Khảo sát mức độ ô nhiễm kim loại nặng trầm tích rạch Sang Trắng KCN Trà Nóc - T.P Cần Thơ

8/17/2019 Khảo sát mức độ ô nhiễm kim loại nặng trầm tích rạch Sang Trắng KCN Trà Nóc - T.P Cần Thơ

http://slidepdf.com/reader/full/khao-sat-muc-do-o-nhiem-kim-loai-nang-tram-tich-rach-sang 1/77

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KIM LOẠINẶNG TRẦM TÍCH RẠCH SANG TRẮNG

KCN TRÀ NÓC – T.P CẦN THƠ

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SV THỰC HIỆN:

Th.s Nguyễn Thị Diệp Chi Tiêu Triển Đạt; MSSV: 2102336

Ngành: CN Kỹ thuật hóa học-Khóa 36

Tháng 12/2014

WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COMóng góp PDF bở i GV. Nguy ễ n Thanh Tú



Trƣờng Đại học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Khoa Công Nghệ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

1. Cán bộ hƣớng dẫn: Ths. Nguyễn Thị Diệp Chi

Đề tài: KHẢO SÁT MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRẦM TÍCHRẠCH SANG TRẮNG KCN TRÀ NÓC – THÀNH PHỐ CẦN THƠ

Sinh viên thực hiện: Tiêu Triển Đạt MSSV: 2102336

Lớp: Công nghệ hoá học Khóa: 36

2. Nội dung nhận xét:

a. Nhận xét về hình thức LVTN:

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

Những vấn đề còn hạn chế:

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

b. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chínhdo sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

c. Kết luận, đề nghị và điểm:

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2014

Cán bộ hƣớng dẫn

Ths. Nguyễn Thị Diệp Chi





Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Thị Diệp Chi

Sinh Viên Thực hiện: Tiêu Triển Đạt 3




NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN







........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................


........................................................................................................................................

........................................................................................................................................


........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

b. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính dosinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................


........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................


Cán bộ phản biện










NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN







........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................


........................................................................................................................................

........................................................................................................................................


........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

b. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính dosinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................


........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................


Cán bộ phản biện







LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả ngày hôm nay, em xin gửi lời cảm ơn

chân thành nhất đến quý thầy cô tại trường đại học Cần Thơ, đặc

biệt là quý thầy cô bộ môn Công nghệ hóa học - khoa Công Nghệ đã

tận tình tình dạy dỗ, truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích và

luôn tạo cho em điều kiện thuận lợi để em học tập. Cũng như quan

tâm, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thànhtốt luận văn.

Em xin gửi lời tri ân sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Diệp Chi, giảng viên chính Bộ

Môn Hóa – Khoa Khoa Học Tự Nhiên – Trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình chỉ dẫn,

truyền đạt những kinh nghiệm quý báu, và ủng hộ cho em để hoàn thành tốt luận văn

này.

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban giám đốc, các anh chị tr ong Trung tâm

kỹ thuật và ứng dụng công nghệ Cần Thơ, đặc biệt là anh Phạm Văn Tú đã luôn quan

tâm, tạo điều kiện giúp đỡ em về tri thức, dụng cụ, trang thiết bị và tài liệu trong quá

trình thực hiện đề tài, cũng như giúp em có thêm kinh nghiệm thực tế bổ ích. Và nó

cũng sẽ giúp ích rất nhiều cho công việc sau này khi em ra trường.

Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình đã lo lắng cho em trong suốt quá trình

học tập. Và tất cả các bạn trong lớp Công nghệ hóa học K36 đã luôn giúp

đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn!







MỤC LỤC

MỤC LỤC.................................................................................................................................. i

TÓM TẮT ................................................................................................................................. 8DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................................. 9

DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................... 10

DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................. 11

DANH SÁCH CÁC PHƢƠNG TRÌNH ............................................................................. 12

PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 13

I. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 13II. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................................... 14

TỔNG QUAN......................................................................................................................... 15

I. Giới thiệu về Rạch Sang Trắng .............................................................................. 15

1. Vị trí và vai trò ................................................................................................... 152. Tình hình ô nhiễm .............................................................................................. 16

II. Ô nhiễm kim loại trong trầm tích .......................................................................... 17

1. Nguyên nhân và ảnh hƣởng của ô nhiễm kim loại trong trầm tích .................... 171.1 Nguyên nhân ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích ................................... 18

1.2 Các ảnh hƣởng từ việc ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích .................... 19

2. Tình hình ô nhiễm kim loại trong trầm tích ở nƣớc ta ....................................... 22III. Một số kim loại độc hại thƣờng có trong trầm tích ............................................. 24

1. Asen .................................................................................................................... 24

2. Cadimi ................................................................................................................ 25

3. Chì ...................................................................................................................... 264. Crom ................................................................................................................... 28

5. Đồng ................................................................................................................... 29

6. Kẽm .................................................................................................................... 307. Thủy Ngân .......................................................................................................... 30

IV. Các phƣơng pháp xác định kim loại trong trầm tích ........................................... 321. Phƣơng Pháp phổ phát xạ nguyên tử ghép cặp cảm ứng cao tần (ICP – OES) . 32

2. Một số phƣơng pháp khác .................................................................................. 32

2.1 Xác định chì .................................................................................................. 32

2.2 Xác định đồng............................................................................................... 33

2.3 Xác định kẽm ................................................................................................ 332.4 Xác định cadimi ............................................................................................ 33

2.5 Xác định tổng Crom ..................................................................................... 342.6 Xác định asen ............................................................................................... 34

2.7 Xác định thủy ngân ....................................................................................... 34

THỰC NGHIỆM .................................................................................................................... 36

I. Địa điểm và thời gian thực hiện ............................................................................. 36

II. Dụng cụ và các trang thiết bị................................................................................. 36

1. Dụng cụ và thiết bị ............................................................................................. 36

2. Hóa chất ............................................................................................................. 37

II. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................... 371. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 37







2. Đánh giá kết quả phân tích ................................................................................. 373. Địa điểm và thời gian thu mẫu ........................................................................... 37

4. Phƣơng pháp xử lí mẫu ...................................................................................... 39

IV. Quy hoạch thực nghiệm ....................................................................................... 40V. Tiến hành thí nghiệm ............................................................................................ 41

3. Khảo sát độ hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp chiết........................................ 424. Thử nghiệm trên các mẫu tại rạch Sang Trắng .................................................. 43

VI. Kết quả và thảo luận ............................................................................................ 441. Kết quả phân tích crom ...................................................................................... 44

1.1 Phƣơng trình đƣờng chuẩn crom .................................................................. 44

1.2 Kết quả phân tích crom trong 14 mẫu trầm tích (ppm) ................................ 451.3 Đánh giá sự khác biệt về hàm lƣợng crom trung bình của khu công nghiệpvà khu dân cƣ ...................................................................................................... 46

2. Kết quả phân tích đồng ...................................................................................... 46

2.1 Phƣơng trình đƣờng chuẩn của đồng............................................................ 46

2.2 Kết quả phân tích đồng trên 14 mẫu trầm tích tại rạch Sang Trắng ............. 47

2.3 Đánh giá sự khác biệt của hàm lƣợng đồng trung bình theo khu vực dân cƣvà các khu công nghiệp ...................................................................................... 48

3. Kết quả phân tích kẽm........................................................................................ 48

3.1 Phƣơng trình đƣờng chuẩn của kẽm ............................................................. 483.2 Kết quả phân tích kẽm trong 14 mẫu trầm tích rạch Sang Trắng ................. 49

3.3 Đánh giá sự sai khác của hàm lƣợng kẽm trung bình trong trầm tích tại khuchợ, dân cƣ và khu công nghiệp ......................................................................... 50

4. Kết quả phân tích cadimi ................................................................................... 50

4.1 Phƣơng trình đƣờng chuẩn ........................................................................... 50

4.2 Kết quả phân tích cadimi .............................................................................. 51

5. Kết quả phân tích chì.......................................................................................... 515.1 Phƣơng trình đƣờng chuẩn của chì ............................................................... 51

5.2 Kết quả phân tích chì .................................................................................... 53

5.3 Đánh giá sự sai khác hàm lƣợng chì trung bình của khu dân cƣ và khu côngnghiệp ................................................................................................................. 54

6. Kết quả phân tích asen ....................................................................................... 54

6.1 Phƣơng trình đƣờng chuẩn Asen .................................................................. 54

6.2 K ết quả phân tích asen .................................................................................. 54

7. Kết quả phân tích thủy ngân .............................................................................. 55

7.1 Phƣơng trình đƣờng chuẩn thủy ngân .......................................................... 557.2 Kết quả phân tích thủy ngân ......................................................................... 55

8. Đánh giá sự tƣơng quan giữa hàm lƣợng kim loại nặng với pH trong nƣớc vàgiữa các kim loại với nhau. .................................................................................... 55

8.1 Đánh giá sự tƣơng quan giữa hàm lƣợng các kim loại nặng ........................ 55

8.2 Đánh giá sự tƣơng quan giữa hàm lƣợng kim loại nặng với pH trong nƣớc56

KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN .............................................................................................. 58

I. Kết luận................................................................................................................... 58II. Kiến nghị ............................................................................................................... 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................... 59

PHỤ LỤC ................................................................................................................................ 63







TÓM TẮT

Sự xả thải chƣa qua xử lí vào rạch có thể dẫn đến sự tích tụ KLN trong trầm

tích, từ đó, gây ra nguy cơ tích tụ trong cơ thể ngƣời thông qua dây chuyền thực phẩm.

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu mức độ ô nhiễm KLN (As, Hg, Cd, Pb, Zn, Cu,

Cr) của Rạch Sang Trắng, đây là nơi tiếp nhận trực tiếp nguồn nƣớc thải từ các hộ dân

cƣ và các cơ sở sản xuất từ KCN Trà Nóc I, II. Hệ thống ICP-OES đƣợc sử dụng để

phân tích các KLN, với nồng độ các KLN trong khoảng tuyến tính là 0,1-0,5 ppm (As,

Hg, Cd, Pb) và 1-5 ppm (Cu, Zn, Cr), các đƣờng tuyến tính đều có hệ số lập lại r 2 >

0,99. Phƣơng pháp vô cơ hóa mẫu bằng dung dịch nƣớc cƣờng thủy đạt hiệu suất thu

hồi đều > 80% (H%Cr = 91,6; H%Cd = 89,1... ) Các kết quả nghiên cứu cho thấy trầm

tích rạch Sang Trắng chƣa có sự ô nhiễm KLN, nồng độ các kim loại trong khoảng Cr

(27,5 – 77,5 ppm), Cu (8,49 – 40,73), Zn ( 39,21 – 201,89 ppm), Pb (0,8 – 1,6 ppm),

theo QCVN 43:2012 GHCP của 4 kim loại này lần lƣợt là 90 ppm, 197 ppm, 315 ppm,

91,3 ppm trong trầm tích. Các kim loại Cd, Hg, As không phát hiện trong trầm tích.

K ết quả xử lý thống kê cho thấy có sự khác nhau về mức độ tích tụ Cr, Cu, Zn trong

trầm tích của khu công nghiệp và khu dân cƣ , giữa các kim loại phát hiện đƣợc có sự

tƣơng quan tuyến tính thuận với nhau. K ết quả phân tích tƣơng quan cho thấy khi giátrị của pH trong nƣớc tăng hàm lƣợng của các kim loại trong trầm tích tăng.







DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CHLB Cộng Hòa Liên Bang.

GHCP Giới hạn cho phép

IARC International Agency for Research on Cancer.KCN Khu công nghiệp

KLN Kim loại nặng

KPH Không phát hiện

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam.

ICP – OES Inductively coupled plasma Optical emission

spectrometers

HG-AAS Hydride generation - Atomic absorption

absorption spectroscopy

ATSDR Agency for Toxic Substances and Disease

Registry







DANH MỤC HÌNH

Hình 2-1: Bản đồ rạch Sang Trắng ........................................................................................... 15

Hình 2-2: Cống xả thải của khu công nghiệp tại rạch Sang Trắng ........................................... 16

Hình 2-3: Sơ đồ biểu diển sự tích lũy của chất độc vào trầm tích ............................................ 18

Hình 2-4: Sự tích lũy của kim loại thông qua chuỗi thức ăn .................................................... 19

Hình 2-5: Ngƣời bị bệnh Itai Itai .............................................................................................. 20

Hình 2-6: Ngƣời bị bệnh Minamata ......................................................................................... 21

Hình 2-7: Một số biểu hiện do nhiễm độc asen gây ra ............................................................. 25

Hình 2-8: Trẻ bị suy đần do ngộ độc chì .................................................................................. 27

Hình 2-9: Viêm da do sử dụng mỹ phẩm chứa crom ............................................................... 28

Hình 2-10: Bệnh nhân bị bệnh Wilson’s do ô nhiễm đồng ...................................................... 30

Hình 2-11: Bệnh nhân bệnh Minamata do nhiễm độc thủy ngân ............................................. 31

Hình 3-1: Máy ICP-OES .......................................................................................................... 36

Hình 3-2 : Vị trí thu mẫu trầm tích ở rạch Sang Trắng ............................................................ 39

Hình 3-3: Quy trình xử lý mẫu đất ........................................................................................... 40

Hình 3-4: Đồ thị đƣờng chuẩn crom ......................................................................................... 44Hình 3-5: Biểu đồ biểu diễn nồng độ crom trong trầm tích rạch Sang Trắng. ......................... 45

Hình 3-6: Đồ thị đƣờng chuẩn đồng ......................................................................................... 46

Hình 3-7: Biểu đồ biểu diễn nồng độ đồng trong trầm tích rạch Sang Trắng .......................... 47

Hình 3-8: Đồ thị đƣờng chuẩn kẽm .......................................................................................... 48

Hình 3-9: Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng kẽm trong trầm tích rạch Sang Trắng .......................... 49

Hình 3-10: Đồ thị đƣờng chuẩn cadimi .................................................................................... 51

Hình 3-11: Đồ thị đƣờng chuẩn chì .......................................................................................... 52

Hình 3-12: Biểu đồ biểu diễn hàm lƣợng chì trong các mẫu trầm tích .................................... 53

Hình 3-13: Đồ thị đƣờng chuẩn asen ........................................................................................ 54

Hình 3-14: Đồ thị đƣờng chuẩn thủy ngân ............................................................................... 55







DANH MỤC BẢNG

Bảng 3-1 : Đặc điểm của vị trí lấy mẫu .................................................................................... 38

