Nghiên cứu xác định hàm lượng kẽm trong một số loài Vẹm, Nghêu và Sò vùng biển Đà Nẵng bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan

Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 321 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM TRONG MỘT SỐ LOÀI VẸM, NGHÊU VÀ SÒ VÙNG BIỂN ĐÀ NẴNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN A STUDY ON CURRENT DETERMINATION OF ZINC IN SOME KINDS OF MUSSELS, OYSTERS AND COCKLES ALONG THE COAST OF DA NANG CITY BY ANODIC STRIPPING VOLTAMMETRIC METHOD SVTH : ĐOÀN THỊ THẮM GVHD : LÊ THỊ MÙI Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Tóm tắt Xã hội ngày càng phát triển, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã và đang làm gia tăng nguy cơ gây ô nhiễm môi trường, trong đó phải kể đến hàm lượng kim loại nặng. Kết quả phân tích hàm lượng bằng phương pháp Von-ampe hòa tan cho thấy rằng hàm lượng kẽm trong cơ thể một số loài vẹm, nghêu và sò vung biển Đà Nẵng là đáng kể. ABSTRACT Our society is developing. The urbanization, industrialization and modernization are increasing the environmental pollution, among which is the contamination caused by the release of heavy metals. The analysis results by Anodic stripping voltammetric method showed that a considerable content of zinc was obtained in some kinds of mussels, oysters and cockles which were collected along the coast of Danang city. 1. Mở đầu Nhuyễn thể hai mảnh vỏ là các nguồn thực phẩm giàu đạm và có giá trị xuất khẩu cao. Chúng sống trong môi trường nước nên sự tích tụ kim loại nặng là điều tất yếu. Đặc biệt chúng là chỉ thị sinh học phục vụ cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm bởi kim loại nặng. Đà Nẵng là thành phố phát triển nên có nhiều nhà máy, khu công nghiệp nên khó tránh khỏi khả năng gây ô nhiễm môi trường biển. Trong bài báo này chúng tôi trình bày phương pháp và kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng kẽm (Zn) trong một số loài vẹm, nghêu và sò vùng biển Đà Nẵng bằng phương pháp Von-ampe hoà tan xung vi phân (DPP) trên điện cực màng thuỷ ngân. 2. Vật liệu và phương pháp thực nghiệm 2.1. Thiết bị, dụng cụ, hoá chất 2.1.1. Thiết bị, dụng cụ - Máy cực phổ CPA- HH3 gắn với máy tính chuyên dụng do phòng ứng dụng máy tính Viện Hoá học Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc gia chế tạo với điện cực màng thuỷ ngân điều chế tại chỗ. - Pipét chia độ đến 0,02ml, 0,1ml. 2.1.2. Hoá chất Các hoá chất thuộc loại tinh khiết hoá học của Cộng hoà Pháp, Cộng hoà Đức: Zn2+, Cd 2+ , Pb 2+ , Cu 2+ , HNO3, HClO4, H2O2, CH3COOH, NH4Cl, NH4OH, nước cất 2 lần. 2.2. Lấy mẫu và xử lý mẫu Các mẫu vẹm, nghêu, sò được lấu từ nơi đánh bắt vùng biển Nam Ô và biển Thanh Bình, đem về phòng thí nghiệm để xử lý sơ bộ. Nếu lấy mẫu ở xa phòng thí nghiệm thì phủ bùn và bảo quản chỗ mát. 2.3. Phương pháp phân tích hóc học Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 322 Trong đề tài này để phân tích hàm lượng kẽm chúng tôi sử dụng phương pháp Von- Ampe hoà tan kết hợp với DPP trên điện cực màng thuỷ ngân điều chế tại chỗ. 3. Kết quả và thảo luận Để