Luận văn thạc sĩ xác định hàm lượng vết selen và asen trong ốc ở hồ tây hà nội bằng phương pháp von ampe hòa tan luận văn ths hoá học

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xác định hàm lượng vết selen và asen trong ốc ở hồ tây hà nội bằng phương pháp von ampe hòa tan, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Hoàng Châu Thiện
• Người hướng dẫn: PGS.TS Hoàng Thế Tín
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Phân Tích Hàm Lượng Selen và Asen Trong Ốc Hồ Tây
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIỚI THIỆU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ SELEN VÀ ASEN
• 1.1.1. Tính chất vật lí của Selen và Asen
• 1.1.2. Tính chất hoá học của Selen và Asen
• 1.1.3. Tính chất sinh hoá của Selen và Asen
• 1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ASEN VÀ SELEN
• 1.2.1. Các phƣơng pháp quang phổ
• 1.2.2. Phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử (AAS)
• 1.2.3. Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES)
• 1.2.4. Phƣơng pháp điện hóa
• 1.2.4.1. Phƣơng pháp cực phổ
• 1.2.4.2. Phƣơng pháp von – ampe hoà tan
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT
• 2.1. Thiết bị và dụng cụ
• 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Cơ sở của phƣơng pháp nghiên cứu
• 2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
• 2.2.3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
• 2.2.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.2.5. Cơ sở xây dựng quy trình phân tích theo phƣơng pháp Von – Ampe hoà tan
• 2.2.6. Khảo sát tìm các điều kiện tối ƣu
• 2.2.7. Xây dựng đƣờng chuẩn, đánh giá đƣờng chuẩn, xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng theo đƣờng chuẩn
• 2.2.8. Áp dụng vào phân tích mẫu thực tế
• 2.3. CHUẨN BỊ MẪU PHÂN TÍCH
• 2.3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu
• 2.3.2. Xử lí mẫu trƣớc khi phân tích
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TỐI ƢU
• 3.1.1. Khảo sát ảnh hƣởng của môi trƣờng phân tích
• 3.1.2. Khảo sát các điều kiện kỹ thuật đo tối ƣu
• 3.1.3. Khảo sát ảnh hƣởng của một số nguyên tố và ion
• 3.2. ĐÁNH GIÁ ĐỘ LẶP LẠI, GIỚI HẠN PHÁT HIỆN (LOD) VÀ GIỚI HẠN ĐỊNH LƢỢNG (LOQ)
• 3.2.1. Đánh giá độ lặp lại
• 3.2.2. Giới hạn phát hiện (LOD)
• 3.2.3. Giới hạn định lƣợng (LOQ)
• 3.3. ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG SELEN VÀ ASEN
• 3.3.1. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn
• 3.3.2. Đánh giá độ chính xác của đƣờng chuẩn
• 3.4. PHƢƠNG PHÁP THÊM CHUẨN XÁC ĐỊNH SELEN
• 3.4.1. Cơ sở của phƣơng pháp thêm chuẩn
• 3.5. Ứng dụng phƣơng pháp thêm chuẩn xác định hàm lƣợng Selen và Asen trong một số mẫu ốc Hồ Tây (Hà Nội)
• 3.5.1. Quy trình phân tích mẫu
• 3.5.2. Kết quả phân tích mẫu
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hàm Lượng Selen và Asen Trong Ốc Hồ Tây

Việc phân tích hàm lượng selen và asen trong ốc Hồ Tây không chỉ giúp theo dõi chất lượng môi trường mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Selen và asen là hai nguyên tố có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Selen là một nguyên tố vi lượng cần thiết, nhưng ở mức độ cao có thể gây độc. Ngược lại, asen là một chất độc hại, có thể gây ra nhiều bệnh tật nghiêm trọng. Do đó, việc xác định hàm lượng của chúng trong ốc Hồ Tây là rất cần thiết.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Việc Phân Tích Hàm Lượng Selen và Asen

Phân tích hàm lượng selen và asen trong ốc Hồ Tây giúp đánh giá chất lượng thực phẩm và cảnh báo nguy cơ ô nhiễm. Selen có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng, nhưng khi vượt quá ngưỡng cho phép, nó có thể gây hại cho sức khỏe. Asen, với tính độc hại cao, có thể xâm nhập vào cơ thể qua thực phẩm và nước uống, dẫn đến nhiều bệnh lý nghiêm trọng.

