Luan Van Luu Ha- Ban Chinh Thuc

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU………………………………………………………………………. 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN……………………………………………………. 6

1.1 Tổng quan về rác thải điện,điện tử ……………………………. ….. 6

1.1.1 Tình hình rác thải điện, điện tử trên thế giới…………………….. 6

1.1.2 Đặc điểm rác thải điện, điện tử…………………………………… 7

1.1.3 Tình hình thu gom, tái chế và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam 10

1.2 Chỉ thị sinh học…………………………………………………………... 12

1.3 Độc tính kim loại nặng…………………………………………………... 16

1.4 Các phương pháp phân tích kim loại nặng………………………………. 19

1.4.1 Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP- MS)………… 19

1.4.2 Các phương pháp khác xác định kim loại nặng……………………. 23

1.5 Các phương pháp xử lý mẫu trầm tích và sinh vật ……………………… 26

1.5.1 Nguyên tắc xử lý mẫu ……………………………………………... 26

1.5.2 Một số phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể xác định hàm

lượng kim loại nặng………………………………………………………. 28

1.5.3 Một số phương pháp xử lý mẫu đất, trầm tích xác định hàm lượng

kim loại nặng…………………………………………………………… 29

1.5.4 Một số phương pháp xử lý mẫu thực vật xác định hàm lượng kim

loại nặng………………………………………………………………….. 30

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM……………………………………………… 31

2.1 Đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu………………………….. 31

1

2.2 Hóa chất và dụng cụ ……………………………………………………... 31

2.3 Lấy mẫu, xử lý mẫu, bảo quản mẫu………………………………………. 33

2.3.1 Lấy mẫu …………………………………………………………… 33

2.3.2 Xử lý mẫu sơ bộ và bảo quản mẫu………………………………… 38

2.4 Phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể ……………………………. 40

2.5 Xử lý mẫu trầm tích ………….………………………………………… 41

2.6 Xử lý mẫu thực vật………………………………………………………... 41

2.7 Xử lý thống kê số liệu phân tích ………………………………………… 42

2.7.1 Phân tích thành phần chính (PCA)………………………………… 42

2.7.2 Phân tích nhóm (CA)………………………………………………. 43

2.7.3 Phần mềm máy tính ……………………………………………….. 43

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………………………….. 44

3.1 Tối ưu hóa điều kiện phân tích bằng ICP – MS…………………………… 44

3.1.1 Chọn đồng vị phân tích …………………………………………… 44

3.1.2 Độ sâu mẫu ( Sample Depth – SDe)………………………………. 45

3.1.3 Công suất cao tần ( Radio Frequency Power – RFP)……………… 45

3.1.4 Lưu lượng khí mang ( Carier Gas Flow Rate – CGFR)…………… 45

3.1.5 Tóm tắt các thông số tối ưu của thiết bị phân tích…………………. 46

3.2 Đánh giá phương pháp phân tích………………………………………….. 47

3.2.1 Khoảng tuyến tính…………………………………………………. 47

3.2.2 Đường chuẩn……………………………………………………….. 48

3.2.3 Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ………………………… 50

3.2.4 Đánh giá độ đúng của phép đo……………………………………... 52

2

3.3 Lựa chọn và đánh giá các quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể……... 53

3.3.1 Đánh giá hiệu suất thu hồi các quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn

thể…………………………………………………………………………. 53

3.3.2 Đánh giá độ chụm ( qua độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu động vật

nhuyễn thể………………………………………………………………... 56

3.4 Đánh giá quy trình xử lý mẫu trầm tích…………………………………. 58

3.4.1 Đánh giá hiệu suất thu quy trình xử lý mẫu trầm tích ……..…… 58

3.4.2 Đánh giá độ chụm (qua độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu trầm tích 60

3.5 Đánh giá quy trình xử lý mẫu thực vật …………………………………... 61

3.5.1 Đánh giá hiệu suất thu quy trình xử lý mẫu thực vật …. …..…… 61

3.5.2 Đánh giá độ chụm (qua độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu thực vật 62

3.6 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng…. 63

3.7 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích ……….. 66

3.8 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước bề mặt…….. 67

3.9 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu thực vật…………. 69

3.10 Phân tích thống kê đa biến xác định nguồn gốc và phân bố ô nhiễm kim

loại nặng……………………………………………………………………… 70

3.10.1 Mẫu trầm tích…………………………………………………….. 70

3.10.2 Mẫu ốc ………………………………………………………….. 75

3.10.3 Mẫu thực vật( cây rau rệu)……………………………………… 79

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN……………………………………………………... 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………….. 85

3

MỞ ĐẦU

Ngành điện tử ngày một phát triển, rác thải từ ngành này ngày một nhiều; làm

tăng nguy cơ ô nhiễm và độc hại tới môi trường. Chính vì vậy, rác thải điện tử là vấn đề

“nóng’’đang được cả thế giới quan tâm, bởi số lượng rác thải điện tử ngày càng nhiều,

trong khi việc xử lý rác thải điện tử đòi hỏi chi phí khá tốn kém. Ngay ở các quốc gia

phát triển, chỉ một phần nhỏ rác thải điện tử được xử lý, còn lại sẽ được thu gom và xuất

sang các nước khác. Tại Việt Nam hiện nay đang có một lượng rất lớn rác thải điện, điện

tử vừa là trong nước thải ra, vừa là nhập khẩu từ nước ngoài về. Lượng rác thải “đặc

biệt” này một phần được xử lý rất thô sơ tại các nhà máy điện tử trong nước, phần lớn

còn lại được thu gom, tái chế tại các làng nghề đồng nát như khu vực Dị Sử- Mỹ Hào-

Hưng Yên hay khu Triều Khúc –Thanh Trì- Hà Nội, và còn có nhiều rác thải điện, điện

tử còn lẫn trong rác thải sinh hoạt.

Tại các làng nghề thu gom tái chế thì rác thải điện, điện tử được tái chế một cách

rất thô sơ thủ công, nước thải của quá trình tái chế được thải trực tiếp xuống mương

nước, ao, hồ ở xung quanh khu vực gần nơi tái chế gây ô nhiễm môi trường.

Để đánh giá sự ô nhiễm môi trường tại khu vực ô nhiễm, người ta có thể lựa chọn

các đối tượng mẫu khác nhau để tiến hành phân tích như mẫu nước, mẫu đất, mẫu trầm

tích, mẫu sinh vật …Song việc sử dụng các chỉ thị sinh học môi trường sống tại các khu

vực nghiên cứu để đánh giá mức độ ô nhiễm tỏ ra ưu việt hơn hẳn. Bởi vì thông qua

chúng có thể nhận diện được sự có mặt của các chất và đánh giá chất lượng môi trường

nhằm phục vụ cho việc giám sát và quan trắc với ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn.

Chính vì vậy trong bản luận văn này, chúng tôi đã lựa chọn đối tượng phân tích là các

sinh vật chỉ thị môi trường nước (trai, ốc, hến…), sống tại các mương nước, ao, hồ, gần

các bãi thu gom và tái chế rác thải điện, điện tử thuộc khu vực Triều Khúc –Thanh Trì-

Hà Nội, tiến hành nghiên cứu các quy trình xử lý mẫu sinh vật chỉ thị, tìm ra quy trình xử

lý mẫu tốt nhất ứng dụng cho việc phân tích xác định tổng hàm lượng các kim loại nặng.

Đồng thời chúng tôi cũng tiến hành xác định tổng hàm lượng kim loại nặng trong mẫu

trầm tích, mẫu nước, thực vật. Bên cạnh đó ứng dụng phương pháp phân tích đa biến

4

nhằm tìm ra nguồn phát tán kim loại nặng, mức độ lan truyền ô nhiễm kim loại nặng từ

môi trường vào các sinh vật này. Từ hàm lượng các kim loại nặng trong động vật nhuyễn

thể và trong trầm tích, chúng tôi dựa trên chỉ số sinh học để đánh giá khả năng tích lũy

sinh học đối với từng kim loại trong sinh vật chỉ thị.

5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về rác thải điện, điện tử

1.1.1 Tình hình rác thải điện, điện tử trên thế giới

Khoa học kỹ thuật phát triển đã kéo theo sự ra đời hàng loạt các thiết bị điện tử. Tuy

nhiên, do các thiết bị điện tử lạc hậu quá nhanh và nhu cầu sử dụng chúng ngày càng

nhiều, trong khi chi phí tái chế loại rác này lại quá cao, Theo số liệu của Cục Bảo vệ môi

trường Mỹ (EPA) chi phí xuất khẩu rác điện tử rẻ hơn 10 lần so với chi phí xử lý trong

nước. Điều đó chính là nguyên nhân đẩy những loại rác này vào con đường... xuất

ngoại.Chỉ riêng tại Mỹ, mỗi năm có khoảng 300.000 – 400.000 tấn rác thải điện tử được

thu gom để tái chế tại, nhưng có tới 50 – 80% “tìm đường” xuất khẩu sang châu lục khác,

đây là một cách làm tiện lợi và rẻ tiền. Một số nước châu Á, chủ yếu là Trung Quốc,

Malaysia và Việt Nam là điểm đến của các loại rác thải này.Tại Liên minh châu Âu, khối

lượng rác điện tử dự kiến tăng từ 3-5% mỗi năm, còn ở các nước đang phát triển, con số

này sẽ tăng gấp 3 lần vào năm 2010. [3], [13]

Vì lợi ích kinh tế, không ít quốc gia đang phát triển đã tiếp nhận và xử lý loại rác thải

này. Nhưng đi kèm với nó là hàng nghìn tấn phế liệu ẩn chứa rất nhiều độc hại. Theo số

liệu thống kê, hiện châu Á đã trở thành núi rác khổng lồ của thế giới phát triển.

Hình 1 : Rác thải điện tử chất thành đống

6

Chương trình môi trường Liên hợp quốc UNEP nhận định vấn đề then chốt hiện

nay là phải tạo ra một khuôn khổ toàn cầu về xử lý rác thải độc hại, kể cả việc quản lý,

theo dõi hoạt động vận chuyển rác thải để biết được nguồn gốc và điểm đến của nguồn

rác độc hại. Các tổ chức, các nhà khoa học đang nghiên cứu và tìm ra kinh nghiệm xử lí

các loại rác thải như máy tính, điện thoại, acquy, xe hơi, tàu thủy, các linh kiện điện tử

khác…[3]. Những giải pháp giúp giải quyết tận gốc vấn đề rác thải điện tử là gắn trách

nhiệm với nhà sản xuất việc làm này sẽ mang lại hai lợi ích. Thứ nhất, các nhà sản xuất

sẽ đưa chi phí quản lý rác thải vào giá thành sản phẩm, sẽ thúc đẩy họ thay đổi thiết kế

sản phẩm theo hướng thân thiện với môi trường hơn và kéo dài vòng đời của sản phẩm.

Thứ hai, các nhà sản xuất sẽ buộc phải thiết kế các sản phẩm “sạch” hơn bằng cách loại

bớt các chất nguy hiểm, thay thế các chất gây hại bằng cách sử dụng các vật liệu thay thế

an toàn hơn.

1.1.2. Đặc điểm của rác thải điện tử

Rác thải điện tử chứa rất nhiều các kim loại nặng hoặc những hợp chất độc hại với

con người và môi trường sống. Rác thải điện tử làm ô nhiễm không khí, ô nhiễm đất, ô

nhiễm nguồn nước, gây ra các căn bệnh nguy hiểm. Chất độc sản sinh ra như những chất

liệu không cháy được và các kim loại nặng có thể là mối nguy cơ đối với sức khỏe của

công nhân sản xuất thiết bị và những người sinh sống gần các “núi rác” máy tính phế

thải. Rất nhiều trẻ em địa phương và công nhân làm việc tại những cơ sở tái chế kém chất

lượng trên đã mắc những chứng bệnh liên quan đến đường hô hấp, bệnh ngoài da, thậm

trí ung thư do linh kiện điện tử.

Theo Ted Smith, giám đốc điều hành Công ty bảo vệ môi trường ở Califonia, mỗi

máy tính có chứa 1.000 – 2.000 chất liệu khác nhau, trong đó có rất nhiều chất độc hại:

“Một số chất chúng ta đã biết từ lâu như chì, thủy ngân, cadmi. Bên cạnh đó, còn có rất

nhiều chất độc thần kinh. Nhiều người cho rằng máy tính là công nghệ sạch, nhưng họ

không biết rằng bên trong máy tính tiềm ẩn những thứ có thể gây hại cho sức khỏe và

môi trường”.

Trong bảng 1 thống kê các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử và tác hại chủ

yếu của chúng. [3]

7

Bảng 1: Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử

Chất độc hại Nguồn gốc trong rác thải điện tửTác hại đối với môi

trường và cơ thể sống

Các hợp chất halogen

Polyclobiphenyl

(PCB)Tụ điện, máy biến thế

Gây ung thư, ảnh hưởng

đến hệ thần kinh, hệ

miễn dịch, tuyến nội tiết

Tetrabrombisphenol-A

(TBBA)

Polybrombiphenyl

(PBB)

Diphenylete

(DPE)

Chất chống cháy cho nhựa (nhựa

chịu nhiệt, cáp cách điện)

TBBA được dùng rộng rãi trong

chất chống bắt lửa của bản mạch

máy in và phủ lên các bộ phận khác

Gây tổn thương lâu dài

đến sức khỏe, gây ngộ

độc sâu khi cháy

Polycloflocacbon

(CFC)

Trong bộ phận làm lạnh, bọt cách

điện

Khi cháy gây nhiễm

độc, chất phá hủy tầng

ozon

Polyvinyclorua (PVC) Cáp cách điệnCháy ở nhiệt độ cao

sinh ra dioxin và furan

Kim loại nặng và các kim loại khác

As

Có trong đèn hình đời cũ và lượng

nhỏ ở dạng gali asenua, bên trong

các diod phát quang

Gây ngộ độc cấp tính

và mãn tính

Ba Chất thu khí màn hình CRT Gây nổ nếu ẩm ướt

Be Bộ chỉnh lưu, bộ phận phát tia Độc nếu nuốt phải

CdPin Ni-Cd sạc lại, lớp huỳnh quang

(đèn hình CRT), mực máy in và

Độc cấp tính và mãn

tính

8

trống, máy photocopy

(trong máy photo), trong bo mạch

và chất bán dẫn.

Cr(VI) Băng và đĩa ghi dữ liệuĐộc cấp tính và mãn

tính, gây dị ứng

Galli asenua Diod phát quangTổn thương đến sức

khỏe

PbMàn hình CRT, pin, bản mạch máy

in, các mối hàn

Gây độc với hệ thần

kinh, thận, mất trí nhớ

đặc biệt với trẻ em

Li Pin liti Gây nổ nếu ẩm

HgTrong đèn hình màn hình LCD, pin

kiềm và công tắc, trong vỏ máy.

Gây ngộ độc cấp tính và

mãn tính

NiPin Ni-Cd sạc lại hoặc trong màn

hình CRTGây dị ứng

Các nguyên tố đất hiếm

( Y, Eu)Lớp huỳnh quang màn hình CRT Gây độc với da và mắt

Se

Xuất phát từ bộ chỉnh lưu nguồn

điện trong bo mạch, trong máy phô

tô cũ

Lượng lớn sẽ gây hại

cho sức khỏe

Kẽm sunfuaCác bộ phận bên trong màn hình

CRT, trộn với nguyên tố đất hiếmđộc nếu nuốt phải

Các chất khác

Các chất độc hữu cơThiết bị hội tụ ánh sáng, màn hình

tinh thể lỏng LCD

Bụi màuHộp màu máy in laser, máy

photocopyGây độc đến hệ hô hấp

Chất phóng xạ Thiết bị y tế, detector Gây ung thư

9

1.1.3. Tình hình thu gom, tái chế và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam

Rác thải điện tử ở các nước phát triển đã và đang được đẩy sang cho các nước đang

và kém phát triển. Ở những nơi này chúng được tái chế và xử lý rất thủ công, gây ô

nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe người dân. Rác thải điện tử nhập vào Việt

Nam chủ yếu bằng đường biển. Ở miền Bắc chủ yếu ở cảng Hải Phòng, miền Nam là ở thành

phố Hồ Chí Minh. Ở Hải Phòng có rất nhiều công ty, tổ chức nhập khẩu tàu cũ, các thiết bị điện

tử đã qua sử dụng, rác thải điện tử sau khi nhập về được đưa về các cơ sở tái chế (là hộ gia đình

hoặc một tổ chức kinh tế nhỏ). Riêng đối với “rác” là máy tính, tuy chưa có thống kê chính thức

nhưng theo các chuyên gia ước tính, mỗi tháng có khoảng từ 10.000 đến 20.000 bộ máy tính cũ

được nhập khẩu vào nước ta mà chưa có cơ quan nào theo dõi xử lý.

Hình 2: Thu gom rác thải điện tử

Ngoài rác thải điện tử được nhập về còn có cả rác thải điện tử trong nước (số này

cũng không nhỏ) được người dân thu gom. Chúng được chất thành các đống lớn ở ngoài

trời, sau khi tái chế thủ công được bán làm nguyên liệu cho các cơ sở sản xuất. Ở các cơ

sở tái chế, rác thải được nhập về từ nhiều nơi thông qua nhiều con đường và dưới nhiều

hình thức.

Việc tái chế thường bao gồm các bước sau:

- Phân loại rác thải nhập về.

10

- Tách riêng những nguyên liệu khác nhau (nhựa, kim loại…), lấy ra những thứ còn

dùng được. Dây kim loại thì đốt nhựa để lấy kim loại, đối với nhựa thì nghiền nhỏ, rửa

sạch, phơi khô….

- Đóng gói và chuyển đến các nơi tiêu thụ (thường dùng làm nguyên liệu đầu cho

các ngành sản xuất khác ).[14]

Hình 3: Tái chế rác thải điện tử

Hiện nay ở Việt Nam có nhiều hộ gia đình làm nghề thu gom và tái chế rác thải điện

tử, có những nơi cả làng cùng làm nghề này. Việc xử lý và tái chế rác thải điện tử còn rất

lạc hậu. Các công việc này được làm thủ công bằng tay và các thiết bị xử lý rất thô sơ,

thiết bị bảo hộ lao động cho những người tham gia làm hầu như không có, đồng thời họ

còn tận dụng ngay cả nhà mình là nơi chứa, xử lý, tái chế các loại rác thải này. Với các

điều kiện làm việc này, chất độc có thể bám vào quần áo, dính vào tay, ngoài ra chất độc

còn có thể lọt qua đường hô hấp. Các lao động thủ công đập vỡ các thiết bị, làm chảy các

mối hàn chì để tháo rời các chip máy tính đem bán lại. Chì được gom lại, nung nóng trên

chảo, từ đó làm bay các hơi kim loại độc như chì, cadimi, thủy ngân… và giải phóng

chúng vào không khí dưới dạng hơi sương độc hại. Sau khi các “chip” được lấy ra, chì

được “tự do” chảy xuống đất. Thế nhưng, không mấy người làm nghề này hay biết rằng,

chì nằm trong số những chất độc thần kinh mạnh nhất, gây tác hại đặc biệt lên trẻ em và

những bé sơ sinh. Các phế liệu thừa và nước thải của quá trình ngâm rửa sau khi sử dụng

không được xử lý mà thải ngay ra môi trường. Để thu hồi đồng và vàng trong biến thế

11

máy tính, bo mạch chủ, chip vi tính, người ta cho nung chảy các thiết bị này. Theo những

người này giải thích “Chúng cho rất nhiều vàng”. Vì vậy, hàm lượng các kim loại độc hại

tích lũy trong đất ngày càng nhiều, không khí cũng bị ô nhiễm nặng. Việc xử lý lạc hậu,

không đúng cách đang làm ô nhiễm nghiêm trọng môi trường sống xung quanh, gây rất

nhiều bệnh nguy hiểm. [4], [3]

1.2. Chỉ thị sinh học

Kiểm tra, đánh giá ô nhiễm môi trường nước thường tiến hành với các mẫu:

mẫu nước, mẫu trầm tích, mẫu thực vật nước hoặc dùng các loại chỉ thị sinh học [46].

Để quan trắc, đánh giá chất lượng nước, thường dựa trên kết quả xác định các thông

số lý hóa và được tiến hành một cách định kì, điều đó có nghĩa là chỉ xác định được chất

lượng nước tại từng thời điểm. Phân tích trầm tích tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn so với

phân tích nước trong việc kiểm tra, đánh giá sự ô nhiễm kim loại ở sông hồ. Mặc dù hàm

lượng kim loại có thể bị biến động theo thời gian nhưng sự biến động đó ít hơn so với sự

biến động hàm lượng kim loại trong nước. Lớp bùn bề mặt thường bị tác động bởi các

chất sa lắng rồi chính nó thải kim loại vào lớp nước phía trên, bề dày vài centimet của lớp

bùn phía trên phản ánh sự thay đổi liên tục hàng ngày mức độ ô nhiễm.