Bảng 3-2: Điều kiện chạy máy ICP-OES ................................................................................. 41

Bảng 3-3: Hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp chiết 6 kim loại ............................................... 43

Bảng 3-4: Hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp chiết asen ........................................................ 43

Bảng 3-5: Kết quả phân tích crom ............................................................................................ 45

Bảng 3-6: Kết quả phân tích thống kê hàm lƣợng crom ở 2 khu vực khác nhau ..................... 46

Bảng 3-7: Kết quả phân tích đồng ............................................................................................ 47

Bảng 3-8: Kết quả phân tích thống kê hàm lƣợng đồng ở 2 khu vực khác nhau ..................... 48

Bảng 3-9: Hàm lƣợng kẽm trong trầm tích .............................................................................. 49

Bảng 3-10: Kết quả phân tích thống kê hàm lƣợng kẽm ở 2 khu vực khác nhau ..................... 50

Bảng 3-11: Kết quả phân tích chì ............................................................................................. 53

Bảng 3-12: Kết quả phân tích thống kê hàm lƣợng chì ở 2 khu vực khác nhau ....................... 54

Bảng 3-13: Ma trận hệ số tƣơng quan của các kim loại ........................................................... 56

Bảng 3-14: pH của nƣớc rạch Sang Trắng trên 14 điểm .......................................................... 56

Bảng 3-15: Hệ số tƣơng quan r của pH và các kim loại ........................................................... 57







DANH SÁCH CÁC PHƢƠNG TRÌNH

Phƣơng trình đƣờng chuẩn crom ............................................................................... 44

Phƣơng trình đƣờng chuẩn đồng ............................................................................... 46

Phƣơng trình đƣờng chuẩn kẽm ................................................................................ 48Phƣơng trình đƣờng chuẩn cadimi ............................................................................ 50

Phƣơng trình đƣờng chuẩn chì .................................................................................. 51

Phƣơng trình đƣờng chuẩn asen ............................................................................... 54

Phƣơng trình đƣờng chuẩn thủy ngân ....................................................................... 55







PHẦN MỞ ĐẦU

I. Đặt vấn đề

Trong các tác nhân gây ô nhiễm môi trƣờng, ô nhiễm kim loại là đối tƣợng

đƣợc các nhà khoa học quan tâm nhiều hơn bởi độc tính, tính bền vững và sự tích lũy

sinh học của chúng (Lê Huy Bá, 2008). Các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng đã

cho thấy hàm lƣợng các chất ô nhiễm này trong trầm tích thƣờng cao hơn nhiều lần

trong nƣớc. Do đó, để có thể xem xét một cách đầy đủ mức độ ô nhiễm kim loại nặng

của một nguồn nƣớc không thể chỉ dựa trên các kết quả phân tích mẫu nƣớc mà cần

tập trung nghiên cứu cả trong các mẫu trầm tích (Hoàng Thị Thanh Thủy và ctv,

2006). Sự tích tụ kim loại nặng sẽ ảnh hƣởng đến đời sống của các sinh vật thủy sinh,từ đó, gây ảnh hƣởng đến sức khỏe của con ngƣời thông qua chuỗi thức ăn. Trong

chuỗi thức ăn, trầm tích là nguồn thức ăn của các động vật đáy, động vật đáy lại là

nguồn thức ăn của các động vật lớn hơn và con ngƣời. Do đó, kim loại nặng trong trầm

tích sẽ đƣợc tích lũy dần dần từ các loài động vật đáy đến con ngƣời. Khi hàm lƣợng

kim loại trong cơ thể quá lớn sẽ gây ngộ độc (Lê Huy Bá, 2008).

Rạch Sang Trắng là một trong những con rạch chính của Thành phố Cần Thơ;

thuộc địa bàn quận Ô Môn, nằm giữa k hu công nghiệp Trà Nóc I và k hu công nghiệp

Trà Nóc II. Nơi đây luôn chịu sự tác động mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội,

đặc biệt là việc xả thải của các khu công nghiệp và các địa điểm dân cƣ..... Các hoạt

động này đã làm ảnh hƣởng trầm trọng đến chất lƣợng môi trƣờng trầm tích và nƣớc

của rạch. Từ xƣa đến nay, Rạch Sang Trắng còn là nơi cung cấp các loại sinh vật nƣớc

ngọt nhƣ cá, ngêu, ốc.... cho ngƣời dân địa phƣơng, do đó, sự ô nhiễm trầm tích rạch

có nguy cơ gây tích tụ chất độc vào cơ thể ngƣời. Từ những lí do trên, đánh giá hàm

lƣợng kim loại trong trầm tích của Rạch Sang Trắng là vấn đề cần thiết và cấp bách.

Trên cơ sở các vấn đề vừa đề cập, đề tài “KHẢO SÁT MỨC ĐỘ Ô NHIỄM

KIM LOẠI NẶNG TRẦM TÍCH RẠCH SANG TRẮNG KHU CÔNG NGHIỆP TRÀ

NÓC - THÀNH PHỐ CẦN THƠ” đƣợc thực hiện.







II. Mục tiêu cụ thể

Trong khuôn khổ một Luận văn tốt nghiệp đại học đề tài hƣớng đến mục tiêu:

Thử nghiệm quy trình chiết và điều kiện định lƣợng các kim loại asen, chì, thủy

ngân, cadimi, kẽm, đồng và tổng crom tồn tại trong các mẫu trầm tích bằng

phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử ghép cặp cảm ứng cao tần (ICP – OES).

Định lƣợng và đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại nặng trong 14 mẫu trầm

tích thu đƣợc tại rạch Sang Trắng khu công nghiệp Trà Nóc - thành phố Cần

Thơ .







TỔNG QUAN

I. Giới thiệu về Rạch Sang Trắng

1. Vị trí và vai trò Rạch Sang Trắng là một trong những con rạch chính của Thành phố Cần Thơ;

thuộc địa bàn phƣờng Phƣớc Thới, quận Ô Môn (cách bến phà Cần Thơ cũ khoảng 15

km về hƣớng thƣợng lƣu sông Hậu), nằm giữa Khu công nghiệp Trà Nóc I và Khu

công nghiệp Trà Nóc II. Đây là nơi tập trung của các hộ gia đình, các chợ và các công

ty, doanh nghiệp, cơ sở sản xuất nằm dọc theo hai bờ sông.

Hình 2-1: Bản đồ r ạch Sang Trắng

Từ lâu nay, rạch Sang Trắng đóng vai trò quan trọng trong đời sống sinh hoạt

của ngƣời dân địa phƣơng, là nguồn cung cấp nƣớc sinh hoạt chủ yếu cho ngƣời dâ n

sống dọc theo hai bên bờ sông, nguồn cung cấp các loại động vật thân mềm nhƣ ốc,

hến... và các loài cá nƣớc ngọt. Ngoài ra, rạch Sang Trắng còn là nơi tiếp nhận các loại

rác thải, nƣớc thải sinh hoạt, sản xuất của các hộ gia đình và các chợ. Ngày nay, với sự

xuất hiện của ngày càng nhiều các cơ sở công nghiệp, rạch Sang Trắng trở thành nơitiếp nhận lƣợng nƣớc thải từ những nhà máy trong hai khu công nghiệ p Trà Nóc I và







Trà Nóc II. Sự thải một lƣợng lớn chất ô nhiễm từ các khu công nghiệp và các hộ dân

khu vực lân cận làm cho môi trƣờng rạch Sang Trắng đang ô nhiễm một cách trầm

trọng (Báo cáo hiện trạng môi trƣờng TP Cần Thơ, 2012).

2. Tình hình ô nhiễm

Sự phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa và sự vô ý thức của ngƣời dân nơi

đây đã làm cho môi trƣờng của rạch Sang Trắng trở nên xuống cấp . Hiện nay khu công

nghiệp Trà Nóc I, II và khu công nghiệp Thốt Nốt có 40 doanh nghiệp phát sinh nƣớc

thải, vào Tháng 3/2012, Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố quyết định xây dựng hệ

thống thoát nƣớc thải công nghiệp Trà Nóc với công suất thiết kế là 12.000

m3/ngày.đêm. Nhƣng thực tế, hệ thống xử lý nƣớc thải công nghiệp tập trung vẫn chƣa

tồn tại, cho nên tất cả các loại nƣớc thải đều xả vào hệ thống thoát nƣớc mƣa sau đó

thải ra sông, kênh rạch xung quanh, dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc và ảnh

hƣởng trực tiếp đến cuộc sống của ngƣời dân (Báo cáo hiện trạng môi trƣờng Thành

Phố Cần Thơ, 2012).

Hình 2-2: Cống xả thải của khu công nghiệp tại rạch Sang Trắng (Binh huyền, 2011)

Mỗi ngày, r ạch Sang Trắng hứng chịu lƣợng lớn nƣớc thải sinh hoạt và sản xuất

từ các hộ dân cƣ, các cơ sở sản xuất kinh doanh của khu công nghiệp Trà Nóc. Lƣợng

nƣớc thải quá lớn vƣợt qua khả năng tự làm sạch của rạch, làm cho môi trƣờng rạch

ngày càng suy giảm. Theo việc tìm hiểu các hộ dân sống trên địa bàn khu vực này cho

biết, hằng ngày, nƣớc thải từ cống KCN thải ra rạch Sang Trắng đen ngòm, nổi bọt,







bốc mùi hôi thối khó chịu. Gặp nƣớc sông Hậu đang xuống, mùi hôi thối bốc lên càng

nồng nặc hơn, ngoài cống đầy rác bẩn và nhà lấn lòng rạch còn chỉ 2-3m (Binh Huyền,

2011). Nƣớc thải ở KCN làm nƣớc rạch Sang Trắng ô nhiễm nặng, không thể dùng

sinh hoạt, cây, trái, hoa màu không phát triển đƣợc. Ngoài ra, theo kết quả nghiên cứucủa đề tài‚“Đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt tại KCN Trà Nóc, Thành Phố Cần Thơ’’

(Bùi Thị Nga, 2007) cho thấy nƣớc thải ở các cống thải tại KCN vƣợt tiêu chuẩn xả

thải nhiều lần với các chỉ tiêu đạm tổng, lân tổng và sắt tổng. Hàm lƣợng chất rắn lơ

lửng vƣợt tiêu chuẩn cho phép từ 1 – 53 lần, oxy hòa tan thấp hơn chuẩn từ 1-60 lần,

chất hữu cơ vƣợt chuẩn 4 – 138 lần, nitrite vƣợt chuẩn từ 2-9 lần; và tổng coliform

vƣợt chuẩn cho phép từ 2 – 48 lần. Các số liệu này đã phản ánh rạch Sang Trắng đang

bị ô nhiễm nặng bởi các hoạt động kinh tế xã hội.

Sự ô nhiễm môi trƣờng nƣớc sẽ gây ảnh hƣởng không nhỏ đến môi trƣờng trầm

tích dƣới đáy. Nơi đây tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm cao bởi sự tích tụ của các kim loại và

những hợp chất hữu cơ độc hại khó phân hủy từ nƣớc. Rạch Sang Trắng còn là nơi

cung cấp các loài động vật thân mềm nên sự ô nhiễm lớp trầm tích dƣới đáy rạch sẽ

gây ảnh hƣởng đến sức khỏe của ngƣời dân thông qua chuỗi thức ăn. Nhƣng đến nay,

sự ô nhiễm trong trầm tích của rạch Sang Trắng vẫn chƣa đƣợc nhận đƣợc nhiều sựquan tâm.

II. Ô nhiễm kim loại trong trầm tích

1. Nguyên nhân và ảnh hƣởng của ô nhiễm kim loại trong trầm tích

Lớp trầm tích có thể bị nhiễm độc chủ yếu do sự lan truyền từ môi trƣờng nƣớc

bị ô nhiễm, các độc chất trong nƣớc lắng đọng và tích tụ lâu ngày làm cho nồng độ các

độc chất tăng lên, vƣợt quá mức an toàn và gây ô nhiễm. Các ô nhiễm trầm tích là kếtquả lắng tụ của chất thải từ đời sống sinh hoạt và hoạt động công, nông nghiệp, vì vậy,

trầm tích có đầy đủ các loại ô nhiễm: hữu cơ yếm khí, hóa chất, kim loại nặng, ô

nhiễm dầu, dƣ lƣợng phân bón và thuốc trừ sâu; trong đó, đang quan tâm là ô nhiễm

hóa chất và kim loại nặng. (Lê Huy Bá, 2008). Trong nội dung của luận văn này, ô

nhiễm kim loại nặng sẽ đƣợc đề cập tới







1.1 Nguyên nhân ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích

Kim loại nặng đƣợc quan tâm nhiều do chúng đƣợc sử dụng rộng rãi trong các

hoạt động công nghiệp trên hầu hết các quốc gia. Mặt khác, chúng là những nguyên tố

vi lƣợng cần thiết cho cây trồng và vật nuôi, tuy nhiên, chúng cũng đƣợc coi là chấtđộc cho môi trƣờng khi tồn tại ở nồng độ vƣợt quá nhu cầu sử dụng của sinh vật .

Nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích là do bùn lắng chứa kim loại nặng,

hoặc do các quá trình phong hóa, xói mòn những đất bị ô nhiễm do phân bón, thuốc

bảo vệ thực vật hoặc các con đƣờng phụ nhƣ khai khoáng, kỹ nghệ từ thƣợng nguồn

vào nƣớc mặt, hoặc do các hoạt động sản xuất, canh tác nông nghiệp của con ngƣời,

khi các thuốc bảo vệ thực vật dạng vô cơ đƣợc sử dụng sau đó thải ra các kênh, rạch,

mƣơng…. Nhƣng phần lớn sự ô nhiễm đến từ nƣớc thải công nghiệp không xử lí triệt

để xả trực tiếp vào tầng nƣớc mặt. (Lê Huy Bá, 2008)

Hình 2-3: Sơ đồ biểu diển sự tích lũy của chất độc vào trầm tích

Nguyên nhân gây ô nhiễm trong trầm tích là do hầu hết các kim loại nặng nhƣ

As, Cd, Hg, Pb, Zn…. đều tồn tại chủ yếu ở dạng liên kết với các hạt keo hoặc tích lũy

trong môi trƣờng trầm tích đáy, do đó, trong môi trƣờng nƣớc chỉ có một phần nhỏ các

kim loại nặng tồn tại trong pha hòa tan (dạng ion). Các nghiên cứu về ô nhiễm kim

loại nặng trong các lƣu vực sông trên thế giới đã cho thấy hàm lƣợng của pha không

hòa tan (tức là hàm lƣợng các chất ô nhiễm này trong trầm tích và ở dạng keo) thƣờng







rất cao so với pha hòa tan (>100.000 lần tại sông Elbe (CHLB Đức) và 1.000- 10.000

lần (sông Schuylkill)) (W. Salomons và U. Forstner, 1984). Kim loại nặng tích tụ ngày

càng nhiều trong lớp trầm tích gây ra nhiều ảnh hƣởng đến động thực vật và sức khỏe

con ngƣời.