1.2. Mối Liên Hệ Giữa Selen Asen và Sức Khỏe

Selen và asen có mối liên hệ chặt chẽ với sức khỏe con người. Selen là một yếu tố vi lượng cần thiết cho cơ thể, nhưng khi nồng độ cao có thể gây ra các vấn đề sức khỏe như ngộ độc. Asen, ngược lại, là một chất độc hại, có thể gây ra các bệnh như ung thư, bệnh tim mạch và các vấn đề về da. Việc theo dõi hàm lượng của chúng trong thực phẩm là rất quan trọng.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Selen và Asen Trong Môi Trường Hồ Tây

Ô nhiễm selen và asen trong môi trường Hồ Tây đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Nguồn gốc của ô nhiễm có thể đến từ nhiều yếu tố như hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Việc xác định nguồn gốc ô nhiễm là cần thiết để có biện pháp khắc phục hiệu quả.

2.1. Nguồn Gốc Ô Nhiễm Selen và Asen

Ô nhiễm selen và asen có thể xuất phát từ các hoạt động công nghiệp như khai thác khoáng sản, sản xuất hóa chất và xử lý nước thải. Ngoài ra, việc sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu trong nông nghiệp cũng có thể góp phần làm tăng hàm lượng các chất này trong môi trường.

2.2. Tác Động Của Ô Nhiễm Đến Sức Khỏe Cộng Đồng

Ô nhiễm selen và asen có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho cộng đồng. Các nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ cao của asen trong nước uống có thể dẫn đến ung thư và các bệnh mãn tính khác. Selen, mặc dù cần thiết cho sức khỏe, nhưng khi ở mức cao cũng có thể gây ra các vấn đề như ngộ độc và tổn thương gan.

III. Phương Pháp Phân Tích Hàm Lượng Selen và Asen Trong Ốc

Để xác định hàm lượng selen và asen trong ốc Hồ Tây, có nhiều phương pháp phân tích khác nhau. Phương pháp Von-Ampe hòa tan và quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là hai trong số những phương pháp phổ biến nhất. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng.

3.1. Phương Pháp Von Ampe Hòa Tan

Phương pháp Von-Ampe hòa tan là một kỹ thuật phân tích hiệu quả, cho phép xác định nồng độ của selen và asen với độ nhạy cao. Phương pháp này sử dụng điện cực để đo dòng điện, từ đó xác định nồng độ của các chất cần phân tích. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản và tiết kiệm chi phí.

3.2. Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là một phương pháp phân tích phổ biến khác, cho phép xác định hàm lượng selen và asen với độ chính xác cao. Phương pháp này dựa trên nguyên lý hấp thụ ánh sáng của các nguyên tử trong mẫu. AAS thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm để phân tích các mẫu thực phẩm và môi trường.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Hàm Lượng Selen và Asen Trong Ốc

Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng selen và asen trong ốc Hồ Tây có sự biến động lớn. Các mẫu được phân tích cho thấy một số mẫu vượt quá ngưỡng an toàn cho phép. Việc này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc kiểm soát chất lượng thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4.1. Kết Quả Phân Tích Mẫu Ốc

Kết quả phân tích cho thấy một số mẫu ốc có hàm lượng selen và asen vượt quá giới hạn cho phép. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát chất lượng thực phẩm và giám sát ô nhiễm môi trường.

4.2. So Sánh Kết Quả Với Các Nghiên Cứu Khác

So sánh với các nghiên cứu trước đây cho thấy hàm lượng selen và asen trong ốc Hồ Tây có xu hướng tăng lên. Điều này có thể liên quan đến sự gia tăng ô nhiễm môi trường và hoạt động sản xuất nông nghiệp trong khu vực.

V. Kết Luận và Đề Xuất Giải Pháp

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy việc phân tích hàm lượng selen và asen trong ốc Hồ Tây là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Cần có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm và nâng cao nhận thức của người dân về an toàn thực phẩm.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng selen và asen trong ốc Hồ Tây có sự biến động lớn và một số mẫu vượt quá ngưỡng an toàn. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát chất lượng thực phẩm.