lập dựng quy trình phân tích hàm lượng kẽm trong một số loài vẹm, nghêu và sò chúng tôi tiến hành khảo sát các điều kiện tối ưu: Chất nền, các kim loại khác ảnh hưởng đến việc xác định kẽm, các điều kiện vô cơ hoá mẫu. 3.1. Lập dựng phương pháp phân tích Trong phưong pháp Von- ampe hoà tan kết hợp DPP, tín hiệu phân tích thu được dưới dạng píc, píc càng cân đối độ chính xác càng cao. Trong các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ cân đối và chiều cao của píc thì chất nền là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất. Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành khảo sát một số nền thông thường như: NH4SCN, CH3COONa, CH3COONH4, (NH4Cl, NH4OH, CH3COOH). Sau khi tìm được chất nền thích hợp chúng tôi tiến hành khảo sát nồng độ tối ưu. Sau đây là những điều kiện tối ưu để xác định Zn2+ bằng phương pháp Von-ampe kết hợp với DPP. Dung dịch nền: (NH4Cl, NH4OH, CH3COOH), Môi trường: HNO3 0,015M, Thời gian điện phân: 120s, Thời gian nghỉ: 10s Trong các mẫu thực luôn tồn tại đồng thời một số các kim loại nặng khác nhau, vì vậy ảnh hưởng của các kim loại khác đến việc xác định Zn đã được nghiên cứu kỹ. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi xác định Zn2+ thì píc của Pb hầu như không ảnh hưởng đến píc hoà tan Zn, khi nồng độ của Pb2+ lớn gấp hơn 10 lần nồng độ Zn2+ thì cường độ dòng có giảm chút ít. Tuy nhiên, hàm lượng Pb trong vẹm, nghêu, sò thường rất nhỏ cho nên có thể xác định Zn khi có mặt Pb. Khi có mặt ion Cu2+ thì chiều cao píc hoà tan của Zn giảm mạnh đến khi nồng độ của Cu 2+ là 8ppm thì píc hoà tan của Zn hầu như biến mất. Do vậy để loại trừ ảnh hưởng của ion Cu 2+ chúng tôi thu hẹp khoảng điện hoạt từ -1,3V đến -0,8V. Sự có mặt của Cd2+ gần như không ảnh hưởng đến píc hoà tan của Zn. Như vậy, kết quả khảo sát cho thấy Cd, Pb không ảnh hưởng đến píc hoà tan của Zn nhưng sự có mặt của Cu2+ lại ảnh hưởng mạnh đến píc hòa tan của Zn cho nên chúng tôi thu hẹp khoảng điện hoạt từ -1,3V đến -0,8V. Trên cơ sở các điều kiện tối ưu đã chọn, chúng tôi tiến hành xác định sai số thống kê của phương pháp với 5 lần thí nghiệm. Kết quả phân tích cho thấy phương pháp có sai số nhỏ, tức độ chính xác cao và hệ số biến động nhỏ, chứng tỏ độ lặp lại tốt. Bảng 1. Một số giá trị đánh giá sai số thống kê của phương pháp Các đại lượng Phương sai s 2 Độ lệch chuẩn s Khoảng chính xác tin cậy  Sai số tương đối  % Mẫu 1 3,0.10-6 1,7.10-3  1,3.10 -3  0,76 Mẫu 2 5,2.10-6 2,3.10-3  1,6.10 -3  0,38 Sau khi chọn được nền và khảo sát ảnh hưởng của các kim loại khác đến việc xác định kẽm, chúng tôi tiến hành khảo sát điều kiện tối ưu để vô cơ hoá mẫu. Kết quả thu được như sau: Dung môi: 1ml HClO4, 10ml HNO3, 5ml H2O2 Nhiệt độ nung: 4400C Thời gian nung: 1 giờ Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 323 Dựa trên kết quả đã khảo sát ở trên, chúng tôi đã lập dựng quy trình phân tích hàm lượng Zn trong một số mẫu vẹm, nghêu và sò thực tế (hình 1) Hình 1. Sơ đồ phân tích Zn2+ trong vẹm, nghêu và sò 3.2. Phân tích hàm lượng kẽm trong mẫu thực tế Áp dụng quy trình đã được lập dựng ở