Các sinh vật sống trong nước hấp thu các chất ô nhiễm từ nước hoặc các hạt lắng

đọng dưới đáy và tích tụ trong cơ thể của chúng. Các sinh vật sống có phản ứng khác

nhau khi bị nhiễm các chất độc hại. Một số loài chịu tác động mạnh bởi ngay hàm lượng

thấp của các chất độc hại trong khi một số loài có khả năng tích tụ lượng lớn chất ô

nhiễm mà không chịu một tác động xấu nào, các loài này được dùng làm chỉ thị cho sự ô

nhiễm và gọi là chỉ thị sinh học

Chỉ thị sinh học:

Khái niệm chung về chỉ thị sinh học được mọi người thừa nhận là [8 ]

“ Những đối tượng sinh vật có yêu cầu nhất định về điều kiện sinh thái liên quan

đến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng oxi cũng như khả năng chống chịu một hàm

lượng nhất định các yếu tố độc hại trong môi trường sống và do đó, sự hiện diện

12

của chúng biểu thị một tình trạng về điều kiện sinh thái của môi trường sống nằm

trong giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của đối tượng sinh vật đó.”

Sinh vật chỉ thị ở trong bản luận văn này chúng tôi sử dụng là sinh vật tích tụ:là

những sinh vật chỉ thị, không những có tính chất chỉ thị cho môi trường thích ứng

mà còn có thể tích tụ một số chất ô nhiễm nào đó trong cơ thể của chúng với hàm

lượng cao hơn nhiều lần môi trường bên ngoài( kim loại nặng…) [23]. Nhờ đó bằng

phương pháp phân tích hóa sinh hữu cơ cơ thể chúng, ta có thể phát hiện, đánh giá

mức độ ô nhiễm dễ dàng hơn gấp nhiều lần so với phương pháp phân tích thủy hóa.

Việc dùng các cơ thể sống (sinh vật tích tụ) để đánh giá ô nhiễm môi trường tỏ ra ưu

việt hơn hẳn việc phân tích mẫu nước, mẫu trầm tích. Thứ nhất, hàm lượng kim loại nặng

tìm thấy trong cơ thể sống cho ta nhiều thông tin hơn về tác động sinh học của chất ô

nhiễm tới môi trường. Thứ hai, mẫu nước, trầm tích chịu biến động nhiều cả về thời gian,

không gian cho nên việc kiểm tra đánh giá khó khăn, tốn kém về mặt tài chính [40]. Thứ

ba, sinh vật chỉ thị có sự phân bố địa lý rộng, dễ dàng so sánh mức độ ô nhiễm ở các vị

trí khác nhau [30,46]

* Điều kiện lựa chọn sinh vật tích tụ:

Các sinh vật tích tụ được lựa chọn thỏa mãn yêu cầu sau:

- Đã được định loại rõ ràng.

- Sinh vật có khả năng thể hiện được sự tương quan đơn giản giữa lượng chất ô

nhiễm tích tụ trong cơ thể chúng và nộng độ trung bình của chất ô nhiễm trong môi

trường hoặc trong những chất nền lắng đọng hay trong thức ăn ở bất kì vị trí nào, dưới

bất kì điều kiện nào.

- Sinh vật có thể tích tụ chất ô nhiễm mà không bị chết.

-Sinh vật có đời sống tĩnh tại để đảm bảo rằng chất ô nhiễm mà nó tích tụ có liên

quan đến khu vực nghiên cứu.

- Sinh vật có số lượng phong phú ở khu vực nghiên cứu và tốt hơn là phân bố rộng (

tối ưu là phân bố toàn cầu) để có thể đối chiếu giữa các khu vực.

13

-Sinh vật có đời sống dài để có thể lấy mẫu nhiều lần khi cần. Sinh vật có đời sống

dài, trải qua quãng thời gian dài của sự ô nhiễm. Đó cũng là minh chứng cho những tác

động đến môi trường trong thời gian dài, không liên tục.

-Sinh vật có kích thước phù hợp để có thể cung cấp những mô đủ lớn cho việc phân

tích. Đặc tính này cũng cần thiết cho việc nghiên cứu sự tích tụ trong những cơ quan đặc

biệt của cơ thể sinh vật.

-Dễ thu mẫu, sinh vật có thể sống lâu trong điều kiện thí nghiệm.

- Ít biến dị.

Trong thực tế khó có loài sinh vật nào có thể đáp ứng được tất cả các tiêu chí

trên.Tuy nhiên, những sinh vật được lựa chọn cho nghiên cứu chỉ cần đáp ứng được một

hay một vài tiêu chí trên là đủ.[40,46]

Tóm lại các loài sinh vật được dùng làm chỉ thị sinh học tốt với môi trường, trong

đó có ô nhiễm kim loại nặng phải chịu được sự ô nhiễm, tích tụ được các chất ô nhiễm,

không bị chết và phải thích ứng được với sự thay đổi mức hàm lượng chất ô nhiễm. Hơn

nữa, các loài này phải phân bố rộng trong khu vực, có tuổi đời kéo dài, có đủ kích thước

để lấy mẫu và thích ứng được với các xử lý ở phòng thí nghiệm, việc định danh, lấy mẫu

dễ dàng. Để phản ánh tình trạng môi trường ở khu vực nào đó các loài chỉ thị phải cư trú

cố định, hoặc di chuyển chậm và hạn chế [40]. Các loài này phải có khả năng tích tụ các

chất ô nhiễm giống các điều kiện môi trường ô nhiễm môi trường. Chỉ có như vậy mới có

thể so sánh các mẫu lấy từ các khu vực khác nhau [40,46].

* Các sinh vật được lựa chọn để làm chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng:

-Thực vật, tảo sống dưới nước : Có nhiều ưu điểm khi sử dụng đối tượng này như dễ

lấy mẫu, dễ phân biệt, số lượng nhiều, phân bố rộng có khả năng chống chịu với mức ô

nhiễm cao.

- Cá : Có thể hấp thụ kim loại nặng và nhiều chất ô nhiễm khác. Tuy nhiên, cá là loài

di chuyển nên không dễ dàng xác định mối quan hệ giữa hàm lượng chất ô nhiễm trong

cơ thể chúng với nguồn thải ô nhiễm.

14

-Động vật giáp xác, hai mảnh, ốc : Động vật hai mảnh thường được sử dụng để đánh

giá ô nhiễm kim loại nặng vì chúng đã được định loại rõ ràng, dễ nhận dạng, có kích

thước vừa phải, số lượng nhiều, dễ tích tụ chất ô nhiễm, có đời sống tĩnh tại và có khả

năng sống dài.

Loài nhuyễn thể có hai vỏ cứng như trai, trùng trục, ốc…là các loài thích hợp

dùng làm chỉ thị sinh học để phân tích xác định lượng vết các kim loại [36]. Chúng có

khả năng tích tụ các kim loại vết như Cd, Hg, Pb …với hàm lượng lớn hơn so với khả

năng đó ở cá và tảo [23]. Trai, ốc có thể tích tụ Cd trong mô của chúng ở mức hàm lượng

cao hơn gấp 100.000 lần mức hàm lượng tìm thấy trong môi trường xung quanh [53].

Chúng phân bố ở các khu vực địa lý rộng, thích ứng được với sự thay đổi nhiệt độ cũng

như các điều kiện môi trường khác. Chúng có đủ loại kích thước, sống cố định và phù

hợp với việc xử lý trong phòng thí nghiệm, cũng có thể nuôi cấy chúng ở các môi trường

khác nhau [40]. Mặc dù các loài này đáp ứng được những tiêu chuẩn khắt khe ở trên

nhưng một số nhân tố sinh học, địa hóa cũng gây ra những biến động về mức ô nhiễm ở

ốc, trai, hến. Các yếu tố kích thước, lượng thịt, mùa sinh sản, nhiệt độ, pH của môi

trường là những yêu tố ảnh hưởng tới sự tích tụ chất ô nhiễm trong cơ thể chúng. Trên

thế giới đã có một số công trình nghiên cứu về hàm lượng kim loại nặng trong mô các

loài thân mềm có vỏ cứng, các chương trình kiểm tra, đánh giá môi trường quốc tế đã

thiết lập một số tiêu chuẩn lấy mẫu và xử lý mẫu để giảm thiểu sai số như: mùa lấy mẫu,

lấy mẫu theo độ sâu, kích thước của loài được lựa chọn làm chỉ thị sinh học [30]. Việc

nghiên cứu sử dụng các sinh vật tích tụ để đánh giá ô nhiễm kim loại nặng ở trong nước

là vấn đề có tính thực tiễn cao nhằm xây dựng chỉ thị sinh học riêng phù hợp với điều

kiện nước ta, hạn chế những tác động xấu của kim loại nặng tới môi trường và sức khỏe

cộng đồng.

15

Hình 4: Trai nước ngọt

1.3. Độc tính kim loại nặng

Kim loại nặng là những kim loại có phân tử lượng lớn hơn 52 bao gồm một số

kim loại như: As, Hg, Cu, Cr, Cd, Co, Pb, Zn, Sb, Mn…Những kim loại nặng nguy hiểm

nhất về phương diện gây ô nhiễm môi trường nước là Zn, Cu, Pb, Cd, Hg, Ni, As và Cr.

Trong số những kim loại này có Cu, Ni, Cr và Zn là những nguyên tố vi lượng cần thiết

cho sinh vật thủy sinh, chúng chỉ gây độc ở nồng độ cao.

Nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng:

- Nguồn tự nhiên: kim loại nặng phát hiện ở mọi nơi, trong đá, đất và xâm nhập vào

thủy vực qua các quá trình tự nhiên, phong hóa, xói mòn, rửa trôi.

- Nguồn nhân tạo:các quá trình sản xuất công nghiệp (như khai khoáng, chế biến

quặng kim loại, chế biến sơn, thuốc nhuộm,…), nước thải sinh hoạt, nông nghiệp

( hóa chất bảo vệ thực vật)

Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người. Chúng là các

nguyên tố vi lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các nguyên tố vi lượng này có ảnh

hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người. Sắt giúp ngăn ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là

tác nhân quan trọng trong hơn 100 loại enzyme. Trên nhãn của các lọ thuốc vitamin,

thuốc bổ xung khoáng chất thường có Cr, Cu, Fe, Mn, Mg, K, Zn, chúng có hàm lượng

thấp và được biết đến như lượng vết. Lượng nhỏ các kim loai này có trong khẩu phần ăn

16

của con người vì chúng là thành phần quan trọng trong các phân tử sinh học như

hemoglobin, hợp chất sinh hóa cần thiết khác. Nhưng nếu cơ thể hấp thu một lượng lớn

các kim loại này, chúng có thể gây rối loạn quá trình sinh lý, gây độc cho cơ thể.

Kim loại nặng có độc tính là các kim loại có tỷ trọng lớn gấp 5 lần tỷ trọng của

nước. Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào các quá trình sinh hoá trong cơ thể)

và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể con người).

Chúng bao gồm Hg, As, Pb, Cd, Mn, Cu, Cr…Các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ

thể sinh vật sẽ gây độc tính [23]

Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp, thức ăn hay hấp thụ

qua da được tích tụ trong các mô và theo thời gian sẽ đạt tới hàm lượng gây độc. Các

nghiên cứu đã chỉ ra kim loại nặng gây độc cho các cơ quan trong cơ thể như máu, gan,

thận, cơ quan sản xuất hoocmôn, cơ quan sinh sản, hệ thần kinh gây rối loạn chức nặng

sinh hóa trong cơ thể do đó làm tăng khả năng bị di ứng, gây biến đổi gen. Các kim loại

gây độc thường là tương tác với các hệ enzyme trong cơ thể từ đó ức chế hoạt động của

các enzyme này và dẫn đến sự trao đổi chất của cơ thể sống bị rối loạn. Các kim loại

nặng khi tương tác với các phân tử chất hữu cơ có khả năng sản sinh ra các gốc tự do, là

các phần tử mất cân bằng năng lượng, chứa những điện tử không cặp đôi . Chúng chiếm

điện tử của các phân tử khác để lập lại sự cân bằng của chúng. Các gốc tự do tồn tại trong

cơ thể sinh ra do các phân tử của tế bào phản ứng với oxy (bị oxy hóa), nhưng khi có mặt

các kim loại nặng – tác nhân cản trở quá trình oxy hóa sẽ sinh ra các gốc tự do vô tổ

chức, không kiểm soát được. Các gốc tự do này phá hủy các mô trong cơ thể gây nhiều

bệnh tật.

Trong phạm vi bản luận văn này, chúng tôi chỉ trích giới thiệu độc tính của một

số kim loại là chỉ tiêu cần phân tích trong trai, ốc thuộc chương trình nghiên cứu đánh giá

môi trường của EU (2001) cũng như của nhiều quốc gia khác trên thế giới.

-Thủy ngân (Hg): Đây là một chất độc ngấm ngầm, thủy ngân có thể gây ra một

loạt các triệu chứng bao gồm: rối loạn tâm lý, nhức đầu, chảy máu nướu răng, đau ngực,

đau bụng, mệt mỏi kinh niên, dị ứng, nổi mẩn, ảnh hưởng tới sinh sản... ngộ độc thủy

17

ngân có thể qua thức ăn, nguồn nước, đôi khi cũng có thể do những chất thải công nghiệp

hoặc đốt than đá.

- Mangan (Mn): là kim loại có trong tự nhiên, mọi người đều bị nhiễm hàm lượng

nhỏ Mn có trong không khí, thức ăn, nước uống. Mn là kim loại vết cần thiết cho sức

khỏe người. Mn có thể tìm thấy trong một số loại thức ăn, ngũ cốc, trong một số loài thực

vật như cây chè [52]. Người bị nhiễm Mn trong một thời gian dài thường mắc các bệnh

thần kinh, rối loạn vận động, nhiễm độc mức hàm lượng cao kim loại này sẽ gây các

bệnh về hô hấp và suy giảm chức năng tình dục.

- Đồng (Cu): được dùng nhiều trong sơn chống thấm nước trên tàu thuyền, các

thiết bị điện tử, ống nước. Nước thải sinh hoạt là nguồn chính đưa Cu vào nước. Cu tồn

tại ở hai dạng là: dạng hòa tan và các hạt nhỏ [23]. Cu cần thiết cho chức năng hô hấp

của nhiều sinh vật sống và các chức năng enzym khác. Cu được lưu giữ trong gan tủy

sống của người. Cu với hàm lượng quá cao sẽ gây hư hại gan, thận, hạ huyết áp, hôn mê,

đau dạ dày, thậm chí tử vong. Trai, ốc thường tích tụ lượng lớn Cu trong cơ thể của

chúng.[36]

- Kẽm (Zn) là nguyên tố cần thiết cho tất cả cơ thể sống, với con người hàng ngày

cần 9 mg Zn cho các chức năng thông thường của cơ thể [24]. Nếu thiếu Zn sẽ dẫn đến

suy giảm khứu giác, vị giác và suy giảm chức năng miễn dịch của cơ thể. Nguồn ô nhiễm

kẽm chính là công nghiệp luyện kim, công nghiệp pin, các nhà máy rác, các sản phẩm

chống ăn mòn, sơn, nhựa, cao su. Cơ thể con người có thể tích tụ Zn và nếu Zn tích tụ

với hàm lượng quá cao thì chỉ trong thời gian ngắn sẽ gây bệnh nôn mửa, đau dạ dày.

Nước chứa hàm lượng Zn cao rất độc đối sinh vật. Trai, ốc cũng tích tụ một lượng lớn Zn

trong cơ thể chúng [23].

- Asen (As) sinh ra từ các dây chuyền sản xuất hóa phẩm, nhà máy nhiệt điện

dùng than, có trong chất làm rụng lá, thuốc sát trùng, một số loại thủy tinh, chất bảo quản

gỗ và thuốc bảo vệ thực vật. Sự tích tụ cũng như tác động của As đến cơ thể sống phụ

thuộc vào dạng tồn tại của nó. Trong khi các hợp chất As vô cơ rất độc cho hầu hết cơ thể

sống thì các hợp chất hữu cơ của nó chỉ gây độc nhẹ. Asen có thể gây nôn mửa, phá hủy

18

các phân tử AND và gây ung thư. FAO/ WHO đã đưa ra giới hạn chấp nhận được của

hàm lượng As vô cơ hấp thu hàng tuần là 15µg/kg trọng lượng cơ thể [23].

- Nguồn ô nhiễm Cadimi (Cd) xuất phát từ ô nhiễm không khí, khai thác mỏ,

pin Ni- Cd, nhà máy luyện kim [23]. Nguồn chính thải Cd vào nước là các điện cực dùng

trên tàu thuyền. Cd tồn tại chủ yếu dưới dạng hòa tan trong nước. Nhiễm độc cấp tính Cd

có các triệu chứng giống như cúm, sốt, đau đầu, đau khắp mình mẩy. Nhiễm độc mãn

tính Cd gây ung thư (phổi, tuyến tiền liệt). EU đã đưa ra giới hạn trên của Cd là 1,0 mg/

kg trọng lượng tươi trai, ốc loại dùng làm thực phẩm cho người[22]

- Chì (Pb) có trong vũ khí đạn dược, gốm sứ, xăng dầu, thủy tinh chì. Chì cũng

được dùng nhiều trong vật liệu xây dựng, công nghiệp cơ khí, pin. Pb tác động đến hệ

thần kinh, làm giảm sự phát triển não của trẻ nhỏ, gây rối loạn nhân cách ở người lớn,

giảm chỉ số thông minh (IQ). Nó gây áp huyết cao, bệnh tim, gan và bệnh thận mãn

tính.Trai, ốc hấp thụ Pb từ nước, thức ăn phản ánh mức độ ô nhiễm môi trường [36]. EU

đã đưa ra giới hạn trên cho hàm lượng Pb trong trai, ốc là 1,5 mg/ kg trọng lượng tươi

(loại dùng làm thực phẩm cho người ).

1.4. Các phương pháp phân tích kim loại nặng

1.4.1. Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)

Thuật ngữ ICP (Inductively Coupled Plasma) dùng để chỉ ngọn lửa plasma tạo

thành bằng dòng điện có tần số cao (cỡ MHz) được cung cấp bằng một máy phát Radio

Frequency Power (RFP). Ngọn lửa plasma có nhiệt độ rất cao có tác dụng chuyển các

nguyên tố trong mẫu cần phân tích thành dạng ion.

MS (Mass Spectrometry) là phép ghi phổ theo số khối hay chính xác hơn là theo tỷ

số giữa số khối và điện tích (m/Z).

Từ khi xuất hiện plasma cảm ứng với các tính năng và ưu điểm về vận hành hơn

hẳn các nguồn hồ quang và tia điện thì một công cụ mới đã dần dần được phát triển thành

một tổ hợp ICP ghép với một khối phổ kế. Hai ưu điểm nổi bật của ICP-MS là có độ

phân giải cao và dễ tách các nhiễu ảnh hưởng lẫn nhau do đó có thể phát hiện được hầu

hết các nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Phương pháp phân tích này dựa trên các nguyên

19

tắc của sự bay hơi, phân tách, ion hóa của các nguyên tố hóa học khi chúng được đưa vào

môi trường plasma có nhiệt độ cao. Sau đó các ion này được phân tách ra khỏi nhau theo

tỷ số khối lượng / điện tích (m/z) của chúng, bằng thiết bị phân tích khối lượng có từ tính

và độ phân giải cao phát hiện, khuyếch đại tín hiệu và đếm bằng thiết bị điện tử kĩ thuật

số.

Phương pháp ICP – MS ra đời vào đầu những năm 80 của thế kỉ trước và ngày càng

chứng tỏ là kĩ thuật phân tích có ưu điểm vượt trội so với các kĩ thuật phân tích khác như

quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES hay

ICP-OES)…Phương pháp ICP-MS hơn hẳn các kĩ thuật phân tích kim loại nặng khác ở

các điểm sau: có độ nhạy cao, độ lặp lại cao, xác định đồng thời được hàng loạt các kim

loại trong thời gian phân tích ngắn.[9]

*Sự xuất hiện và bản chất của phổ ICP-MS

Dưới tác dụng của nguồn ICP, các phân tử trong mẫu phân tích được phân li thành

các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi. Các phần tử này khi tồn tại trong môi trường kích

thích phổ ICP năng lượng cao sẽ bị ion hóa, tạo ra đám hơi ion của chất mẫu (thường có

điện tích +1). Nếu dẫn dòng ion đó vào buồng phân cực để phân giải chúng theo số khối

(m/Z) sẽ tạo ra phổ khối của nguyên tử chất cần phân tích và được phát hiện nhờ các

detector thích hợp.

Các quá trình xảy ra trong nguồn ICP:

- Hóa hơi chất mẫu, nguyên tử hóa các phân tử, ion hóa các nguyên tử, sự phân giải

của các ion theo số khối sẽ sinh ra phổ ICP-MS:

Hóa hơi: MnXm(r) Mnxm(k)

Phân li: MnXm(k) nM(k) + mX(k)

Ion hóa: M(k)0 + Enhiệt M(k)+

- Thu toàn bộ đám hơi ion của mẫu, lọc và phân ly chúng thành phổ nhờ hệ thống

phân giải khối theo số khối của ion, phát hiện chúng bằng detector, ghi lại phổ.

- Đánh giá định tính, định lượng phổ thu được.