5.2. Đề Xuất Giải Pháp Kiểm Soát Ô Nhiễm

Cần có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm hiệu quả, bao gồm việc giám sát chất lượng nước và thực phẩm, cũng như nâng cao nhận thức của cộng đồng về an toàn thực phẩm. Các cơ quan chức năng cần phối hợp chặt chẽ để đảm bảo sức khỏe cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việc xác định hàm lượng vết selen và asen trong các mẫu sinh học và môi trường, đặc biệt trong các loài nhuyễn thể như ốc, hến, sò tại Hồ Tây - Hà Nội, có ý nghĩa quan trọng trong việc theo dõi ô nhiễm môi trường và đảm bảo an toàn thực phẩm. Theo ước tính, hàm lượng selen và asen trong môi trường có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng do tính chất độc hại của chúng khi vượt quá ngưỡng cho phép. Selen là nguyên tố vi dưỡng thiết yếu nhưng khi vượt quá 400 µg/ngày có thể gây ngộ độc nghiêm trọng, trong khi asen là nguyên tố độc tính cao, có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, da và chủ yếu là ăn uống, gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng như ung thư và các bệnh tim mạch. Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng quy trình phân tích định lượng hàm lượng selen và asen trong mẫu ốc Hồ Tây bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan catot (CSV), khảo sát các điều kiện tối ưu của phương pháp, xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và áp dụng phân tích mẫu thực tế trong năm 2011. Nghiên cứu góp phần nâng cao độ chính xác, độ nhạy trong phân tích các nguyên tố độc hại ở mức vết và siêu vết, đồng thời cung cấp dữ liệu khoa học phục vụ công tác quản lý môi trường và an toàn thực phẩm tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về tính chất vật lý, hóa học và sinh hóa của selen và asen, cùng với các phương pháp phân tích hiện đại:

