Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
NGUYỄN THỊ HÂN
XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CADIMI VÀ CHÌ TRONG MỘT SỐ LOẠI RAU
XANH TẠI HUYỆN ĐẠI TỪ- TỈNH THÁI NGUYÊN BẰNG PHƢƠNG
PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA (F-AAS)
LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ĐĂNG ĐỨC

Thái Nguyên, năm 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên của luận văn này tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn
Đăng Đức. Thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện
luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Hóa học, Trường Đại học
Sư phạm, Đại học Thái Nguyên; các thầy cô, anh chị và các bạn trong bộ môn Hóa
học, Trường Đại Học Khoa Học, Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ tạo điều kiện cho
tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
Dù đã có nhiều cố gắng, song do năng lực còn hạn chế nên trong luận văn của
tôi chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng

Phép đo quang phổ hấp thụ
nguyên tử ngọn lửa
HCL Hollow Cathoe Lamps Đèn catôt rỗng
ppm Part per million Một phần triệu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................3
1.1. Giới thiệu chung về rau xanh ..........................................................................3
1.1.1. Vai trò của rau ..........................................................................................3
1.1.2. Thế nào là rau sạch ...................................................................................3
1.1.3. Công dụng của một số loại rau ..................................................................4
1.1.4. Một số tiêu chí rau an toàn ........................................................................6
1.1.4.1. Định nghĩa .........................................................................................6
1.1.4.2. Các yếu tố gây ô nhiễm cho rau ..........................................................7
1.1.4.3. Về chất lượng của rau an toàn ............................................................9
1.2. Tính chất của Cd và Pb [14,22,23] ..................................................................9
1.2.1. Tính chất vật lý .........................................................................................9
1.2.2. Tính chất hóa học. .................................................................................. 11
1.2.3. Các hợp chất của Cd và Pb ..................................................................... 12
1.2.3.1. Các ôxít ............................................................................................ 12
1.2.3.2. Các hyđroxit ..................................................................................... 13

2.4.1. Dụng cụ máy móc ................................................................................... 31
2.4.2. Hoá chất ................................................................................................. 31
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ .............................. 32
3.1. Khảo sát các điều kiện thực nghiệm để đo phổ của cadimi và chì .................. 32
3.1.1. Khảo sát chọn vạch đo phổ ..................................................................... 32
3.1.2. Khảo sát cường độ dòng đèn catot rỗng (HCL) ....................................... 33
3.1.3. Khảo sát độ rộng khe đo ......................................................................... 34
3.1.4. Khảo sát chiều cao của đèn nguyên tử hoá mẫu ...................................... 35
3.1.5. Khảo sát thành phần hỗn hợp khí cháy .................................................... 36
3.1.6. Tốc độ dẫn mẫu ...................................................................................... 37
3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo .................................................. 37
3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit ............................. 38
3.2.2. Khảo sát thành phần nền của mẫu ........................................................... 40
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của các ion .............................................................. 42
3.2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của các cation ................................................... 42
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3.2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các anion.................................................... 44
3.2.3.3. Ảnh hưởng của tổng các cation và anion .......................................... 45
3.3. Phương pháp đường chuẩn đối với phép đo F- AAS...................................... 47
3.3.1. Khảo sát xác định khoảng tuyến tính của Cd và Pb ................................. 47
3.3.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới
hạn định lượng (LOQ) của Cd và Pb ................................................................ 49
3.3.2.1. Đường chuẩn của Cadimi ................................................................. 49
3.3.2.2. Đường chuẩn của chì ........................................................................ 51
3.4. Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo ...................................................... 53
3.5. Tổng kết các điều kiện đo phổ F-AAS của cadimi và chì .............................. 56

Bảng 3.9: Kết quả khảo sát thành phần khí cháy C
2
H
2
đối với Cd.......................... 37
Bảng 3.10: Kết quả khảo sát thành phần khí cháy C
2
H
2
đối với Pb ........................ 37
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Cd................ 39
Bảng 3.12: Ảnh hưởng của các loại axit và nồng độ axit tới phép đo Pb ................ 39
Bảng 3.13: Khảo sát ảnh hưởng của thành phần nền .............................................. 41
Bảng 3.14: Kết quả khảo sát nồng độ LaCl
3
........................................................... 41
Bảng 3.15: Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại kiềm ......................................... 42
Bảng 3.16: Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại kiềm thổ.................................... 43
Bảng 3.17: Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại nặng hoá trị II ........................... 43
Bảng 3.18: Ảnh hưởng của nhóm cation kim loại hoá trị III .................................. 43
Bảng 3.19 : Ảnh hưởng tổng của cation ................................................................. 44
Bảng 3.20: Khảo sát ảnh hưởng của anion SO
4
2-

