Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http //www lrc tnu edu vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH HẰNG PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC THẢ[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH HẰNG PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC THẢI VÀ NƢỚC SINH HOẠT KHU VỰC LÂM THAO - PHÚ THỌ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỐ HỌC Thái Ngun - Năm 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH HẰNG PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC THẢI VÀ NƢỚC SINH HOẠT KHU VỰC LÂM THAO - PHÚ THỌ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUN TỬ Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Đặng Xuân Thƣ Thái Nguyên - Năm 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc hoàn thành trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Thái Nguyên Bản luận văn tơi hồn thành khơng nỗ lực nghiên cứu, học hỏi thân mà cịn thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình, quan nhiệt tình giúp đỡ động viên tơi nhiều suốt q trình Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đặng Xuân Thư tập tình hướng dẫn, định hướng bảo tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Nguyễn Quang Tuyển giúp đỡ, tạo điều kiện suốt thời gian nghiên cứu thực nghiệm Tôi chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa, thầy giáo, giáo khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, đặc biệt thầy cô tổ mơn Hóa học Phân tích dạy dỗ kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn sở GD&ĐT Quảng Ninh đặc biệt BGH trường PT DTNT tỉnh tạo điều kiện thuận lợi động viên nhiều trình tơi học tập nghiên cứu Qua cho phép tơi gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp nhiệt tình giúp đỡ cổ vũ tơi q trình học tập q trình tơi nghiên cứu để hồn thành luân văn Hà Nội, tháng 08 năm 2011 Nguyễn Minh Hằng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 1.1.3 Tình hình sử dụng nƣớc sinh hoạt Thạch Sơn 1.1.4 Những vấn đề môi trƣờng 1.1.5 Tình hình bệnh ung thƣ Thạch Sơn 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG 1.2.1 Trạng thái tự nhiên, vai trị tác dụng sinh hố Đồng 1.2.2 Trạng thái tự nhiên, vai trị tác dụng sinh hố Chì 1.2.3 Trạng thái tự nhiên, vai trò tác dụng sinh hoá Cadimi 10 1.2.4 Trạng thái tự nhiên vai trị sinh hố Mangan 11 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG 14 1.3.1 Nhóm phƣơng pháp phân tích cơng cụ 14 1.3.2 Nhóm phƣơng pháp phân tích hóa học 20 1.4 PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ XỬ LÍ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 24 1.4.1 Phƣơng pháp xử lí kết phân tích 24 1.4.2 Phƣơng pháp xử lí thống kê đƣờng chuẩn 25 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1.1 Sự xuất phổ hấp thụ nguyên tử 27 2.1.2 Nguyên tắc phƣơng pháp 27 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.3 Phép định lƣợng phƣơng pháp 29 2.1.4 Ƣu, nhƣợc điểm phƣơng pháp 30 2.1.5 Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 31 2.2 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ MÁY MÓC 32 2.2.1 Dụng cụ 32 2.2.2 Thiết bị máy móc 32 2.2.3 Hóa chất 33 2.2.4 Xử lý kết thực nghiệm 33 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 34 3.1 KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN ĐO PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ DÙNG NGỌN LỬA TRỰC TIẾP CỦA MỘT SỐ CATION KIM LOẠI (FAAS) 34 3.1.1 Khảo sát thông số máy 34 3.1.2 Khảo sát điều kiện nguyên tử hoá mẫu 39 3.1.3 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng tới phép đo 41 3.2 ĐÁNH GIÁ CHUNG 49 3.2.1 Phạm vi tuyến tính đồng, chì, cadimi, mangan 49 3.2.2 Tóm tắt điều kiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng lửa trực tiếp xác định số cation kim loại 51 3.3 XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG 52 3.3.1 Chuẩn bị dung dịch xây dựng đƣờng chuẩn 52 3.3.2 Xây dựng đƣờng chuẩn đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan 52 3.4 PHÂN TÍCH MẪU THỰC 56 3.4.1 Lấy mẫu xử lí mẫu 56 3.4.2 Phƣơng pháp xử lý kết 59 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.4.3 Kết xác định hàm lƣợng đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan mẫu 60 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt AAS Tiếng Anh Tiếng Việt Atomic AbsorptionSpectrometry Quang phổ hấp thụ nguyên tử Flame Atomic Quang phổ hấp thụ nguyên tử AbsorptionSpectrometry lửa ETA- Electron-Thermal Atomization Quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Atomic AbsorptionSpectrometry không lửa ICP Inductivity Coupled Plasma Plasma cao tầm cảm ứng Cu Copper Đồng Cd Cadmium Cadimi Pb Lead Chì Mn Manganese Mangan Zn Zinc Kẽm F-AAS Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Danh mục Trang Sơ đồ địa chất khu Công nghiệp Lâm Thao Cá chết nƣớc thải nhà máy làng ung thƣ Thạch Sơn, Phú Thọ Khu dân cƣ trù phú trƣớc (đã đƣợc di dời), thành cánh đồng ô nhiễm Hình 1.4 Quan hệ I-E phƣơng pháp cực phổ 14 Hình 2.1 Quan hệ A C 30 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống máy hấp thụ nguyên tử (máy Shimadzu 6300- Nhật Bản) 32 Hình 3.1 Sự phụ thuộc độ hấp thụ đông vào axit 43 Hình 3.2 Sự phụ thuộc độ hấp thụ chì vào axit 43 Hình 3.3 Sự phụ thuộc độ hấp thụ cadimi vào axit 44 Hình 3.4 Sự phụ thuộc độ hấp thụ mangan vào axit 45 Hình 3.5 Phạm vi tuyến tính nồng độ đồng 50 Hình 3.6 Phạm vi tuyến tính nồng độ chì 50 Hình 3.7 Phạm vi tuyến tính nồng độ cadimi 50 Hình 3.8 Phạm vi tuyến tính nồng độ mangan 51 Hình 3.9 Đƣờng chuẩn xác định đồng 54 Hình 3.10 Đƣờng chuẩn xác định cadimi Hình 3.11 Đƣờng chuẩn xác định chì 54 Hình 3.12 Đƣờng chuẩn xác định mangan Hình 3.13 Đƣờng chuẩn xác định kẽm 55 Hình 3.14 Mƣơng xỉ khu (đợt lấy mẫu: đợt đợt 3) Hình 3.15 Mƣơng xỉ khu (đợt lấy mẫu: đợt đợt 3) 58 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 55 58 http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.16 Ao hồ khu 10 (đợt lấy mẫu: đợt đợt 3) Hình 3.17 Đồ thị phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn Hình 3.18 Biểu đồ biểu diễn nồng độ cadimi số mẫu nƣớc sinh hoạt Hình 3.19 Biểu đồ biểu diễn nồng độ đồng số mẫu nƣớc sinh hoạt Hình 3.20 Biểu đồ biểu diễn nồng độ mangan số mẫu nƣớc sinh hoạt Hình 3.21 Biểu đồ biểu diễn nồng độ kẽm số mẫu nƣớc sinh hoạt Biểu đồ biểu diễn nồng độ đồng Hình 3.22 số mẫu nƣớc thải Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 59 60 69 69 70 70 71 Biểu đồ biểu diễn nồng độ cadimi 71 số mẫu nƣớc thải Biểu đồ biểu diễn nồng độ mangan số mẫu nƣớc thải Biểu đồ biểu diễn nồng độ kẽm số mẫu nƣớc thải Biểu đồ biểu diễn nồng độ chì số mẫu nƣớc sinh hoạt Biểu đồ biểu diễn nồng độ chì số mẫu nƣớc thải Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 72 73 73 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Danh mục Bảng 3.1a Vạch đo đặc trƣng nguyên tố đồng, chì, cadimi, mangan Bảng 3.1b Bảng 3.2a Bảng 3.2b Bảng 3.2c Kết khảo sát bƣớc sóng hấp thụ khác đồng, chì, cadimi, mangan Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử đồng cadimi vào cƣờng độ dòng đèn Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử chì vào cƣờng độ dịng đèn Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử mangan vào cƣờng độ dòng đèn 34 35 36 37 37 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ đồng 40 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ chì 40 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Ảnh hƣởng tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ cadimi Ảnh hƣởng tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ mangan Kết độ hấp thụ đồng dung dịch axit khác nồng độ khác Kết độ hấp thụ chì dung dịch axit khác nồng độ khác Kết độ hấp thụ cadimi dung dịch axit khác nồng độ khác Kết độ hấp thụ mangan dung dịch axit khác nồng độ khác Bảng 3.11 Ảnh hƣởng số cation đến phổ hấp thụ đồng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 40 42 43 44 44 46 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 3.12 Ảnh hƣởng số cation đến phổ hấp thụ chì Bảng 3.13 Ảnh hƣởng số cation đến phổ hấp thụ cadimi 46 Bảng 3.14 Ảnh hƣởng số cation đến phổ hấp thụ mangan Bảng 3.15 Sự phụ thuộc độ hấp thụ số cation vào nồng độ 48 49 Bảng 3.16 Bảng 3.17 Bảng 3.18 Bảng 3.19 Bảng 3.20 Bảng 3.21 Bảng 3.2 Các điều kiện tối ƣu cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử số kim loại máy Shimadzu 6300 Sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan Mẫu nƣớc sinh hoạt mẫu nƣớc thải khu vực Lâm Thao Phú Thọ Kết hàm lƣợng cation kim loại nặng mẫu nƣớc sinh hoạt Kết hàm lƣợng cation kim loại nặng mẫu nƣớc thải Kết phân tích kẽm, mangan theo phƣơng pháp thêm chuẩn phƣơng pháp đƣờng chuẩn Giá trị giới hạn cho phép