20

Như vậy thực chất phổ ICP - MS là phổ của các nguyên tử ở trạng thái khí tự do đã

bị ion hóa trong nguồn năng lượng cao tần ICP theo số khối các chất.

* Ưu điểm của phương pháp phân tích bằng ICP-MS

Phép đo phổ ICP - MS là một kỹ thuật mới, ra đời cách đây không lâu nhưng được

phát triển rất nhanh và sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như :quá trình

sản xuất nhiên liệu hạt nhân, xác định đồng vị phóng xạ, nước làm lạnh sơ cấp trong

ngành hạt nhân (chiếm tỷ trọng 5%); phân tích nước uống, nước biển, nước bề mặt, đất,

bùn, đất hoang, phân tích định dạng Hg, As, Pb và Sn trong nghiên cứu và bảo vệ môi

trường (48%); quá trình hoá học, chất nhiễm bẩn trong Si Wafers trong công nghiệp sản

xuất chất bán dẫn (33%); máu, tóc, huyết thanh, nước tiểu, mô trong y tế (6%); đất, đá,

trầm tích, nghiên cứu đồng vị phóng xạ trong địa chất ( 2%); hoá chất (4%); dấu vết đạn,

đặc trưng vật liệu, nguồn gốc, chất độc trong khoa học hình sự (1%) và phân tích thực

phẩm (1%)...

Hình 5: Ứng dụng phương pháp phân tích ICP-MS trong các lĩnh vực

Ưu điểm phép đo phổ ICP- MS:

- Nguồn ICP là nguồn năng lượng kích thích phổ có năng lượng cao, nó cho phép

phân tích hơn 70 nguyên tố từ Li – U và có thể xác định đồng thời chúng với độ nhạy và

độ chọn lọc rất cao (giới hạn phát hiện từ ppb-ppt đối với tất cả các nguyên tố).

21

- Khả năng phân tích bán định lượng rất tốt do không cần phải dùng mẫu chuẩn mà

vẫn đạt độ chính xác cao; có thể phân tích các đồng vị và tỷ lệ của chúng.

- Tuy có độ nhạy cao nhưng nguồn ICP lại là nguồn kích thích phổ rất ổn định, nên

phép đo ICP - MS có độ lặp lại cao và sai số rất nhỏ.

- Phổ ICP - MS ít vạch hơn phổ ICP - AES nên có độ chọn lọc cao, ảnh hưởng thành

phần nền hầu như ít xuất hiện, nếu có thì cũng rất nhỏ, dễ loại trừ.

- Vùng tuyến tính trong phép đo ICP - MS rộng hơn hẳn các kỹ thuật phân tích

khác, có thể gấp hàng trăm lần và khả năng phân tích bán định lượng rất tốt do không cần

dùng mẫu chuẩn mà vẫn cho kết quả tương đối chính xác.

-Ngoài ra ICP-MS còn được sử dụng như là một detector cho LC, CE, GC...

Với nhiều ưu điểm vượt trội, kỹ thuật phân tích ICP - MS được ứng dụng rộng rãi

để phân tích nhiều đối tượng khác nhau đặc biệt là trong các lĩnh vực phân tích vết và

siêu vết phục vụ nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân, nghiên cứu địa

chất và môi trường...

* Một số công trình nghiên cứu xác định kim loại nặng bằng phương pháp

ICP-MS

-Xác định lượng vết một số kim loại nặng trong các loài trai, ốc ở Hồ Tây- Hà Nội

bằng phương pháp ICP-MS. Trong nghiên cứu này tác giả Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh,

Nguyễn Viết Thức đã xác định được lượng vết của 6 kim loại nặng: Cu, Zn, As, Ag, Cd,

Pb bằng phương pháp ICP-MS với mẫu đông khô và mẫu tươi.Căn cứ theo cách phân

loại chất lượng môi trường nước dựa trên làm lượng các kim loại vết trong trai, ốc các tác

giả kết luận nước Hồ Tây bị ô nhiễm nhẹ bởi đồng, bạc, asen, cacdimi, bị ô nhiễm ở mức

bình thường bởi các nguyên tố như kẽm, chì.[6]

-Marcos Pérez-López và cộng sự [41] phân tích Pb, Cd, Zn và As có trong thịt một

số loài chim hoang dã ở vùng Galicia (Tây Bắc Tây Ban Nha) bằng phương pháp ICP-

MS. Kết quả cho thấy hàm lượng Zn trong khoảng 1,47 -2,98ppm, hàm lượng As trong

khoảng 1,21 đến 6,88ppm. Hàm lượng Pb và Cd trong đó tương đối cao, có mẫu lên tới

trên 18ppm Pb, và hàm lượng Cd cao nhất thu được lên tới 39ppm.

22

-Tác giả Mohamed Maanan [43], trường đại học Nates, Pháp đã sử dụng phương

pháp ICP-MS để phân tích Hg và Pd trong các động vật thân mềm ở vùng biển. Kết quả

cho thấy hàm lượng Pb là 9,6 mg.kg−1 và hàm lượng Hg là 0,6 mg.kg−1.

-Simone Griesel và cộng sự [49] đã sử dụng phương pháp ICP-MS để xác định hàm

lượng của 23 kim loại (Be, Al, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Rb, Sr,

Mo, Pd, Cd, Sn, Pt, Pb) trong máu của hải cẩu ở vùng biển Wadden, Đức và đảo Danish.

Kết quả chỉ ra rằng hàm lượng một số nguyên tố như As, Cr, Mn, Mo, Se, V trong máu

hải cẩu cao hơn so với trong máu người. Một số nguyên tố như Al, Mn, Cu, và Pt khác

nhau đáng kể trong máu hải cẩu ở hai vùng địa lí khác nhau. Sự khác biệt này có thể do

ảnh hưởng của nguồn thức ăn.

A.T. Townsend và I. Snape [25] đã tiến hành xác định hàm lượng Pb trong các mẫu

trầm tích ở cửa sông thuộc nam Australia bằng phương pháp ICP-MS. Các mẫu trầm tích

ở Brown Bay hàm lượng Pb trong khoảng 18–215 mg.kg− 1, còn ở vùng Broken Hill và

Mt Isa Australian hàm lượng Pb lần lượt từ 35,5 đến 36 và từ 16,0 đến 16,1 mg.kg -1. Còn

ở khu vực Wilkes Station hàm lượng Pb được xác định trong khoảng 13–40 mg.kg− 1.

1.4.2. Các phương pháp khác xác định kim loại nặng

Ngoài phương pháp ICP - MS, còn rất nhiều phương pháp khác như phương pháp

trọng lượng, chuẩn độ, các phương pháp điện hóa, trắc quang, quang phổ hấp thụ nguyên

tử (F-AAS,GF-AAS,CV-AAS), huỳnh quang tia X (XRF), kích hoạt nơtron (NAA),

quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES)…Các phương pháp được sử dụng tùy

thuộc theo từng đối tượng mẫu phân tích, hàm lượng kim loại nặng trong mẫu, điều kiện

cụ thể của phòng thí nghiệm, cũng như yêu cầu về độ chính xác của kết quả phân tích.

Phương pháp huỳnh quang

Một chất khi hấp thụ một năng lượng ở giới hạn nào đó sẽ làm kích thích hệ

electron của phân tử. Khi ở trạng thái kích thích, phân tử chỉ tồn tại ≤ 10 -8s, nó lập tức trở

về trạng thái cơ bản ban đầu và giải phóng năng lượng đã hấp thụ. Khi năng lượng giải

toả được phát ra dưới dạng ánh sáng thì gọi là hiện tượng phát quang. Hoá học phân tích

23

sử dụng hiện tượng này để định tính và định lượng các chất và gọi là phương pháp phân

tích huỳnh quang.

Dong Yan-Jie và Ke Gai [28] sử dụng phương pháp huỳnh quang để xác định lượng

vết Pb trên cơ sở cho Pb2+ tạo phức với axit gibberellic theo tỉ lệ Pb2+: axit là 1: 2 với pH

= 7-8. Bước sóng kích thích và phát xạ lớn nhất là 205,0nm và 308,8nm. Phương pháp

cho giới hạn phát hiện là 0,52ng Pb/ml.

Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang [27] đã xác định lượng vết Cr với

thuốc thử 2-hydroxy-1-naphtaldehyene-8-aminoquinoline (HNAAQ) bằng phương pháp

huỳnh quang. Độ nhạy của phép xác định tăng lên trong môi trường nước-ancol với tỉ lệ

4/1 theo thể tích, pH =9,4. Trong điều kiện đó phức Cr-HNAAQ bị kích thích và phát xạ

ở bước sóng từ 397-450nm. Giới hạn phát hiện của phương pháp là 77ng/ml. Khoảng

tuyến tính của phương pháp lên đến 25µg/ml. Phương pháp này được áp dụng để xác

định lượng vết Cr trong thịt và gan lợn.

B. W.Bailey, R.M.Donagall and T.S. West [26] sử dụng phương pháp huỳnh quang

để xác định siêu vi lượng Cu(II). Các tác giả đã sử dụng thuốc thử [Cu(phen)2R

oseBengal], phức này được chiết vào cloroform và pha loãng bằng axeton. Bước sóng

kích thích là 560µm và bước sóng phát xạ là 570µm. Giới hạn định lượng của phương

pháp là 10-4-6.10-3ppm

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Khi chiếu một chùm tia sáng có bước sóng xác định ứng đúng với tia phát xạ nhạy

của nguyên tố cần xác định vào đám hơi nguyên tử tự do thì các nguyên tử tự do sẽ hấp

thụ năng lượng của các tia chiếu vào và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nó. Đo phổ này

ta xác định được nguyên tố cần phân tích. Trong phương pháp này thì quá trình chuyển

hoá chất thành hơi (nguyên tử hoá mẫu) là quan trọng nhất. Tuỳ thuộc vào kĩ thuật

nguyên tử hoá mà ta có phương pháp với độ nhạy khác nhau. Đây là phương pháp được

sử dụng khá phổ biến để phân tích các kim loại nặng. Hầu hết các kim loại nặng đều có

thể xác định được bằng kĩ thuật này. Có thể xác định trưc tiếp các kim loại bằng kĩ thuật

ngọn lửa (F-AAS) không hoặc bằng kỹ thuật nguyên tử không ngọn lửa dùng lò graphit

(GF-AAS) cho phép xác định các kim loại nặng với giới hạn phát hiện cỡ ppb hay nhỏ

24

hơn. Kỹ thuật hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV-AAS) sử dụng hệ hydrua hóa cho

phép xác định các nguyên tố có khả năng tạo hợp chất hydrua với độ chọn lọc, độ nhạy

cao.

Jozep Szkoda và Jan Zmudzki [33] sử dụng phương pháp F-AAS để xác định Pb và

Cd trong mẫu sinh học cho hiệu suất thu hồi với Pb là 82,0% và Cd là 98,4%.

Mohamed Maanan [43] phân tích hàm lượng các kim loại nặng trong động vật thân

mềm vùng biển sử dụng phương pháp AAS cho kết quả hàm lượng các kim loại như sau:

7,2 mg.kg−1 với Cd, 26,8 mg.kg−1 với Cu, 8,0 mg.g−1 với Cr, 292 mg.kg−1 với Zn,

20,8 mg.kg−1 với Mn và 32,8 mg.kg−1 với Ni.

Al Moauf và cộng sự [20] đã phân tích hàm lượng các kim loại nặng và các nguyên

tố vi lượng có trong mẫu thực vật bằng phương pháp AAS cho kết quả hàm lượng trung

bình của các mẫu như sau (kết quả tính theo ppm): Trong họ Hyptis suaveolens có hàm

lượng Zn là (35,1±0,01), Cu là (24,4±0,01) ở mức cao nhất so với các mẫu khác. Trong

khi đó hàm lượng Mn (685±0,02) và Ca (51340±21) cao nhất trong cây Morinda lucida.

N. Pourreza và K. Ghanemi [45] đã phân tích Hg trong nước và cá bằng phương

pháp hấp thụ nguyên tử hoá hơi lạnh (CV-AAS). Đường chuẩn được xây dựng trong

khoảng nồng độ từ 0,040 đến 2,40 ng.mL−1 với hệ số tương quan 0,9994. Giới hạn phát

hiện dựa trên tính toán là 0,02 ng.mL−1. Hệ số biến thiên khi xác định Hg(II) ở nồng độ

0,4 và 2,0 ng.mL−1 lần lượt là 2,6 và 1,9%. Các tác giả cũng đã kết luận phương pháp này

có thể ứng dụng để phân tích hàm lượng Hg(II) trong các mẫu nước, nước thải và cá.

Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES).

Trong điều kiện bình thường, nguyên tử không thu cũng không phát ra năng lượng,

nhưng nếu cung cấp năng lượng cho nguyên tử thì các nguyên tử sẽ chuyển lên trạng thái

kích thích. Trạng thái này không bền, nguyên tử chỉ tồn tại trong một thời gian cực ngắn

10-8s, chúng có xu hướng trở về trạng thái ban đầu bền vững và giải phóng ra năng lượng

mà nó hấp thu dưới dạng bức xạ quang học. Bức xạ này chính là phổ phát xạ nguyên tử.

Các nguồn kích thích phổ phát xạ là ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện dòng xoay chiều và

một chiều, tia lửa điện, plasma cảm ứng.

25

Nhìn chung phương pháp này có độ nhạy khá cao, tốn ít mẫu, có khả năng phân tích

đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu nên rất thuận lợi để phân tích lượng vết

các kim loại độc trong các đối tượng khác nhau.

Tác giả Phạm Luận [11] đã ứng dụng phương pháp AES phân tích một số kim loại

trong nước, đối với Na cho giới hạn phát hiện 0,05ppm, K và Li là 0,5ppm và với Pb là

0,1ppm.

Mustafa Türkmen và cộng sự [44] cũng đã sử dụng phương pháp phổ phát xạ

nguyên tử plasma cao tần cảm ứng (ICP-AES) để phân tích hàm lượng các nguyên tố

kim loại nặng trong hải sản ở vùng biển Marmara, Aegean và Mediterranean. Fe và Zn là

hai kim loại có hàm lượng rất cao ở tất cả các phần của hải sản. Hàm lượng kim loại

trong những phần mà con người có thể sử dụng được như sau: 0,02–0,37 mg.kg−1 với Cd,

0,04–0,41 mg.kg−1 với Co, 0,04–1,75 mg.kg−1 với Cr, 0,32-6,48 mg.kg−1 với Cu, 7,46–

40,1 mg.kg−1 với Fe, 0,10–0,99 mg.kg−1 với Mn, 0,02–3,97 mg.kg−1 với Ni, 0,33–

0,86 mg.kg−1 với Pb, 4,49–11,2 mg.kg−1 với Zn. Các tác giả cũng đã cho rằng tất cả các

kim loại được phát hiện trong gan đều lớn hơn trong thịt. Trong một số vùng, đã có dấu

hiệu ô nhiễm kim loại nặng. Hàm lượng Cd và Cr trong cả thịt và gan, hàm lượng Pb

trong gan của các mẫu phân tích cao hơn giới hạn cho phép dư lượng kim loại nặng trong

thực phẩm.

1.5. Các phương pháp xử lý mẫu trầm tích, sinh vật

1.5.1. Nguyên tắc xử lý mẫu [10]

Xử lý mẫu là quá trình hoà tan và phá huỷ cấu trúc của chất mẫu ban đầu, giải

phóng và chuyển các chất cần xác định về dạng đồng thể phù hợp với phép đo đã chọn,

từ đó xác định hàm lượng chất mà chúng ta mong muốn.

Để vô cơ hoá mẫu, chuyển chất phân tích về dạng phù hợp với phương pháp phân

tích, có hai phương pháp phổ biến hiện nay là xử lý ướt và xử lý khô:

Kỹ thuật xử lý ướt: là kỹ thuật dùng các axit mạnh, đặc và nóng, kiềm mạnh đặc,

nóng hoặc hỗn hợp axit hay hỗn hợp kiềm... để phân huỷ mẫu trong điều kiện đun nóng

trong bình Kendan, trong hộp kín hay trong lò vi sóng.

26

Kỹ thuật xử lý khô: là kỹ thuật nung để xử lý mẫu trong lò nung ở nhiệt độ thích

hợp (4500C - 7000C), sau đó hoà tan bã mẫu bằng dung dịch muối hay axit phù hợp. Khi

nung, các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt cháy hoàn toàn thành CO2 và H2O.

Có thể kết hợp hai phương pháp trên chúng ta có phương pháp khô- ướt kết hợp.

* Phá mẫu hệ hở

Phương pháp này đơn giản, không cần dụng cụ phức tạp và cho kết quả khá chính

xác.

Các axit được sử dụng trong phá mẫu hệ hở như: HF, HCl, H2SO4, HClO4…, tùy

theo loại mẫu và nguyên tố cần phân tích mà ta có quy trình phân tích phù hợp. Ví dụ

như để xác định các nguyên tố dễ bay hơi như Hg thì cần khống chế nhiệt độ < 1200C, để

phá các mẫu chứa nhiều SiO2 cần cho thêm HF….

* Phá mẫu bằng lò vi sóng

Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướt với axit đặc trong lò vi sóng hệ

kín do có nhiều ưu điểm như: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để và không

mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao.

Dưới tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượng nhiệt

cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lưu, chuyển động nhiệt và

va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mòn dần, các tác nhân này tấn công

và bào mòn dần các hạt mẫu từ bên ngoài vào, làm cho các hạt mẫu bị mòn dần và tan

hết.

Ngoài ra, trong lò vi sóng còn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân tử

nước hấp thụ (> 90%) năng lượng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển

động nhiệt rất mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong ra. Hơn nữa, do xử lý mẫu

trong hệ kín nên áp suất cao sẽ làm nhiệt độ sôi cao hơn, đây là tác nhân phân huỷ mạnh

nhất do vậy thúc đẩy quá trình phân huỷ mẫu từ bên trong ra và từ ngoài vào. Do đó, xử

lý mẫu trong lò vi sóng chỉ cần thời gian rất ngắn 50 đến 90 phút và rất triệt để.

1.5.2. Một số phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể xác định hàm lượng

kim loại nặng

27

Lê Thị Mùi đã vô cơ hóa mẫu động vật nhuyễn thể theo phương pháp khô- ướt kết

hợp sử dụng hóa chất là HClO4 đặc, HNO3đ và H2O2 để xác định Cu và Pb bằng phương

pháp Von-Ampe hòa tan xung vi phân cho kết quả hàm lượng các kim loại là 1,13 - 2,12

μg/g đối với Cu và 7,15-16,25 μg/g đối với Pb.[12 ]

Mohamed Maanan [43] đã phá mẫu động vật thân mềm vùng biển bằng HNO3đ

để xác định hàm lượng các kim loại nặng. Sau đó sử dụng phương pháp AAS cho kết

quả hàm lượng các kim loại như sau: 7,2 mg.kg−1 với Cd, 26,8 mg.kg−1 với Cu, 8,0 mg.g−1

với Cr, 292 mg.kg−1 với Zn, 20,8 mg.kg−1 với Mn và 32,8 mg.kg−1 với Ni.

Tác giả Locatelli [36] đã dùng hỗn hợp H2SO4 và HNO3 phân hủy mẫu trai, ốc, cá

để xác định các vết kim loại thông thường. Để xác định Hg bằng phương pháp quang phổ

hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV – AAS) hỗn hợp H2SO4 và K2Cr2O7 được sử dụng.

Quy trình tỏ ra đơn giản, an toàn , mẫu phân hủy tốt

Tác giả M. Lucila Lares, Gilberto Flores-Munozb, Ruben Lara-Lara [41] đã nghiên

cứu đánh giá những biến đổi theo thời gian về hàm lượng Cd, Al, Hg, Zn, Mn theo các

tháng trong trai và trong rong biển được nghiên cứu tại khu bờ đá tại Vịnh San Quintin,

Baja Califonia,Mexico. Kết quả cho thấy mối liên quan giữa điều kiện thời tiết, thuỷ văn

và các bộ phận trong cơ thể con trai bằng cách phân tích tương quan và phương pháp

phân tích thành phần chính (PCA).Tác giả đã đưa ra phương pháp xử lý mẫu như sau:

Mẫu trai được xử lý sạch và rửa bằng nước cất sau đó cho vào cốc sạch sấy ở 700C đến

khối lượng không đổi. Sau đó cân khoảng 1g mẫu khô thêm lượng HNO3 xác định để

phân huỷ mẫu sau đó cho thêm H2O2 để phá huỷ hoàn toàn lượng lipit khó tan. Đối với

phá mẫu xác định thuỷ ngân sau khi phá mẫu bằng hỗn hợp HNO3 và H2SO4 tỉ lệ 2:1 cho

thêm hỗn hợp KMnO4 , H2O2.

