụ thuộc vào các đặc trƣng và tính chất của ngọn lửa đèn khí,
nhƣngchủ yếu là nhiệt độ ngọn lửa.Đó là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hố
mẫuphân tích, và mọi yếu tố ảnh hƣởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều ảnh
hƣởngđến kết quả của phƣơng pháp phân tích.
Kĩ thuật đo GF-AAS
Kĩ thuật nguyên tử hố khơng ngọn lửa ra đời sau kĩ thuật ngun tử hoátrong
ngọn lửa.Nhƣng kĩ thuật này đƣợc phát triển rất nhanh và hiện nay đang đƣợcsử
dụng rất phổ biến vì kĩ thuật này có độ nhạy rất cao (mức ppb). Do đó, khi phântích
lƣợng vết kim loại trong trƣờng hợp không cần thiết phải làm giàu sơ bộ cácnguyên
tố cần phân tích.
Về ngun tắc, kĩ thuật ngun tử hố mẫu khơng ngọn lửa là q trìnhngun
tử hố tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lƣợng nhiệt của dòng điệncó cơng
suất lớn và trong mơi trƣờng khí trơ. Q trình ngun tử hố xảy ra theo 3giai đoạn
kế tiếp nhau: sấy khơ, tro hố luyện mẫu, ngun tử hố để đo phổ hấp thụnguyên
tử và cuối cùng là làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tốchínhquyết
định mọi sự diễn biến của q trình ngun tử hố mẫu.
1.3.3.2. ng dụng c ph p đo
.
Phƣơng pháp AAS đƣợc ứng dụng để phân tích định lƣợng thành phần các
nguyên tố, đặc biệt với chất có nồng độ rất thấp trong mẫu phân tích. Phƣơng pháp
này có thể xác định đƣợc hơn 70 nguyên tố kim loại trong các đối tƣợng khác nhau

nhƣ mẫu nƣớc, thực phẩm, nông sản, dƣợc, mỹ phẩm, các sản phảm hợp kim, các
sản phẩm hóa chất vô cơ, quặng, silicat, các đối tƣợng sinh học và trong các vật
liệu, hóa hữu cơ, dầu mỏ….
1.3.3.3. Phương pháp định lượng trong ph p đo
Để xác định hàm lƣợng của một nguyên tố trong mẫu phân tích theo phép đo
phổ hấp thụ nguyên tử ngƣời ta thƣờng thực hiện theo các phƣơng pháp sau đây:
a. Phương pháp đường chuẩn
Nguyên tắc: Phƣơng pháp này dựa vào phƣơng trình cơ bản của phép đo A=
K.C và một dãy mẫu đầu để dựng một đƣờng chuẩn và sau đó dựa vào đƣờng chuẩn
này và giá trị Ax để xác định nồng độ Cx của nguyên tố cần phân tích trong mẫu đo
phổ, rồi từ đó tính đƣợc nồng độ của nó trong mẫu phân tích.
Cách làm: Chuẩn bị một dãy mẫu đầu, dãy mẫu chuẩn ( thông thƣờng là 5
mẫu đầu) và các mẫu phân tích trong cùng điều kiện. Ví dụ các mẫu đầu có nồng độ
của nguyên tố X cần xác định là C1, C2, C3, C4, C5 và các mẫu phân tích là Cx1,
Cx2……Sau đó chọn các điều kiện phù hợp và đo cƣờng độ của một vạch phổ hấp
thụ của nguyên tố phân tích trong tất cả các mẫu đầu và mẫu phân tích đã đƣợc
SV: Tăng Thị Thương

16

Lớp: 52K-Công nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

chuẩn bị ở trên. Ví dụ ta thu đƣợc các giá trị cƣờng độ tƣơng ứng với các nồng độ
đó là A1, A2, A3, A4, A5 và Ax1, Ax2…. ây giờ trên hệ tọa độ A-C theo các điểm có
tọa độ (C1A1), (C2A2), (C3A3), (C4A4), (C5A5) ta sẽ dựng đƣợc một đƣờng biểu thị

mối quan hệ A-C. Đó chính là đƣờng chuẩn của phƣơng pháp này và các giá trị Ax
chúng ta dễ dàng xác định đƣợc nồng độ Cx. Công việc cụ thể là đem các giá trị Ax
đặt lên trục tung A của hệ tọa độ, từ đó kẻ đƣờng song song với trục hoành C,
đƣờng này sẽ cắt đƣờng chuẩn tại điểm M, từ điểm M ta hạ đƣờng vng góc với
trục hồnh và nó cắt trục hồnh tại điểm Cx, Cx đây chính là nồng độ phải tìm.
b. Phương pháp thêm tiêu chuẩn
Nguyên tắc: Phƣơng pháp này ngƣời ta dùng ngay mẫu phân tích làm nền để
chuẩn bị một dãy mẫu đầu, bằng cách lấy một lƣợng mẫu phân tích nhất định và
thêm vào đó những lƣợng nhất định của nguyên tố cần xác định theo từng bậc nồng
độ (theo cấp số cộng).
Cách làm: Ví dụ lƣợng thêm vào là ΔC1, ΔC2, ΔC3, ΔC4, nhƣ thế chúng ta
sẽcó một dẫy mẫu chuẩn nhƣ trong bảng sau, trong đó Cx là nồng độ (hàm lƣợng)
củanguyên tố cần xác định trong mẫu phân tích.
phương pháp thêm tiêu chuẩn.