,H
2
PO
4
-

Bảng 3.39: Kết quả phân tích chì ........................................................................... 67

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1 : Sơ đồ cấu tạo máy phổ hấp thụ nguyên tử .............................................. 29
Hình 3.1: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Cd .................................. 48
Hình 3.2: Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của Pb .................................. 49
Hình 3.3: Đồ thị đường chuẩn của cadimi ............................................................... 50
Hình 3.4: Đồ thị đường chuẩn của chì .................................................................... 52
Hình 3.5: Đồ thị hàm lượng Cd qua kết quả phân tích rau ở một số xã
của huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên ....................................................... 64
Hình 3.6: Đồ thị hàm lượng Pb qua kết quả phân tích rau ở một số xã của
huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên ............................................................. 65
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1

MỞ ĐẦU



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
Để thực hiện đề tài này, chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:
1. Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện xác định Cd, Pb trong rau xanh bằng
phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F- AAS)
2. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình xử lý mẫu đối với các mẫu rau xanh.
3. Xác định hàm lượng của Cd, Pb trong một số mẫu rau xanh tại huyện Đại
Từ tỉnh Thái Nguyên bằng phương pháp đường chuẩn và thêm chuẩn.
không có vi khuẩn gây bệnh và các hoá chất độc nguy hiểm.
1.1.2. Thế nào là rau sạch
Rau sạch là rau không bị ô nhiễm bởi các tác nhân sinh học, hoá học, vật lí vượt
qua giới hạn cho phép và không gây nguy hại tới sức khoẻ cho người tiêu dùng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
 Ô nhiễm sinh học: ô nhiễm vi khuẩn, vi rút, kí sinh trùng.
+ Vi khuẩn: phân tươi là ổ chứa của nhiều loại vi khuẩn gây bệnh tả, lị,
thương hàn, trứng giun sán...do vậy chúng có thể lây nhiễm sang rau, khi ăn rau
sống hoặc nấu rau không chín thì chúng sẽ theo vào cơ thể và gây bệnh.
+ Vi rút : gây viêm gan thường gặp trong các môi trường không đảm bảo vệ
sinh như nước bẩn, thức ăn nhiễm bẩn (do côn trùng, phân người...). Đáng lưu ý là
các loại rau thuỷ sinh trồng dưới nước gần nguồn ô nhiễm phân như cầu tiêu, trên
ao, hồ, sông...
+ Kí sinh trùng: rau trồng ở khu vực đất có nhiều nguồn ô nhiễm như bón
phân tưới của gia súc, gia cầm, phân người khả năng nhiễm rất cao và gây nguy
hiểm cho người sử dụng.
 Ô nhiễm hoá học: ô nhiễm kim loại nặng, hoá chất bảo vệ thực vật, phụ
gia bảo quản
+ Ô nhiễm kim loại nặng: xảy ra khi trồng rau quả, củ gần nơi ô nhiễm khí
thải của các nhà máy hay khói xăng, gần quốc lộ hoặc dùng nước thải của các nhà
máy thải ra để tưới rau.
+ Ô nhiễm tồn dư thuốc bảo vệ thực vật do xịt thuốc cho rau quả thời gian
cách li ngắn, chưa thải hồi hết đã thu hoạch. Gây ngộ độc cấp và mãn tính cho
người sử dụng.
Để đạt được năng suất cao hoặc để tiêu diệt các sâu, rầy, đặc biệt là đối với

mụn nhọt, sâu bọ đốt, giun, đau dạ dày. Một số tác dụng chữa bệnh chính của cải
bắp được biết đến để phòng bệnh ung thư vú ở phụ nữ, chữa loét dạ dày, hành tá
tràng, phòng tránh ung thư đường tiêu hoá
Rau cải xoong trong rau cải xoong chứa hàm lượng vitamin C cao, lại có
vitamin A, B
1,
B
2