Các tác giả Jose´ Usero, Jose´ Morillo , Ignacio Gracia mẫu trai sau khi lấy về được

ngâm 24h. Các bộ phận cơ thể khác nhau của 30 mẫu độc lập lấy tại các khu vực và các

loại khác nhau được tách bằng dao plastic, sau đó chúng được làm đông khô và đồng

nhất mẫu đến mịn bằng cối trước khi đem phân tích. Mẫu được phân huỷ trong lò vi sóng

dùng axit HNO3 cùng với tác dụng của áp suất và nhiệt độ, mẫu được phân huỷ hoàn toàn

[34]

28

Để phân hủy mẫu động vật nhuyễn thể, tác giải Sari Arias [22] thêm 2 ml HNO3 và

0,5 ml H2O2 vào 1 g mẫu khô rồi tiến hành phân hủy mẫu trong lò vi sóng.

1.5.3. Một số phương pháp xử lý mẫu đất, trầm tích xác định hàm lượng kim

loại nặng

Hoàng Thị Thanh Thủy, Nguyễn Như Hà Vy, Từ Cẩm Loan đã phá mẫu trầm

tích bằng HClđ và HNO3đđ theo tỷ lệ thể tích là 3:1 trong bình cầu và đun nóng trong

vòng 2h ở nhiệt độ 80o C( trước đó ngâm hóa chất trong vòng 10-12h) để xác định các

kim loại nặng trong trầm tích sông, rạch tại thành phố Hồ Chí Minh. Hàm lượng tổng các

kim loại được đo bằng máy hấp thụ nguyên tử ngọn lửa AAS.[ 18]

Các tác giả M. Bettinelli, G. M. Beone, S. Speziaa và C. Baffi đã sử dụng hỗn hợp

dung dịch gồm HF: HCl: HNO3 theo tỷ lệ thể tích 1: 3: 1 xử lý mẫu đất và trầm tích để

xác định hàm lượng tổng các ion kim loại (Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb và Zn) trong các

mẫu đó bằng kỹ thuật ICP-MS. [39].

Các tác giả Mustafa Soylaka, Sibel Saracoglub, Umit Divriklic và Latif Elci đã sử

dụng hỗn hợp nước cường thủy( 12 ml HCl đđ và 4 ml HNO3 đđ) và đun nóng đến 95oC,

đồng thời tác giả cũng sử dụng phương pháp đồng kết tủa với erbi hydroxit 0,05 M trong

NaOH để xác định lượng vết Cu, Mn, Co, Cr, Fe, Pb trong mẫu trầm tích, kết quả cho

thấy hiệu suất phá mẫu đạt 95 %. [38]

Xiaodan Wang, Genwei Cheng, Xianghao Zhong và Mai – Heli đã sử dụng các axit

H2SO4, HNO3 và HF để xử lý mẫu đất, xác định tổng hàm lượng các kim loại B, Mo, Zn,

Cu, Se, Cd, Pb, Cr, Ni, Hg và As trong các mẫu đất rừng lấy tại vùng núi cao phía đông

Tibetan Plateu của Trung Quốc. Kết quả cho thấy có sự tương quan giữa các tính chất của

đất và tổng hàm lượng các kim loại. [52]

Yanhong Wu, Xinhua Hou, Xiaoying Cheng, Shuchun Yao, Weilan Xia, Sumin

Wang đã sử dụng hỗn hợp các axit HNO3, HF và HClO4 để xử lý mẫu trầm tích tại các

vùng hồ Dongjiu, Taihu của Trung Quốc để đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại Al,

Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Li, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sr, Ti, V và Zn. [53]

29

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TF4-41H3KDT-H&_user=10&_coverDate=12%2F01%2F2000&_alid=747794819&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_cdi=5216&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=1&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=31f26e4510c4c386878fcbdadc7fb94d#aff1

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6THP-4FFX9H4-4&_user=10&_coverDate=06%2F15%2F2005&_alid=747796963&_rdoc=4&_fmt=full&_orig=search&_cdi=5288&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=15&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=09c0e1b986b00d55c57edeea567295d0#aff3



Tessieretal đã nghiên cứu và phát triển quy trình chiết rút các dạng liên kết của kim

loại trong mẫu đất và trầm tích, đồng thời cũng đưa ra phương pháp xác định hàm lượng

tổng tất cả các dạng của kim loại. Tác giả đã sử dụng các axit mạnh như HF, H2O2,

HNO3, HClO4 để xử lý mẫu và thu được kết quả tốt.[51]

1.5.4. Một số phương pháp xử lý mẫu thực vật xác định hàm lượng kim loại

nặng

Đồng Minh Hậu, Hoàng Thị Thanh Thủy, Đào Phú Quốc đã phá mẫu thực vật để

nghiên cứu khả năng hấp thu kim loại nặng trong bùn nạo vét kênh Tân Hóa- Lò Gốm để

xác định Cr,Cu, Zn bằng HCl đậm đặc và HNO3 đậm đặc theo tỷ lệ thể tích là 3:1. Mẫu

được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ ngọn lửa AAS ở những bước sóng

hấp thụ tối ưu cho từng nguyên tố[5].

M.G.M Alam, E.T.Snow, A Tanaka đã phá mẫu các loại rau như bí ngô, khoai môn,

đu đủ để xác định các kim loại nặng trong mẫu được trồng ở làng Samta, Bangladesh

bằng HNO3 và HF. Mẫu sau khi phân huỷ được xác định bằng phương pháp ICP-MS thu

được các kết quả về nồng độ trung bình các kim loại nặng (μg/g) là:As (0,17);Cd (0,023);

Cr (0,07); Cu (3,5); Co (0,02); Fe (12,7); Mn (34,70; Pb (4,5); Zn (25,2) .[ 37]

Các tác giả F.Queirolo, S.Stegen, M.Restovic, M.Paz, P.Ostapczuk, M.J.Schwuger,

L.Munoz đã dùng HNO3 đặc và HClO4 đặc theo tỷ lệ về thể tích là 4:1 để phá các mẫu

lương thực như ngô, khoai tây, hành, đậu để xác định Pb, Cd. Mẫu sau khi phá được xác

định bằng phương pháp ICP-MS thu được nồng độ của Cd từ 0,56 -3,9 ng/g và của Pb là

từ 0,6-25,4 ng/g.[ 31]

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1. Đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu

30

Tại các làng nghề tái chế rác thải như khu vực Triều Khúc – Hà Nội, nước thải

của quá trình tái chế được thải trực tiếp xuống các ao, hồ, ruộng xung quanh đó. Do đó

đối tượng nghiên cứu để đánh giá ô nhiễm môi trường được lựa chọn là các sinh vật tích

tụ như trai, ốc, hến sống tại các ao, hồ, ruộng bị ô nhiễm, các mẫu thực vật, các mẫu trầm

tích (bùn đáy ao) sâu 30 cm và mẫu nước ngay tại ao, hồ để đánh giá mức độ ô nhiễm

kim loại nặng và khả năng lan truyền ô nhiễm từ nước, trầm tích vào động vật, thực vật

thủy sinh.

Nội dung và phương pháp nghiên cứu bao gồm:

- Nghiên cứu các quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể (ốc bươu vàng), trầm

tích (bùn đáy ao), thực vật của các ao, hồ khu vực Triều Khúc, đánh giá các quy trình xử

lý mẫu để tìm ra quy trình xử lý mẫu tốt nhất đối từng loại mẫu.

- Phân tích xác định tổng hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu ốc,thực vật, bùn

ao và mẫu nước bằng phương pháp phân tích ICP – MS trên cơ sở tối ưu hóa các điều

kiện đo và đánh giá phương pháp phân tích.

- Phân tích mẫu thực tế lấy tại các ao hồ thuộc khu vực thu gom và tái chế rác thải

điện tử thuộc khu vực Triều Khúc để đánh giá mức độ ô nhiễm, sau đó sử dụng phương

pháp phân tích thống kê đa biến đánh giá nguồn gốc và mối tương quan về mức độ tích

tụ kim loại nặng trong động, thực vật thủy sinh tại khu vực này.

2.2. Hóa chất và dụng cụ

- Hóa chất được sử dụng là các loại hóa chất siêu tinh khiết của Merck như:

HNO3, HClO4, H2O2, H2SO4, HF…dung dịch chuẩn đa nguyên tố dùng cho phân tích

ICP-MS.

- Dụng cụ thí nghiệm: bình Kendal dung tích 100 ml, cốc Teflon 50 ml, bình

định mức các loại 100ml, 50ml, 25ml, cốc 50ml, phễu lọc, pipet các loại, bếp điện, giấy

lọc…

- Thiết bị: máy đo ICP-MS (ELAN 9000) và các thiết bị phụ .

31

Hệ thống phân tích ICP-MS điển hình có dạng như hình 6. Hình 7 là hình ảnh thiết

bị phân tích ICP-MS được sử dụng để phân tích mẫu tại khoa Hoá- Trường Đại học Khoa

học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội.

Hình 6: Sơ đồ khối về nguyên tắc cấu tạo của hệ ICP- MS

1. Hệ bơm dẫn mẫu vào buồng tạo sol khí.

2. Bộ tạo sol khí mẫu.

3. Đèn nguyên tử hóa mẫu.

4. Bộ khử đầu ngọn lửa ICP.

5. Hệ thấu kính ion.

6. Hệ phân giải phổ khối.

7. Trường tứ cực và bộ lọc ion.

8. Detector.

9. Hệ điện tử.

10. Bơm chân không.

11. Bơm chân không loại tubor phân tử.

12. Hệ buồng chân không của máy.

13. Bộ phận cấp khí Ar.

32

Hình 7: Hình ảnh máy ICP – MS (ELAN 9000)

2.3. Lấy mẫu, xử lý mẫu, bảo quản mẫu

2.3.1. Lấy mẫu

* Vị trí lấy mẫu: Các mẫu ốc, trầm tích, thực vật và mẫu nước được lấy ở các ao,

hồ thuộc khu vực Triều Khúc-Thanh Trì – Hà Nội. Trên khu vực này, hầu hết các hộ gia

đình đều thu gom và tái chế phế liệu. Phế liệu từ các nơi được nhập về, chất thành đống

trên nền gạch hoặc nền đất xung quanh nơi cư trú và được phân loại, rửa sạch, nghiền

nhỏ, phơi khô rồi xuất đi các cơ sở tái chế nhựa. Một số hộ gia đình trực tiếp nấu nhựa,

tạo các hạt nhựa cung cấp cho các cơ sở sản xuất nhựa. Nước thải của quá trình tái chế

trên được các hộ gia đình này thải ra các mương nước, ao, hồ, đồng ruộng xung quanh

khu vực, làm cho môi trường khu vực này ô nhiễm. Các mẫu thuộc các đối tượng khác

nhau nhưng được lấy tại cùng một vị trí để đánh giá đúng tình trạng môi trường khu vực

động vật nhuyễn thể đang sống.

Mỗi mẫu sau khi lấy đều được ghi kèm các thông tin về vị trí lấy mẫu và loại mẫu

đồng thời thu thập thêm thông tin, hồ sơ về bãi tập kết và thu gom rác thải điện tử.

- Mẫu ốc được lấy theo hai mùa là mùa khô và mùa mưa

Mùa khô (ngày 11 tháng 3 năm 2009)

33

Địa điểm lấy mẫu và ký hiệu mẫu được ghi lại như bảng 2

Bảng 2: Vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu ốc mùa khô

Vị trí lấy mẫu Ngày / giờ lấy mẫu Ký hiệu mẫu

Xóm Chùa Mẫu được lấy tại mương nước thải, cách bãi tập kết rác thải 20 m

9h ngày 11/3/2009 Ốc 1

Xóm ÁnMẫu được lấy tại đầm để hoang, có nước sát bề mặt đầm cách vị trí bãi tập kết rác thải 10 m

9h25’ ngày 11/3/2009 Ốc 2

Xóm LẻMẫu được lấy tại đầm trồng rau muống, cách vị trí bãi tập kết rác thải 30 m

10h13’ ngày 11/3/2009

Ốc 3

Xóm Cầu-vị trí 1Tại ao cạnh sân bóng Triều Khúc, cách vị trí bãi tâp kết rác thải điện tử 5 m, nước thải quá trình tái chế được thải trực tiếp xuống ao

10h 42’ngày 11/3/2009

Ốc 4

Xóm Cầu –vị trí 2Tại mương nước thải cách vị trí bãi tập kết rác 35 m.

11h 25’ngày 11/3/2009

Ốc 5

Mùa mưa ( Ngày 20 tháng 7 năm 2009)


Bảng 3: Vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu ốc mùa mưa


Xóm Án- vị trí 1Mẫu được lấy tại đầm để hoang, có nước sát bề mặt đầm ngay cạnh vị trí bãi tập kết rác thải

8h15’ ngày 20/7/2009

Ốc 6

Xóm Án- vị trí 2Mẫu được lấy tại đầm để hoang, có nước sát bề mặt đầm cách vị trí bãi tập kết rác thải 5 m

8h20’ ngày 20/7/2009

Ốc 7

Xóm Án- vị trí 3 8h 20’ ngày Ốc 8

34

Mẫu được lấy tại đầm để hoang, có nước sát bề mặt đầm cách vị trí bãi tập kết rác thải 10 m

20/7/2009

Xóm Lẻ- vị trí 1Mẫu được lấy tại đầm trồng rau muống, cách vị trí bãi tập kết rác thải 30 m

8h30’ ngày 20/7/2009

Ốc 9

Xóm Lẻ -vị trí 2Mẫu được lấy tại đầm trồng rau muống, cách vị trí bãi tập kết rác thải 20 m

8h30’ ngày 20/7/2009

Ốc 10

Xóm Lẻ -vị trí 3Mẫu được lấy tại đầm trồng rau muống, cách vị trí bãi tập kết rác thải 10 m

8h40’ ngày 20/7/2009

Ốc 11

Xóm Đình:Mẫu được lấy tại ao Đình

9h 00’ngày 20/7/2009

Ốc 12


9h 15’ngày 20/7/2009

Ốc 13

Xóm Cầu –vị trí 2Tại mương nước thải cách vị trí bãi tập kết rác 2 m

9h 20’ngày 20/7/2009

Ốc 14

Ruộng lúa-vị trí 1Cách vị trí tập kết rác thải 20 m

9h 30’ngày 20/7/2009

Ốc 15


9h 45’ngày 20/7/2009

Ốc 16


9h 50’ngày 20/7/2009

Ốc 17


10h 15’ngày 20/7/2009

Ốc 18

Mương nước thảiMương chứa nước thải của cả thôn Triều Khúc

10h 30’ngày 20/7/2009

Ốc 19

Mẫu ốc bươu Được mua tại chợ Mai Lĩnh có nguồn gốc tại Chương Mỹ-Hà Nội

9h00’ ngày 21/7/2009

Ốc 20

35

Hình 8: Bản đồ khu vực lấy mẫu

-Mẫu trầm tích (bùn đáy): được lấy vào mùa khô ( ngày 12 tháng 3 năm 2009) và

được lấy cùng vị trí với mẫu ốc


Bảng 4: Vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu trầm tích



13h ngày 12/3/2009 Đ 1


13h 25’ ngày 12/3/2009

Đ 2


13h45’ ngày 12/3/2009

Đ 3

36


14h 00’ngày 12/3/2009

Đ 4

Xóm Cầu –vị trí 2Tại mương nước thải cách vị trí bãi tập kết rác 35 m.

14h 30’ngày 12/3/2009

Đ 5

-Mẫu thực vật (là loài rau rệu sống trên mặt nước tại các ao , hồ, ruộng cùng nơi với

mẫu động vật) được lấy vào mùa mưa (ngày 22 tháng 7 năm 2009) và được lấy cùng vị

trí với mẫu ốc


Bảng 5: Vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu thực vật



9h ngày 22/7/2009 TV 1


9h30’ ngày 22/7/2009

TV 2


10h15’ ngày 22/7/2009

TV 3


10h 45’ngày 22/7/2009

TV 4

Xóm Đình Tại mương nước thải cách vị trí bãi tập kết rác 35 m.

11h 15’ngày 22/7/2009

TV 5

37

-Mẫu nước: được lấy vào mùa khô( ngày 20 tháng 3 năm 2009) được lấy cùng vị trí

với mẫu ốc


Bảng6: Vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu nước



9h ngày 20/3/2009 N 1


9h30’ ngày 20/3/2009 N 2


10h15’ ngày 20/3/2009 N 3


10h 45’ngày 20/3/2009

N 4

2.3.2. Xử lý mẫu sơ bộ và bảo quản mẫu

* Mẫu động vật nhuyễn thể:

Ốc bươu vàng sống trong các ao, đầm, mương nước thải gần khu tập kết rác thải

điện tử và tái chế rác thải, sau khi lấy được rửa sạch lớp vỏ bên ngoài bằng nước sạch tại

chính nơi lấy mẫu để loại bỏ bùn, các chất bẩn khác bám trên vỏ của chúng. Sau đó

chuyển ốc vào hộp đựng chứa đầy nước tại khu vực lấy mẫu và chuyển về phòng thí

nghiệm, giữ ốc sống trong nước để chúng nhả gần hết các chất bẩn. Trước khi mổ ốc lấy

thịt bên trong cần phải rửa kỹ lớp vỏ bên ngoài bằng nước sạch để loại bỏ hết bùn, rêu,

tảo hay các chất bẩn khác bám trên vỏ của chúng. Sau khi mổ lấy phần thân mềm của ốc,

rửa sạch phần mô mền thu được bằng nước cất 2 lần, thấm khô bằng giấy lọc sạch. Sau

đó đồng nhất mẫu bằng máy xay. Lưỡi dao và các bộ phận khác của máy xay phải được

38

vệ sinh kỹ, tráng rửa bằng axit HNO3 loãng trước và sau khi xử lý mỗi mẫu. Cuối cùng

tiến hành sấy khô mẫu ở 60 0C và xác định hệ số mẫu khô / tươi theo công thức sau:

Ở đây : dw % là hệ số mẫu khô / tươi ( g/100g ) tính theo phần trăm

sdw là lượng cân khô của mẫu ( g )

sww là lượng cân tươi của mẫu ( g )

Các số liệu thực nghiệm cho thấy hệ số khô/tươi của mẫu ốc là: 19,87%.

* Đối với mẫu thực vật:

Mẫu rau rệu sống trên mặt nước tại các ao , hồ, ruộng cùng nơi với mẫu động vật

nhuyễn thể sau khi lấy được rửa sạch bùn đất bám vào bằng chính nước tại khu vực lấy

mẫu, sau đó chuyển mẫu vào túi nhựa có gắn mép để bảo quản. Mẫu lấy về lại được rửa

sạch bằng nước cất hai lần, cắt nhỏ, sấy khô ở 70oC đến khối lượng không đổi, đồng nhất

mẫu rồi chuyển vào túi nhựa có gắn kín, để trong bình hút ẩm.

* Đối với mẫu trầm tích:

Mẫu trầm tích được lấy là mẫu bùn đáy ao. Khi lấy bùn lên khỏi mặt nước, chỉ lấy

phần bùn ở giữa chuyển vào túi nhựa có gắn mép để bảo quản, lượng mẫu được lấy tại

mỗi địa điểm tối thiểu là 0,5 kg. Mẫu lấy về được sấy khô ở 1000C đến khối lượng không

đổi, rây qua rây kích thước 2 mm, đồng nhất mẫu và chuyển vào túi nhựa có gắn kín, để

trong bình hút ẩm.

* Đối với mẫu nước :

Mẫu nước lấy ở độ sâu 20 cm dưới bề mặt, sau khi chuyển vào bình đựng, mẫu

được axit hóa ngay bằng axit HNO3 1:1 (khoảng 3 ml HNO3 1:1 cho 1 lit mẫu nước). Nếu

phân tích Hg mẫu được chứa trong chai thuỷ tinh borosilicat còn nếu phân tích asen mẫu

phải được đựng trong chai nhựa (chai đựng mẫu đã được rửa sạch, tráng axit). Mẫu sau

khi được xử lý như trên có thể bảo quản 1 tháng.

Ngay sau khi chuyển từ hiện trường về phòng thí nghiệm, mẫu nước được bảo quản

mát trong tủ lạnh có nhiệt độ ~ 4˚C. Kiểm tra lại pH của các mẫu nước. Nếu các mẫu

39

nước có pH > 2, cần thêm ngay axit để có pH < 2. Đối với mẫu phân tích Hg cần axit hóa

bằng HNO3 đặc còn mẫu phân tích asen cần axit hóa bằng HCl đặc.

2.4. Phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể.

Có 2 phương pháp xử lý mẫu ướt cơ bản hiện nay là xử lý mẫu trong hệ hở và xử lý

mẫu hệ kín (lò vi sóng). Do thiếu thiết bị xử lý mẫu trong lò vi sóng, nên trong luận văn

tốt nghiệp này chúng tôi chủ yếu nghiên cứu một số quy trình xử lý mẫu trong hệ hở theo

các tài liệu tham khảo khác nhau để đánh gía hiệu suất thu hồi của phương pháp.

Quy trình 1: [21]

Cân 0,5g mẫu ốc đã xay mịn, sấy khô trên cân phân tích có độ chính xác 0,0001g

chuyển vào bình Kendal 250 ml có cắm phễu lọc nhỏ. Thêm 5 ml axit HNO3 đặc đun

nóng tới 70 – 90 oC tới khi mẫu tan hết thành dung dịch có màu vàng. Tăng dần nhiệt độ

tới 135 oC rồi nhỏ từng giọt H2O2 vào để oxy hóa mẫu. Sau đó để nguội mẫu chuyển ra

cốc cô cạn đến muối ẩm, hòa tan muối ẩm, lọc bỏ cặn silicat, định mức thành 50 ml dung

dịch bằng dung dịch HNO3 2%.