trên, chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng kẽm trong một số mẫu vẹm, nghêu, sò thuộc vùng biển Đà Nẵng. Kết quả được thể hiện ở bảng 2, píc hoà tan thu được trên hình 2 - Nhiệt độ nung 4400C - Thời gian nung 1 giờ Tro trắng Cân 20 gam + 1ml dd HClO4, + 10 ml dd HNO3(đặc) + 5ml dd H2O2 30% + 5ml KNO3 5% Than đen - Hòa tan trong dung dịch HNO3 10% - Đun nhẹ cho tan hết và đuổi hết axit dư Muối khan + 1 ml dd Hg 2+ 100 ppm + 7,5 ml dd đệm 2M + 1,5 ml dd HNO3 0,5M + Thêm nước cất hai lần đến vạch 50ml Đo trên máy CPA-HH3 Nghêu lụa (Paphia undulata) Biển Nam Ô Sò lông (Anadara subcrennata) Biển Thanh Bình Vẹm xanh (Perna undulata) Biển Nam Ô Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 324 Hình 2. Píc hoà tan Zn của một số mẫu vẹm, nghêu, sò Bảng 2. Kết quả phân tích hàm lượng Zn2+ trong một số mẫu vẹm, nghêu và sò thuộc vùng biển Đà Nẵng. Địa điểm lấy mẫu Ngày lấy mẫu Loại nhuyễn thể Kích thước (mm) Hàm lượng kẽm trung bình (µg/g khối lượng tươi) Biển Nam Ô 04/04/2008 Nghêu lụa (Paphia undulata) 43-45 9,97  0,57 04/04/2008 Vẹm xanh (Perna viridis) 100-105 12,32  0,48 12/04/2008 Nghêu dầu (Meretrix meretrix LinnÐ) 34-38 8,53  0,28 05/04/2008 Nghêu trắng (Meretrix lyrata) 38-41 7,65  0,52 12/04/2008 Sò lông (Anadara subcrenata) 50-58 7,02  0,34 Biển Thanh Bình 06/04/2008 Vẹm xanh (Perna viridis) 98-102 14,12  0,45 06/04/2008 Sò lông (Anadara subcrenata) 52-56 10,35  0,61 14/04/2008 Nghêu lụa (Paphia undulata) 42-47 6,42  0,43 14/04/2008 Nghêu dầu (Meretrix meretrix LinnÐ) 35-37 7,56  0,69 18/04/2008 Nghêu trắng (Meretrix lyrata) 40-42 7,34  0,41 Từ kết quả trên bảng cho thấy hàm lượng kẽm nằm trong khoảng. Kết quả thấy rằng hàm lượng kẽm trong vẹm, nghêu, sò vùng biển Đà Nẵng là tương đối nhỏ. 4. Kết luận  Đã khảo sát và tìm ra được điều kiện tối ưu của quá trình vô cơ hóa mẫu vẹm, nghêu, sò (lượng dung môi, nhiệt độ nung, thời gian nung).  Đã lập dựng được quy trình vô cơ hóa mẫu phù hợp cho việc xác định hàm lượng kẽm trong một số mẫu vẹm, nghêu, sò với hiệu suất thu hồi cao.  Đã lập dựng được phương pháp phân tích hàm lượng kẽm trong một số mẫu vẹm, nghêu, sò.  Áp dụng quy trình đã xây dựng để xác định hàm lượng kẽm trong một số mẫu vẹm, nghêu, sò thực tế. Kết quả cho thấy hàm lượng kẽm đều nằm trong giới hạn cho phép về mức độ an toàn thực phẩm theo quy định 867/BYT 1998. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 325 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tạp chí Khoa học và Công Nghệ, Đại Học Đà Nẵng - Số 3 (20).2007 [2] Phạm Luận, Những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, Đại học khoa học tự nhiên- Đại học quốc gia Hà Nội, năm 1999. [3] Lê Thị Mùi, Phân tích máy, Đại học Đà Nẵng, năm 2003. [4] Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận, Một số phương pháp phân tích điện hóa hiện đại, Hà Nội, năm 1990. [5] Thái Trần Bái, Hoàng Đức Nhuận, Nguyễn Văn Khang, Động vật không xương sống, Nhà xuất bản giáo dục, năm 1998. [6] Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích - Các phương pháp định lượng hóa học, Nhà xuất bản giáo dục, năm 2003.