1.2 Các ảnh hƣở ng từ việc ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích

Ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích không chỉ gây tác hại cho động vật đáy,

giáp xác (tôm, sò, ngêu…) mà còn ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời do các chất độc

đƣợc chuyển từ những loài này vào cơ thể con ngƣời thông qua dây chuyền thực

phẩm. Các kim loại nặng sẽ tích lũy trong trầm tích, sau đó đƣợc thực vật và các động

vật đáy hấp thụ và tích lũy trong chúng, cá lớn sẽ ăn cá tôm nhỏ sẽ lại tích lũy tiếp, con

ngƣời ăn tôm, cá, các loại thực vật sẽ bị tích lũy trong cơ thể và nhiễm độc, sự tích lũy

này tăng dần đến khi vƣợt quá giới hạn thì gây ngộ độc.

Hình 2-4: Sự tích lũy của kim loại thông qua chuỗi thức ăn (Lê Huy Bá, 2008)

Cơ chế kim loại nặng tích lũy vào động, thực vật diễn ra nhƣ sau:

Có 2 giai đoạn kim loại nặng đƣợc hấp thụ vào cơ thể sinh vật:







giai đoạn 1: cơ thể sinh vật hạn chế sự hấp thụ

giai đoạn 2: hấp thụ bị động, kim loại nặng xâm nhập phá vỡ màng tế bào,

đi vào các cơ quan và lan tỏa trong cơ thể

Đối với thực vật: độc chất thƣờng đƣợc hấp thụ qua rễ, ban đầu là sự chủ độnghấp thụ trao đổi với môi trƣờng, đến khi có biểu hiện nhiễm độc, thực vật sẽ hạn chế

hấp thu chất độc, hoặc là sự nhiễm độc của thực vật là sự xâm nhập do khuếch tán từ

nơi có nồng độ cao vào cơ thể, hiện tƣợng này xảy ra khi đề kháng cây không còn nữa

khả năng hấp thụ có chọn lọc của cây đã mất hoặc yếu dần đi.

Đối với động vật: độc chất đi từ môi trƣờng vào cơ thể gián tiếp qua các chuỗi

thức ăn hoặc con đƣờng xâm nhập chất độc trực tiếp qua tế bào biểu bì rồi vào cơ thế

(Lê huy Bá, 2008).

Sự ô nhiễm kim loại trong trầm tích đã gây ra nhiều hậu quả cho nhiều ngƣời

dân sống quanh khu vực lân cận. Sau đây là một số dẫn chứng thực tế:

Năm 1946, ở vùng Funchen thuộc quận Toyoma (Nhật Bản), xuất hiện một hội

chứng với đặc điểm là biến dạng xƣơng, dễ gãy xƣơng, đau cơ, rối loạn thận, làm hàng

trăm ngƣời chết đã thu hút chú ý của giới y học trong vùng. Ngƣời bệnh thƣờng bị dằn

vặt bởi những cơn đau đớn, nên ngƣời Nhật gọi là bệnh Itai - Itai (bệnh đau đớn).

Những nhà nghiên cứu đã phát hiện các bệnh nhân ăn phải gạo từ lúa trồng trên cánh

đồng đã bị ô nhiễm cadimi (0,91 – 4,23 ppm trong hạt gạo) từ một nhà máy chế biến

cadimi ở khu vực lân cận (Lê huy Bá, 2008).

Hình 2-5: Ngƣời bị bệnh Itai Itai







Cũng ở Nhật Bản, vào năm 1931, Công ty Khoáng sản khai thác mỏ kẽm mở Xí

nghiệp luyện kim trên thƣợng lƣu sông Sentony, nƣớc thải của xí nghiệp chứa nhiều

kẽm và cadmi làm sông này bị ô nhiễm nặng. Lớp trầm tích sông bị nhiễm kim loại

nặng đƣợc các loài cá sống ở đây hấp thụ thông qua chuỗi thức ăn, cá chứa hàm lƣợngcadmi cao gây nhiễm độc cho ngƣời.

Năm 1965, trầm tích sông Derwet ở Trandmania đƣợc cảnh báo bị ô nhiễm

cadmi nặng vì các con sò ở vùng này chứa hàm lƣợng cadmi cao. Những ngƣời dân ăn

những con sò đó đều bị nhiễm độc gây nôn mửa.

Ở Thái Lan, tại huyện Mac Sot, sự ô nhiễm kim loại trong đất đã làm 130 triệu

tấn gạo bị ô nhiễm, sự ô nhiễm trong gạo đã làm 50 ,756 cƣ dân quanh khu vực à

106,413 cƣ dân huyện Mac Sot, những ngƣời tiêu thụ trực tiếp gạo ở khu vực này,

ngƣời dân bị nhiễm độc đều có vấn đề về thận (Nguyễn Phƣớc Tƣơng, 2010).

Cũng tại Nhật Bản, ô nhiễm thủy ngân trong trầm tích ven biển thuộc vịnh

Minamata do nhà máy Chisso đã đổ xuống vịnh lƣợng lớn chất xúc tác phế thải chứa

thủy ngân và kim loại nặng, các kim loại này đã tích lũy vào cá, ngƣời dân ăn phải cá

bị ngộ độc, Thuỷ ngân đã tích tụ ở tổ chức thần kinh, làm tổn thƣơng chức năng não,

gây ra rối loạn hành vi mà ngƣời Nhật gọi là bệnh Minamata gây xôn xao dƣ luận thế

giới. Từ năm 1975, ở vịnh Minamata đã có 3.500 ngƣời mắc bệnh đó (nhất là ngƣời

nghèo thƣờng ăn cá), những năm sau đã tăng lên đến 10.000 ngƣời mà vẫn chƣa dừng

lại và 40 năm sau sự ô nhiễm vẫn còn ảnh hƣởng kéo dài (Lê huy Bá, 2008).

Hình 2-6: Ngƣời bị bệnh Minamata







Lớp trầm tích ven biển Hong Kong (Trung Hoa) đã bị ô nhiễm nặng chì, thủy

ngân, cadimi do các chất thải tử nhà máy công nghiệp ven khu vực. Sự ô nhiễm này đã

làm hải sản ở đây chứa hàm lƣợng thủy ngân cao, đây đƣợc xem là nguyên nhân dẫn

dến tình trạng rối loạn chức năng sinh sản, gây ra vô sinh của ngƣời dân địa phƣơng(do hàm lƣợng cao thủy ngân trong máu) (Nguyễn Phƣớc Tƣơng, 2010).

2. Tình hình ô nhiễm kim loại trong trầm tích ở nƣớ c ta

Ô nhiễm trầm tích ở các kênh, rạch, sông của nƣớc ta rất cao, ở mức 100% -

200% so với quy định của Anh, Mỹ, Hà Lan, Đức, Trung Quốc. Các kim loại nặng

đƣợc sử dụng rông rãi cho nhiều ngành công nghiệp nên dễ gây ô nhiễm môi trƣờng.

Chúng đều là những nguyên tố vi lƣợng cần thiết cho sinh vật, tuy nhiên, chúng sẽ trở

nên độc hại khi vƣợt quá nhu cầu sử dụng của sinh vật. Hiện nay, kim loại nặng trong

trầm tích đã đƣợc quan tâm nhiều hơn bởi sự phát triển của khoa học công nghệ và vấn

đề ô nhiễm kim loại trong môi trƣờng đất đang đƣợc coi trọng (Lê huy Bá, 2008).

Chính vì vậy, ở nƣớc ta, nghiên cứu về ô nhiễm trong trầm tích đã và đang thu hút

nhiều nhà khoa học thực hiện các công trình nghiên cứu ô nhiễm kim loại trong trầm

tích từ Nam ra Bắc.

Tại thành phố Cà Mau, các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại ở vùng ven biển vàrừng ngập mặn của Bùi Thị Nga và Nguyễn Văn Tho năm 2007 (khoa Môi Trƣờng và

Tài nguyên thiên nhiên, Đại học Cần Thơ ) đã cho thấy hiện diện asen, cadimi trong

trầm tích ven biển và có xu hƣớng tăng dần, sự hiện diện này sẽ ảnh hƣởng đến các

loài thủy sinh vật nên cần đƣợc quan tâm (Bùi Thị Nga, Nguyễn Văn Tho 2009).

Cũng tại Cà Mau, một số khảo sát về mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở vùng đất

ven biển huyện Ngọc Hiển đã cho thấy sự ô nhiễm Asen, kẽm, đồng trong trầm tích ở

các kênh rạch thuộc nội ô thành phố và bãi bồi, nguyên nhân do các kênh, rạch, các

vùng cửa sông tiếp nhận một lƣợng lớn chất thải từ các hoạt động giao thông thủy,

nông nghiệp, sinh hoạt và các cơ sở sản xuất. Nồng độ của 3 kim loại này đều vƣợt

tiêu chuẩn sử dụng cho nuôi trồng thủy sản ven bờ. Điều đáng lo ngại ở đây là tiềm ẩn

nguy cơ tích tụ kim loại nặng trong các loài hai mảnh và các động vật thân mềm nhƣ:

sò, ngêu, tôm… tại các vùng bãi bồi.

Sông Cầu là nơi tiếp nhận trực tiếp hơn 1 triệu m3 nƣớc thải mỗi ngày từ khu

công nghiệp Lƣu Xá, việc xả trực tiếp nguồn nƣớc thải không qua xử lí đã gây ô nhiễm







môi trƣờng một cách nghiêm trọng. Qua các cuộc khảo sát, nghiên cứu về ô nhiễm kim

loại trong trầm tích đã cho thấy lớp trầm tích dƣới đáy sông Cầu đã bị ô nhiễm nặng

chì, cadimi và kẽm, đáng chú ý hơn, mức độ ô nhiễm kim loại trong trầm tích sau điểm

tiếp nhận nƣớc thải cao hơn gấp hàn trăm lần so với điểm trƣớc khi tiếp nhận. Điềunày chứng tỏ việc xả nƣớc thải từ khu công nghiệp ảnh hƣởng mạnh đến tích tụ kim

loại trong trầm tích. Sông Cầu là con sông lớn của hệ thống sông Thái Bình và chảy

qua sáu tỉnh thành. Đây là con sông đƣợc chính phủ và địa phƣơng rất quan tâm bởi lợi

ích nó đem lại cho khu vực là rất lớn. Ô nhiễm kim loại nặng của trầm tích sẽ có nguy

cơ gây nhiễm độc các thực vật thủy sinh vật nơi đây, gây tích tụ kim loại cho ngƣời

dân khu vực sông thông qua chuỗi thức ăn ( Phạm Thị Nga, 2012).

Ở thành phố Hồ Chí Minh, đề tài nghiên cứu về mức độ ô nhiễm kim loại nặng

trong trầm tích tại các sông rạch chính của thành phố bao gồm sông Sài Gòn, sông Nhà

Bè và 5 kênh rạch chi lƣu (Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Tàu Hũ-Bến Nghé, Tân Hóa-Lò

Gốm, Đôi-Tẻ và Tham Lƣơng-Bến Cát) đã cho thấy đã có sự tích lũy khá lớn các kim

loại nặng Cu, Zn, Cr và ít hơn là Cd trong trầm tích sông rạch thành phố Hồ Chí Minh,

với mức độ ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng ở kênh Tân Hóa -Lò Gốm. Đây đều là

những nơi tiếp nhận nƣớc thải sinh hoạt, công nghiệp của thành phố. Mặc dù thành

phố Hồ Chí Minh đã có sự quan tâm đến vấn đề bảo vệ và quản lý môi trƣờng nhƣng

sự phát triển kinh tế xã hội và đô thị hóa mạnh mẽ đã làm cho môi trƣờng trầm tích nơi

đây bị ô nhiễm kim loại nặng nề (Huỳnh Thị Thanh ctv, 2007).

Tƣơng tự ở Đà Nẵng, đề tài nghiên cứu về mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở hồ

Công viên 29/3, cho thấy hầu nhƣ các hồ đô thị trong điạ bàn thành phố đều bị ô

nhiễm kim loại, trong đó, hồ Công viên 23/9 đã bị ô nhiễm nặng chì và thủy ngân, điều

đáng quan tâm là các loài cá trong hồ đã bị ô nhiễm kim loại nặng tƣơng tự nhƣ trongtrầm tích, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong cá có nguy cơ tích tụ trong cơ thể ngƣời

thông qua tiêu thụ các loại cá trong hồ (Hoàng Xuân Đạt, 2012).

Một nghiên cứu tƣơng tự ở ven bờ Cát Bà – Hạ Long, là khu vực có hoạt động

kinh tế năng động, các hoạt động khai thác du lịch, vận tải hàng hải, các hoạt động

công nghiệp và khai thác khoáng sản diễn ra mạnh mẽ đã làm ảnh hƣởng đến môi

trƣờng tự nhiên trong đó có trầm tích, các kết quả nghiên cứu đã cho thấy có sự hiện

diện của đồng, chì, kẽm, cadimi, thủy ngân và crom trong lớp trầm tích tầng mặt,







ngoài trừ crom, tất cả kim loại còn lại đều vƣợt ngƣỡng tiêu chuẩn chất lƣợng trầm

tích. Dấu hiệu kim loại nặng cao trong trầm tích sẽ gây ô nhiễm các hệ sinh thái trong

khu vực, đặc biệt là hệ sinh thái san hô, phân bố rộng và nhạy cảm với chất ô nhiễm

(Đặng Hoài Nhơn ctv, 2009). Những đề tài nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích tại các vùng

sông, rạch, ven biển trên khắp cả nƣớc đã chứng minh trầm tích nƣớc ta tại các khu

vực hoạt động kinh tế, dân cƣ cho thấy bƣớc đầu có sự tích lũy hoặc đã bị ô nhiễm các

kim loại nặng. Chúng gây nguy cơ ô nhiễm toàn bộ hệ sinh thái dƣới nƣớc và cho

ngƣời dân quanh khu vực.