B ng 1.3.Dãy chuẩn c
C0

C1

C2

C3

C4

C5

ƣợng mẫu phân tích

Cx

Cx

Cx

Cx

Cx

Cx

ƣợng thêm vào

0

ΔC1

ΔC2

ΔC3

ΔC4

ΔC5

Các chất khác là nhƣ nhau

Chất khác
Aλđo đƣợc

Ao

A1

A2

A3

A4

A5

Tiếp đó cũng chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp và một vạch phổ của
nguyên tố phân tích, tiến hành ghi cƣờng độ hấp thụ của vạch phổ đó theo tất cả dẫy
mẫu đầu. Ví dụ chúng ta thu đƣợc các giá trị tƣơng ứng là Ao, Al,A2, A3, và A4..
Bây giờ từ các giá trị cƣờng độ này và ứng với các nồng độ thêm vào của nguyên tố
phân tích chúng ta dựng một đƣờng chuẩn theo hệ tọa độ A - ΔC. Đó chính là
đƣờng chuẩn của phƣơng pháp thêm. Đƣờng chuẩn này cắt trục tung A tại điểm có
tọa độ (Ao, O). Sau đó để xác định nồng độ Cx chƣa biết chúng ta làm nhƣ sau:
Cách I. Kéo dài đƣờng chuẩn về phía trái, nó cắt trục hồnh tại điểm Cx. Đoạn
OCX chính bằng giá trị nồng độ Cx cần tìm.
Cách II. Cũng có thể xác định Cx bằng cách từ gốc tọa độ kẻ một đƣờng song
song với đƣờng chuẩn và từ điểm Ao kẻ đƣờng song song với trục hoành, hai đƣờng
này cắt nhau tại điểm M, từ điểm M hạ đƣờng vng góc với trục hồnh, đƣờng này
cắt trục hồnh tại điểm Co, Chính đoạn OΔCX là bằng giá trị Cx phải tìm
SV: Tăng Thị Thương

17

Lớp: 52K-Cơng nghệ Thực Phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Mai Thị Thanh Huyền

c. Phương pháp đồ thị không đổi
Nguyên tắc: Muốn xác định một nguyên tố nào đó, trƣớc hết ngƣời ta dựng
một đƣờng chuẩn nhƣ phƣơng pháp đƣờng chuẩn, đƣờng chuẩn này đƣợc gọi là
đƣờng chuẩn cố định và đƣờng này đƣợc dùng lâu dài. Nhƣ vậy muốn xác định
nồng độ Cx chƣa biết, ta phải chuyển các giá trị ax1 tƣơng ứng về các giá trị Ax0 của
đƣờng chuẩn cố định để xác định Cx.
Cách làm:
- Cách thứ nhất: Xác định hệ số chuyển k theo công thức:
Axo = k.Axl (a)
Ở đây k đƣợc gọi là hệ số chuyển của giá trị cƣờng độ A của vạch phổ giữa
hailần đo trong cùng một điều kiện thí nghiệm.
Muốn thế mỗi khi phân tích ta ghi lại phổ của một mẫu chuẩn, ví dụ thƣờng
dùng nồng độ Ca. Nhƣ thế, ta đã có giá trị Axo-3 của đƣờng chuẩn cố định, và hôm
nay ta lại có giá trị Axl-3, do đó hệ số chuyển k sẽ đƣợc tính theo cơng thức:k: Axo3/Axl-3 (b)
Sau khi có hệ số k ta đem nó nhân với các giá trị cƣờng độ Axl của ngày làm
phân tích ta sẽ thu đƣợc các giá trị cƣờng độ tƣơng ứng với đƣờng chuẩn cố định.
Bây giờ chỉ chiếu các giá trị đó vào đƣờng chuẩn cố định là tìm đƣợc các nồng độ
Cx.
- Cách thứ hai: Từ thực tế phân tích khi nghiên cứu các đƣờng chuẩn ngƣời ta
thấy rằng, trong cùng một điều kiện thí nghiệm, đối với một nguyên tố khi đo trên
một vạch phân tích, nếu đƣờng chuẩn dựng đƣợc từ dẫy phổ của các mẫu chuẩn ghi
trên các lần khác nhau, thì chúng đều là những đƣờng thẳng song song với nhau
hoặc trùng nhau. Nghĩa là các đƣờng đó có cùng hệ số góc.Từ thực tế này có thể

suy ra cách dựng đƣờng chuẩn phân tích mới chỉ nhờ một mẫu chuẩn mà khơng
phải tính hệ số chuyển k nhƣ trên. Muốn thế, khi ghi phổ của các mẫu phân tích
chúng ta cũng ghi lại phổ của một mẫu chuẩn đã dùng để dựng đƣờng chuẩn cố
định, ví dụ nồng độ Ca. Sau đó cũng chọn một vạch phân tích đã dùng để dựng
đƣờng chuẩn cố định, đo các giá trị Ax của chúng và giá trị Ax-3 ứng với nồng độ Ca.
Từ các giá trị Ax-8 và nồng độ Ca đặt lên hệ toạ độ đã dựng đƣờng chuẩn cố định
chúng ta có một điểm A, rồi qua điểm A này ta vẽ một đƣờng song song với đƣờng
chuẩn cố định thì đƣờng này chính là đƣờng chuẩn phân tích. Dùng nó và các giá trị
Ax ta sẽ tìm đƣợc các nồng độ Cx của mẫu phân tích.

SV: Tăng Thị Thương

18

Lớp: 52K-Cơng nghệ Thực Phẩm