• Tính chất vật lý và hóa học của selen và asen: Selen có các mức oxi hóa -2, +4, +6, tồn tại dưới dạng vô định hình và tinh thể, có tính chất bán dẫn và dễ bị oxi hóa khử trong dung dịch axit. Asen là á kim với các mức oxi hóa -3, +3, +5, có tính độc cao, dễ tạo hợp chất oxit và hợp chất hữu cơ độc hại.
• Phương pháp phân tích điện hóa - Von-Ampe hòa tan catot (CSV): Dựa trên nguyên lý điện phân làm giàu chất cần phân tích trên điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE), sau đó hòa tan điện hóa và ghi lại dòng điện hòa tan theo điện thế. Phương pháp này có độ nhạy cao, chọn lọc tốt, phù hợp để xác định hàm lượng vết và siêu vết của selen và asen.
• Các khái niệm chính: điện cực làm việc (HMDE), điện cực so sánh (Ag/AgCl), điện cực phù trợ (Pt), giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), đường chuẩn, ảnh hưởng của pH, nền điện li, ion kim loại cản trở, thời gian điện phân, tốc độ quét thế.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mẫu ốc được thu thập tại nhiều điểm khác nhau quanh Hồ Tây, Hà Nội trong năm 2011. Mẫu được xử lý sơ bộ bằng đông khô chân không, nghiền nhỏ và bảo quản ở -5°C.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng máy phân tích cực phổ đa chức năng POL 150 với hệ điện cực gồm HMDE, Ag/AgCl và Pt. Phương pháp Von-Ampe hòa tan catot được áp dụng để xác định hàm lượng Se(IV) và As(III) trong mẫu.
• Phương pháp xử lý mẫu: Mẫu ốc được phá mẫu bằng hỗn hợp axit HNO3, HClO4, H2SO4, sau đó chiếu UV để chuyển Se(VI) về Se(IV) và xử lý hóa học để chuyển As(V) về As(III).
• Phân tích dữ liệu: Khảo sát các điều kiện tối ưu như nền điện li, pH, nồng độ ion Cu(II) và KI, thế điện phân, thời gian điện phân, tốc độ quét thế, áp suất điều tiết giọt thủy ngân. Xây dựng đường chuẩn, xác định LOD, LOQ, đánh giá độ lặp lại và độ chính xác.
• Timeline nghiên cứu: Thu thập mẫu và xử lý trong năm 2011, khảo sát điều kiện tối ưu và xây dựng quy trình trong các tháng tiếp theo, phân tích mẫu thực tế và đối chứng, hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Nền điện li tối ưu:
   • Với selen, nền HCl pH=1 cho dòng hòa tan (Ip) đạt 286 nA, thế đỉnh -0,60 V, có độ lặp lại cao hơn so với HNO3 và H2SO4.
   • Với asen, nền H2SO4 pH=0,8 cho Ip cao nhất 20,1 nA, thế đỉnh -0,75 V, ổn định và ít bay hơi.
2. Nồng độ ion Cu(II) tối ưu để tạo hợp chất gian kim:
   • Với Se(IV), nồng độ Cu(II) 0,7 ppm cho Ip đạt 195 nA, tăng gấp gần 4 lần so với không có Cu(II).
   • Với As(III), nồng độ Cu(II) 0,4 ppm cho Ip tối ưu, tăng đáng kể so với không có Cu(II).
3. Nồng độ KI tối ưu (đối với Asen):
   • Nồng độ KI 0,6 ppm cho Ip cao nhất 262,9 nA, giúp chuyển As(V) về As(III) hiệu quả, tăng độ nhạy phân tích.
4. Điều kiện pH tối ưu:
   • pH = 1,0 cho Se(IV) với Ip đạt 286 nA.
   • pH = 0,8 cho As(III) với Ip đạt 133,2 nA.
5. Thế điện phân làm giàu tối ưu:
   • Se(IV) chọn -0,45 V với Ip 157 nA.
   • As(III) chọn -0,5 V với Ip 215,4 nA.
6. Thời gian điện phân làm giàu:
   • Se(IV) chọn 150 giây cho độ lặp lại tốt và Ip cân đối.
   • As(III) chọn 120 giây với kết quả tương tự.
7. Tốc độ quét thế tối ưu:
   • 20 mV/s cho cả Se(IV) và As(III) đảm bảo độ nhạy và hình dạng pic cân đối.
8. Áp suất điều tiết giọt thủy ngân:
   • 0,9 bar cho Se(IV) và 0,75 bar cho As(III) là lựa chọn tối ưu để cân bằng giữa độ lặp lại và kích thước giọt.
9. Thời gian chiếu UV để chuyển Se(VI) về Se(IV):
   • 5 giờ chiếu UV trong môi trường HCl 5M cho hiệu suất chuyển đổi cao nhất, Ip đạt 36,3 nA.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát các điều kiện tối ưu cho thấy phương pháp Von-Ampe hòa tan catot có khả năng xác định chính xác hàm lượng selen và asen trong mẫu ốc ở mức vết và siêu vết. Việc lựa chọn nền điện li phù hợp và bổ sung ion Cu(II) giúp tăng độ nhạy do tạo thành hợp chất gian kim loại trên điện cực giọt thủy ngân, làm tăng dòng điện hòa tan. Nồng độ KI được sử dụng hiệu quả trong việc chuyển hóa As(V) thành As(III), đảm bảo tính chính xác của phép đo. Thế điện phân và thời gian điện phân làm giàu được tối ưu để đạt độ nhạy cao mà vẫn giữ được độ lặp lại tốt, giảm thiểu ảnh hưởng của các tạp chất. Tốc độ quét thế và áp suất điều tiết giọt thủy ngân được điều chỉnh để cân bằng giữa thời gian phân tích và chất lượng tín hiệu. Thời gian chiếu UV 5 giờ là cần thiết để chuyển đổi hoàn toàn Se(VI) về Se(IV), phù hợp với các nghiên cứu trước đây. Các kết quả này có thể được trình bày qua biểu đồ phụ thuộc Ip vào từng yếu tố khảo sát, bảng tổng hợp điều kiện tối ưu và so sánh độ nhạy giữa các nền điện li và điều kiện khác nhau. So với các phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), phương pháp Von-Ampe hòa tan catot cho độ nhạy tương đương nhưng chi phí thiết bị thấp hơn và quy trình đơn giản hơn, phù hợp cho phân tích tại hiện trường và trong phòng thí nghiệm với nguồn lực hạn chế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình phân tích Von-Ampe hòa tan catot trong giám sát môi trường thủy sản: Động từ hành động "triển khai" nhằm tăng cường độ nhạy và độ chính xác trong việc xác định hàm lượng selen và asen trong các mẫu thủy sản tại Hồ Tây và các vùng lân cận, với mục tiêu giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm thực phẩm trong vòng 1-2 năm tới, do các cơ quan quản lý môi trường và y tế thực hiện.
2. Đào tạo kỹ thuật viên và cán bộ phân tích về phương pháp Von-Ampe hòa tan catot: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật lấy mẫu, xử lý mẫu và vận hành thiết bị phân tích, nhằm nâng cao năng lực phân tích và đảm bảo kết quả chính xác, dự kiến hoàn thành trong 6 tháng, do các trường đại học và viện nghiên cứu phối hợp thực hiện.
3. Xây dựng hệ thống giám sát định kỳ hàm lượng selen và asen trong thủy sản: Thiết lập mạng lưới lấy mẫu và phân tích định kỳ hàng quý, nhằm phát hiện sớm các biến động về hàm lượng kim loại độc hại, đảm bảo an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng, do các cơ quan quản lý môi trường chủ trì.
4. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng phương pháp cho các mẫu sinh học và môi trường khác: Khuyến khích các nghiên cứu tiếp theo áp dụng phương pháp Von-Ampe hòa tan catot để phân tích các mẫu đất, nước và các loài thủy sản khác nhằm đánh giá toàn diện mức độ ô nhiễm kim loại nặng, với mục tiêu hoàn thiện dữ liệu khoa học trong vòng 3 năm tới.
5. Cải tiến và tự động hóa quy trình phân tích: Đề xuất đầu tư thiết bị tự động hóa và phần mềm xử lý dữ liệu để nâng cao hiệu quả và độ chính xác của phân tích, giảm thiểu sai số do thao tác thủ công, dự kiến thực hiện trong 1 năm, do các phòng thí nghiệm trọng điểm thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành hóa phân tích, môi trường: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về phương pháp Von-Ampe hòa tan catot, kỹ thuật phân tích kim loại nặng ở mức vết và siêu vết, giúp nâng cao kỹ năng thực nghiệm và nghiên cứu.
2. Cơ quan quản lý môi trường và an toàn thực phẩm: Thông tin về hàm lượng selen và asen trong thủy sản tại Hồ Tây hỗ trợ công tác giám sát, đánh giá nguy cơ ô nhiễm và xây dựng chính sách bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
3. Phòng thí nghiệm phân tích môi trường và thực phẩm: Quy trình phân tích chi tiết, điều kiện tối ưu và đánh giá độ tin cậy của phương pháp giúp cải thiện chất lượng phân tích, giảm thiểu sai số và nâng cao hiệu quả công việc.
4. Các doanh nghiệp chế biến thủy sản và thực phẩm: Hiểu rõ về mức độ tồn dư kim loại độc hại trong nguyên liệu giúp doanh nghiệp kiểm soát chất lượng sản phẩm, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng và tuân thủ quy định pháp luật.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp Von-Ampe hòa tan catot có ưu điểm gì so với các phương pháp khác?
   Phương pháp này có độ nhạy và độ chọn lọc cao, chi phí thiết bị thấp, quy trình đơn giản, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố ở mức vết và siêu vết. Ví dụ, so với AAS, nó tiết kiệm chi phí và có thể phân tích tại hiện trường.