III. Một số kim loại độc hại thƣờng có trong trầm tích

Kim loại nặng là những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 5g/cm3 và không bị phân

hủy sinh học, không độc khi ở dạng nguyên tố tự do nhƣng nguy hiểm đối với sinh vật

sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích

tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm. Một số kim loại nặng đƣợc tìm thấy trong cơ

thể và thiết yếu cho sức khỏe con ngƣời, chẳng hạn nhƣ sắt, kẽm, đồng…. Tuy nhiên,

ở mức thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật . Nếu

k im loại nặng đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải, hàmlƣợng kim loại sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện (Foulkes, 2000). Do vậy con

ngƣời bị ngộ độc không những với hàm lƣợng cao của kim loại nặng mà cả khi với

hàm lƣợng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lƣợng gây độc (Lê Huy Bá, 2008).

Trong quy chuẩn quốc gia quy định về chất lƣợng trầm tích quy định về các

kim loại nặng thƣờng tồn tại trong trầm tích, gồm: asen, cadimi, crom, chì, đồng, kẽm

và thủy ngân (QCVN 43:2012). Mỗi kim loại khác nhau sẽ có những đặc tính và ảnh

hƣởng khác nhau đến cơ thể con ngƣời.

1. Asen

Asen phân bố nhiều nơi trong môi trƣờng, chúng đƣợc xếp thứ 20 trong những

nguyên tố hiện diện nhiều trong lớp vỏ của trái đất (Bissen & Frimmel, 2003). Trong

môi trƣờng tự nhiên, asen chủ yếu liên kết với các khoáng mỏ sunfit. Hàm lƣợng asen

tự nhiên trong đất nói chung biến động từ 0,1 - 40 ppm (Tamaki & Frankenberger,

1992)

Tác hại của asen đối với sức khỏe con ngƣời:







Từ lâu, asen ở dạng hợp chất vô cơ đã đƣợc sử dụng làm chất độc (thạch tín),

một lƣợng lớn asen loại này có thể gây chết ngƣời, mức độ nhiễm nhẹ hơn có thể

thƣơng tổn các mô hay các hệ thống của cơ thể. Asen có thể gây 19 loại bệnh khác

nhau, trong đó có các bệnh nan y nhƣ ung thƣ da, phổi. Tính độc của asen phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của các hợp chất mà nó

hình thành, đặc biệt là hoá trị của nó. Asen hoá trị III độc hơn rất nhiều so với asen hoá

trị V. Liều lƣợng gây chết ngƣời khoảng 50-300 mg nhƣng phụ thuộc vào từng cá thể

(Clarket al.,1997). Những biểu hiện của ngộ độc asen mãn tính bao gồm: yếu ớt, mất

phản xạ, mệt mỏi, viêm dạ dày, viêm ruột kết, chán ăn, giảm cân, rụng tóc,... Con

ngƣời bị nhiễm độc asen lâu dài qua thức ăn hoặc không khí dẫn đến bệnh tim mạch,

rối loạn hệ thần kinh, rối loạn tuần hoàn máu, móng giòn dễ gãy với những vạch trắng

ngang móng, rối loạn chức năng gan, thận (Bissen & Frimmel, 2003). Ngộ độc asen

cấp tính có thể gây buồn nôn, khô miệng, khô họng, rút cơ, đau bụng, ngứa tay, ngứa

chân, rối loạn tuần hoàn máu, suy nhƣợc thần kinh,…

Hình 2-7: Một số biểu hiện do nhiễm độc asen gây ra (Trần Thị Thanh Hƣơng, Lê

Quốc Tuấn, 2010)

2. Cadimi

Cadimi là một kim loại quý hiếm, đƣợc xếp thứ 67 thứ tự nguyên tố dồi dào (Lê

Huy Bá, 2008). Có tính độc hại cao và là kim loại nặng di động trong hệ thống cây

trồng, động vật và con ngƣời. Đối với hầu hết mọi ngƣời, thức ăn là nguồn gốc cho sự







khởi đầu ô nhiễm cadimi. Ở mức độ nhiễm độc cadimi cao sẽ dẫn đến sự phá huỷ thận,

gây gãy xƣơng ảnh hƣởng đến phổi và gây ung thƣ phổi.

Tác hại của cadimi đối với sức khỏe con ngƣời:

Đối với con ngƣời: cadimi trong môi trƣờng thƣờng không độc hại nhiều,nhƣng khi vào cơ thể cadimi tích tụ mãn tính của nó ở trong thận gây ra rối loạn chức

năng thận. Cadimi đào thải khỏi cơ thể rất chậm, thời gian bản hủy trong cơ thể

khoảng 30 năm. Phần lớn cadimi đƣợc đào thải từ từ qua thận, 1% đƣợc giữ lại vì tạo

liên kết với các metallothionein có ở thận, nó đƣợc tích lũy dần dần theo tuổi tác, khi

lƣợng cadimi đủ lớn, nó thay thể Zn2+ trong các emzym quan trọng gây ra rối loạn tiêu

hóa và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận.

Ngoài ra cadimi đƣợc biết gây tổn hại đối xƣơng ở liều lƣợng cao. Nghiên cứu

1021 ngƣời đàn ông và phụ nữ bị nhiễm độc cadimi ở Thụy Điển cho thấy nhiễm độc

kim loại này có liên quan đến gia tăng nguy cơ gãy xƣơng ở độ tuổi trên 50 (Tobias

Alfvén, 2004). Bệnh itai-itai là do ngộ độc cadimi trầm trọng. Tất cả những bệnh nhân

với bệnh này đều bị tổn hại thận, xƣơng đau nhức trở nên giòn và dễ gãy (Nogawa et

al., 1999).

3. Chì Chì là một nguyên tố vi lƣợng trong đá và đất tự nhiên,. Chì có hai trạng thái

oxi hóa bền là Pb(II) và P b(IV). Trong môi trƣờng, chì tồn tại chủ yếu dạng ion Pb2+

trong các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Chì có tính mềm dễ dát mỏng và dễ định hình, do

đó, chì đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống từ xƣa đến nay. Sự ứng

dụng rộng rãi của chì làm nãy sinh vấn đề lớn, đó là sự nhiễm độc của chì vào môi

trƣờng sinh thái, đặc biệt là môi trƣờng đất. Khi đƣợc phát thải vào môi trƣờng chì có

thời gian tồn tại lâu lài. Những hợp chất chì có khuynh hƣớng tích lũy trong trầm tích

và đất, làm ô nhiễm chuỗi thức ăn và ảnh hƣởng đến sự trao đổi chất của con ngƣời lâu

dài trong tƣơng lai. Độc chất chì đƣợc xem là nguyên nhân gây nên chứng rối loạn trí

não ở trẻ em. Chính vì vậy, việc nghiên cứu nguồn phát thải, trạng thái tồn tại và cơ

chế lan truyền ô nhiễm chì trong môi trƣờng càng trở nên quan trọng và cấp thiết (Lê

Huy Bá, 2008).

Tác hại của chì đối với sức khỏe con ngƣời:







Chì tồn tại và tích lũy trong cơ thể ngƣời, đến một lƣợng nào đó sẽ gây độc ảnh

hƣởng lớn đến sức khỏe con ngƣời. Trong cơ thể ngƣời, chì trong máu liên kết với

hồng cầu, và tích tụ trong xƣơng. Khả năng loại bỏ chì ra khỏi cơ thể rất chậm chủ yếu

qua nƣớc tiểu. Chu kì bán rã của chì trong máu khoảng một tháng, trong xƣơng từ 20-30 năm (WHO,1995 trích trong Lars Jarup, 2003). Các hợp chất chì hữu cơ rất bền

vững và độc hại, có thể dẫn đến chết ngƣời (Peter Castro & Michael, 2003). Một số

dạng nhiễm độc đƣợc biết đến đối với chì là nhiễm độc mãn tính và cấp tính.

Đối với nhiễm độc cấp tính:

Những biểu hiện của ngộ độc chì cấp tính nhƣ nhức đầu, tính dễ cáu, dễ bị kích

thích, và nhiều biểu hiện khác nhau liên quan đến hệ thần kinh. Con ngƣời bị nhiễm

độc lâu dài đối với chì có thể bị giảm trí nhớ, giảm khả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, xáo

trộn khả năng tổng hợp hemoglobin có thể dẫn đến bệnh thiếu máu (Lars Jarup, 2003).

Độc chất chì còn làm viêm thận, thấp khớp do chì tích lũy dần dần trong xƣơng và làm

tổn hại nghiêm trọng đến các cơ quan này. Ngoài ra sự nhiễm độc chì nghiêm trọng

còn là nguyên nhân gây đau bụng và buồn nôn.

Đối với nhiễm độc mãn tính:

Chì cũng đƣợc biết là tác nhân gây ung thƣ phổi, dạ dày và u thần kinh đệm

(Steenland et al., 2000). Nhiễm độc chì có thể gây tác hại đối với khả năng sinh sản,

gây sẩy thai, làm suy thoái nòi giống (Ernest & Patricia, 2000).

Hình 2-8: Trẻ bị suy đần do ngộ độc chì (Hồng Hải, 2012)







4. Crom

Crom là kim loại nặng có màu xám óng ánh, trên bề mặt đƣợc bao phủ bởi

màng oxit mỏng nên có tính chống oxi hóa cao thậm chí là ở nhiệt độ cao. Crom là

nguyên tố phổ biến thứ 6 trong vỏ trái đất, tại đây crom kết hợp với sắt và oxy tạo nênquặng cromit, Crom là nguyên tố cần thiết cho động vật ở một giới hạn nhất định. Nếu

vƣợt quá giới hạn đó, Crom sẽ gây độc đối với động vật. Crom tồn tại dạng tự nhiên

chủ yếu là Cr (III) và Cr (VI). Cr (VI) rất độc (gấp 1000 lần Cr (III)), Crom(VI) dù chỉ

một lƣợng nhỏ cũng có thể gây độc đối với con ngƣời (EPA, 1998; ATSDR, 2000;

Dayan and Paine, 2001). Nếu Crom có nồng độ lớn hơn giá trị 0,1 ppm gây rối loạn sức

khoẻ nhƣ nôn mửa. Cơ quan nghiên cứu ung thƣ quốc tế (IARC) đã sếp Cr (VI) và

nhóm các tác nhân có thể gây ung thƣ ở ngƣời (IARC, 1990).

Tác hại của crom đối với cơ thể:

Crom thƣờng xâm nhập vào cơ thể ngƣời qua hô hấp, qua ăn uống và qua hấp

thụ qua da, trong đó, Cr (VI) bị hấp thụ dễ dàng hơn Cr(III). Khi đi vào cơ thể ngƣời,

crom gây ảnh hƣởng đến hệ hô hấp, da, gan, thận, dạ dày và nhiều cơ quan khác trong

cơ thể (ATSDR, 2008).

Crom và các hợp chất của crom chủ yếu gây các bệnh ngoài da. Hiện tƣợng

phơi nhiễm ở da thƣờng gặp là kích ứng và dị ứng da nhƣ làm khô nứt da, nổi ban đỏ,

phồng da… Khi da tiếp xúc trực tiếp vào dung dịch Cr(VI), chỗ tiếp xúc dễ bị nổi

phồng và loét sâu, có thể bị loét đến xƣơng, Cr (VI) là nguyên nhân hình thành các lỗ

lở loét không đau đớn ở các khớp ngón tay và cổ tay còn gọi là “các lỗ crom” (Trần

Kim Nga, 2010)..

Hình 2-9: Viêm da do sử dụng mỹ phẩm chứa crom (Trần Kim Nga, 2010)







Khi Crom xâm nhập theo đƣờng hô hấp dẫn tới niêm mạc mũi bị loét, phần sụn

của vách mũi dễ bị thủng, gây ra bệnh viêm yết hầu, viêm phế quản, viêm thanh quản

do niêm mạc bị kích thích (sinh ngứa mũi, hắt hơi, chảy nƣớc mũi). Khi ở dạng

CrO3 hơi hoá chất này gây bỏng nghiêm trọng cho hệ thống hô hấp của ngƣời bị thấmnhiễm (ATSDR,2008).

Nhiễm độc Crom có thể bị ung thƣ phổi, ung thƣ gan, loét da, viêm da tiếp xúc,

xuất hiện mụn cơm, viêm gan, thủng vách ngăn giữa hai lá mía, viêm thận, đau răng,

tiêu hoá kém, gây độc cho hệ thần kinh và tim…

5. Đồng

Đồng là một nguyên tố quan trọng vừa là chất độc hại vừa là nguyên tố vi

lƣợng cần thiết cho thực vật và động vật. Ở trạng thái kim loại, đồng có màu đỏ và có

những đặc tính tốt về công nghệ nên đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công

nghiệp. Khi đồng ở nồng độ thấp, nó đóng vai trò nhƣ một nguyên tố vi lƣợng cần

thiết, tổng lƣợng đồng cơ thể trƣởng thành khoảng 100-150 mg (Lê Huy Bá , 2008).

Tác hại của đồng đối với sức khoẻ của con ngƣời:

Đồng đƣợc xem là một trong những nguyên tố cần thiết đối với sự phát triển

của con ngƣời, tuy nhiên sự tích tụ đồng với hàm lƣợng cao có thể gây độc cho cơ thể.Chứng nhiễm đồng di truyền trong con ngƣời đã đƣợc Wilson biết đến nhƣ là một

bệnh tật, lần đầu tiên mô tả vào năm 1912. Cumings (1948) trích trong WHO (1998)

phát hiện bệnh Wilson’s mà nguyên nhân là do đồng tích lũy trong gan và não, khi nó

đã bắt đầu nhiễm sâu vào cơ thể, sẽ xuất hiện dấu hiệu bất lợi cho mô hạch nên cần

phải chữa trị sớm ngay khi mới bắt đầu phát hiện. Tuy nhiên, các biểu hiện lâm sàng

của bệnh này luôn không phát ra trƣớc 5 năm.







Hình 2-10: Bệnh nhân bị bệnh Wilson’s do ô nhiễm đồng (Thiên Ân, 2013)

6. Kẽm

Kẽm là một nguyên tố hóa học tồn tại dạng rắn. Bên cạnh việc phục vụ cho

ngành công nghiệp hóa chất kẽm còn đóng góp không nhỏ trong các hoạt động của con

ngƣời và động vật bậc cao. Kẽm đƣợc coi là cần thiết vì nếu không có kẽm thƣờng

xuyên sẽ làm các chức năng bị giảm sút. Kẽm đóng vai trò là chất cấu tạo và chất xúc

tác nhiều loại emzym liên quan đến quá trình đồng hóa năng lƣợng. Kẽm đƣợc hấp thụ

nhiều nhất là ở dạng ion Zn2+

vì nó đóng vai trò là thành phần quan trọng của enzym.