Quy trình 2: [29]


chuyển vào bình Kendal 250 ml có cắm phễu lọc nhỏ. Thêm 5 ml axit HNO3 đặc đun

cách cát (nhiệt độ khoảng 200 oC ) trong 3h, để nguội thêm 2 ml H2O2 đặc và 1 ml HClO4

1:1 đun tiếp đến khi mẫu tan hết được dung dịch có màu vàng. Sau đó thêm từng lượng

nhỏ H2O2 để loại bỏ bớt axit dư và đuổi khí NO2 được dung dịch trong suốt. Cuối cùng cô

cạn đến muối ẩm, hòa tan muối ẩm, lọc bỏ cặn silicat, đem định mức thành 50 ml dung

dịch mẫu bằng dung dịch HNO3 2%.

Quy trình 3:[ 35]


chuyển vào bình Kendal 250 ml có cắm phễu lọc nhỏ. Thêm 3 ml axit HNO3 đặc đun ở

95 oC trong 1h, để nguội thêm 1 ml axit H2SO4 đặc đun ở nhiệt độ 140 oC trong 30 phút.

Sau đó để nguội, thêm tiếp 2 ml HNO3 đặc đun ở nhiệt độ 200 oC cho tới khi mẫu tan hết.

Thêm 3 ml H2O2 đun tiếp ở 200 oC đuổi hết khói mầu nâu (NO2), để nguội thêm 10 ml

40

H2O, 1 ml H2O2 đun ở nhiệt độ 240 oC cho tới khi khói trắng xuất hiện, để nguội đem lọc

bỏ cặn silicat, định mức thành 50ml dung dịch mẫu bằng axit HNO3 2 %.

2.5. Xử lý mẫu trầm tích

Qui trình phá mẫu hệ hở được tiến hành theo Tessieretal [31]: Xử lý mẫu đất, trầm

tích để xác định hàm lượng tổng các kim loại được tiến hành theo quy trình sau:

Cân khoảng 0,2 gam mẫu trên cân phân tích có độ chính xác 0,0001 gam đã được

xử lý sơ bộ vào cốc teflon dung tích 50 ml. Thêm 4 ml HNO3 đặc, 6 giọt H2O2 đặc đun ở

900C trong vòng 3 giờ. Để nguội cốc, sau đó thêm 3ml HF đặc, đun trong 1 giờ. Thêm

tiếp 1ml HClO4 1:1 đun tiếp trong 1 giờ, đến khi khói trắng bay ra.

Để nguội, lọc rửa phần cặn không tan rồi thu dịch lọc vào bình định mức 50 ml,

thêm 0,75 ml HNO3 đặc và định mức đến vạch bằng nước cất 2 lần.

2.6. Xử lý mẫu thực vật

Cân 0,2g mẫu thực vật đã nghiền nhỏ, sấy khô trên cân phân tích có độ chính xác

0,0001g chuyển vào bình Kendal 250 ml có cắm phễu lọc nhỏ. Thêm 3 ml axit HNO3

đặc đun ở 95 oC trong 1h, để nguội thêm 1 ml axit H2SO4 đặc đun ở nhiệt độ 140 oC trong

30 phút. Sau đó để nguội thêm tiếp 2 ml HNO3 đặc đun ở nhiệt độ 200 oC cho tới khi mẫu

tan hết. Thêm 3 ml H2O2 đun tiếp ở 200 oC đuổi hết khói mầu nâu (NO2), để nguội, thêm

10 ml H2O, 1 ml H2O2 đun ở nhiệt độ 240 oC cho tới khi khói trắng xuất hiện, để nguội,

lọc bỏ cặn silicat, định mức thành 50ml dung dịch mẫu bằng axit HNO3 2%. [ 35]

2.7. Xử lý thống kê số liệu phân tích [16]

2.7.1 Phân tích thành phần chính (PCA)

Phân tích thành phần (cấu tử) chính là công cụ hữu hiệu cho phép giảm số biến

trong tập số liệu nhằm đạt được biểu diễn hai chiều từ tập số liệu đa chiều bằng cách tìm

ra giá trị phương sai lớn nhất với số thành phần chính (PC) hay các biến ảo ít nhất.

Nói cách khác PCA là thuật toán đa biến dựa trên việc quay các trục số liệu chứa

các biến tối ưu. Khi đó, một tập hợp các biến liên quan với nhau được chuyển thành tập

hợp các biến không liên quan và được sắp xếp theo thứ tự giảm độ biến thiên hay phương

41

sai. Những biến không liên quan này là sự kết hợp tuyến tính các biến ban đầu. Dựa trên

phương sai do mỗi biến mới gây ra có thể loại bỏ bớt các biến phía cuối dãy mà chỉ mất

ít nhất thông tin về các số liệu thực ban đầu. Bằng cách này sẽ giảm được kích thước của

tập số liệu trong khi vẫn có thể giữ nguyên thông tin.

Trong thuật toán PCA, có thể có nhiều PC vì có nhiều biến trong tập số liệu. Số

PC tối đa bằng số biến. Việc dùng PCA có thể tóm lược được cấu trúc đồng phương sai

với tập số liệu có kích thước nhỏ hơn, mà không làm mất đi ý nghĩa của tập số liệu ban

đầu. Có thể sử dụng tập số liệu mới này trong tính toán để thay thế cho tập số cũ.

PCA được ứng dụng chủ yếu trong việc giảm kích thước tập số liệu, từ biểu diễn n

chiều trong không gian thành biểu diễn hai hoặc 3 chiều với số biến có ảnh hưởng chính

đến tập số liệu.

PCA loại bỏ sự đa cộng tính giữa các biến trong việc xây dựng phương trình hồi

qui biểu diễn sự phụ thuộc của tín hiệu phân tích vào các biến là nồng độ các thành

phầntrong hệ. Phương pháp này có tên gọi là hồi qui thành phần chính.

Từ tập số liệu với n biến ban đầu có liên quan mật thiết với nhau, sau khi giảm

thành p biến không liên quan thì trị riêng của chúng có thể sử dụng làm số liệu đầu vào

của phương pháp hồi qui kết hợp với mạng noron nhân tạo giải bài toán phân tích đồng

thời các thành phần trong hệ có tương tác không cộng tính.

Nếu xem các số liệu phân tích trong tập số liệu là kết quả phân tích lặp lại thì PCA

cho phép tìm được sai số thô trong số các kết quả phân tích.

Tuy nhiên PCA đơn thuần là phương pháp toán học nên các kết quả thu được bị

ảnh hưởng rất lớn bởi tập số liệu ban đầu, vì vậy cần kết hợp với những kiến thức chuyên

ngành khác nếu không sẽ dẫn đến những giải nghĩa sai lệch.

2.7.2 Phân tích nhóm (CA)

Phân tích nhóm là kỹ thuật phân tích đa biến nhằm phân loại những số liệu có đặc

tính giống nhau thành các nhóm hay còn gọi là các cụm.

Hai loại phân tích nhóm thường được sử dụng là: phân tích nhóm theo bậc và

phân tích nhóm k – trung bình.

42

Phân tích nhóm theo bậc là cách để tìm ra các nhóm trong tập số liệu bằng cách

tạo ra cây phân nhóm. Cây phân nhóm gồm nhiều bậc trong đó nhóm ở một mức được

nối với với nhóm bên cạch ở mức cao hơn. Điều đó cho phép quyết định mức hoặc thang

chia nào của nhóm là phù hợp hơn.

Nhóm theo bậc nhằm tìm ra các nhóm trong tập số liệu bằng cách tạo ra cây phân

nhóm. Theo phương pháp này, tập số liệu lớn được chia thành các tập số liệu nhỏ hơn

nữa cho đến khi mỗi tập số liệu nhỏ chỉ còn một phần tử. Cây phân nhóm gồm nhiều bậc

trong đó nhóm ở một mức được nối với với nhóm bên cạch ở mức cao hơn. Điều đó cho

phép quyết định mức hoặc thang chia nào của nhóm là phù hợp hơn.

Nhóm theo k - trung bình: các phần tử trong tập số liệu được tách vào k nhóm, các

phần tử cùng nhóm được kết hợp với nhau và các nhóm khác nhau được tách ra khỏi

nhau.

2.7.3. Phần mềm máy tính

Các số liệu phân tích lặp lại, phân tích hồi qui, xử lý thống kê đa biến (multivariate

analysis), hoặc đồ thị biểu diễn qui luật phân bố các đại lượng được xử lý bằng phần

mềm MINITAB 15.

43

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Tối ưu hoá điều kiện phân tích bằng ICP-MS

3.1.1. Chọn đồng vị phân tích

Trong tự nhiên, các nguyên tố hóa học thường có một số đồng vị. Trong phép phân

tích ICP-MS người ta thường chọn đồng vị dựa trên ba tiêu chí:

+ Phải là một trong những đồng vị phổ biến nhất trong tự nhiên

+ Ảnh hưởng bởi sự chèn khối phải không có hoặc bé nhất

+ Sự hiệu chỉnh ảnh hưởng của các mảnh ion oxít phải đơn giản và càng ít bước

càng tốt.

Tuỳ theo sự phức tạp của nền mẫu mà có thể chọn các đồng vị phân tích khác nhau.

Tuy nhiên, hầu hết các tác giả đều thống nhất trong việc lựa chọn số khối phân tích như

trong bảng dưới đây (bảng 7), chúng tôi cũng chọn các số khối phân tích này.

Bảng 7: Tỷ số khối lượng/điện tích (M/Z) của các kim loại cần phân tích

STTNguyên

tốKý hiệu M/Z STT Nguyên tố

Ký

hiệuM/Z

1 Crôm Cr 52 7 Kẽm Zn 66

2 Mangan Mn 55 8 Cadmi Cd 111

3 Sắt Fe 57 9 Chì Pb 208

4 Coban Co 59 10 Asen As 75

5 Niken Ni 60 11 Thủy ngân Hg 202

6 Đồng Cu 63

Khi phân tích, máy chỉ thu tín hiệu của các đồng vị đã chọn theo nguyên tắc phân

giải khối bằng bộ phân chia tứ cực.

44

3.1.2. Độ sâu mẫu (Sample Depth - SDe):

SDe là khoảng cách giữa đỉnh cone giao diện đến bên phải vòng dây tạo plasma

(hình 9).

Hình 9: Độ sâu mẫu của máy ICP - MS

SDe có ảnh hưởng đến nhiều đại lượng trong đó có cường độ vạch phổ. Khi tăng

giá trị SDe cường độ vạch phổ giảm dần. Kết quả cho thấy khi công suất cao tần RF lớn

từ 1200W trở lên thì cường độ vạch phổ giảm nhanh hơn. Trong phép phân tích chúng tôi

chọn độ sâu mẫu là 3 mm.

3.1.3. Công suất cao tần (Radio Frequency Power - RFP):

RFP là công suất điện tần số radio cung cấp cho cuộn dây tạo plasma. Công suất

càng lớn nhiệt độ ngọn lửa plasma càng lớn và ngược lại. Khi tăng dần công suất RF

cường độ vạch phổ tăng dần nhưng đến một giá trị RFP nào đó cường độ vạch phổ lại

giảm và sau đó không thay đổi. Trong phép phân tích chúng tôi chọn cường độ cao tần là

1000 W.

3.1.4. Lưu lượng khí mang (Carier Gas Flow Rate - CGFR):

CRFG có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhạy của phương pháp ICP-MS. CGFR lớn

lượng mẫu được đưa vào vùng plasma lớn và ngược lại. Điều này dẫn đến tỷ lệ tín hiệu

trên một đơn vị nồng độ tăng hoặc giảm, dẫn đến ảnh hưởng độ nhạy của phép phân tích.

Tuy nhiên không phải khi tăng CGFR là cường độ vạch phổ tăng, hoặc khi giảm CGFR

45

là cường độ vạch phổ giảm. Sự tăng hay giảm chỉ nằm trong một phạm vi nhất định và

còn tuỳ thuộc vào nhiều thông số khác. Kết quả thực nghiệm thu được tốt nhất khi lưu

lượng khí mang là 2,0 l/phút.

3.1.5. Tóm tắt các thông số tối ưu của thiết bị phân tích

Bảng 8 là các thông số tối ưu của máy đo ICP-MS đã khảo sát và lựa chọn

Bảng8: Các thông số tối ưu cho máy đo ICP-MS

Tốc độ khí Nebulizer 0,85 L/phút

Tốc độ khí phụ trợ 2,0 L/phút

Lưu lượng khí tạo plasma 15,0 L/phút

Áp suất chân không (khi đo mẫu) 1,0 -1,2. 10-5 Torr

Áp suất chân không (khi để máy Standby) 2,0 – 3,0. 10-6 Torr

Tốc độ bơm rửa 48 vòng/phút

Tốc độ bơm mẫu 26 vòng/phút

Nhiệt độ nước làm mát 200C

Công suất nước làm mát 1750W

Công suất máy phát cao tần RF 1000W

Thế của các lăng kính 5,75V

Thế xung cấp 1000V

Số lần quét khối 10 lần

Thời gian đo cho 1 lần 5,8 giây

Độ sâu mẫu 3 mm

Thời gian bơm làm sạch 120 (giây)

Tốc độ bơm ổn định 0,1 (vòng/giây)

Thời gian bơm ổn định 30 (s)

46

Nước làm mát 2,4 (lít/phút)

Số lần đo lặp cho 1 điểm 3 (lần)

3.2. Đánh giá phương pháp phân tích

3.2.1. Khoảng tuyến tính

Trong phép đo ICP-MS, việc định lượng một nguyên tố dựa vào phương trình cơ

bản:

Ims = K.Cb

Trong đó: Ims: Cường độ (số đếm/giây, CPS) của vạch phổ

K: Hằng số thực nghiệm

C: Nồng độ của nguyên tố trong dung dịch mẫu phân tích

b: Hằng số (0 <b ≤1)

Trong một khoảng nồng độ nào đó thì b có giá trị bằng 1. Khi đó, mối quan hệ giữa

Ims và C là tuyến tính:

Ims = K.C

Khoảng nồng độ này gọi là khoảng tuyến tính của nồng độ nguyên tố phân tích.

Khoảng tuyến tính của mỗi nguyên tố ở mỗi số khối (m/z) khác nhau là khác nhau. Số

khối phân tích nào có cường độ (CPS) càng lớn thì khoảng tuyến tính càng hẹp. Do đó,

để xác định các nguyên tố kim loại nặng ta phải xây dựng đường chuẩn để xác định

khoảng tuyến tính của phép đo.

Tuy nhiên, trong phương pháp ICP-MS, tín hiệu của phép đo (CPS) có thể thay đổi

trong khoảng giá trị rất lớn (từ vài CPS đến bão hoà, 4.109 CPS) nên khoảng tuyến tính

của phép đo rất rộng (từ vài ppt đến vài chục hay vài trăm ppm). Do đó, đối với phép đo

ICP-MS người ta thường không chú ý nhiều đến khoảng tuyến tính. Vì vậy trong đề tài

luận văn này chúng tôi không nghiên cứu đến khoảng tuyến tính mà chỉ xây dựng đường

chuẩn của các nguyên tố và sử dụng đường chuẩn để phân tích nếu hệ số tương quan R>

0,993.

47

3.2.2. Đường chuẩn

Đường chuẩn của các kim loại Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, As được xây dựng

với 3 điểm có nồng độ lần lượt là: 20 ppb, 100 ppb, 200 ppb.

Đường chuẩn Fe được xây dựng bởi 3 điểm có nồng độ lần lượt là: 40ppb, 200ppb,

400 ppb.

Đường chuẩn Hg được xây dựng bởi 3 điểm có nồng độ lần lượt là: 1ppb, 5ppb,

10 ppb.

Các thông số máy đo được chọn như điều kiện tối ưu, tiến hành đo với các mẫu

chuẩn thu được đường chuẩn của các kim loại nặng, kết quả được trình bày bảng 9.

Bảng 9: Đường chuẩn các nguyên tố khi dùng phương pháp ICP-MS

y = Ax + B

Tham số Giá trị Sai số R

A 8722,46 17,74 0,999996

B 0 0

y = Ax + B


A 10336,60 783,23 0,994308

B 0 0

y = Ax + B


A 256,04 1,89 0,999949

B 0 0

y = Ax + B


A 8891,36 9,22 0,999996

B 0 0

48

y = Ax + B


A 1846,61 5,82 0,99999

B 0 0

y = Ax + B


A 3702,19 10,39 0,999992

B 0 0

y = Ax + B


A 1062,54 12,64 0,999859

B 0 0

y = Ax + B


A 1108,92 13,09 0,999861

B 0 0

y = Ax + B


A 1420,85 13,04 0,999916

B 0 0

y = Ax + B


A 5017,14 120,07 0,999428

B 0 0

49

y = Ax + B


A 10141,70 40,45 0,999984

B 0 0

Các đường chuẩn trên đều có hệ số tương quan R lớn gần bằng 1 và cắt qua gốc tọa độ

chứng tỏ phương pháp không mắc sai số hệ thống, các đường chuẩn có khoảng tuyến tính

rộng.

3.2.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng

Giới hạn phát hiện (LOD) hay giới hạn định tính được định nghĩa là nồng độ nhỏ

nhất của chất phân tích mà thiết bị phân tích còn cho tín hiệu phân tích khác với tín hiệu

của mẫu trắng hay tín hiệu nền.

Giới hạn định lượng (LOQ) là nồng độ nhỏ nhất mà thiết bị đo cho phép định

lượng được với độ chính xác trên 95%.

Đối với hệ thống ICP-MS, LOD và LOQ có thể được tính theo các công

thức: [51 ]

LOD = (1) LOQ = (2)

Trong đó

S: độ lệch chuẩn mẫu trắng

CSTD

: Nồng độ mẫu chuẩn

Istd

: Tín hiệu của mẫu chuẩn (số đếm / giây, CPS)

50

Iblack

: Tín hiệu trung bình của mẫu trắng (số đếm / giây, CPS)

Như vậy để xác định LOD và LOQ của phép đo, ta tiến hành đo lặp lại mẫu

trắng 10 lần rồi tính độ lệch chuẩn theo công thức:

S 2 = (3)

Trong đó:

Ii: Tín hiệu mẫu trắng đo được ở lần thứ i

Iblank

: Giá trị trung bình tín hiệu mẫu trắng của n lần đo lặp

n: Số lần đo lặp

Sau đó tiến hành đo lặp 10 lần mẫu trắng và mẫu chuẩn các dung dịch Fe3+ có nồng

độ 200 ppb, các ion kim loại còn lại có nồng độ 100 ppb, tính số đếm trung bình rồi thay

số liệu vào các công thức (1), (2), (3) ta tính được các giá trị LOD và LOQ. Kết quả được

chỉ ra ở bảng 10:

Bảng 10: Giá trị LOD và LOQ của 1 số nguyên tố dùng phép đo ICP-MS

Nguyên

tố

Nồng độ

chuẩn (ppb)

Tín hiệu

mẫu trắng

Iblank

Tín hiệu

mẫu chuẩn

Istand

SLOD

(ppt)

LOQ

(ppt)

Cr 100 1128,60 8722500,15 53,70 1,8 6,2

Mn 100 1017,82 1034065,20 39,25 11,4 38,0

Fe 200 73,41 51020,89 1,71 20,1 67,1

Co 100 28,85 889932,47 10,68 3,6 12,0

Ni 100 19,25 184115,68 10,27 16,7 55,8

51

Cu 100 6,88 370038,23 18,44 15,0 49,8

Zn 100 317,73 106828,41 4,04 11,4 37,9

Cd 100 20,48 142534,64 5,84 12,3 41,0

Pb 100 12,39 1016070,51 14,20 4,2 14,0

As 100 9,19 1144,09 12,35 3,3 10,9

Hg 100 4,29 445,24 15,23 1,1 3,5

Kết quả tính toán cho thấy giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phép đo ICP-

MS đối với một số nguyên tố rất nhỏ (cỡ 10-12g/ml). Như vậy phương pháp này hoàn toàn

phù hợp với phân tích lượng vết và siêu vết.

3.2.4. Đánh giá độ đúng của phép đo

Để kiểm tra tính ổn định và chính xác của thiết bị đo, sử dụng 3 dung dịch

chuẩn kiểm tra có chứa đồng thời các kim loại với các nồng độ ở khoảng đầu, giữa và

cuối của đường chuẩn để kiểm tra độ đúng của các phép đo.

+ Dung dịch 1: Fe có nồng độ 40 ppb, các ion kim loại còn lại có nồng độ 20 ppb.



Sử dụng các đường chuẩn được thiết lập để tìm nồng độ các dung dịch chuẩn kiểm

tra, kết quả thu được ở bảng 11.