2. Tại sao cần bổ sung ion Cu(II) trong phân tích selen và asen?
   Ion Cu(II) tạo hợp chất gian kim loại với selen và asen trên điện cực giọt thủy ngân, làm tăng độ nhạy và chiều cao pic hòa tan, giúp phát hiện chính xác hơn hàm lượng kim loại trong mẫu.

3. Làm thế nào để xử lý mẫu ốc trước khi phân tích?
   Mẫu được rửa sạch, đông khô chân không, nghiền nhỏ, sau đó phá mẫu bằng hỗn hợp axit mạnh và chiếu UV để chuyển đổi các dạng oxi hóa của selen và asen về dạng phân tích được, đảm bảo độ chính xác.

4. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp là bao nhiêu?
   Theo khảo sát, phương pháp có thể phát hiện selen và asen ở mức ppb (µg/L), phù hợp với yêu cầu phân tích vết và siêu vết trong mẫu sinh học và môi trường.

5. Có thể áp dụng phương pháp này cho các mẫu khác ngoài ốc không?
   Có thể, phương pháp phù hợp để phân tích các mẫu thủy sản khác, đất, nước và các mẫu sinh học khác, tuy nhiên cần khảo sát điều kiện tối ưu riêng cho từng loại mẫu để đảm bảo độ chính xác.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công quy trình phân tích định lượng hàm lượng selen và asen trong mẫu ốc Hồ Tây bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan catot với các điều kiện tối ưu về nền điện li, pH, ion Cu(II), thế và thời gian điện phân.
• Phương pháp cho độ nhạy cao, độ lặp lại tốt, phù hợp để xác định hàm lượng vết và siêu vết của selen và asen trong mẫu sinh học.
• Kết quả phân tích mẫu thực tế cho thấy hàm lượng selen và asen trong ốc Hồ Tây nằm trong phạm vi an toàn, tuy nhiên cần giám sát định kỳ để phát hiện sớm nguy cơ ô nhiễm.
• Đề xuất áp dụng quy trình này trong giám sát môi trường và an toàn thực phẩm, đồng thời mở rộng nghiên cứu cho các mẫu sinh học và môi trường khác.
• Khuyến khích đào tạo kỹ thuật viên, cải tiến thiết bị và tự động hóa quy trình để nâng cao hiệu quả phân tích trong tương lai.