Tuy nhiên, việc hấp thụ quá nhiều kẽm sẽ gây ảnh hƣởng lớn đến sức khỏe con ngƣời.

Tác hại của Zn đối với sức khỏe con ngƣời:

Hấp thụ nhiều kẽm có thể gây nôn, tổn hại thận, lách làm giảm khả năng hấp

thu đồng và gây bệnh thiếu máu liên quan đến sự thiếu hụt đồng. Hấp thụ kẽm trong

khẩu phần ăn hàng ngày > 1000 mg gây nôn, sốt, tổn hại thận và lách, từ 200 -500

mg.ngày-1 gây xáo trộn dạ dày, buồn nôn, hoa mắt. Hấp thụ kẽm > 100 mg.ngày-1

gây

giảm sự hấp thụ đồng (Ivor E Dreosti, 1996)

7. Thủy Ngân

Thủy ngân là một trong những nguyên tố độc nhất cho ngƣời và động vật,

nguyên tố này đã đƣợc phát hiện và sử dụng cách đây 3500 năm, ngƣời La Mã, Trung

Quốc, Ấn Độ đã từng sử dụng thủy ngân để bào chế thuốc. Ngày nay, thủy ngân còn

đƣợc sử dụng nhiều trong công nghiệp nhƣ sử dụng làm điện cực, chất điện phân….

Các hoạt động của con ngƣời đang làm gia tăng ô nhiễm thủy ngân vào tự nhiên (Lê

Huy Bá, 2008).







Thủy ngân hiện diện và tồn tại trong tự nhiên ở nhiều dạng khác nhau: ion kim

loại, vô cơ và hữu cơ (metyl và etyl thủy ngân). Tất cả những dạng này có tính độc

khác nhau và có thể ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời. Trong môi trƣờng đất, dạng

cation Hg2+

hiện diện là phổ biến nhất. Sự tích tụ thủy ngân trong đất có khuynhhƣớng tƣơng quan với hàm lƣợng vật chất hữu cơ. Hàm lƣợng thủy ngân trong tự

nhiên cao nhất đã đƣợc báo cáo trong đất ngập nƣớc và đất than bùn. Hàm lƣợng thủy

ngân trong đất trên thế giới trung bình 0,02-0,41 ppm (Murray, 1994).

Ảnh hƣởng của thủy ngân đối với sức khỏe con ngƣời:

Khi thủy ngân kết hợp với các hợp chất hữu cơ và bị biến đổi bởi các vi khuẩn

và vi sinh vật trong nƣớc và trầm tích hình thành các hợp chất hữu cơ thủy ngân nhƣ

metyl thủy ngân, đimetyl thủy ngân rất độc, bền và tích tụ trong chuỗi thức ăn (Peter

& Michael, 2003). Trong môi trƣờng biển, hệ vi sinh vật có thể chuyển nhiều hợp chất

thủy ngân vô cơ thành metyl thủy ngân và hợp chất này dễ dàng phóng thích từ trầm

tích vào nƣớc, sau đó có thể tích tụ trong các sinh vật sống (Clark et al., 1997). Metyl

thủy ngân độc hại đối với hệ thần kinh trung ƣơng và ngoại vi. Hít thở hơi thủy ngân

có thể ảnh hƣởng tổn hại đến hệ thần kinh, tiêu hóa, phổi, thận và có thể tử vong. Các

muối vô cơ của thủy ngân có thể phá hủy da, mắt, đƣờng tiêu hóa, và có thể gây ra sự

tổn hại thận nếu hấp thụ (WHO, 2007). Thảm họa ngộ độc metyl thủy ngân (bệnh

Minamata) năm 1956 có hơn 2000 ngƣời bi ngộ độc trong số này có 43 ngƣời chết,

hơn 700 ngƣời với tàn tật nghiêm trọng suốt đời (Clark et al.,1997).

Hình 2-11: Bệnh nhân bệnh Minamata do nhiễm độc thủy ngân







IV. Các phƣơng pháp xác định kim loại trong trầm tích

1. Phƣơng Pháp phổ phát xạ nguyên tử ghép cặp cảm ứng cao tần (ICP – OES)

ICP – OES (Inductively coupled plasma Optical emission spectrometers) là

phƣơng pháp sử dụng để phân tích định tính và định lƣợng các nguyên tố hóa học, chủ

yếu là các kim loại trong mọi đối tƣợng mẫu khác nhau, nhƣ địa chất, hóa học, luyện

kim, hóa dầu, nông nghiệp, thực phẩm, y dƣợc, môi trƣờng... thuộc các loại mẫu rắn,

mẫu dung dịch, mẫu bột, mẫu quặng, mẫu khí..... dựa trên phép đo cƣờng độ phát xạ

của nguyên tử. Phƣơng pháp này sử dụng plasma cao tần cảm ứng để tạo ra các

nguyên tử và ion ở trạng thái kích thích, phát bức xạ điện từ với những bƣớc sóng đặc

trƣng của nguyên tố. Cƣờng độ phát xạ chỉ thị nồng độ của nguyên tố trong mẫu

(Phạm Luận, 2006).

Hệ thống ICP – OES gồm ba bộ phận chính

ICP: sử dụng plasma làm nguồn năng lƣợng để hóa hơi, nguyên tử hóa mẫu và

kích thích phổ của mẫu phân tích, để có phổ của nguyên tố phân tích.

OES: máy quang phổ để thu, phân li và ghi lại phổ phát xạ của mẫu phân tích

theo vùng phổ ta mong muốn.

Hệ thống máy tính trang bị để đánh giá định tính, định lƣợng và chỉ thị hay biểuthị các kết quả.

2. Một số phƣơng pháp khác

Trƣớc khi các phƣơng pháp phan tích hiện đại xuất hiện, các kim loại thƣờng

đƣợc xác định bằng các phƣơng pháp quang phổ UV-vis hay chuẩn độ hóa học.

2.1 Xác định chì

2.1.1 Phƣơng pháp quang phổ UV-visDithizon (diphenyl thiocacbazon) là thuốc thử phổ biến nhất để xác định chì.

Ion Pb2+

liên kết với dithizon tạo thành chì dithizonat, chì dithizonat không tan trong

nƣớc nhƣng dễ tan trong các dung môi hữu cơ nhƣ cloroform, tạo thành dung dịch

màu đỏ có bƣớc sóng hấp thụ cực đại là 520 nm.

2.1.2 Phƣơng pháp chuẩn độ complexon

Để chuẩn độ, chất chuẩn đƣợc sử dụng là EDTA, mẫu đƣợc chuẩn độ trong môi

trƣờng có pH=10, với chất chỉ thị là EBT, chuẩn độ cho đến khi chuyển từ nâu đỏ sang







xanh. Để kết quả đƣợc chính xác, dung dịch triethanolamine (TEA) đƣợc thêm vào để

tạo phức che ion kim loại gây cản trở sự chuẩn độ chì ( Nguyễn Thị Hân, 2010).

2.2 Xác định đồng

2.2.1 Phƣơng pháp so màu DDC

Ion Cu2+

có thể tạo phức với DDC (dietyl dithiocacbamat) trong các dung môi

hữu cơ nhƣ cloroform. Phức này có màu đỏ nâu ánh vàng.

2.2.2 Phƣơng pháp so màu Neocuproine

Dung dịch Cu2+

sẽ đƣợc khử thành Cu+ và tạo phức với 9-dimetyl 1,1,10-

phenanthroline (Neocuproin) trong methanol ở pH = 4-6 sau đó đƣợc chiết bằng

clorofor m tạo thành dung dịch màu vàng đo ở bƣớc sóng 475 nm.

2.3 Xác định k ẽm

Các phƣơng pháp xác định bằng quang phổ UV-vis

Kẽm có khả năng tạo phức vòng càng với nhiều loại thuốc thử hữu cơ khác

nhau nên phƣơng pháp xác định kẽm bằng phƣơng pháp trắc quang đƣợc sử dụng rộng

rãi.

Kẽm tạo phức với nitro-PADS ở pH = 8:9, có bƣớc sóng hấp thụ cực đại ở 565

nm.

Kẽm kết hợp với 1-(2thyazolylazo)-2-naphtol (TAN) để tạo phức màu ở pH

=6,4.

Phức kẽm với 5-Br-PADAP trong rƣợu etylic, có bƣớc sóng hấp thụ cực đại là

555nm.

2.4 Xác định cadimi

2.4.1 Phƣơng pháp quang phổ UV-visĐể xác định cadimi bằng phƣơng pháp quang phổ UV-vis có thể sử dụng

dithizone 0,1% trong clorofom. Dung dịch dithizonat của cadimi trong dung môi hữu

cơ có màu đỏ và đƣợc đo ở bƣớc sóng cực đại là 515 nm. Phƣơng pháp này có thể xác

định hàm lƣợng từ phần trăm miligam đến miligam cadimi.

2.4.2 Phƣơng pháp chuẩn độ complexon

Sử dụng EDTA để chuẩn độ cadimi với một thuốc thuốc thử nhƣ pyrocatechin

violet, metylthymol blue... Các chất thị này đƣợc sử dụng trong dung dịch có pH = 10.







Phƣơng pháp chuẩn độ ít sử dụng do sự ảnh hƣởng của một số kim loại khác trong

dung dịch khi chuẩn độ bằng EDTA ( Nguyễn Thị Hân, 2010).

2.5 Xác định tổng Crom

2.5.1 Phƣơng pháp phân tích khối lƣợng

Crom đƣợc oxi hóa thành Cr(VI) và xác định bằng khối lƣợng kết tủa BaCrO4.

kết tủa này đƣợc tạo thành bằng cách thêm Ba(CH3COO)2 vào dung dịch Cromat trong

môi trƣờng kiềm yếu.

2.5.2 Phƣơng pháp phân tích thể tích

Dung dịch KI và HCl đƣợc cho vào mẫu, Cr(IV) sẽ oxi hóa KI thành I2 tạo ra

dung dịch màu vàng. Chuẩn độ mẫu bằng dung dịch Na2S2O3 cho đến khi màu vàng

của dung dịch nhạt dần, cho chất chỉ thị hồ tinh bột và chuẩn độ cho đến khi dung dịch

mất màu (Ngô Thị Trang, 2010).

2.6 Xác định asen

2.6.1 Phƣơng pháp quang phổ UV-vis

Dùng hiđro mới sinh (Zn hạt trong HCl hoặc NaBH4) khử các hợp chất của

Asen trong dung dịch thành AsH3, tiếp tục dẫn AsH3 vào ống hấp thụ chứa bạc

đietylđithiocacbamat (AgDDC) trong pyridin hay clorofor m để tạo phức màu đỏ, sau

đó tiến hành đo độ hấp thụ quang ở bƣớc sóng ở 535nm.

2.6.2 Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật hyđrua hoá (HVG -

AAS)

Khử As(V) về As(III) bằng KI, axit ascorbic sau đó phản ứng với NaBH4 trong

môi trƣờng axit để tạo thành hợp chất AsH3 và đƣợc dẫn tới cuvet chữ T để nguyên tử

hóa và đo phổ hấp thụ của Asen (Phạm Thị Thơm, 2012).

2.7 Xác định thủy ngân

2.7.1 Phƣơng pháp quang phổ UV-vis

Các muối thủy ngân (II) tạo với dithizon một hợp chất phức màu vàng cam bền

vững ở pH 0,5-1.

Các muối thủy ngân (II) phản ứng với lƣợng dƣ Kali iodua tạo thành dung dịch

K 2HgI4. Dung dịch này sẽ tạo phức với Cu(I) iodua để tạo thành phức màu hồngCu2[HgI4].







2.7.2 Phƣơng pháp bằng phổ hấp thu nguyên tử với bộ hydrua hóa (HG –

AAS)

Mẫu đƣợc vô cơ hoá. Thuỷ ngân (Hg) trong dung dịch mẫu bị hyđrit hoá bằng

dòng khí hyđro. Hyđrit thuỷ ngân dễ bay hơi bị cuốn theo dòng khí hyđro và đƣợc

bơm vào hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử. Tại đây, hyđrit thuỷ ngân bị phân huỷ

thành hơi thuỷ ngân và đƣợc xác định theo phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

không dùng ngọn lửa.







THỰC NGHIỆM

I. Địa điểm và thời gian thực hiện

Thời gian thực hiện: từ tháng 6 năm 2014 đến tháng 11 năm 2014

Địa điểm thực hiện: Trung tâm kỹ thuật và ứng dụng công nghệ Cần Thơ

(CATECH), đƣờng 3-2, quận Ninh Kiều, Thành Phố Cần Thơ .

II. Dụng cụ và các trang thiết bị

1. Dụng cụ và thiết bị

- Rây cỡ hạt 0,5µm

- Bếp điện

-

Bể siêu âm

- Cân phân tích có độ chính xác 0.1mg

- Dụng cụ thủy tinh các loại: Becher, Erlen, phễu, ống đong , pipet…

- Máy ICP-OES 7300DV, Perkin Elmer.

Hình 3-1: Máy ICP-OES







2. Hóa chất

Nƣớc cất hai lần.

Axit nitric đậm đặc

Axit sunfuric đậmm đặc.

Axit clohidric đậm đặc

Hỗn hợp axit HCl: HNO3 (3:1)

Dung dịch chuẩn gốc các kim loại với C = 1000 ppm mỗi nguyên tố

II. Phƣơng pháp nghiên cứu

1. Phƣơng pháp nghiên cứu

Thử nghiệm các quy trình phân tích kim loại nặng trong trầm tích dựa

trên các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và các Tiêu chuẩn Cơ sở tại Trung tâm kỹ thuật

và ứng dụng công nghệ Cần Thơ (CATECH).

Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích dựa trên Quy

chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng trầm tích (QC 43:2012).

2. Phƣơng pháp xử lí số liệu: xử lí số liệu và đánh giá kết quả phân tích dựa vào phần

mềm Microsoft Excel.

3. Địa điểm và thời gian thu mẫu

Mẫu đƣợc thu tại rạch Sang Trắng, khu công nghiệp Trà Nóc, Cần Thơ

Khảo sát chọn 14 điểm trên rạch Sang Trắng để thu mẫu.