Bảng 11: Nồng độ các ion kim loại trong dung dịch chuẩn kiểm tra

Nguyên tố

Nồng độ Chuẩn (ppb)

Nồng độ xác định được (ppb)

Sai số tương đối (%)

Nguyên tố




Mn

20,00 21,04 5,20

Cu

20,00 21,51 7,55

100,00 112,70 12,7 100,00 99,56 -0,44

200,00 211,47 5,74 200,00 210,38 5,19

52

Nguyên tố




Nguyên tố




Fe

40,00 41,10 2,75

Zn

20,00 19,93 -0,35

200,00 199,58 -0,21 100,00 99,48 -0,52

400,00 402,71 0,68 200,00 189,94 -5,03

Co

20,00 21,95 9,75

Cd

20,00 21,35 6,75

100,00 103,88 3,88 100,00 103,02 3,02

200,00 213,98 6,99 200,00 201,32 0,66

Ni

20,00 21,55 7,75

Pb

20,00 19,95 0,25

100,00 111,93 11,93 100,00 102,84 2,84

200,00 226,08 13,04 200,00 211,83 5,92

Các kết quả đều cho sai số tương đối rất nhỏ từ -5,53 % đến 13,04 % Chứng tỏ

phép đo ICP-MS có độ đúng cao.

Kết luận: Các kết quả khảo sát chỉ ra rằng, phép đo ICP-MS có giới hạn phát hiện

và giới hạn định lượng thấp, khoảng tuyến tính rộng và độ chính xác cao. Vì thế ICP-MS

là một phương pháp rất tốt để phân tích lượng vết các kim loại nặng trong mẫu môi

trường.

3.3. Lựa chọn và đánh giá các quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể

3.3.1. Đánh giá hiệu suất thu hồi các quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể

Để đánh giá hiệu suất thu hồi các quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể,

tiến hành thêm hàm lượng chính xác 4 nguyên tố Cu, Pb, Cd, Zn với 3 mức nồng độ

vào mẫu ốc đã được xay mịn, sấy khô [50 ] như sau:

Mức 1: 2 ml Cu2+ 10 ppm

2 ml Zn2+ 10 ppm


3 ml Zn2+ 10 ppm


4 ml Zn2+ 10 ppm

53

0,75 ml Pb2+ 1 ppm

1,0 ml Cd2+ 100 ppb

1,5ml Pb2+ 1 ppm

1,5 ml Cd2+ 100 ppb

2,5 ml Pb2+ 1 ppm

2 ml Cd2+ 100 ppb

sau đó tiến hành phá mẫu theo các quy trình 1, quy trình 2, và quy trình 3 đã nêu ở phần

2.4, xác định hàm lượng các kim loại theo phương pháp ICP-MS. Kết quả thu được trình

bày trong các bảng 12, bảng 13, bảng 14:

Bảng 12: Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi theo quy trình 1 với HNO3, H2O2

Nguyên tố Nồng độ trong mẫu thực (ppb)

Lượng thêm (ppb)


Hiệu suất thu hồi %

Cu 344,2 400 704,2 94,6

600 1079,7 114,3

800 1303,5 113,9

Zn 419,6 400 519,9 63,4

600 921,4 90,4

800 1110,8 91,07

Pb 7,4 15 20,7 92,4

30 33,1 88,5

50 44,9 78,2

Cd 2,3 2 2,6 59,2

3 4,5 84,1

4 5,3 83,7

Bảng 13: Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi theo quy trình 2 với HNO3, H2O2, HClO4


Lượng thêm chuẩn (ppb)



54

Cu 344,2 400 715,9 96,2

600 919,1 97,3

800 1185,7 103.6

Zn 419,6 400 786,1 95,9

600 969.2 94,2

800 1092,9 89,6

Pb 7,4 15 18,4 82,2

30 34,3 91,7

50 46,7 81,3

Cd 2,3 2 3,2 74,7

3 4,1 76,5

4 5,4 85,1

Bảng14: Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi theo quy trình 3 với HNO3 H2SO4 và H2O2





Cu 344,2 400 731,6 98,30

600 879,7 93,17

800 1103,5 96,44

Zn 419,7 400 790,7 96,58

600 979,0 96,02

800 1172,9 96,17

Pb 7,4 15 22,7 101,30

30 34,6 92,50

55

50 44,7 77,80

Cd 2,3 2 3,1 70,67

3 3,8 70,77

4 5,3 84,09

Kết quả cho thấy xử lý mẫu hệ hở dùng bình Kendal theo qui trình 1 với HNO3 và

H2O2 thì hiệu suất thu hồi các kim loại thu được không cao và không ổn định, sự có mặt

HNO3 và H2O2 đã oxi hóa được các kim loại trong mẫu nhưng với hỗn hợp hai chất oxi

hóa này và nhiệt độ chỉ đạt 135oC, có thể chưa oxi hóa hết hoàn toàn mẫu hữu cơ nhất là

những hợp chất hữu cơ chứa nhân thơm trong mẫu protein. Với quy trình 2, dùng hỗn

hợp HNO3 và HClO4 và H2O2 thì hiệu suất thu hồi các kim loại tăng lên và ổn định hơn

do nhiệt độ xử lý có cao hơn (200oC). Khi thay hỗn hợp xử lý mẫu là HNO3 , H2SO4 và

H2O2 (quy trình 3) thì hiệu suất thu hồi các kim loại đạt từ 92-94% do nhiệt độ khi phân

hủy mẫu cao nhất (240oC). Quy trình 3 cho hiệu suất thu hồi cao nhất nên được lựa chọn

làm quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể, mẫu thực vật.

3.3.2. Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể

Tiến hành xử lý mẫu theo quy trình 3 (đã trình bày ở mục 2.4) và phân tích xác định

hàm lượng các kim loại trong các mẫu lặp ốc bươu vàng (3 lần) tại ao xóm Cầu 1 (ốc 4),

xác định độ lệch chuẩn tương đối thu được kết quả như bảng 15.

Bảng 15: Kết quả phân tích các mẫu lặp mẫu ốc bươu vàng (ppb)

Nguyên tố Mẫu ốc 4

Lần 1

Mẫu ốc 4

Lần 2

Mẫu ốc 4

Lần 3

Độ lệch chuẩn

tương đối (RSD

%)

Cr 14,3 15,2 15,7 4,71

Mn 2752,4 2864,

7

2899 1,56

56

Fe 41389 43909 46133 5,42

Co 21,7 22,2 20,5 4,07

Ni 45,3 45,3 45,9 0,76

Cu 312 303,7 324 3,26

Zn 5563,6 5527,

6

5469 0,86

As 375,7 407,7 352,5 7,32

Cd 2,3 2,4 2,9 12,67

Hg 16,7 17,4 19,3 7,56

Pb 297,4 320,2 287 5,63

Kết luận: Độ lặp lại của quy trình xử lý mẫu là khá cao. Xác định được qua 3 lần thí

nghiệm lặp, hàm lượng các kim loại sai khác nhau không quá 8 %. Riêng hàm lượng Cd

sự sai khác lần lượt là 12,67 % do hàm lượng các kim loại này nhỏ nên sự sai khác đó có

thể chấp nhận được.

Thông qua thí nghiệm với mẫu lặp, mẫu thêm chuẩn, chúng tôi nhận thấy quy trình

3 là quy trình xử lý mẫu cho hiệu suất thu hồi cao, độ lặp lại tốt, chính xác, thích hợp cho

việc xử lý các mẫu động vật nhuyễn thể xác định tổng hàm lượng các kim loại.

Quy trình xử lý động vật nhuyễn thể được đề xuất như sau:

57

3.4. Đánh giá quy trình xử lý mẫu trầm tích

3.4.1 Đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu trầm tích

Quy trình xử lý mẫu trầm tích đã được tiêu chuẩn hóa, trích trong tài liệu [38] như

sau:

Cân 0,5 0,0001g mẫu vào bình Kendal

Thêm 3ml HNO3 đặcĐun ở 95 oC trong 1h

Thêm 1 ml H2SO4, đun ở 140 oC, 30 phút

Thêm 2 ml HNO3 đặc đun ở 200 oC đến khi mẫu tan trong

Thêm 3 ml H2O2 đun tiếp ở 200 oC đến hết khí màu nâu

Lọc bỏ cặn, định mức thành 50 ml bằng HNO3 2%

Thêm 10 ml H2O, 1 ml H2O2 đun ở 240 oC tới khi xuất hiện khói trắng

ICP-MS

58

Cân 0,2 0,0001g mẫu vào cốc Teflon

.

Để đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu trầm tích, tiến hành thêm lượng

chính xác 2 nguyên tố Ni, Mn vào lượng xác định mẫu trầm tích ao của xóm Cầu 1 ( Đ 4)

và tiến hành phá mẫu để xác định hàm lượng tổng số các kim loại nặng. Thêm 5ml dung

dịch Ni2+ nồng độ 1 ppm và 2,5 ml dung dịch Mn2+ 10ppm vào mẫu rắn trước khi phá

mẫu, tiến hành xử lý mẫu, định mức dịch lọc thành 50 ml và xác định hàm lượng của Ni

và Mn, kết quả như bảng 16.

Bảng16: Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu trầm tích

Nguyên

tố

Hàm lượng thực

trong mẫu Đ4

(ppb)

Lượng thêm

chuẩn (ppb)

Nồng độ xác

định

được (ppb)

Hiệu suất toàn

bộ quá trình(%)

Ni 112,2 100 206 93,8

Mn 1028,5 500 1486,6 91,6

Thêm 4 ml HNO3 đặc, 6 giọt H2O2 đặc đun ở 90 oC trong 3 h

Để nguội thêm 3 ml HF đun trong 1 h

Thêm 1 ml HClO4 1:1 đun trong 1 h đến khi có khói trắng

Lọc căn không tan, thêm 0,75 ml HNO3 đặc định mức thành 50 ml dung dịch bằng nước cất 2 lần

ICP-MS

59

Căn cứ vào lượng thêm và lượng tìm thấy hai nguyên tố Ni, Mn ta xác định được

hiệu suất thu hồi của quy trình xử lý mẫu trầm tích là trên 91%.

3.4.2. Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu trầm tích

Tiến hành xác định hàm lượng các kim loại của các mẫu lặp trầm tích thuộc ao ở

xóm Cầu 1 (các mẫu lặp Đ4) xác định được độ lệch chuẩn tương đối của các thí nghiệm

lặp, kết quả được trình bày trong bảng 17.

Bảng 17: Kết quả phân tích các kim loại trong mẫu lặp trầm tích xóm Cầu 1(ppb)

Nguyên tố Mẫu Đ4

lần1

Mẫu Đ4

lần 2

Mẫu Đ4

lần 3


tương đối

(RSD %)

Cr 180,1 196,3 174,2 6,23

Mn 1024,8 1021,7 1006,7 0,95

Fe 79955 96764 86772 9,63

Co 30,5 32,9 32,9 4,32

Ni 96,9 116,9 117,2 10,82

Cu 351,9 316,7 333,5 5,27

Zn 432,1 413,1 419,5 2,29

As 98,1 79,7 95,4 10,91

Cd 1,7 2,2 1,9 13,04

Hg 4,7 4,9 4,9 2,39

Pb 182,4 174,5 182 2,45

Bảng kết quả trên cho thấy độ lệch chuẩn tương đối hay hệ số biến động của các

mẫu lặp là khá nhỏ, không quá 11% trừ nguyên tố Cd sự biến động 13,04% có thể do

hàm lượng Cd trong mẫu rất nhỏ.

60

Vậy qua các thí nghiệm làm với mẫu lặp, mẫu thêm cho thấy quy trình xử lý mẫu

trầm tích trên có hiệu suất thu hồi cao, độ lặp lại tốt, được lựa chọn để xử lý mẫu trầm

tích.

3.5. Đánh giá quy trình xử lý mẫu thực vật

3.5.1 Đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu thực vật

Quy trình xử lý mẫu thực vật đã được tiêu chuẩn hóa, trích trong tài liệu [35]

Quy trình xử lý mẫu thực vật được đề xuất như sau:

Để đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu thực vật (mẫu rau rệu), tiến hành

thêm hàm lượng chính xác 2 nguyên tố Cu, Zn vào lượng xác định mẫu thực vật của xóm

Lẻ ( TV3) và tiến hành phá mẫu để xác định hàm lượng các kim loại nặng. Thêm 2ml

Cân 0,2 0,0001g mẫu vào bình Kendal

Thêm 3ml HNO3 đặcĐun ở 95 oC trong 1h

Thêm 1 ml H2SO4, đun ở 140 oC, 30 phút

Thêm 2 ml HNO3 đặc đun ở 200 oC đến khi mẫu tan trong

Thêm 3 ml H2O2 đun tiếp ở 200 oC đến hết khí màu nâu

Lọc bỏ cặn, định mức thành 50 ml bằng HNO3 2%

Thêm 10 ml H2O, 1 ml H2O2 đun ở 240 oC tới khi xuất hiện khói trắng

ICP-MS

61

dung dịch Zn2+ nồng độ 10 ppm và 2 ml dung dịch Cu2+ 10ppm vào mẫu lá khô trước khi

phân hủy mẫu, tiến hành xử lý mẫu, định mức dịch lọc thành 50 ml và xác định hàm

lượng của Cu,Zn. Kết quả thu được trình bày trong bảng 18.

Bảng18: Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu thực vật

Nguyên tố

Hàm lượng thực trong mẫu TV3 (ppb)


Mẫu TV3 (sau thêm)

Hiệu suất toàn bộ quá trình(%)

Cu 22,0 400 406,3 96,1

Zn 1974,1 400 2156,6 90,8

Căn cứ vào hàm lượng thêm vào và hàm lượng tìm thấy hai nguyên tố Cu, Zn ta xác

định được hiệu suất thu hồi của quy trình xử lý mẫu thực vật là trên 90%.

3.5.2. Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu thực vật

Tiến hành phân tích xác định hàm lượng các kim loại trong các mẫu lặp thực vật lấy

tại xóm Lẻ (mẫu TV3) xác định được độ lệch chuẩn tương đối của các thí nghiệm lặp. kết

quả ghi trong bảng 19.

Bảng 19: Kết quả phân tích các kim loại trong mẫu lặp thực vật xóm Lẻ1(ppb)

Nguyên tố Mẫu TV3

Lần 1

Mẫu TV3

Lần 2

Mẫu TV3

Lần 3


tương đối

(RSD %)

Cr 13,2 14,8 12,1 8.4

Mn 125,1 133,3 134,6 3.2

Fe 192,6 200,5 198,3 1.7

Co 0,12 0,10 0,14 12.5

Ni 1,3 1,2 1,3 2.1

Cu 22,0 24,4 25,4 5.8

Zn 1974,1 1779,3 2003,3 5.2

62

As 1,00 1,04 1,02 2.0

Cd 0,9 0,8 0,9 4.0

Hg 7,4 7,3 7,4 1.1

Pb 133,1 134,3 143,6 3.4

Bảng kết quả trên cho thấy độ lệch chuẩn tương đối của các mẫu lặp khi phân tích

các kim loại khác nhau không quá 8,4% trừ nguyên tố Co sự sai khác 12,5 %. Giá trị này

được chấp nhận trong phân tích lượng vết.

Vậy qua các thí nghiệm làm với mẫu lặp, mẫu thêm cho thấy quy trình xử lý mẫu

thực vật đề xuất ở trên có hiệu suất thu hồi cao, độ lặp lại tốt, được lựa chọn để xử lý

mẫu thực vật.

3.6. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng

Tiến hành phân hủy mẫu ốc bằng axit HNO3, H2SO4, H2O2 theo quy trình xử lý mẫu

mục 3.3.2 và xác định hàm lượng các kim loại bằng phương pháp ICP – MS. Kết quả xác

định được ghi trong bảng 20

Bảng 20: Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng

trong các ao hồ khu vực Triều Khúc vào mùa khô( tháng 3 năm 2009) (mg/kg)

Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn As Cd Hg Pb

ốc 1 0,3 46,9 4158,5 1,8 6,1 179,0 450,5 10,3 0,2 0,3 6,7

ốc 2 0,3 91,2 4546,7 4,3 5,2 411,6 338,2 16,0 2,2 0,5 10,8

ốc 3 0,3 89,8 4486,5 4,3 5,2 409,4 336,9 15,1 2,2 0,5 9,7

ốc 4 1,4 275,2 4138,9 2,2 4,5 312,0 556,4 17,6 0,2 1,7 9,5

ốc 5 0,2 46,8 4135,8 1,6 4,3 251,7 311,5 15,3 0,9 0,2 9,4

63

Bảng 21: Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng trong các

ao hồ khu vực Triều Khúc vào mùa mưa (tháng 7 năm 2009) (mg/kg)


Ốc 6 0,58 1648,9 2440,8 12,7 4,0 472,8 610,9 24,9 2,2 0,8 0.943

Ốc 7 0,63 818,8 3228,9 3,6 2,3 354,2 544,6 14,9 2,8 0,5 3,9

Ốc 8 ND 118,5 2923,9 5,1 2,1 202,6 697,4 27,0 2,4 0,3 0,7

Ốc 9 0,98 483,8 2029,7 2,1 2,9 59,4 237,9 12,7 0,9 1,7 2,1

Ốc 10 0,01 365,9 3666,1 1,7 2,0 38,8 288,7 9,0 0,5 1,0 3,7

Ốc 11 0,33 596,7 2630,9 2,7 1,6 257,3 451,1 10,1 0,7 0,9 2,2

Ốc 12 ND 19,4 174,1 0,14 0,6 29,1 760,9 7,8 0,15 ND ND

Ốc 13 ND 349,3 3373,7 2,4 2,2 33,3 873,9 65,2 0,21 2,2 ND

Ốc 14 ND 140,2 1871,3 1,2 0,9 17,2 774,4 31,0 ND 0,75 ND

Ốc 15 3,58 584,6 2039,7 3,9 8,9 355,4 1439,3 7,8 2,2 3,4 43,5

Ốc 16 2,04 1707,1 3359,8 4,2 2,9 493,8 1099,6 24,1 4,4 3,7 31,8

Ốc 17 0,42 974,3 3556,0 3,0 2,6 350,0 605,9 11,0 0,83 1,38 2,59

Ốc 18 1,27 606,2 2402,6 2,4 2,1 248,3 365,1 9,7 1,03 0,86 3,07

Ốc 19 ND 681,8 1644,5 1,4 2,0 416,8 618,4 10,3 1,05 0,16 4,76

Ốc 20 ND 3113,4 1144,6 0,3 0,06 7,1 198,5 11,1 ND 1,2 ND

ND: không phát hiện được

Khi phân tích hàm lượng các kim loại nặng trong các loài trai, ốc ở khu vực Hồ Tây

– Hà Nội của các tác giả Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức [6], hàm

lượng kim loại nặng trong mẫu ốc sống tại hồ Tây khu vực chùa Trấn Quốc xác định

được như bảng sau.

Bảng 22: Mẫu ốc khu vực chùa Trấn Quốc theo tham khảo tài liệu ( tháng 7 năm 2007)

64

STT Nguyên tố

Hàm lượng mg/ kg trọng lượng khô

Mẫu tươi Mẫu đông khô

1 Mn 186,2 ± 3,2 190,5 ± 1,2

2 Cu 82,9 ± 0,6 80,7 ± 0,3

3 Zn 287,1 ± 5,4 285,5 ± 2,6

4 As 3,54 ± 0,11 3,31± 0,15

5 Cd 0,391 ± 0,021 0,335 ± 0,019

6 Pb 4,91 ± 0,11 3,22 ± 0,14

Kết quả phân tích hàm lượng hàm As, Hg trong ốc lấy tại khu vực các ao Triều

Khúc tháng 5/2008 bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh của tác

giả Nguyễn Thị Thanh Huyền [7] cũng đã được công bố (bảng 23).

Bảng 23: Kết quả phân tích xác định lượng As, Hg trong mẫu ốc

Tên mẫu Hàm lượng As(mg/kg) Hàm lượng Hg(mg/kg)

Ốc xóm Lẻ 7,01 1,39

Ốc xóm Án 4,53 1,78

Ốc xóm Chùa 3,14 1,33

Ốc xóm Cầu 5,30 1,81

Đối chiếu các kết quả trên chúng tôi nhận thấy ngoại trừ Mn, các kim loại Cu, Zn,

Pb, Cd, As xác định được trong mẫu ốc tại khu vực Triều Khúc – Hà Nội đều cao hơn

sao với khu vực Hồ Tây, trong đó hàm lượng Cu cao gấp 2,8 lần , Zn cao gấp 1,4 lần , Cd

cao gấp 2,9 lần Pb cao gấp 1,9 lần so với mẫu ốc sống tại Hồ Tây, khu vực chùa Trấn

Quốc. Tại cùng khu vực ao ở Triều Khúc hàm lượng As sau một năm đã tăng cao gấp 3,7

lần, còn hàm lượng Hg không thấy dấu hiệu biến đổi theo thời gian. Có thể hàm lượng

kim loại nặng tìm thấy trong mẫu ốc sống tại ao, hồ khu vực Triều Khúc cao hơn khu vực

65

khác là do ngoài nguyên nhân môi trường ô nhiễm còn liên quan đến yếu tố vòng đời của

sinh vật.

Theo quy định 46 / 2007 / QĐ – BYT [19] về giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và

hóa học trong thực phẩm của bộ y tế trong thực phẩm, hàm lượng giới hạn của một số

kim loại nặng cho phép được trích như sau.