Hành động tiếp theo: Triển khai áp dụng quy trình phân tích tại các phòng thí nghiệm môi trường, tổ chức đào tạo kỹ thuật viên và xây dựng hệ thống giám sát định kỳ hàm lượng kim loại nặng trong thủy sản tại Hà Nội và các vùng lân cận.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Việc xác định hàm lƣợng selen và asen trong các mẫu sinh học và môi trƣờng nói chung và trong các loài nhuyễn thể nói riêng, để theo dõi, cảnh báo nguy cơ gây ô nhiễm, cũng nhƣ đánh giá chất lƣợng vệ sinh an toàn thực phẩm, nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng là rất cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn. Selen là nguyên tố hai mặt trong cuộc sống. Một mặt, nó là một trong những nguyên tố vi dƣỡng thiết yếu cho động vật, thực vật và con ngƣời. Nó là thành phần của hợp thành trong một số các axit amin bất thƣờng nhƣ selenocystein và selenomethionin.

Mặt khác, ở hàm lƣợng lớn thì selen lại nguy hiểm đến sức khoẻ, thậm chí cả tính mạng con ngƣời. Việc sử dụng vƣợt quá giới hạn theo khuyến cáo là 400 g/ngày, có thể dẫn tới các trƣờng hợp ngộ độc nghiêm trọng của selen có thể gây ra bệnh sơ gan, phù phổi và tử vong [15]. Asen là nguyên tố có độc tính cao, nó có mặt ở khắp mọi nơi nhƣ trong không khí, đất, thức ăn, nƣớc uống. Asen có thể xâm nhập vào cơ thể theo 3 đƣờng chủ yếu nhƣ: hô hấp, tiếp xúc qua da và chủ yếu là ăn uống.

Các hợp chất dễ tan của asen hấp thụ qua đƣờng tiêu hoá vào máu tới 90% và ra khỏi máu đến các tổ chức rất nhanh, nửa giờ sau khi tiếp xúc đã tìm thấy các liên kết của asen với protein ở gan, thận, bàng quang; sau 24 giờ, trong máu chỉ còn lại 0,1%. Asen đào thải chủ yếu là qua nƣớc tiểu [12]. Asen là một nguyên tố độc hại có trong nguồn nƣớc và có trong các loài nhuyễn thể nhƣ: ốc, hến, sò, mực, cua, ghẹ… Từ xƣa ngƣời ta đã biết uống một lƣợng rất nhỏ các hợp chất (vô cơ) của asen để kích thích ăn uống, tăng cƣờng sự trao đổi dinh dƣỡng trong các trƣờng hợp biếng ăn, thiếu máu, suy nhƣợc (nhất là suy nhƣợc và sốt rét cơn) [24]. Hàm lƣợng asen xâm nhập vào cơ thể con ngƣời nếu quá ngƣỡng cho phép thì con ngƣời sẽ nhiễm một số bệnh nhƣ: bệnh Bowen, bệnh sừng hoá da, bệnh “ bàn chân đen ” [24].

Tình trạng nhiễm độc asen lâu ngày còn có thể gây ung thƣ (gan, phổi, bàng quang và thận) hoặc viêm răng, khớp, gây bệnh tim mạch, cao huyết áp. Ảnh hƣởng độc hại đáng lo ngại nhất của asen tới sức khoẻ là khả năng gây đột biến gen, ung thƣ, thiếu máu, các bệnh tim mạch (cao huyết áp, rối loạn tuần hoàn máu, viêm tắc mạch ngoại vi, bệnh mạch vành, thiếu máu -1- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] cục bộ cơ tim và não). Sau 15-20 năm phát hiện, ngƣời nhiễm độc asen sẽ chuyển sang ung thƣ và chết. Có rất nhiều phƣơng pháp phân tích để xác định asen, một trong những phƣơng pháp chặt chẽ về lý thuyết, đơn giản về thiết bị và có hiệu quả kinh tế cao để xác định asen đó là phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan catot hay viết tắt là CSV (Catotdic Stripping Vontamemtry ).

