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


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


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

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


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


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

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

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.


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

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.

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,