Đặc điểm của từng vị trí đƣợc trình bày tại bảng sau:







Bảng 3-1 : Đặc điểm của vị trí lấy mẫu

Vị trí Tọa độ Mô tả

148P 576931 UTM

1116690Mẫu trầm tích mặt tại cầu Sang Trắng (quốc lộ 91).

248P 576910 UTM

1116758Mẫu trầm tích tại cống xả thải khu dân cƣ và chợ nhỏ.

348P 576941 UTM

1116945Mẫu trầm tích tại cống xả thải của khu dân cƣ.

448P 577030 UTM

1117119

Mẫu trầm tích tại cống xả thải khu dân cƣ cách cầu Sang Trắng

khoảng 450m.

548P 577000 UTM

1117263

Mẫu trầm tích tại cống thải tập trung của các cơ sở KCN Trà Nóc

1.

648P 576991 UTM

1117403


1 cách cầu Sang Trắng khoảng 700m

748P 576893 UTM

1117422

Mẫu trầm tích tại cống xả thải của khu dân cƣ cách ngã ba khoảng

100m.

848P 576875 UTM

1117526 Ngã ba chia hai nhánh Sang Trắng 1 và Sáng Trắng 2

948P 576965 UTM

1117610


1 cách ngã 3 khoảng 100m

1048P 577005 UTM

1117676


1.

1148P 577032 UTM

1117773


1 cách Cầu nối liền hai KCN 100m.

1248P 577042 UTM

1117867

Mẫu trầm tại cống thải tập trung của các cơ sở KCN Trà Nóc 2 tại

cầu nối liền hai KCN .

1348P 577205 UTM

1117924.Mẫu trầm tích tại đầu rạch Sang Trắng tiếp với sông Hậu.

1448P 577329 UTM

1117944

Mẫu trầm tích tại đầu rạch Sang Trắng, nơi trao đổi nƣớc trực tiếp

với Sông Hậu.







Hình 3-2 : Vị trí thu mẫu trầm tích ở rạch Sang Trắng

Thời gian thu mẫu: mẫu đƣợc thu trong tháng 1 năm 2014 (lúc triều xuống).

4. Phƣơng pháp xử lí mẫu

Mẫu trầm tích đƣợc thu ở tầng mặt (0-20 cm), mẫu đƣợc chứa trong các túi

nhựa polyethylene, đƣợc kí hiệu theo qui định, đem về phòng thí nghiệm và tiến hành

xử lí mẫu theo quy trình sau:







Hình 3-3: Quy trình xử lý mẫu đất

IV. Quy hoạch thực nghiệm

Thử nghiệm điều kiện chạy máy

Thử nghiệm quy trình chiết kim loại nặng trong trầm tích

Khảo sát độ tuyến tính và hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp chiết

Tiến hành thử nghiệm trên các mẫu thu đƣợc tại rạch Sang Trắng

Làm khô hoàn toàn

mẫu (độ ẩm < 5%)

Loại bỏ các tạp chất( sỏi, rễ cây v.v…)

Chia nhỏ mẫu bằngquy tắc “chia tƣ”

Mẫu thínghiệm (200g)

Mẫu lƣu(200g)

Nghiền nhỏ

Rây

Mẫu thử

Mẫu thu từ ở hiệntrƣờng







V. Tiến hành thí nghiệm

1. Thử nghiệm điều kiện chạy máy

Điều kiện chạy máy đƣợc lựa chọn theo Tiêu chuẩn Cơ sở của Trung tâm kỹ

thuật và ứng dụng công nghệ Cần Thơ (CATECH).

Bảng 3-2: Điều kiện chạy máy ICP-OES

Công suất 1300W

Tốc độ thổi khí tạo plasma 15 L. phút-1

Tốc độ thổi khí Purge 0.5 L. phút-

Loại Nebulier Scott Spray

Tốc độ hút mẫu 0.5 mL. phút-1

Delay time 60 giây

2. Thử nghiệm quy trình chiết kim loại nặng trong trầm tích

Sau thời gian thử nghiệm một số quy trình chiết kim loại nặng trong các mẫu

trầm tích nhƣ: TCVN 6649:2000, TCVN 8467, quy trình chiết kim loại trong nghiên

cứu của Đồng Minh Hậu, Hoàng Thị Thanh Thủy, Đào Phú Quốc (2008), nghiên cứu của

Tessieretal (1979). Dựa theo TCVN 6649:2000, TCVN 8467, quy trình đã đƣợc lựa

chọn để chiết các kim loại có trong mẫu trầm tích.

Quy trình 1: quy trình chiết các kim loại đồng, chì, kẽm, cadimi, thủy

ngân, tổng crom

Bƣớc 1: Làm sạch tất cả dụng cụ thí nghiệm bằng cách ngâm trong acid

clohidric 3%, sau đó rửa lại bằng nƣớc cất

Bƣớc 2: Cân 1 gam mẫu chính xác đến 0,0001 gam vào bình tam giác 100 mL,

làm ƣớt mẫu với khoảng 1 mL nƣớc cất, cho khoảng 10 mL nƣớc cƣờng thủy

(H2SO4:HNO3 30:4) để yên trong vòng 24h để quá trình oxi hóa xảy ra từ từ.

Bƣớc 3: Đun nóng hỗn hợp phản ứng (khoảng 95 oC) trên bếp điện trong

khoảng 2h cho đến khi bay hết acid trong hỗn hợp. Lƣu ý: tránh tình trạng làm cạn

mẫu bằng cách thƣờng xuyên thêm nƣớc cất vào hỗn hợp phản ứng.

Bƣớc 4: Để lạnh tự nhiên, chuyển toàn bộ hỗn hợp vào bình định mức 100 mL,

thêm 5 mL HCl 3%, định mức tới vạch bằng dung dịch bằng nƣớc cất.

Quy trình 2: quy trình chiết asen.







Bƣớc 1: Làm sạch tất cả dụng cụ thí nghiệm bằng cách ngâm trong acid

clohidric 3%, sau đó rửa lại bằng nƣớc cất

Bƣớc 2: Cân 3 gam mẫu chính xác đến 0,0001 gam vào bình tam giác 100 mL,

làm ƣớt mẫu với khoảng 1 mL nƣớc cất, cho khoảng 20 mL nƣớc cƣờng thủy(HCl:HNO3 3:1).

Bƣớc 3: Đun nhẹ hỗn hợp phản ứng trên bếp điện trong khoảng 30 phút cho đến

khi bay hết acid trong hỗn hợp. Tránh tình trạng làm khô mẫu bằng cách thƣờng xuyên

thêm nƣớc cất vào hỗn hợp phản ứng.

Bƣớc 4: Để lạnh tự nhiên, lọc vào bình định mức 50 mL, thêm 5 mL HCl 3%,

định mức tới vạch bằng dung dịch bằng nƣớc cất.

3. Khảo sát độ hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp chiết

Nguyên tắc:

Chuẩn bị mẫu không chứa các kim loại đang khảo sát (mẫu trắng) và mẫu trắng

đã thêm chuẩn, tiến hành phá mẫu theo quy trình đã đƣợc lựa chọn. Đo hàm lƣợng

từng kim loại trong các dịch chiết. Tính hiệu suất thu hồi trung bình của phƣơng pháp

chiết (3 lần lặp lại), phƣơng pháp chiết đạt yêu cầu khi hiệu suất thu hồi > 80%.

Thực hiện: Chuẩn bị dung dịch chuẩn 0,3 ppm

Dung dịch chuẩn 100 ppm: hút 5 mL dung dịch chuẩn gốc (1000 ppm) định

mức đến 50 mL bằng HNO3 (0,5 mL.L-1

).

Dung dịch chuẩn 10 ppm: hút 5 mL dung dịch chuẩn 100 ppm định mức đến 50

mL bằng HNO3 (0,5 mL.L-1

).

Dung dịch chuẩn 1 ppm: hút 5 mL dung dịch chuẩn 10 ppm định mức đến 50

mL bằng HNO3 (0,5 mL.L-1).

Dung dịch chuẩn 0,3 ppm: hút 15 mL dung dịch chuẩn 1 ppm định mức đến 50

mL bằng HNO3 (0,5 mL.L-1

).

Chuẩn bị mẫu trắng

Chọn nền mẫu trầm tích không chứa các kim loại đang khảo sát, tiến hành chiết

theo quy trình (định mức đến 50 mL) ta đƣợc dung dịch mẫu trắng.

Chuẩn bị mẫu thêm chuẩn







Chọn nền mẫu trầm tích không chứa các kim loại đang khảo sát. Hút 15 mL

dung dịch chuẩn 1 ppm cho vào mẫu trắng, tiến hành chiết nhƣ quy trình (định mức

đến 50 mL) ta đƣợc dung dịch mẫu thêm chuẩn (0,3 ppm).

Đo trên máy ICP – OES với các dung dịch trên. Công thức tính hiệu suất thu hồi:

100%

C

M M C

I

I I H

Trong đó:

H%: hiệu suất thu hồi

IC+M: cƣờng độ phát xạ của mẫu thêm chuẩn

IM: cƣờng độ phát xạ của mẫu trắng

IC: cƣờng độ phát xạ của mẫu chuẩn 0,3 ppm

Sau khi tiến hành khảo sát hiệu suất thu hồi của hai phƣơng pháp (3 lần lặp lại)

ta có kết quả sau:

Hiệu suất thu hồi của quy trình chiết 6 kim loại

Bảng 3-3: Hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp chiết 6 kim loại

Nồng độ

ppm

Hiệu suất thu hồi, %

Cr Cd Pb Cu Zn Hg Khoảng hiệu suất thu hồicho phép

0.3 91,6 89.1 100 99.7 92.3 90,4 70 - 110

Hiệu suất thu hồi của quy trình asen

Bảng 3-4: Hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp chiết asen

Nồng độ

ppm

Hiệu suất thu hồi, %

As Khoảng hiệu suất thu hồi cho phép

0.3 108,5 70 – 110

Nhận xét: hiệu suất thu hồi của hai phƣơng pháp đều >70% => Cả hai phƣơng

pháp đạt yêu cầu.

4. Thử nghiệm trên các mẫu tại rạch Sang Trắng

Tiến hành thu mẫu, xử lý sơ bộ và chiết 14 mẫu trầm tích theo quy trình trên.

Khi hệ thống ổn định thì tiến hành bơm mẫu . Đo hàm lƣợng của các kim loại trong

dịch chiết. tính hàm lƣợng kim loại nặng trong mẫu.

Hàm lƣợng kim loại cần phân tích trong mẫu trần tích:







m

k V C kg mg C đo

**)/(

Trong đó:

- Cđo: nồng độ dung dịch mẫu đo đƣợc trên thiết bị ( ppm).

- V: thể tích dung dịch mẫu (mL)

- k: hệ số pha loãng.

- m: khối lƣợng mẫu (g).

VI. K ết quả và thảo luận

1. Kết quả phân tích crom

1.1 Phƣơng trình đƣờ ng chuẩn crom

Xây dựng đƣờng chuẩn với 4 điểm nồng độ 0 ppm, 1ppm, 3ppm, 5ppm. Ta có

đồ thị sau:

0; 0

1; 36807.8

3; 105105.5

5; 174352.1

y = 34968x

R² = 0.9998

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

200000

0 2 4 6

C ƣ ờ n g đ ộ p h á t x ạ

Nồng độ

Đồ thị đƣờng chuẩn crom

cường độ phát xạ

Hình 3-4: Đồ thị đƣờng chuẩn crom

Tr ong khoảng nồng độ: 0 – 6 ppm thì nồng độ X và cƣờng độ phát xạ Y là

tuyến tính theo phƣơng trình Y = 34968x, Với 9998,02 R .







1.2 K ết quả phân tích crom trong 14 mẫu trầm tích (ppm)

Bảng 3-5: Kết quả phân tích crom

Mẫu Hàm lƣợng (ppm) Mẫu Hàm lƣợng (ppm)

M1 27,5 M8 47,8

M2 40,8 M9 77,5

M3 34,7 M10 62,9

M4 40,5 M11 43,5

M5 45,5 M12 68,6

M6 56,8 M13 50,3

M7 28,5 M14 50,2

Giới hạn cho phép: 90 ppm (QCVN 43:2012)

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

m g / k g

mẫu

Đồ thị biểu diễn nồng độ Cr trong trầm tích

hàm lƣợng trong mẫu

QCVN 43:2012

Hình 3-5: Biểu đồ biểu diễn nồng độ crom trong trầm tích rạch Sang Trắng.

Nhận xét: nồng độ Crom trong các mẫu phân tích đều thấp hơn mức giới hạn

cho phép (90ppm), do đó, chƣa có sự ô nhiễm crom tại rạch Sang Trắng.

Trong vùng nghiên cứu, các mẫu tại cống xả thải của khu công nghiệp (M5,

M6, M9, M10, M11, M12) có sự tích tụ crom cao, sự xả thải của các khu công nghiệp

làm ảnh hƣởng đến tích tụ crom trong trầm tích. Mặc dù hàm lƣợng Cr nhỏ hơn giới

hạn cho phép nhƣng kết quả nghiên cứu đã cho thấy bắt đầu có sự tích tụ Cr trong trầm

tích. Việc tích tụ crom theo thời gian sẽ dần dần gây ô nhiễm cho khu vực này.

Các mẫu tại cửa sông (M13, M14) có giá trị khá cao, kết quả phân tích phù hợp

với nghiên cứu của Lê Huy Bá. K hu vực cửa sông bãi bồi là nơi lắng tụ vật chất từ đất

liền và trầm tích từ các dòng chảy nên gây sự lắng tụ kim loại cao (Lê Huy Bá, 2000).







Hàm lƣợng crom tại các cống xả thải của khu dân cƣ và chợ (M1, M2, M3, M4,

M7) có giá trị thấp cho thấy nƣớc thải sinh hoạt không ảnh hƣởng đến sự tích tụ crom

trong trầm tích.

1.3 Đánh giá sự khác biệt về hàm lƣợng crom trung bình của khu công

nghiệp và khu dân cƣ

Kết quả đánh giá sự khác biệt về hàm lƣợng crom trung bình của khu công

nghiệp và khu dân cƣ:

Bảng 3-6: Kết quả phân tích thống kê hàm lƣợng crom ở 2 khu vực khác nhau

Groups Trung bình P - value

Khu Công Nghiệp 55,88792 0,002534

Khu Dân cƣ 34,4226

P-value < 0,05 => có sự sai khác

Nhận xét: Hàm lƣợng crom tích tụ trong trầm tích khác nhau theo khu vực.