Bảng 24: Giới hạn tối đa ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm

STT Tên kim loại Loại thực phẩm Giới hạn (mg / kg)

1 As Động vật thân mềm 2 mảnh vỏ 1

2 Cd Động vật thân mềm 2 mảnh vỏ 1

3 Pb Động vật thân mềm 2 mảnh vỏ 1,5

4 Hg Động vật thân mềm 2 mảnh vỏ 0,5

5 Cu Cá 30

6 Zn Cá 100

So sánh hàm lượng kim loại nặng xác định được trong mẫu ốc bươu vàng sống tại

các ao, hồ khu Triều Khúc chúng tôi thấy hàm lượng các kim loại đều cao hơn gấp nhiều

lần so mức giới hạn trên. Cu cao gấp khoảng 6 – 13 lần, Zn cao gấp khoảng 3 – 5 lần, As

cao gấp 10 – 17 lần, Pb cao gấp 4 – 6 lần. Hàm lượng Cd trong mẫu ốc lấy tại xóm Án,

xóm Lẻ cao hơn giới hạn gấp 2 lần, các xóm khác dưới giới hạn. Hàm lượng Hg tìm thấy

trong mẫu ốc lấy tại các xóm Cầu 1 (có vị trí gần bãi thu gom rác thải) cao gấp 3 lần, các

xóm còn lại đều thấp hơn giới hạn.

Kết luận: Các ao hồ thuộc khu vực thu gom và tái chế rác thải điện tử Triều Khúc –

Hà Nội đã có sự ô nhiễm kim lọai nặng, vì vậy cần khuyến cáo không nên sử dụng các

sinh vật như ốc làm thực phẩm.

3.7. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích

66

Để đánh giá mức độ lan truyền ô nhiễm kim loại nặng từ môi trường tới động vật

nhuyễn thể và tìm ra nguồn gốc gây ô nhiễm kim loại nặng. Chúng tôi tiến hành xác định

hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích, mẫu nước tại khu vực có động vật nhuyễn

thể (ốc bươu vàng) sinh sống.

Tiến hành xử lý mẫu trầm tích theo quy trình xử lý mẫu mục 3.4, và xác định hàm

lượng kim loại bằng phương pháp ICP – MS thu kết quả như bảng 25.

Bảng 25: Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích tại các

ao hồ khu vực Triều Khúc (mg/kg)

Nguyên tố Đ 1 Đ2 Đ3 Đ4 Đ5 QCVN[2]

Cr 89,40 157,78 101,16 67,56 45,02

Mn 660,42 139,01 223,01 219,38 255,42

Fe 44995 31767 21225 59315 26969

Co 16,84 12,03 20,83 11,91 7,62

Ni 51,58 56,54 52,42 35,70 24,23

Cu 106,19 140,21 212,39 89,11 83,38

Zn 499,51 251,27 219,78 274,81 179,87 200

As 12,12 17,19 14,23 15,02 12,51 12,0

Cd 1,13 1,74 0,81 2,05 0,54 2,0

Hg 1,30 2,56 1,09 1,90 1,25 0,5

Pb 69,77 187,51 90,72 249,12 45,50 70

Dựa vào tiêu chuẩn chất lượng trầm tích về kim loại nặng của Quy chuẩn kỹ thuật

quốc gia về chất lượng đất( QCVN) cho thấy nồng độ kim loại nặng trong trầm tích ở

Triều Khúc ở những ao gần bài thu gom và tái chế rác thải điện, điện tử đã vượt quá

ngưỡng cho phép.

3.8. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước bề mặt

67

Mẫu nước lấy tại hiện trường được axit hóa bằng 3 ml HNO3 1:1, chuyển về phòng

thí nghiệm. Mẫu được lọc trên giấy lọc băng xanh thu lấy 750 ml. Mỗi mẫu sau khi được

xử lý sơ bộ, trích ra 5 ml chuyển vào các bình định mức 50 ml, thêm 0,75 ml HNO3 đặc,

định mức bằng nước cất 2 lần. Mẫu được phân tích bằng phương pháp ICP – MS thu

được kết quả như sau:

Bảng 26:Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước bề mặt ao hồ

khu vực Triều Khúc (mg/l)

Nguyên tố N1 N2 N3 N4

Cr 0,007 0,005 0,009 0,005

Mn 0,22 0,062 0,061 0,11

Fe 1,85 2,19 1,59 1,03

Co 0,006 0,003 0,003 0,005

Ni 0,01 0,009 0,01 0,007

Cu 0,04 0,04 0,08 0,06

Zn 0,06 0.11 0,35 0,079

As 0,04 0,015 0,06 0,015

Cd ND ND 0,0006 ND

Hg 0,0007 ND ND ND

Pb 0,018 0,01 0,05 0,05

Hai nguyên tố Cd, Hg không xác định được do hàm lượng hai nguyên tố này trong

nước dưới giới hạn phát hiện của phương pháp ICP-MS.

Theo tiêu chuẩn Việt Nam – QCVN 08-2008/BTNMT [15] quy định giới hạn nồng

độ các chất ô nhiễm trong nước mặt, trong đó có giới hạn các kim loại nặng.

Bảng 27: Giới hạn nồng độ kim loại nặng trong nước mặt

STT Tên nguyên tố Giới hạn ( mg / l)

68

1 Fe 0,5

2 Ni 0,1

3 Hg 0,001

4 Zn 1,0

5 Cu 0,2

6 Cr(III) 0,1

7 Pb 0,02

8 As 0,02

9 Cd 0,005

Căn cứ vào giới hạn mức nồng độ các kim loại nặng trong nước mặt ở bảng trên,

chúng tôi nhận thấy môi trường nước bề mặt tại các ao, hồ hay các đầm ruộng bỏ hoang

khu vực Triều Khúc – Hà Nội đã bị ô nhiễm kim loại nặng ở mức độ nhẹ. Nồng độ As

xác định được tại khu vực ao xóm Chùa và xóm Lẻ đã cao hơn giới hạn cho phép 2,5 lần

(0,02 mg/l). Nồng độ Pb tại các ao, ruộng thuộc xóm Lẻ, xóm Cầu đều cao hơn gấp 2,5

lần giới hạn cho phép (0,02 mg/l). Qua số liệu phân tích được chúng tôi thấy hầu hết các

vị trí lấy mẫu hàm lượng Fe xác định được cao hơn giới hạn cho phép (1 mg/l), nồng độ

Fe cao nhất xác định được ở xóm Án (cao gấp 4 lần).

3.9. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu thực vật .

Mẫu thực vật nước (cây rau rệu) sống tại ao, mương nơi lấy mẫu ốc, nước .

Tiến hành xử lý mẫu thực vật theo quy trình xử lý mẫu mục 3.4, và xác định hàm

lượng kim loại bằng phương pháp ICP – MS thu được kết quả như bảng 28.

Bảng 28: Kết quả hàm lượng các kim loại (mg/kg) trong mẫu thực vật.


TV1 0,5 36,4 324,8 0,09 ND 0,02 3,8 0,2 ND ND ND

69

TV2 22,1 161,3 94,8 ND 5,4 10,0 3018,7 0,1 3,5 11,2 287,0

TV3 13,2 125,1 192,6 ND 1,3 22,0 1974,1 0,9 0,9 7,4 133,1

TV4 0,9 107,6 794,1 0,06 ND 2,9 26,2 8,9 ND ND ND

TV5 12,4 166,4 1509,5 0,44 7,2 5,5 1728,5 16,2 0,8 6,6 112,1

Ngưỡng cho phép

mg/kg rau tươi

5 10 0.2 0.02 0.005 0.5-

1.0

ND: không phát hiện được

Dựa vào tiêu chuẩn chất lượng về kim loại nặng như ngưỡng cho phép của Bộ Y tế-

Việt Nam [1] có thể nhận thấy nồng độ kim loại nặng trong thực vật ở Triều Khúc đã

vượt quá ngưỡng cho phép nên không nên sử dụng rau rệu làm thức ăn cho người và gia

súc.

3.10. Phân tích thống kê đa biến xác định nguồn gốc và phân bố ô nhiễm kim

loại nặng.

3.10.1. Mẫu trầm tích

*Phân tích thành phần chính (PCA)

Với 5 mẫu phân tích có chứa 11 kim loại nặng khi biểu diễn trong không gian thì

mỗi điểm thực nghiệm (mẫu phân tích) sẽ được biểu diễn trong hệ tọa độ 11 trục. Trong

phương pháp thành phần chính, khi quay 11 trục số liệu chứa các biến là hàm lượng các

kim loại trong mẫu trầm tích đến vị trí mới thì tập hợp 11 biến liên quan với nhau này sẽ

được chuyển thành tập hợp các biến không liên quan (nhiều nhất là 11 biến) và được sắp

xếp theo thứ tự phương sai giảm dần. Những biến không liên quan này (gọi là các biến ảo

hay các thành phần chính - PC) là sự kết hợp tuyến tính các biến ban đầu. Dựa trên

phương sai do mỗi biến ảo gây ra có thể loại bỏ bớt các biến ảo phía cuối dãy mà chỉ mất

ít nhất thông tin về các số liệu thực ban đầu.

70

Kết quả tính trị riêng và phương sai của từng biến ảo, phương sai cộng dồn (hay

phương sai tích lũy) của 5 mẫu trầm tích thu được như sau:

Trị riêng của ma trận hệ số tương quan (Eigenanalysis of the Correlation

Matrix)

PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6

Trị riêng 4,4224 3,1909 2,5774 0,8093 0,0000 0,0000

Phương sai từng phần 0,402 0,290 0,234 0,074 0,000 0,000

Phương sai tích lũy 0,402 0,692 0,926 1,000 1,000 1,000

PC7 PC8 PC9 PC10 PC11

Trị riêng 0,0000 -0,0000 -0,0000 -0,0000 -0,0000

Phương sai từng phần 0,000 -0,000 -0,000 -0,000 -0,000

Phương sai tích lũy 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000

Giá trị vectơ riêng của các biến ban đầu đối với 3 PC có phương sai lớn nhất

Biến PC1 PC2 PC3

Cr 0,336 0,338 0,065

Mn -0,279 0,037 0,491

Fe 0,129 -0,356 0,413

Co -0,042 0,461 0,227

Ni 0,203 0,444 0,259

Cu 0,062 0,516 -0,136

71

Zn -0,086 0,047 0,601

As 0,459 0,078 -0,137

Cd 0,405 -0,172 0,243

Hg 0,438 -0,105 0,017

Pb 0,416 -0,182 0,087

Kết quả trên cho thấy trị riêng của các PC giảm dần từ 4,4224 đến 0 và

phương sai từ PC thứ 4 chỉ còn 7,4 % đến 0 cho 11 biến ban đầu. Trong PCA, với

phần trăm phương sai tích lũy trên 70% thì xem như có thể chứa thông tin đầy đủ

của tập số liệu ban đầu. Như vậy, cần dùng 3 PC đầu tiên (có trị riêng lớn hơn 1)

với phương sai tích lũy đạt được là 92,6 % hoặc 2 PC đầu tiên chiếm 69,2 %

thông tin của tập số liệu ban đầu có thể chuyển tải toàn bộ thông tin của tập số

liệu. Các PC còn lại có trị riêng rất nhỏ nên có thể bỏ qua mà không làm ảnh

hưởng nhiều đến tập số liệu ban đầu.

Đối với thành phần thứ nhất (PC1), trị riêng đạt được là 4,4224 chiếm 40,2

% phương sai của tập số liệu. Các yếu tố có vectơ riêng lớn hơn 0,4 được xem là

có ảnh hưởng đến PC này. Như vậy ở PC1 ảnh hưởng này là nồng độ của Cd, As,

Pb và Hg. Đây được xem là các kim loại có độc tính cao, có hàm lượng lớn trong

thành phần rác thải điện tử nên sơ bộ có thể kết luận cùng nguồn phát tán vào môi

trường. Ở PC thứ 2 (chiếm 29,0 % phương sai của tập số liệu), hàm lượng các

kim loại Cr, Co, Ni, Cu là các yếu tố ảnh hưởng chính. Tương tự ảnh hưởng đến

PC3 là Mn, Zn và Fe. Các kết quả phân loại các nguyên tố được dùng để kết hợp

72

với kết quả nhận dạng các đặc điểm giống nhau từ phân tích nhóm nhằm đánh giá

được nguồn gốc gây ô nhiễm.

Ảnh hưởng các nguyên tố đến hai PC đầu tiên được biểu diễn như hình 10

Hình 10: Ảnh hưởng của hàm lượng các nguyên tố tới hai PC đầu tiên

* Phân tích nhóm (CA) đối với mẫu trầm tích

Trong phân tích nhóm CA, dựa vào mức độ giống nhau của biến (vị trí lấy mẫu

hoặc hàm lượng kim loại nặng có thể chia thành các nhóm tương ứng dựa trên những đặc

tính giống nhau của chúng. Kết quả phân tích đánh giá qui luật phân bố hàm lượng các

kim loại nặng theo nhóm, biểu diễn qua mức độ tương đồng của các kim loại thu được ở

hình 11:

73

Hình 11: Biểu đồ mức độ tương đồng giữa các nguyên tố

Từ biểu đồ trên, với đặc tính giống nhau về sự xuất hiện của các kim loại trong mẫu

khoảng 75% thì các nguyên tố được chia thành 3 nhóm như sau:

Nhóm 1 chỉ có nguyên tố Fe. Đây là nguyên tố có hàm lượng rất lớn trong mẫu.

Theo kết quả phân tích PCA thì Fe cùng với Mn và Zn có vectơ riêng lớn với cùng PC3.

Vì vậy có thể dự đoán hàm lượng Fe cao không phải do ô nhiễm môi trường mà chủ yếu

có trong thành phần của đất, do sự rửa trôi của nước mưa kéo theo sự tích lũy lâu dài Fe

trong trầm tích. Mối tương quan này cũng cho thấy Fe, Mn và Zn đều xuất hiện từ nguồn

gốc thiên nhiên.

Nhóm 2 gồm các nguyên tố As, Hg, Cd, Pb có mức độ tương đồng khoảng 85%, cả

4 nguyên tố này đều có chung ảnh hưởng lớn đến PC1. Đối chiếu với bảng 25 (kết quả

phân tích các nguyên tố này) nhận thấy hàm lượng của chúng đặc biệt cao hơn trong mẫu

trầm tích thuộc ao Xóm Án và Xóm Cầu 1- đây là 2 xóm gần với vị trí tập kết rác thải

điện tử nhất, nước rửa của khu vực tái chế thường thải xuống ao này. Vì vậy có thể kết

luận đây là nhóm các kim loại phát tán do ô nhiễm trực tiếp của rác thải điện tử gây ra.

Trong đó nếu chia nhỏ hơn ta được hai nhóm nhỏ là As, Hg (mức độ tương đồng là 85%)

và nhóm nhỏ thứ hai là Cd, Pb (mức độ tương đồng là 93%). Sự ô nhiễm các kim loại

này do chúng luôn đi kèm nhau trong rác thải điện tử. Ví dụ như Hg có trong các thiết bị:

đèn hình, màn hình LCD, pin kiềm, Pb có trong các màn hình CRT, pin, bản mạch, mối

74

hàn, As có trong các diot phát quang, trong màn hình LCD với hàm lượng nhỏ ở dạng

gali asenua. Cd có nhiều trong các pin điện, các bo mạch và trong các chất bán dẫn. Kết

quả này khá phù hợp phương pháp PCA khi xét ảnh hưởng của Cd, As, Hg, Pb đến PC1.

Như vậy, khi nghiên cứu ô nhiễm môi trường trầm tích tại các bãi thu gom và tái chế rác

thải điện, điện tử chỉ cần phân tích hàm lượng các kim loại có độc tính cao Pb, Cd, Hg,

As,…Mặt khác vì tính tương quan cao về hàm lượng nên chỉ cần phân tích Cd( hoặc Pb)

và As, là đủ cơ sở để đánh giá mức độ ô nhiễm đất và trầm tích tại khu vực thu gom và

tái chế rác thải điện, điện tử.

Nhóm 3 gồm Cr, Ni, Cu, Co có mức độ tương đồng 72% cũng đồng thời là các

nguyên tố có ảnh hưởng lớn đến PC2. Sự xuất hiện cùng nhau thường thấy của các

nguyên tố này là Cr, Ni có trong các thiết bị linh kiện ngành in, trong đèn hình máy tính,

vỏ nhựa ( mức độ tương đồng 85%) còn Cu, Co là các kim loại phát tán do nhiều loại rác

thải điện tử nói chung gây ra sự ô nhiễm. Tuy nhiên, ảnh hưởng của nhóm thứ 3 này do

rác thải gây ra được xếp sau nhóm thứ nhất về báo động ô nhiễm môi trường trầm tích.

3.10.2. Mẫu ốc

Phân tích cấu tử chính: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Hg, Pb

Trị riêng 4,3697 1,9618 1,4938 1,3408 0,7591 0,4998 0,2371 0,1737

Phương sai từng phần 0,397 0,178 0,136 0,122 0,069 0,045 0,022 0,016

Phương sai tích lũy 0,397 0,576 0,711 0,833 0,902 0,948 0,969 0,985

Trị riêng 0,0919 0,0486 0,0237

Phương sai từng phần 0,008 0,004 0,002

Phương sai tích lũy 0,993 0,998 1,000

Biến PC1 PC2 PC3 PC4

Cr 0,413 -0,226 -0,158 0,152

Mn 0,046 -0,283 0,587 0,273

Fe 0,124 0,520 -0,202 -0,230

75

Co 0,224 0,309 0,482 -0,134

Ni 0,347 0,239 -0,361 0,029

Cu 0,333 0,360 0,224 0,168

Zn 0,319 -0,332 -0,036 -0,291

As -0,011 -0,070 0,174 -0,824

Cd 0,356 0,181 0,320 ,0,022

Hg 0,335 -0,385 -0,015 -0,161

Pb 0,435 -0,139 -0,206 , 0,109

Kết quả trên cho thấy trị riêng của các PC giảm dần từ 4,3697 đến 0 và

phương sai từ PC thứ 4 chỉ còn chiếm 12,2 %. Trong PCA, với phần trăm phương

sai tích lũy trên 70% thì xem như có thể chứa thông tin đầy đủ của tập số liệu ban

đầu. Như vậy, cần dùng 4 PC đầu tiên (có trị riêng lớn hơn 1) với phương sai tích

lũy đạt được là 83,3 % là có thể chuyển tải toàn bộ thông tin của tập số liệu. Các

PC còn lại có trị riêng rất nhỏ nên có thể bỏ qua mà không làm ảnh hưởng nhiều

đến tập số liệu ban đầu.

Đối với thành phần thứ nhất PC thứ nhất, trị riêng đạt được là 4,3697 chiếm

39,7 % phương sai của tập số liệu. Các yếu tố có vectơ riêng lớn hơn 0,4 được

xem là có ảnh hưởng đến PC. Như vậy ở PC1 ảnh hưởng này là nồng độ của Cr,

Pb .Đây được xem là các kim loại có độc tính cao, có hàm lượng lớn trong thành

phần rác thải điện tử nên sơ bộ có thể kết luận cùng nguồn phát tán vào môi

trường. Ở PC thứ 2 (chiếm 17,8 % phương sai của tập số liệu), hàm lượng kim

loại Fe là yếu tố ảnh hưởng chính.Tương tự ảnh hưởng đến PC3 là Mn, Co. Ảnh

hưởng đến PC 4 là hàm lượng As. Các kết quả phân loại các nguyên tố được dùng

76

để kết hợp với kết quả nhận dạng các đặc điểm giống nhau từ phân tích nhóm

nhằm đánh giá được nguồn gốc gây ô nhiễm.

Ảnh hưởng các nguyên tố đến hai PC đầu tiên được biểu diễn như hình 12

Hình 12: Ảnh hưởng các nguyên tố tới hai PC đầu tiên

* Phân tích nhóm(CA) đối với mẫu động vật nhuyễn thể (ốc)

77

Hình 13–Biểu đồ mức độ tương đồng về vị trí lấy mẫu ốc

Trong phân tích nhóm theo vị trí lẫy mẫu, dựa vào mức độ giống nhau giữa các

mẫu, kết hợp với kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ta có thể chia

thành các nhóm mẫu tương ứng.

Từ biểu đồ ở trên với mức độ tương đồng 75 % có thể chia các mẫu thành các nhóm như

sau:

Nhóm 1: gồm các mẫu 15 và 16. đây là hai mẫu ốc tại khu vực ruộng lúa nơi khá xa bãi

tập trung rác thải, nhưng hàm lượng các kim loại nặng tích tụ trong cơ thể ốc khá cao so

với hàm lượng trung bình, có thể do hiện tượng rửa trôi, lắng đọng nước nên các kim loại

nặng tích tụ trong trầm tích và trong nước, qua chuỗi thức ăn mà hấp thụ vào trong cơ thể

ốc.

Nhóm 2:gồm mẫu 20: đây là mẫu ốc sạch nên hàm lượng các kim loại tích tụ trong cơ

thể ốc tương đối thấp hơn so với các mẫu ốc tại các khu vực bị ô nhiễm trong thôn Triều

Khúc.