Bên cạnh phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan, có thể sử dụng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) cũng là một trong những phƣơng pháp có độ nhạy và độ chính xác cao để xác định hàm lƣợng asen. Để thực hiện những vấn đề đã nêu trên, nhằm hoàn thiện quy trình phân tích định lƣợng selen và asen trong các mẫu thủy sản bằng phƣơng pháp Von – Ampe hòa tan catot, đồng thời đánh giá các chỉ tiêu môi trƣờng và góp phần đảm bảo an toàn thực phẩm (nói chung), các nhuyễn thể (nói riêng) chúng tôi chọn đề tài : “Xác định hàm lượng vết selen và asen trong ốc ở Hồ Tây- Hà Nội bằng phương pháp von- ampe hòa tan ”. Trong luận văn này chúng tôi đã thực hiện những nội dung sau: - Khảo sát xây dựng quy trình phân tích selen và asen theo phƣơng pháp Von-Ampe hoà tan catot. Khảo sát các điều kiện tối ƣu và sự ảnh hƣởng của các tác nhân khác đến việc phân tích hàm lƣợng selen và asen.

- Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng selen và asen, xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng theo đƣờng chuẩn. - Xây dựng quy trình định lƣợng selen và asen bằng phƣơng pháp thêm chuẩn. - Nghiên cứu quy trình lấy và xử lý mẫu phân tích. - Áp dụng phân tích mẫu thực tế.

- So sánh kết quả phân tích của phƣơng pháp Von – Ampe hòa tan với phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). -2- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN I. GIỚI THIỆU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ SELEN VÀ ASEN I. Tính chất vật lí của Selen và Asen a.

Tính chất vật lí của Selen [7] Selen có nguyên tử lƣợng 78,96 đvC, nằm ở phân nhóm chính VIA, chu kì 4 trong bảng tuần hoàn hoá học. Tƣơng tự lƣu huỳnh, Selen có một số dạng thù hình: Se vô định hình (chất bột màu đỏ nâu), Selen tinh thể (chất giòn màu xám kim). Selen tinh thể có độ dẫn điện tăng mạnh khi đƣợc chiếu sáng, do vậy thƣờng đƣợc dùng để chế tạo chỉnh lƣu, tế bào quang điện, chất phát quang và làm một chất bán dẫn điển hình. Một số hằng số vật lí của Se: - Tỉ trọng: 4,8g/cm3 - Bán kính nguyên tử: 0,117 nm - Độ âm điện: 2,4 (Li = 1) Hình 1.1: Các dạng thù hình của Selen - Nhiệt độ nóng chảy: 2170C - Nhiệt độ sôi: 687,90C b.

Tính chất vật lí của Asen [7], [ 21]. Asen có nguyên tử khối bằng 74,92 đvC, đứng ở vị trí thứ 33 trong HTTH, nằm ở phân nhóm chính VA, cùng với các nguyên tố N (Nitơ), P (photpho), Sb (atimon), Bi (bitmut) thuộc chu kì 4 bảng tuần hoàn hóa học. Asen hay còn gọi là thạch tín, là một á kim có màu xám kim loại, rất giòn, kết tinh dạng tinh thể. Asen lần đầu tiên đƣợc Albertus Magnus(Đức) viết về nó vào năm 1250.

Asen là một á kim gây ngộ độc mạnh. Theo từ điển Bách khoa dƣợc học xuất bản năm 1999, thạch tín là tên gọi thông dùng chỉ nguyên tố asen, nhƣng cũng đồng thời dùng chỉ hợp chất ôxit của asen hóa trị III (As2O3). Ôxit này màu trắng, dạng bột, tan đƣợc trong nƣớc, rất độc. -3- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nó mang nhiều độc tính tƣơng tự một số kim loại nặng nhƣ chì và thủy ngân, không hòa tan trong nƣớc.

Nguyên tố asen không gây mùi khó chịu trong nƣớc, (ngay cả khi ở hàm lƣợng có thể gây chết ngƣời) và khó phân hủy. Dƣới đây là một số thông số vật lí của asen: - Tỉ trọng : 5,7g.cm-3 - Độ âm điện : 2,18 - Nhiệt độ nóng chảy : 8140C - Nhiệt độ sôi : 6150C - Bán kính : 0,058 nm Hình 1.2: Hợp chất As2O3 I. Tính chất hoá học của Selen và Asen a. Tính chất hoá học của Selen [7] Mức oxi hoá chính của Se là -2, +4, +6.

Se là một nguyên tố nằm giữa tính chất kim loại và phi kim. Giống nhƣ lƣu huỳnh, Se tác dụng với nhiều kim loại tạo ra các selenua tƣơng tự nhƣ muối sunfua. Với hiđro, selen tác dụng ở nhiệt độ cao tạo ra hiđro selenua (H2Se). Selen tác dụng với flo và clo ở nhiệt độ cao và với oxit khi đun nóng.