nên giúp bảo vệ sức khoẻ, chống oxi hoá, chống độc, làm tăng
sức đề kháng, chống hiện tượng lão hoá bệnh lý, giữ gìn nét tươi trẻ. Rau cải xoong
giúp ta ăn ngon miệng lại tẩy độc, lợi tiểu, có nhiều chất xơ nên tác dụng tốt đối với
dạ dày, có tác dụng thông gan mật và góp phần làm giảm bệnh ứ máu.
Rau giấp cá là một loại rau gia vị rất quan trọng trong bữa ăn hàng ngày của
gia đình. Ngoài việc dễ trồng, vị thơm ngon rau giấp cá còn có nhiều công dụng
chữa bệnh. Theo đông y giấp cá có vị chua, mùi tanh, tính mát có tác dụng thanh
nhiệt giải độc, lợi tiểu, sát trùng, chữa viêm phổi, thổ huyết, lở loét cổ tử cung, viêm
khớp, táo bón, kiết lị do vi khuẩn cấp tính... Y học hiện đại cũng chứng minh rau
giấp cá có tác dụng chống nhiễm khuẩn, chống vi khuẩn, nâng cao sức đề kháng và
lợi tiểu. Theo nghiên cứu của y học hiện đại, trong rau giấp cá có chất decanoyl-
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
acetalđehyd có tác dụng kháng khuẩn. Bên cạnh đó giấp cá cũng có tác dụng đối với
vi rút sởi, cúm.
Rau cải cúc chứa nhiều proten, acid amin, chất béo, chất xơ, vitamin và
lisin. Lá rau cải cúc còn tươi hay làm khô nơi thoáng mát thay vì ngoài nắng giúp

7
các nguyên tố gây ô nhiễm rau và ít nhiều đều để lại một số dư lượng trên rau sau
khi thu hoạch.Trong thực tế hiện nay hầu như không thể có sản phẩm của rau sạch
với ý nghĩa hoàn toàn không có yếu tố độc hại. Tuy vậy những yếu tố này thực sự
chỉ gây độc khi chúng để lại một dư lượng nhất định nào đó trên rau, dưới mức dư
lượng này thì không độc hại , mức dư lượng tối đa không gây hại cho người có thể
chấp nhận được gọi là mức dư lượng cho phép (hoặc ngưỡng dư lượng giới hạn).
Như vậy những sản phẩm rau tươi (bao gồm các loại rau ăn lá, củ, thân, hoa, qủa)
có chất lượng đúng như đặc tính của chúng, mức độ nhiễm các chất độc hại và các
vi sinh vật gây hại không vượt quá chỉ tiêu cho phép, đảm bảo an toàn cho người
tiêu dùng và nuôi trồng được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, gọi tắt
là “rau an toàn” (theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn).
1.1.4.2. Các yếu tố gây ô nhiễm cho rau
Có nhiều yếu tố làm rau bị ô nhiễm , song quan trọng nhất là các yếu tố sau:
 Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
 Dư lượng Nitrat (NO
3
-
)
 Sinh vật gây bệnh.
 Dư lượng kim loại nặng
- Khái niệm :
Các kim loại nặng như Asen (As), chì (Pb) , thủy ngân (Hg) , kẽm (Zn),
thiếc (Sn), .... nếu vượt qua mức cho phép cũng là những chất có hại cho cơ thể ,
hạn chế sự phát triển của tế bào và hoạt động của máu, gây thiếu máu , biến động
thân nhiệt , rối loạn tiêu hóa ...
- Nguyên nhân :
* Trong thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) và phân bón NPK có chứa một số
kim loại nặng trong quá trình tưới tiêu , các kim loại nặng này bị rửa trôi xuống ao
hồ,sông rạch, thâm nhập vào mạch nước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước tưới rau.