Nhóm 3:gồm các mẫu còn lại. đây là các vị trí ngay chân các bãi rác thải, hoặc tập

trung nước thải của các khu vực chế biến nên hàm lượng các kim loại tích tụ trong cơ thể

ốc cao hơn so với hàm lượng trung bình.

78

Phân tích kim loại nặng theo nhóm thu được đồ thị biểu diễn mức độ tương đồng

của các kim loại như hình 14:

Hình 14: Biểu đồ mức độ tương đồng các nguyên tố

Kết hợp PCA và CA dựa trên mức độ tương đồng của các nguyên tố cho thấy riêng

nguyên tố As, Mn có đặc tính tích lũy sinh học khác hẳn các nguyên tố khác, chi phối

PC3, PC4 và nằm ở hai nhóm độc lập. Ba nhóm còn lại gồm:

- Nhóm các nguyên tố: Cd, Cu được xem là nhóm các nguyên tố có cùng khả năng

tích lũy sinh học.

- Nhóm các nguyên tố: Cr, Pb được xem là nhóm các nguyên tố có cùng khả năng

tích lũy sinh học.

- Nhóm các nguyên tố còn lại gồm Fe, Co, Ni , Hg có cùng khả năng tích lũy sinh

học.

Như vậy mặc dù ô nhiễm Cu, Zn, Cr, Mn không xuất hiện chủ yếu do rác thải điện tử,

nhưng tích lũy sinh học cao của chúng làm cho ốc bị tích tụ chủ yếu các kim loại nặng

này.

Tuy nhiên vì số lượng mẫu phân tích chưa nhiều, đồng thời do có tính phân tán, chưa xét

đến đặc điểm mùa, vòng đời của loại sinh vật… nên mới chỉ là các kết quả ban đầu

79

nghiên cứu về mức độ tương đồng trong đánh giá nguồn gốc và phân bố chất ô nhiễm

trong động vật nhuyễn thể.

3.10.3 Mẫu thực vật (cây rau rệu)

*Phân tích cấu tử chính: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Hg, Pb

PC1 PC2 PC3 PC4 PC5

Trị riêng 6,3821 3,5905 0,7743 0,2530 0,0000

Phương sai từng phần 0,580 0,326 0,070 0,023 0,000

Phương sai tích lũy 0,580 0,907 0,977 1,000 1,000

Biến PC1 PC2 PC3

Cr 0,395 0,004 0,018

Mn 0,323 -0,248 -0,198

Fe -0,078 -0,515 -0,104

Co -0,018 -0,505 0,026

Ni 0,289 -0,338 0,223

Cu 0,236 0,180 -0,820

Zn 0,394 0,007 -0,048

As -0,047 -0,509 -0,167

Cd 0,360 0,093 0,409

Hg 0,394 -0,001 -0,055

Pb 0,389 0,061 0,163

80

Hình 15-Biểu đồ trọng số của Cr,…,Pb

Hình 16 - Biểu đồ mức độ tương đồng của các nguyên tố trong mẫu thực vật

81

Rau rệu là loài thực vật có bộ rễ phát triển mạnh trong môi trường nước, chúng rất

dễ sinh trưởng và phát triển. Mẫu thực vật có sự tích lũy kim loại Fe, Co, Cu, Mn, As,

Cd thấp hơn mẫu động vật thu thập cùng mùa và cùng thời điểm.

Dựa trên mức độ tương đồng về sự tích lũy các nguyên tố kim loại nặng trong thực

vật ( khoảng 80%) ta có thể chia thành các nhóm sau:

Nhóm 1: gồm Fe, As, Co

Nhóm 2: gồm Cu

Nhóm 3: gồm Cr, Zn, Hg, Pb, Cd, Mn, Ni.

Mức độ tương đồng của sự tích lũy kim loại nặng trong thực vật về cơ bản khác với

động vật nhuyễn thể: mức độ tương đồng của Fe, As, Co trong thực vật rất lớn( khoảng

trên 90%) trong khi đó mức độ này ở ốc chỉ khoảng 65%.

Khi phân tích hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu trầm tích và mẫu ốc, đây là hai

nhân tố cùng tích tụ kim loại nặng, chúng ta có thể đánh giá được mối tương quan giữa

khả năng hấp thụ kim loại của trầm tích và ốc, và được thể hiện qua hệ số tích lũy sinh

học BSAF (biota sediment acumulatio factor). Hệ số tích lũy sinh học của một kim loại

là hệ số giữa tổng lượng kim loại trong ốc và lượng kim loại có trong môi trường. Hệ số

càng cao thì mức độ tích tụ kim loại càng lớn.

Trong đó Cx: hàm lượng kim loại nặng trong ốc

Cs: hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích.

Từ hàm lượng các kim loại nặng trong ốc và trầm tích , có thể xây dựng chỉ số BSAF

như sau:

Nguyên tố Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn As Cd Hg Pb

BSAF 0,005 0,367 0,116 0,205 0,115 2,887 1,544 1,134 1,005 0,447 0,082

82

Từ bảng trên , nhận thấy động vật nhuyễn thể đặc biệt tích tụ hàm lượng lớn Cu, Zn, As,

Cd sau đó đến Hg do đó cần theo dõi chặt chẽ hàm lượng các kim loại nặng này trong

thực phẩm đáy.

83

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

Quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi đã thu được những kết quả chính

như sau:

1. Chọn được các điều kiện phân tích thích hợp 11 kim loại nặng là Cr, Mn, Fe,

Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Hg, Pb theo phương pháp khối phổ dùng nguồn cảm ứng cao tần

plasma (ICP – MS)

2. Đã nghiên cứu 3 quy trình xử lý mẫu hệ hở: quy trình 1 với HNO 3, H2O2, quy

trình 2 với HNO3, H2O2, có thêm HClO4, quy trình 3 với HNO3, H2SO4, H2O2, đối với

mẫu động vật nhuyễn thể là ốc bươu vàng và lựa chọn được quy trình xử lý mẫu với các

axit HNO3, H2SO4 có thêm H2O2 cho hiệu suất thu hồi cao từ 92 - 94 %, độ lặp lại tốt

(%RSD < 8%) đồng thời phù hợp với trang thiết bị hiện có của phòng thí nghiệm. Đánh

giá được hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu trầm tích với các axit HNO3, HClO4, HF

cho hiệu suất thu hồi cao đạt từ 91 – 93 %, %RSD < 11%.

3. Xác định được hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu nước, trầm tích (bùn

đáy ao), mẫu động vật nhuyễn thể (ốc bươu vàng) và mẫu thực vật (cây rau rệu). Kết quả

cho thấy khu vực tái chế thu gom rác thải điện tử Triều Khúc - Hà Nội đã bị ô nhiễm kim

loại nặng như Pb, Hg, Zn trong trầm tích và Mn, Fe trong nước thải

4. Sử dụng phương pháp phân tích thông kê đa biến, bước đầu chúng tôi đã xác

định được nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích (bùn đáy ao), trong động vật

nhuyễn thể (ốc bươu vàng) và trong rau rệu như sau:

-Trong mẫu trầm tích nhóm, các kim loại Fe, Mn, Zn chủ yếu có mặt do nguồn gốc

tự nhiên, nhóm các kim loại As, Hg, Cd, Pb và nhóm các loại Cu, Cr, Co, Ni là nhóm

nguyên tố gây ô nhiễm trầm tích do cùng nguồn phát tán là rác thải điện tử. Tuy nhiên,

ảnh hưởng của nhóm các nguyên tố Cu, Cr, Co, Ni do rác thải gây ra được xếp sau nhóm

các nguyên tố As, Hg, Cd, Pb về mức độ ô nhiễm môi trường trầm tích.

- Trong mẫu động vật nhuyễn thể (xét cụ thể là ốc), khả năng tích lũy sinh học đối

với từng kim loại khác nhau là khác nhau. Đặc biệt ốc bươu vàng có sự tích tụ hàm

84

lượng lớn Cu, Zn, As, Cd (hệ số tích luỹ sinh học từ 1-2) sau đó đến Hg do đặc tính

sinh học của nó. Các nguyên tố Cu , Zn mặc dù sự ô nhiễm không xuất hiện chủ yếu do

rác thải điện tử, nhưng tích lũy sinh học cao của chúng làm cho ốc bị tích tụ chủ yếu

các kim loại nặng này. Chính vì vậy ốc nói riêng và động vật nhuyễn thể nói chung

được xem là các sinh vật chỉ thị, là đối tượng phân tích, đánh giá chất lượng môi trường

rất hiệu quả.

85

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng việt

1. Bộ y tế (1998) Quyết định 867/1998/QĐ- BYT

2. Bộ tài nguyên môi trường(2008), “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn

cho phép của kim loại nặng trong đất”, QCVN 03:2008/ BTNMT

3.Tham khảo tài liệu trên mạng “Gần 120 nước họp bàn giải quyết rác thải điện

tử”http://vietnamnet.vn/khoahoc/moitruong/2006/11/638075/

4. Huỳnh Trung Hải, Trần Văn Nhân, Cao Xuân Mai (12/2006) “Chất thải rắn công

nghiệp điện tử khu vực Hà Nội và khả năng tái chế các kim loại”, Báo cáo tại hội nghị

chất thải rắn – Hà Nội.

5. Đồng Minh Hậu, Hoàng Thị Thanh Thủy, Đào Phú Quốc(2008) “Nghiên cứu và

lựa chọn một số thực vật có khả năng hấp thu các kim loại nặng Cr, Cu, Zn trong bùn nạo

vét kênh Tân Hóa- Lò Gốm”Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, số 4 tháng 11.

6.Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức (2008)“Xác định lượng vết

kim loại nặng trong các loài trai ốc Hồ Tây – Hà Nội bằng phương pháp ICP – MS”.

Tạp chí phân tích hóa, lý và sinh học 2/ 2008

7. Nguyễn Thị Thanh Huyền (2008 ), Khóa luận tốt nghiệp

8 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt “Chỉ thị sinh học môi

trường”-NXB Giáo dục-2007

9. Phạm Luận (1998), “Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ khối lượng

nguyên tử - phép đo ICP-MS.”

10. Phạm Luận (2004), “Giáo trình những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu

phân tích”- Phần 1: những vấn đề cơ sở lý thuyết

11. Phạm Luận và cộng sự (1995), “Phương pháp phân tích phổ nguyên tử”, ĐHQG

Hà Nội.

86

http://vietnamnet.vn/khoahoc/moitruong/2006/11/638075/

12. Lê Thị Mùi(2008) “ Sự tích tụ chì và đồng trong một số loài nhuyễn thể hai

mảnh vỏ vùng ven biển Đà Nẵng”, Tạp chí KH-CN, Đại học Đà Nẵng, số 4(27)

13. Tham khảo tài liệu trên mạng “Mỹ tống tháo rác điện tử sang Châu Á”

http://www.laodong.com.vn/Home/My-tong-thao-rac-dien-tu-sang-Chau-A/

200711/65695.laodong

14. Tham khảo tài liệu trên mạng, “Vấn đề rác thải công nghiệp trên thế giới và ở

Việt Nam”, http://irv.moi.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=20223

15. QCVN 08 – 2008/BTNMT

16.Tạ Thị Thảo (2005), Giáo trình chemometrics, Đại học Khoa Học Tự Nhiên –

Đại học Quốc Gia Hà Nội

17. Bùi Ngọc Tuyên (2009), Khóa luận tốt nghiệp

18. Hoàng Thị Thanh Thủy, Nguyễn Như Hà Vy, Từ Thị Cẩm Loan

(2007)“Nghiên cứu địa hóa môi trường một số kim loại nặng trong trầm tích sông

rạch Thành phố Hồ Chí Minh”Tạp chí phát triển KHCN, tập 10.

19. NXB Hà Nội (2008) – Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học

trong thực phẩm ( theo QĐ 46/2007/ QĐ – BYT ngày 19 /12 / 2007 của Bộ Y Tế)

Tài liệu tiếng Anh

20.Al Moaruf Olukayode Ajasa, Muibat Olabisi Bello, Asiata Omotayo Ibrahim,

Isiaka Ajani Ogunwande, Nureni Olayide Olawore (2004), “Heavy trace metals and

acronutrients status in herbal plants of Nigeria”, Food Chemistry, No. 85, p. 67–71

21.Arias S., Duinker A., Julshamn K. (2004), “Copper, zinc, arsenic, cadmium,

mercury and lead in blue mussels (Mytilus edulis) in the Bergen Harbor erea, Western

Norway”, Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology , 73 (2): 276-284.

22.Arias Sari (2003), Trace metal concentrations in blue musels Mytilus edulis in

Byfjorden and the coastal areas of Bergen, Institute for Fisheries and Marine Biology

University of Bergen.

87

http://irv.moi.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=20223

http://www.laodong.com.vn/Home/My-tong-thao-rac-dien-tu-sang-Chau-A/200711/65695.laodong

http://www.laodong.com.vn/Home/My-tong-thao-rac-dien-tu-sang-Chau-A/200711/65695.laodong

23. Agency for Toxic Substances and Disease Registry - ATSDR (2000),

Toxicological profile for manganese (update), Department of Health and Human

Services, Public Health Service, Atlanta, GA: U.S.

24.Avela, W.E.P., Mantellatto, F.L.M., Tomazelli, A.C., Silva, D.M.L., Shuhama,

T., Lopes, J.L.C. (2000), “The maine mussel Perna Perna (Mollsca, Bivalvia, Mytilidae)

as an indicator contamination by heavy metals in the Ubatuba bay, Sao Paula, Brazil”,

Water, Air and Soil Poll., 118: 65-72.

25. A.T. Townsend and I. Snape (2008), “Multiple Pb sources in marine sediments

near the Australian Antarctic Station, Casey”, Science of The Total Environment, Volume

389, Issues 2-3, Pages 466-474.

26. B. W.Bailey , R.M.Donagall and T.S. West (2001), “A spectrofluorimetric

method for the determination of submicrogam amounts of copper”, Talanta, Volume

13,Issue 12, Pages 1661 -1665.

27. Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang. (2001). “Highly sensitive

spectrofluorimetric determination of trace amount of Chromium with 2-hydroxy- 1-

naphtaldehyene- 8- aminoquinoline”, Analytical letters, 34(8), p.1341- 1352.

28. Dong Yan-Jie, Ke Gai (2006), “The application of gibberellic acid to the

determination of trace amounts of lead by spectrofluorimetry”, Journal of the Chinese

Chemical Society, Vol 52, no 6, pp. 1131-1135

29. EU. 2001. Commision Regulation (ED) (No 466/2001), Setting maximum levels

for certain contaminants in food stuffs. 13.

30.Fred A. Otchere (2003), Heavy metals concentrations and burden in the bivalves

(Anadara (Senilia) senilis, Crassostrea tulipa and Perna perna) from lagoons in Ghana:

Model to describe mechanism of accumulation/excretion, Azimuth Consulting Group,

Vancouver, British Columbia.

31.F.Queirolo, S.Stegen, M.Restovic, M.Paz, P.Ostapzuk, M.J.Schwuger, L.Munoz

(2000) “ Total arsenic, lead, anh cadmium levels in vegetables cultivated at the Andean

villages of northern Chile”.vol 255, issues 1-3, p 75-84.

88

32. IRG Systems South Asia Pvt. Ltd, Final Draft Report on e-Waste Recycling

in Delhi Region, 10/2003 – 3/2004.

33. Jozep Szkoda and Jan Zmudzki (2005), “Determination of lead and cadmium in

biological material by graphite furnace atomic absorption spectrometry method”, Bull Vet

Inst Pulawy 49, pp. 89-92.

34. Jose´ Usero, Jose´ Morillo, Ignacio Gracia (2004) “ Heavy metalconcentrations

in molluss from the Atlantic coast of southern Spain”vol 55, issues 3, p 431-442.

35. Jonh R. Déan(1996), “ Methods for environmental trace analysis ” Journal of

Chromatography A, Volume 754, Issues 1-2, 22 November 1996, Pages 221-233.

36. Locatelli C. (2000), “Proposal of new analytical procedures for heavy metal

determination in mussels, clams and fishes”, Food additives and contaminants, 7: 769-

774.

37. M.G.M Alam, E.T. Snow, A Tanaka (2002) “ Arsenic and heavy metal

contamination of vegetables grown in Samta village, Bangladesh.”Asenic Exposure and

health effects V, p 103-114.

38. Mustafa Soylak, Sibel Saracoglu, Umit Divrikli and Latif Elcic,

“Coprecipitation of heavy metals with erbium hydroxide for their flame atomic

absorption spectrometric determinations in environmental samples”, Talanta, 66 (5), p.

1098-1102 ; 2/2005.

39. M. Bettinellia , G. M. Beone, S. Speziaa and C. Baffi, “Determination of

heavy metals in soils and sediments by microwave-assisted digestion and

inductively coupled plasma optical emission spectrometry analysis”, Analytica

Chimica Acta , 424 (2 ), p. 289-296; 10/2000.

40. Mussel Watch, The International Mussel Watch (1980), Report of a workshop

sponsored by the environmental studies board commission on natural resources,

National Research Council, National Academy of Sciencies, Washington, D.C., 245.

41.Marcos Pérez-López, María Hermoso de Mendoza, Ana López Beceiro and

Francisco Soler Rodríguez (2008), “Heavy metal (Cd, Pb, Zn) and metalloid (As) content

89

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=PublicationURL&_tockey=%23TOC%235216%232000%23995759997%23215471%23FLA%23&_cdi=5216&_pubType=J&_auth=y&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=da6763599703adb2c4c654063e03776a

http://www.sciencedirect.com/science/journal/00032670




http://www.sciencedirect.com/science?_ob=PublicationURL&_tockey=%23TOC%235288%232005%23999339994%23597319%23FLA%23&_cdi=5288&_pubType=J&_auth=y&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=bfeebe576fd66e0961b3c7cacc0ef4b6



in raptor species from Galicia (NW Spain)”, Ecotoxicology and Environmental

Safety, Volume 70, Issue 1, Pages 154-162.

42. M. Lucila Lares, Gilberto Flores-Munoz, Ruben Lara-Lara (2002) “Temporal

variability of bioavailable Cd, Hg, Zn, Mn and Al in an up welling regime”vol 120,

issues 3, p595-608.

43. Mohamed Maanan (2008), “Heavy metal concentrations in marine molluscs from

the Moroccan coastal region”, Environmental Pollution, Volume 153, Issue 1, Pages

176-183

44. Mustafa Türkmen, Aysun Türkmen, Yalçın Tepe, Alpaslan Ateş and Kutalmış

Gökkuş (2008), “Determination of metal contaminations in sea foods from Marmara,

Aegean and Mediterranean seas: Twelve fish species”, Food Chemistry, Volume 108,

Issue 2, Pages 794-800

45. N. Pourreza and K. Ghanemi (2009), “Determination of mercury in water and

fish samples by cold vapor atomic absorption spectrometry after solid phase extraction

on agar modified with 2-mercaptobenzimidazole”, Journal of Hazardous

Materials, Volume 161, Issues 2,9 February 2009, page 928-987

46. Phillips DJH. (1976a), “The common mussel Mytilus edulis as an indicator of

pollution by zinc, cadmium, lead and copper. II. Relationship of metals in the mussel to

those discharged by industry”, Marine Biology , 38: 59-69.

47. Phillips DJH. (1977a), “The use of biological indicator organisms to monitor

trace metal pollution in marine and estuarine environments - a review”, Environmental

Pollution, 13: 281-311.

48. Rainbow SP. (1995), “Biomonitoring of heavy metal availability in the marine

environment”, Marine Pollution Bulletin, 31: 183-192.

49. Simone Griesel, Antje Kakuschke, Ursula Siebert and Andreas Prange (2008),

“Trace element concentrations in blood of harbor seals (Phoca vitulina) from the Wadden

Sea”, Science of The Total Environment, Volume 392, Issues 2-3, Pages 313-323.

90

50. .S.D’ilio , F.Petrucci, M.D’Amato, M.Di Gregorio, O. Senofonte, N.Violante “

Method validation for determination of asenic, cadmium, chromium and lead in milk by

means of dynamic reaction cell inductively coupled plasma mass spectrometry”.

Analytica Chimica Acta, Volume 624, Issue 1, 22 August 2008, Pages 59-67.

51. Tessieretal, A., Campell, P.G.C., Blsson, M, “Squential extraction procedure forr the

speciation of particulate trace metal”, Anal. Chem, 51, 844 – 851, 1979.

52. Xiaodan Wang, Genwei Cheng, Xianghao Zhong và Mai – Heli, “Trace elements

in sub-alpine forest soils on the eastern edge of the Tibetan Plateau, China”, Environ

Geol, 2008.

53. Yanhong Wu, Xinhua Hou, Xiaoying Cheng, Shuchun Yao, Weilan Xia, Sumin

Wang, “Combining geochemical and statistical methods to distinguish anthropogenic source

of metals in lacustrine sediment: a case study in Dongjiu Lake, Taihu Lake catchment,

China”, Environ Geol, 52: 1467 – 1474, 2006.

91

Documents

Luan Van Luu Ha- Ban Chinh Thuc