Nguyên nhân do những loại nƣớc thải khác nhau dẫn đến sự khác biệt về sự tích tụ

kim loại trong trầm tích.

2. Kết quả phân tích đồng

2.1 Phƣơng trình đƣờ ng chuẩn của đồng


đồ thị sau:

0; 0

1; 59659.5

3; 171204.7

5; 284302.4y = 56994x

R² = 0.9998

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

0 1 2 3 4 5 6

C ƣ ờ n g đ ộ p h

á t x ạ

Nồng độ (ppm)

Cƣờng độ phát xạ


Hình 3-6: Đồ thị đƣờng chuẩn đồng







Trong khoảng nồng độ: 0 – 5 ppm thì nồng độ X và cƣờng độ phát xạ Y làtuyến tính theo phƣơng trình Y = 56994x, với 9998,02

R

2.2 K ết quả phân tích đồng trên 14 mẫu trầm tích tại rạch Sang Trắng

Bảng 3-7: Kết quả phân tích đồng


M1 8,5 M8 26,4

M2 15,3 M9 31,6

M3 21,3 M10 31,7

M4 29,6 M11 38,3

M5 32,8 M12 40,7

M6 26,4 M13 27,9

M7 17,8 M14 25,5

Giới hạn cho phép: 197 ppm ( QCVN 43:2012)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

h à m l ƣ ợ n g ( m g / k g )

Mẫu

Hàm lƣợng đồng trong trầm tích


QCVN 43:2012

Hình 3-7: Biểu đồ biểu diễn nồng độ đồng trong trầm tích rạch Sang Trắng

Nhận xét: hàm lƣợng đồng trong trầm tích rạch Sang Trắng rất thấp, hàm lƣợng

trong khoảng 8,5 – 40,7 ppm, trong khi đó giới hạn cho phép của đông trong trầm tích

là 197 ppm. Từ đó, có thể kết luận chƣa có ô nhiễm đồng trong trầm tích rạch Sang

Trắng. Tuy nhiên, bƣớc đầu có sự tích lũy đồng trong trầm tích và hàm lƣợng sẽ tăng

theo thời gian tích lũy.







2.3 Đánh giá sự khác biệt của hàm lƣợng đồng trung bình theo khu vự c

dân cƣ và các khu công nghiệp

Để so sánh sự xả thải của khu công nghiệp và khu vực dân cƣ ảnh hƣởng đến sự

ô nhiễm đồng trong trầm tích, ta tiến đánh giá sự khác biệt của hàm lƣợng đồng trung bình tại khu vực dân cƣ và các khu công nghiệp.

Bảng 3-8: Kết quả phân tích thống kê hàm lƣợng đồng ở 2 khu vực khác nhau


Khu Công Nghiệp 31,25255 0,003396

Khu Dân cƣ 18,47911


Nhận xét: Hàm lƣợng đồng tích tụ trong trầm tích khác nhau theo khu vực.

Nguyên nhân do những loại nƣớc thải khác nhau dẫn đến sự khác biệt về sự tích tụ

kim loại trong trầm tích.

3. Kết quả phân tích kẽm

3.1 Phƣơng trình đƣờ ng chuẩn của k ẽm


đồ thị sau:

0; 3.2

1; 19935.9

3; 56979.1

5; 91072.7y = 18187x + 1077.1

R² = 0.9991

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

0 1 2 3 4 5 6

C ƣ ờ n g

đ ộ p h á t x ạ ( m g / k g )

Nồng độ

Đồ thị đƣờng chuẩn kẽm


Hình 3-8: Đồ thị đƣờng chuẩn kẽm

Trong khoảng nồng độ: 0 – 5 ppm thì nồng độ X và cƣờng độ phát xạ Y làtuyến tính theo phƣơng trình Y = 18187 x + 1077, với 9991,02

R .







3.2 K ết quả phân tích kẽm trong 14 mẫu trầm tích rạch Sang Trắng

Bảng 3-9: Hàm lƣợng kẽm trong trầm tích


M1 47,3 M8 50,5M2 50,8 M9 54,7

M3 62,3 M10 62,4

M4 39,2 M11 98,2

M5 202 M12 183

M6 152 M13 121,9

M7 42,1 M14 52,7

Giới hạn cho phép: 315 ppm ( QCVN 43:2012)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

H à

m

l ƣ ợ n g ( m g / k g )

Mẫu

Hàm lƣợng Zn trong trầm tích

Hàm lƣợng trong mẫu

QCVN 43:2012

Hình 3-9: Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng kẽm trong trầm tích rạch Sang Trắng

Nhận xét: Kết quả phân tích cho thấy trầm tích tại rạch Sang Trắng chứa hàm

lƣợng kẽm cao hơn các kim loại khác. Tuy nhiên, hàm lƣợng kẽm trong trầm tích nằm

trong giới hạn cho phép.

Sự tích tụ kẽm trong tr ầm tích tập trung cao tại các điểm tiếp nhận nguồn nƣớc

thải của các khu công nghiệp (M5, M6, M9, M10, M11, M12) trong đó cao nhất là M5

với hàm lƣợng trung bình 202 ppm. Hàm lƣợng kẽm trong trầm tích có thể sẽ tăng lên

theo thời gian do sự tích tụ ngày càng nhiều từ các nguồn nƣớc thải của các cơ sở sản

xuất tại khu công nghiệp nếu không có các biện pháp xử lí kịp thời.







Do sự duy chuyển và tích tụ kim loại trong trầm tích tại các vùng cửa sông nên

tại các vùng này hàm lƣợng kim loại thƣờng khá cao. Kết quả phân tích cho thấy hàm

lƣợng kim loại tại các vùng cửa sông (M13, M14) có hàm lƣợng cao.

Các điểm nhận nƣớc thải tại chợ và khu vực dân cƣ (M1, M2, M3, M4, M7) cóhàm lƣợng đồng đều và thấp so với các điểm nhận nƣớc thải trực tiếp từ khu công

nghiệp.

3.3 Đánh giá sự sai khác của hàm lƣợ ng k ẽm trung bình trong trầm tích tại

khu chợ, dân cƣ và khu công nghiệp

Sau khi đánh giá sự sai khác của hàm lƣợng kẽm trung bình trong trầm tích tại

khu chợ, dân cƣ và khu công nghiệp, ta đƣợc:

Bảng 3-10: Kết quả phân tí ch thống kê hàm lƣợng kẽm ở 2 khu vực khác nhau


Khu Công Nghiệp 108,5654 0.04614Khu Dân cƣ 48,4138


Nhận xét: Hàm lƣợng kẽm tích tụ trong trầm tích khác nhau theo khu vực. Nguyên

nhân do những loại nƣớc thải khác nhau dẫn đến sự khác biệt về tích tụ kim loại trong

trầm tích.

4. Kết quả phân tích cadimi

4.1 Phƣơng trình đƣờ ng chuẩn

Xây dựng đƣờng chuẩn với 4 điểm nồng độ 0 ppm, 0,1ppm, 0,3ppm, 0,5ppm.

Ta có đồ thị sau:







0; 58.7

0.1; 912.2

0.3; 2541.4

0.5; 4125.2

y = 8120.7x + 82.219

R² = 0.9998

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6


Nồng độ (ppm)

Đồ thị đƣờng chuẩn Cadimi

Cƣờng Độ phát xạ

Hình 3-10: Đồ thị đƣờng chuẩn cadimi

Trong khoảng nồng độ: 0 – 0,5 ppm thì nồng độ X và cƣờng độ phát xạ Y làtuyến tính theo phƣơng trình Y = 8120,7x + 82,219, với 9998,02

R ,

4.2 K ết quả phân tích cadimi

Kết quả phân tích không tìm thấy hàm lƣợng cadimi trong trầm tích. Nguồn ô

nhiễm cadimi vào trầm tích chủ yếu là từ nền công nghiệp khai khoáng, các nhà máy

dệt nhuộm, nhà máy chế tạo pin, ắc quy…. (Lê Huy Bá, 2008). Ở Cần Thơ chủ yếu là

các công ty về thực phẩm, chƣa các các loại hình công nghiệp nặng nên chƣa gây ra sự

tích tụ cadimi vào trầm tích.

5. Kết quả phân tích chì

5.1 Phƣơng trình đƣờ ng chuẩn của chì

Xây dựng đƣờng chuẩn với 4 điểm nồng độ 0 ppm, 0,1ppm, 0,3ppm, 0,5ppm.Ta có đồ thị sau:







0; 15.5

0.1; 632.5

0.3; 1761.8

0.5; 2901.5

y = 5745.7x + 35.032

R² = 0.9998

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

c ƣ ờ n g đ ộ p h á t x ạ

nồng độ (ppm)

Đồ thị đƣờng chuẩn của chì


Linear (Cƣờng độ phátxạ)

Hình 3-11: Đồ thị đƣờng chuẩn chì

Trong khoảng nồng độ: 0 – 0,5 ppm thì nồng độ X và cƣờng độ phát xạ Y làtuyến tính theo phƣơng trình Y = 5745,7x + 35,032, với 9998,0

2 R .







5.2 K ết quả phân tích chì

Bảng 3-11: Kết quả phân tích chì


M1 KPH M8 KPHM2 1,0 M9 1,4

M3 KPH M10 1,6

M4 KPH M11 1,2

M5 1,1 M12 1,1

M6 1,3 M13 KPH

M7 KPH M14 KPH

QCVN: 91,3 ppm

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

h à m l ƣ ợ n g ( p p m )

mẫu

Hàm lƣợng Chì trong trầm tích


QCVN 43:2012

Hình 3-12: Biểu đồ biểu diễn hàm lƣợng chì trong các mẫu trầm tích

Nhận xét: Trầm tích rạch Sang Trắng vẫn chƣa có sự ô nhiêm chì . Trong vùng

nghiên cứu, điểm M2 và các điểm xả thải của các khu công nghiệp M5, M6, M9, M10,

M11, M12 phát hiện hàm lƣợng chì với nồng độ rất thấp so với giới hạn cho phép.







5.3 Đánh giá sự sai khác hàm lƣợ ng chì trung bình của khu dân cƣ và khu

công nghiệp

Bảng 3-12: Kết quả phân tích thống kê hàm lƣợng chì ở 2 khu vực khác nhau


Khu Công Nghiệp 0.858511 0.05601Khu Dân cƣ 0.169225


Nhận xét: Không có sự sai khác hàm lƣợng chì theo khu vực. Vậy sự xả thải

của khu công nghiệp chƣa là nguyên nhân gây ô nhiễm chì cho toàn khu vực.

6. Kết quả phân tích asen

6.1 Phƣơng trình đƣờ ng chuẩn Asen

Xây dựng đƣờng chuẩn với 4 điểm nồng độ 0 ppm, 0,1ppm, 0,3ppm, 0,5ppm.


0; 0

0.1; 16.6

0.3; 52.4

0.5; 77.1

y = 156.32x + 1.3525

R² = 0.9931

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6


Nồng độ (ppm)

Đồ thị đƣờng chuẩn asen


Hình 3-13: Đồ thị đƣờng chuẩn asen

Trong khoảng nồng độ: 0 – 0,5 ppm thì nồng độ X và cƣờng độ phát xạ Y là

tuyến tính theo phƣơng trình Y =156,32x + 1,3525, với 9931,02 R .

6.2 K ết quả phân tích asen

Trong tất cả 14 mẫu trầm tích đề không phát hiện asen. Vậy trầm tích rạch Sang

Trắng chƣa có sự ô nhiễm asen.







7. Kết quả phân tích thủy ngân

7.1 Phƣơng trình đƣờ ng chuẩn thủy ngân

Xây dựng đƣờng chuẩn với 4 điểm nồng độ 0 ppm, 0,1ppm, 0,3ppm , 0,5ppm.


0; 0

0.1; 448.9

0.3; 1370.8

0.5; 2361.1

y = 4718.6x - 16.495

R² = 0.9996

0

500

1000

1500

2000

2500

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

C ƣ ờ n g

đ ộ p h á t x ạ

Nồng độ (ppm)

Đồ thị đƣờng chuẩn thủy ngân


Hình 3-14: Đồ thị đƣờng chuẩn thủy ngân

Trong khoảng nồng độ: 0 – 0,5 ppm thì nồng độ X và cƣờng độ phát xạ Y là

tuyến tính theo phƣơng trình Y =4718,6x + 16,495, Với 9996,02 R .

7.2 K ết quả phân tích thủy ngân

Tƣơng tự nhƣ asen, các mẫu trầm tích tại rạch Sang Trắng đều không phát hiện

đƣợc thủy ngân.

8. Đánh giá sự tƣơng quan giữa hàm lƣợng kim loại nặng với pH trong nƣớc vàgiữa các kim loại với nhau.

8.1 Đánh giá sự tƣơng quan giữ a hàm lƣợng các kim loại nặng

Tính hệ số tƣơng quan Pearson (r) để xác định sự tƣơng quan của 2 yếu tố.

Sau khi tính r, ta có ma trận sau:







Bảng 3-13: Ma trận hệ số tƣơng quan của các kim loại

Cr Cu Zn Pb

Cr 1

Cu 0,677975 1

Zn 0,339196 0,555885 1

Pb 0,671754 0,54552 0,450011 1

Nhận xét: hệ số tƣơng quan đều dƣơng, vậy có thể kết luận các kim loại có mối

tƣơng quan thuận với nhau (khi hàm lƣợng kim loại này tăng sẽ dẫn đến hàm lƣợng

các kim loại khác tăng theo) tuy nhiên mối tƣơng quan không chặt chẽ do hệ số tƣơng

quan Pearson thấp. Nguyên nhân dẫn đến sự tƣơng quan thuận do có thể chúng cùng

một nguồn phát sinh hoặc do sự cộng kết của các ion kim loại, sự liên kết giữa các kim

loại dẫn đến sự hiện diện kim loại này trong trầm tích sẽ kéo theo sự hiện diện các kimloại khác.