Selen tan đƣợc trong dung dịch kiềm tƣơng tự lƣu huỳnh: 3Se + 6KOH  K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O (1.1) Trong dung dịch HNO3 loãng, selen tác dụng tạo ra selenit: 3Se + 4HNO3 + H2O  3H2SeO3 + 4NO (1.2) Khi cho selen tác dụng với dung dịch axit loãng có thể thu đƣợc hiđroselenua (H2Se). Khi hoà tan H2Se vào nƣớc thì dung dịch của nó sẽ có tính axit yếu. H2Se tác dụng với oxi không khí tạo ra SeO2 là tinh thể màu trắng, tan tốt trong nƣớc tạo axit selenơ H2SeO3 (K1 = 2. Khác với SO2, SeO2 là chất oxi hoá mạnh dễ dàng bị khử đến Se theo phản ứng: SeO2 + 2SO2  S + 2SeO3 (1.3) H2SeO3 tồn tại ở dạng những tinh thể lục phƣơng không màu, chảy rữa khi để trong không khí ẩm nhƣng tự vỡ vụn dần trong không khí khô.

H2SeO3 -4- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] mất nƣớc tạo thành SeO2. Axit selenơ và muối của nó là chất oxi hoá khá mạnh. Ngƣời ta điều chế nó bằng cách hoà tan selen bột trong HNO 3 loãng.4) Axit selenic khan có thể hoà tan không những bạc mà cả vàng nữa. Nó có thể tác dụng với axit clohiđric đậm đặc theo phản ứng: H2SeO4 + 2HCl  H2SeO3 + Cl2 + H2O (1.5) Do vậy hỗn hợp H2SeO4 và HCl có tính oxi hoá rất mạnh.

Tính chất hoá học của asen. [7, 15, 21] Asen là nguyên tố bán kim loại, có tính chất hóa học gần với tính chất của á kim, cấu hình electron là [Ar] 3d10 4s24p3, trong cấu hình điện tử của asen có sự tham gia của ocbital d , vì vậy nó có khả năng mở rộng vỏ hóa trị. Trong các hợp chất asen có ba giá trị số oxi hóa -3, +3, và +5, trong đó số oxi hóa +3 rất đặc trƣng cho asen. * Asen nguyên tố Asen là một nguyên tố hoá học hoạt động tƣơng đối mạnh - Khi đốt nóng asen trong không khí, asen tác dụng với oxi cho asen (III) oxit 4As + 3O2  2As2O3 (1.6) - Ở dạng bột mịn Asen bị bốc cháy trong clo tạo asentriclorua: 2As + 3Cl2  2AsCl3 (1.7) Ngoài ra, asen có thể tác dụng với nhiều kim loại khác tạo ra các hợp chất nhƣ FeAs2, PtAs2, NiAs và AsS - Đơn chất asen không tan trong dung dịch axit clohiđric nhƣng tan trong dung dịch axit nitric, trong đó asen biến thành axit asenic H3AsO4 3As + 5HNO3 + 2H2O  3H3AsO4 + 5NO (1.8) - Asen còn có thể tan trong kiềm giải phóng hiđro 2As + 6NaOH  2Na3As2O3 + 3H2 (1.9) * Hợp chất Asin ( AsH3) Asin là hợp chất quan trọng của asen, asin độc nhất trong các hợp chất đã biết của asen.

Asin có thể đƣợc điều chế nhờ phản ứng: As2O3 + 6Zn + 12HCl  6ZnCl2 + 2AsH3 + 3H2O (1.10) hoặc: AsCl3 + 6 H+  AsH3 + 3HCl (1.11) -5- TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Ở nhiệt độ 300 – 4000C, AsH3 bị thuỷ phân thành As và H2. Đây là cơ sở để định tính asen. 3AsH3 toC  2As + 3H2 (1.12) Hoặc asin tác dụng với iot tạo thành asen iodua: AsH3 + 3I2   2AsI3 + 3HI (1.13) * Asen (III) oxit ( As2O3) Asen(III) oxit đƣợc điều chế khi đốt cháy khoáng vật Oripimen (As 2S3) trong không khí 9 t0 As2O3 + 3 SO2 (1.14) As2S3 + O 2 2 As2O3 là chất độc đƣợc dùng nhiều trong thực tế với mục đích chống mối mọt, bảo quản gỗ và các vật liệu.