mầm bệnh. Phải biết rõ lý lịch nơi sản xuất hạt giống. Giống nhập nội phải qua kiểm
dịch thực vật. Hạt giống trước khi gieo cần được xử lý hoá chất hoặc nhiệt, trước khi
đưa cây con ra ruộng, cần xử lý Sherpa 0,1% để phòng trừ bệnh hại sau này.
Phân bón: Phân chuồng được ủ hoai mục và phân lân hữu cơ vi sinh được
dùng để bón lót. Tuỳ mỗi loại cây có chế độ bón, lượng phân bón khác nhau. Trung
bình để bón lót dùng 15 tấn phân chuồng + 300 kg lân hữu cơ vi sinh cho 1 ha. Phân
hoá học tuỳ thuộc yêu cầu xử lý của cây, bón lót 30% N + 50% K, số đạm và kali
còn lại dùng để bón thúc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
Hoá chất bảo vệ thực vật: Không sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật nhóm I
và II. Khi thật cần thiết có thể sử dụng hoá chất nhóm III và IV, chọn các loại thuốc
có hoá chất thấp, ít độc hại với ký sinh thiên địch. Kết thúc phun hóa chất trước khi
thu hoạch ít nhất 5 - 10 ngày, ưu tiên sử dụng các chế phẩm sinh học, các chế phẩm
thảo mộc, các ký sinh thiên địch để phòng bệnh. Áp dụng nghiêm ngặt các biện
pháp phòng trừ tổng hợp (IPM) : luân canh cây trồng hợp lý, sử dụng giống tốt,
chống chịu bệnh, chăm sóc cây theo yêu cầu sinh lý, bắt sâu bằng tay, dùng bẫy
sinh học trừ bướm, sử dụng các chế phẩm sinh học, thường xuyên vệ sinh đồng
ruộng, thường xuyên kiểm tra đồng ruộng để theo dõi phát hiện sâu bệnh, tập trung
trừ sớm…Sử dụng thuốc theo nguyên tắc 4 đúng: Đúng thuốc, đúng lúc, đúng liều
lượng, đúng cách và đảm bảo thời gian cách ly.
Thu hoạch, bao gói: Rau đựơc thu hoạch đúng độ chín, hoặc bỏ lá già, héo,
quả bị sâu, dị dạng… Rau được rửa kỹ bằng nước sạch, để ráo nước, rồi cho vào
bao, túi sạch trước khi mang đi tiêu thụ tại các cửa hàng, trên bao bì phải có phiếu
bảo hành, có địa chỉ nơi sản xuất nhằm đảm bảo quyền lợi cho người tiêu dùng.
1.1.4.3. Về chất lượng của rau an toàn

phản ứng hạt nhân.
Dưới đây là một số hằng số vật lý của cadimi:
Bảng 1.1: Hằng số vật lý của Cd
Hằng số vật lý Cd
Cấu hình electron [Kr]4d
10
5s
2

Năng lượng ion hoá thứ nhất (eV) 8,99
Bán kính nguyên tử (A
0
) 1,56
Thế điện cực chuẩn (V) - 0,402
Khối lượng nguyên tử (đvc) 112,411
Nhiệt độ nóng chảy (
0
C) 321,07
Nhiệt độ sôi (
0
C) 767
Cấu trúc tinh thể Lục giác bó chặt

* Tính chất vật lý của Pb :
Chì là kim loại màu xám thẫm, rất mềm, dễ lát mỏng, có cấu trúc kiểu lập
phương tâm diện, số thứ tự là 82 trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Bảng 1.2: Hằng số vật lý của Pb
Hằng số vật lý Pb
Cấu hình electron [Xe]4f

* Ở nhiêt độ thường cadimi và chì bị oxi hóa không khí tạo thành lớp oxít
bền, mỏng bao phủ bên ngoài kim loại.
2Pb + O
2
2PbO
* Cadimi và chì tác dụng được với các phi kim như halogen tạo thành
đihalogenua, tác dụng với lưu huỳnh và các nguyên tố không kim loại khác như
phôtpho , selen ...
Cd + X
2
CdX
2
(X = halogen)
Pb + X
2
PbX
2
* Ở nhiệt độ thường cadimi và chì bền với nước do có màng oxit bảo vệ
.Nhưng ở nhiệt độ cao cadimi khử hơi nước biến thành oxit , còn khi có mặt oxi, chì
có thể tương tác với nước tạo thành hyđroxit:
Cd + H
2
O CdO + H
2