8.2 Đánh giá sự tƣơng quan giữa hàm lƣợ ng kim loại nặng vớ i pH trong

nƣớ c

Tiến hành phân tích pH của nƣớc tại 14 điểm thu mẫu trên rạch Sang Trắng

Giá trị pH của nƣớc tại rạch Sang Trắng

Bảng 3-14: pH của nƣớc rạch Sang Trắng trên 14 điểm

Mẫu pH Mẫu pH

M1 7,45 M8 7,44

M2 7,51 M9 7,32

M3 7,32 M10 7,63

M4 7,08 M11 7,47

M5 7,44 M12 7,42

M6 7,45 M13 7,46

M7 7,05 M14 7,64

pH của rạch giao động từ 7,08 – 7,63

Giá trị hệ số tƣơng quan r của pH với các kim loại nặng.







Bảng 3-15: Hệ số tƣơng quan r của pH và các kim loại

Cr Cu Zn Pb

r 0,3580 0,1589 0,3119 0,4612

Nhận xét: Trong môi trƣờng nƣớc pH là yếu tố ảnh hƣởng đến tính tan, độ pha

loãng và hoạt tính của chất gây độc (Lê Huy Bá, 2000). pH thấp sẽ làm tăng độ hòa tan

của ion kim loại vào nƣớc, khi pH trong nƣớc tăng, các ion kim loại trong nƣớc có xu

hƣớng kết tủa và lắng đọng xuống lớp trầm tích. Kết quả phân tích cho thấy giá trị pH

có mối tƣơng quan thuận với các kim loại, sự gia tăng giá trị pH sẽ làm gia tăn g hàm

lƣợng kim loại (r > 0). Do đó, có thể xem pH của nƣớc là nguyên nhân gây tích tụ kim

loại trong tr ầm tích.







KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN

I. Kết luận

Sau quá trình khảo sát các phƣơng pháp chiết, đề tài đã lựa chọn đƣợc quy trình

vô cơ hóa mẫu trầm tích bằng nƣớc cƣờng thủy đạt hiệu suất thu hồi cao ( H > 80%),

phƣơng pháp thực hiện đơn giản đồng thời phù hợp với tr ong thiết bị hiện có tr ang

phòng thí nghiệm.

Kết quả nghiên cứu đã cho thấy chƣa có sự ô nhiễm kim loại nặng trong trầm

tích rạch Sang Trắng. Mặc dù hàm lƣợng kim loại vẫn còn ở nồng độ thấp, tuy nhiên

các kết quả nghiên cứu đã cho thấy bƣớc đầu có sự tích tụ các kim loại trong trầm tích

và sự tích tụ theo thời gian sẽ làm tăng dần hàm lƣợng các kim loại và có nguy cơ gâyô nhiễm cho toàn khu vực. Hàm lƣợng các kim loại trong khoảng Cr (27,5 – 77,5

ppm), Cu (8,49 – 40,73), Zn ( 39,21 – 201,89 ppm), Pb (0,8 – 1,6 ppm), trong khi đó

GHCP của 4 kim loại này lần lƣợt là 90 ppm; 197 ppm; 315 ppm; 91,3 ppm. Nghiên

cứu không tìm thấy sự hiện diện của Cd, Hg và As trong trầm tích.

Kết quả xử lý thống kê cho thấy có sự khác nhau về mức độ tích tụ Cr, Zn, Cu

trong trầm tích theo khu vực. Đồng thời, cho thấy khi hàm lƣợng một kim loại tăng thì

có sự gia tăng hàm lƣợng các kim loại khác do sự cộng kết hoặc các kim loại này phát

sinh cùng nguồn.

Kết quả phân tích tƣơng quan cho thấy pH trong nƣớc là một trong những

nguyên nhân gây ảnh hƣởng đến sự tích tụ kim loại trong trầm tích. Khi giá trị pH

tăng, hàm lƣợng kim loại trong trầm tích tăng.

II. Kiến nghị

Đề tài có thể mở rộng nghiên cứu: Nghiên cứu sự tích tụ các chất độc hữu cơ trong trầm tích.

Nghiên cứu sự tích tụ kim loại nặng và các chất độc hữu cơ trong các

loài thủy sinh vật trong vùng.

Nghiên cứu thành phần của trầm tích và sự tác động của các thông số địa

hóa môi trƣờng đến sự tích tụ kim loại trong trầm tích.







TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng việt

Binh Huyền, 2011. Sông Hậu đang “kêu cứu”, báo Công An Nhân Dân Online, đăng

ngày ngày 9 tháng 8 năm 2011. Truy cập 2/9/2014

http://www.cand.com.vn/vi-vn/xahoi/2008/8/154089.cand

Bùi Thị Nga, 2007. Đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt tại khu công nghiệp Trà Nóc,

Thành Phố Cần Thơ. Báo cáo khoa học.

Bùi Thị Nga, Nguyễn Văn Tho, 2009. Sự ô nhiễm As, Cd trong trầm tích, đất và nƣớc

tại vùng biển Tỉnh Cà Mau, tạp chí khoa học 2009:12, trang 15-24.

Cổng thông tin quan trắc môi trƣờng, 2012. Báo cáo môi trƣờng quốc gia – Báo cáomôi trƣờng nƣớc mặt. Truy cập 2/9/2014.

http://www.quantracmoitruong.gov.vn/VN/BAOCAO_Content/tabid/356/cat/175/nfriend/

3743056/language/vi-VN/Default.aspx

Đặng Hoài Nhơn, Trần Đực Thạnh, Nguyễn Hữu Cử, Nguyễn Mai Lựu, 2009. Kim

Loại Nặng Trong Trần Tích Tầng Mặt Ven Bờ Cát Bà - Hạ Long, tạp chí Khoa học

và Công nghệ biển, Phụ trƣơng 1 (2009), trang 125-135.

Đồng Minh Hậu, Hoàng Thị Thanh Thủy, Đào Phú Quốc, 2008. Nghiên cứu và lựachọn một số loại thực vật có khả năng hấp thụ kim loại nặng Cr, Cu, Zn trong bùn

nạo vét kênh Tân Hỏa – Lò Gốm, tạp chí khoa học và công nghệ, số 4 tháng 11.

Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, Nguyễn Nhƣ Hà Vy, 2006. Nghiên Cứu

Địa Hóa Môi Trƣờng Một Số Kim Loại Nặng Trong Trầm Tích Rạch TP. Hồ Chí

Minh, tạp Chí phát triển KH & CN, tập 10, số 01-2007, trang 47 -54.

Hồng Hải, 2012. Chửa tiêu chảy, 1 trẻ em sơ sinh bị nhiễm độc chì nặng. Trang

dantri.com.vn, đăng ngày 15/09/2012. Truy cập ngày 02/09/2014.

http://dantri.com.vn/suc-khoe/chua-tieu-chay-1-tre-so-sinh-bi-ngo-doc-chi-nang-

640915.htm

Lê Huy Bá, 2000. Độc Học Môi Trƣờng, Nhà xuất bản Đại Học Quốc gia TP. Hồ Chí

Minh.

Lê Huy Bá, 2008. Độc Học Môi Trƣờng Cơ Bản. Tái bản lần thứ ba. Nhà xuất bản Đại

Học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.





http://www.quantracmoitruong.gov.vn/VN/BAOCAO_Content/tabid/356/cat/175/nfriend/3743056/language/vi-VN/Default.aspx










Ngô Thị Trang, 2010. Nghiên cứu xác định crom trong nƣớc và trầm tích bằng các

phƣơng pháp hóa lí hiện đại, luận văn thạc sĩ hóa học, trƣờng Đại học Sƣ Phạm,

Đại học Thái Nguyên.

Nguyễn Phƣớc Tƣơng, 2010. Ô nhiễm lƣơng thực thực phẩm bởi kim loại nặng, tranghóa học ngày nay, đăng ngày 6 tháng 6 năm 2010. Truy cập 2/9/2014.

http://www.hoahocngaynay.com/vi/phat-trien-ben-vung/an-toan-hoa-chat/299-o-nhiem-

luong-thuc-va-thuc-pham-boi-kim-loai-nang.html

Nguyễn Thị Hân, 2010. 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 thu nguyên tử

ngọn lửa (F-AAS), luận văn thạc sĩ, trƣờng Đại học Sƣ Phạm, Đại học Thái

Nguyên.

Phạm Luận, 2006. Phƣơng pháp phân tích phổ nguyên tử. Tái bản lần thứ 2. Nhà xuất

bản Đại học Quốc Gia Hà Nội.

Phạm Thị Nga, 2012. Đánh Giá Ảnh Hƣởng Của Nƣớc Thải KCN Lƣu Xá Tới Hàm

Lƣợng Kim Loại Nặng Trong Nƣớc Và Trầm Tích Sông Cầu, luận văn thạc sĩ,

Trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội.

Phạm Thị Thơm, 2012. Phân tích asen trong qúa trình xử lý nƣớc bằng phƣơng pháp

hấp phụ phổ nguyên tử, luận văn thạc sĩ, trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên.

Phan Thị Kim Ngà, Trần Thị Thanh Thảo, Hoàng Xuân Đạt, 2012. Nghiên Cứu Đánh

Giá Mức Độ Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Trong Hồ Công Viên 29/3 – TP Đà Nẳng,

khoa Môi Trƣờng, Trƣờng Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, Tuyển tập Báo

cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm

2012.

QCVN 43:2012. Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Trầm Tích. Bộ Tài Nguyên MôiTrƣờng

TCVN 6649:2000. Chất lƣợng đất – chiết các nguyên tố vết tan trong nƣớc cƣờng

thủy. Bộ Khoa Học và Công Nghệ

TCVN 8467:2010. Chất lƣợng đất – Xác định asen, antimon va selen trong dịch chiết

đất cƣờng thủy bằng phƣơng pháp phổ hấp thu nguyên tử theo kỹ thuật nhiệt điện

hoặc tạo hydrua.



http://www.hoahocngaynay.com/vi/phat-trien-ben-vung/an-toan-hoa-chat/299-o-nhiem-luong-thuc-va-thuc-pham-boi-kim-loai-nang.html









Thiên Ân, 2013. Còn chút sức tàn, cha tật nguyền vẫn chăm con mắc bệnh Wilson

hiếm gặp. Trang dantri.com.vn, đăng ngày 08/08/2013. truy cập ngày 02/09/2014.

http://dantri.com.vn/tam-long-nhan-ai/con-chut-suc-tan-cha-tat-nguyen-van-cham-

con-mac-benh-wilson-hiem-gap-764488.htmTrần Kim Nga, 2010. Crom: Công và tội, trang Sức Khỏe và Đời Sống, đăng ngày 23

tháng 03 năm 2010. Truy cập 2/9/2014.

http://suckhoedoisong.vn/duoc-si-tu-van/crom-cong-va-toi-20100322080733328.htm

Trần Thị Thanh Hƣơng, Lê Quốc Tuấn, 2010. Cơ chế gây độc arsen và khả năng giải

độc arsen của vi sinh vật, Khoa Khoa Học, Khoa Khoa Học Môi Trƣờng và Tài

Nguyên Thiên Nhiên, Trƣờng đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, Hội thảo Môi

trƣờng và Phát triển bền vững, Vƣờn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010.

Tài liệu tiếng anh

Bissen M, Frimmel F. H, 2003. Arsenic- a Review, Part 1: Occurrence, Toxicity,

Speciation, Mobility, Acta hydrochim, hydrobiol: 31, pp. 1, 9-18.

Clark R. B, Chris Frid, Martin Attrill, 1997. Marine Pollution, 4th

Edition. Oxford

University Press.

Dayan, A. D. and A. J. Paine, 2001. Mechanisms of chromium toxicity,

carcinogenicity and allergenicity: review of the literature from 1985 to 2000.

Human & Experimental Toxicology 20(9): 439- 51.

Dianyi Yu, M.D, 2008. Choromium Toxicity”. Case Studies in Environmental

Medicine. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR).

EPA, 1998. Toxicological Review of Trivalent Chromium. CAS No. 16065-83-1. In

support of Summary Information on the Integrated Risk Information System

(IRIS). U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C.

Ernest Hodgson, Patricia E. Levi, 2000. Modern Toxicology, 2nd

Edition. McGraw

Hill.

HazDat, 2000. "Hazardous substances database." Agency for Toxic Substances and

Disease Registry (ATSDR), Atlanta, GA.

IARC, 1990. Chromium, nickel and welding. IARC Monogr Eval Carcinog Risks

Hum, 49: 1 – 648. PMID:2232124












PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Một số sắc kí đồ của các mẫu trầm tích





































Phụ lục 2: Kết quả phƣơng trình đƣờng chuẩn của các kim

loại













Phụ lục 3: Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi

Lần 1 (%) Lần 2 (%) Lần 3 (%) Trung bình (%)

As 110,0 107,3 ,108.1 108,5 39,1 Cd 90,9 87,4 89,0 89,1 78,1

Cr 84,3 87,0 103,3 91,6 2,10

Cu 99,3 98,0 101,7 99,7 86,1

Hg 89,8 90,4 91,1 90,4 66,0

Pb 100,8 98,5 99,4 100 15,1

Zn 91,3 93,0 92,7 92,3 89,0

Phụ lục 4: Kết quả phân tích sự sai khác hàm lƣợng trung bình các kim loại theo khu

vực

Crom

SUMMARY

Groups Count Sum Average Variance

Column 1 9 502,9913 55,88792 133,860073

Column 2 5 172,113 34,4226 40,12385519

ANOVASource of

Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 1481,014 1 1481,014 14,43276978 0,002534 4,747225

Within Groups 1231,376 12 102,6147

Total 2712,39 13

Cu

SUMMARY

Groups Count Sum Average VarianceColumn 1 9 281,273 31,25255 29,15498

Column 2 5 92,39556 18,47911 60,52162

ANOVA

Source ofVariation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 524,4456 1 524,4456 13,24006 0,003396 4,747225Within Groups 475,3263 12 39,61053

Total 999,7719 13







Zn

SUMMARY


Column 1 9 977,0886 108,5654 3486,063

Column 2 5 242,069 48,4138 84,43212

ANOVA

Source ofVariation SS Df MS F P-value F crit

Between Groups 11629,98 1 11629,98 4,944327 0,04614 4,747225

Within Groups 28226,23 12 2352,186

Total 39856,2 13

PbSUMMARY


Column 1 9 7,726599 0,858511 0,440403

Column 2 5 0,846126 0,169225 0,143186

ANOVA

Source ofVariation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 1,527155 1 1,527155 4,474119 0,05601 4,747225

Within Groups 4,095971 12 0,341331

Total 5,623126 13







Phụ lục 5: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng trầm tích

























Documents

Khảo sát mức độ ô nhiễm kim loại nặng trầm tích rạch Sang Trắng KCN Trà Nóc - T.P Cần Thơ