2Pb + O
2
+ 2H
2
O 2Pb(OH)

với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó , chì có thể tan vì muối khó tan của lớp
bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan :
PbCl
2
+ 2HCl H
2
PbCl
4
PbSO
4
+ H
2
SO
4
Pb(HSO
4
)
2
3Pb + 8HNO
3 (loãng)
3Pb(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Chì có thể tan trong axit axetic khi có mặt oxi và các axit hữu cơ khác:
2Pb + 4CH
3

o
C, có thể thăng hoa, không phân hủy khi đun nóng, hơi
CdO rất độc.
- CdO không tan trong nước chỉ tan trong axit và kiềm nóng chảy:
CdO + 2KOH
(nóng chảy)
K
2
CdO
2
+ H
2
O
- CdO có thể điều chế cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệt
phân hiđroxit hay các muối cacbonat, nitrat:
2Cd + O
2
2CdO
Cd(OH)
2
CdO + H
2
O
CdCO
3
CdO + CO
2

b. Chì oxit :
- Chì có hai ôxit là PbO, PbO

PbO
2
Pb
2
O
3
Pb
3
O
4
PbO
(Nâu đen) (Vàng đỏ) (Đỏ) (Vàng)
Lợi dụng khả năng oxi hóa mạnh của PbO
2
người ta chế ra acquy chì.
290 ÷ 320
o
C 390 ÷ 420
o
C
530 ÷ 550
o
C
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
Chì orthoplanbat (Pb

Cd(OH)
2
là kết tuả nhầy ít tan trong nước và có màu trắng, còn Pb(OH)
2
là
chất kết tủa màu trắng không tan trong nước. Khi đun nóng chúng dễ mất nước biến
thành oxit.
Cd(OH)
2
không thể hiện rõ tính lưỡng tính, tan trong dung dịch axit, không
tan trong dung dịch kiềm mà chỉ tan trong kiềm nóng chảy, còn Pb(OH)
2
là chất
lưỡng tính.
Khi tan trong axit, nó tạo thành muối của cation Cd
2+
, Pb
2+
:
Cd(OH)
2
+ 2HCl CdCl
2
+ 2H
2
O
Pb(OH)
2
+ 2HCl PbCl
2

1.2.3.3. Các muối
a. Các muối của Cadimi
Đa số các muối Cadimi(II) đều không màu. Các muối sunfat và nitrat của
cadimi đều tan chỉ có muối sunfua, cácbonat của chúng là ít tan trong nước
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14
Các muối clorua bị hiđrat hoá tạo nên các axit tương ứng và chúng là các axit
tương đối mạnh
Ngoài ra cadimi(II) còn tạo ra rất nhiều phức chất:
Cadimi(II): có khả năng tạo phức mạnh với nhiều thuốc thử hữu cơ cũng như
vô cơ. Các phức của Cd
2+
với halogenua, SCN
-
, CN
-
, NH
3
…đều là các phức tan.
Các phức của cadimi(II) tạo với các thuốc thử hữu cơ có màu đặc trưng ví dụ như
phức với dithizon tạo ra cadimi-dithizonnat có màu đỏ tím, với EDTA, Cd
2+
tạo
phức bền với lg = 16,6.
Các đihalogenua của cadimi là chất ở dạng tinh thể màu trắng, có nhiệt độ
nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao.

2
[PbI
4
]
PbCl
2
+ 2HCl H
2
[PbCl
4
]
1.3. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd, Pb [5,17]
1.3.1. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc Cd
Đất, cát, đá, than đá, các loại phân phosphate đều có chứa cadimium . Cadimium
được trích lấy từ các kỹ nghệ khai thác các mỏ đồng, chì và kẽm. Nhờ tính chất ít bị
rỉ sét nên được sử dụng trong việc sản xuất pin, acquy, mạ kền, hợp kim alliage,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15
que đũa hàn và trong kỹ nghệ sản xuất chất nhựa polyvinyl clorua (P.V.C),trong đó
cadimium được sử dụng như chất làm ổn định. Bởi lý do này, đồ chơi trẻ em và các
lon hộp làm bằng chất dẻo PVC đều có chứa cadimium. Cadimium cũng được dùng
trong những loại nước men, sơn đặc biệt trong kỹ nghệ làm đồ sứ, chén, đĩa... Cụ
thể một số ứng dụng của Cadimi như sau:
* Mạ điện (chiếm 7 %) : Cadimi được mạ lên bề mặt chất điện phân hoặc
máy móc để tạo ra bề mặt sáng bóng và chống ăn mòn.
* Các chất màu (chiếm 15 %): Cadimi sunfua (CdS) cho màu từ vàng tới