nồng độ chất ô nhiễm nƣớc mặt nƣớc ngầm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 51 53 57 61 63 67 68 http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v thƣờng khơng tham gia tham gia vào q trình sinh hố thể sinh vật thƣờng tích luỹ thể chúng Vì vậy, chúng nguyên tố độc hại với sinh vật Ô nhiễm kim loại nặng biểu nồng độ cao kim loại nặng nƣớc Đối với ngƣời, nhiễm vào thể, kim loại nặng tích tụ lại mơ Đồng thời với q trình thể lại đào thải dần kim loại nặng Nhƣng nghiên cứu cho thấy tốc độ tích tụ kim loại nặng thƣờng nhanh tốc độ đào thải nhiều Thời gian để đào thải đƣợc nửa lƣợng kim loại nặng khỏi thể đƣợc xác định khái niệm chu kỳ bán thải sinh học (biologocal half - life), tức qua thời gian nồng độ kim loại nặng nửa so với trƣớc đó, ví dụ với thuỷ ngân chu kỳ vào khoảng 80 ngày, với cadimi 10 năm Điều cho thấy cadimi tồn lâu thể bị nhiễm phải Nguyên nhân chủ yếu gây nhiễm kim loại nặng q trình đổ vào môi trƣờng nƣớc, nƣớc thải công nghiệp nƣớc thải độc hại không xử lý xử lý không đạt yêu cầu Nƣớc rác thải sinh hoạt chƣa đƣợc xử lí tốt khiển mơi trƣờng nói chung nguồn nƣớc mặt nói riêng khơng cịn đảm bảo an toàn cho ăn uống Hàng loạt “làng ung thƣ” xuất nhƣ Phú Thọ gần đƣợc báo chí thƣờng xun nhắc đến, có ngun nhân từ ô nhiễm nguồn nƣớc sinh hoạt Vì việc phân tích đánh giá hàm lƣợng số cation kim loại nặng nƣớc thải nƣớc sinh hoạt quan trọng Có nhiều phƣơng pháp để xác định hàm lƣợng kim loại nặng, tùy thuộc vào hàm lƣợng chất phân tích mà sử dụng phƣơng pháp khác nhƣ: Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng, phƣơng pháp điện hóa, phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử, phƣơng pháp trắc quang, phƣơng pháp phân tích thể tích… Trong phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử có độ nhạy độ chọn lọc cao lại cho kết phân tích ổn định, sai số nhỏ Đặc biệt phƣơng pháp xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố mẫu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Từ lí trên, chúng tơi lựa chọn đề tài: “Phân tích hàm lƣợng số cation Kim loại nặng nƣớc thải nƣớc sinh hoạt khu vực Lâm Thao – Phú Thọ phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử.” Nhiệm vụ đặt ra: 1- Khảo sát điều kiện thực nghiệm xác định số cation kim loại nặng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng lửa 2- Khảo sát vùng tuyến tính phép đo số kim loại nặng 3- Xây dựng đường chuẩn số kim loại nặng 4- Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy phép đo 5- Phân tích mẫu thực theo phương pháp đường chuẩn, số mẫu thực theo phương pháp thêm chuẩn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1 Điều kiện tự nhiên Vị trí địa lý, địa hình Huyện Lâm Thao gồm 12 xã thị trấn có xã miền núi, diện tích khoảng 25 km2 Khu vực nghiên cứu chủ yếu khu công nghiệp Lâm Thao gồm thị trấn Lâm Thao, xã Thạch Sơn, thị trấn Hùng Sơn xã Chu Hố Địa hình huyện Lâm Thao chia thành kiểu: kiểu địa hình đồi thấp địa hình đồng nằm ven sơng Hồng Điều kiện khí tượng thuỷ văn Khí hậu nhiệt đới gió mùa chia làm mùa: xuân, hạ, thu, đông rõ rệt Mùa đông khô lạnh, mƣa Mùa hạ nóng ẩm, mƣa nhiều Nhiệt độ trung bình hàng năm 24 - 240C, cao tới 42,30C Độ ẩm dao động khoảng 76 - 94%, thấp tới 16% (Theo nguồn từ Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn) Ở đây, mùa mƣa kéo dài từ tháng đến tháng 9, mùa khô kéo dài từ 10 đến tháng năm sau 1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội Đây khu vực có kinh tế phát triển tập trung đơng dân cƣ, có thị trấn nơi tập trung số sở công nghiệp quan trọng gồm nhà máy Supe phôtphat Lâm Thao, nhà máy Ắc quy Vĩnh Phú (đã chuyển Việt Trì cách năm), nhà máy Ắc quy Total, nhà máy ximăng Tiên Kiên số sở công nghiệp, làng nghề khác Nhà máy Supe phôtphat Lâm Thao (nay Công ty Supe photphat Lâm Thao) bắt đầu hoạt động năm 1962 Liên Xô cũ giúp đỡ Từ năm 1962 đến tháng 6/2003 công nghệ chủ yếu sử dụng nguyên liệu quặng pyrit nên thải nhiều xỉ sau q trình luyện quặng Cơng ty cổ phần pin Ắc quy Vĩnh Phú nằm địa bàn xã Chu Hố Sản phẩm pin Ắc quy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Một số khu công nghiệp khác nằm chủ yếu tập trung thị trấn Nhƣng phần lớn khu dân cƣ sống nơng nghiệp Hình 1.1: Sơ đồ địa chất khu Công nghiệp Lâm Thao (Theo báo cáo Sở Khoa học Công nghệ Phú Thọ, [2]) 1.1.3 Tình hình sử dụng nƣớc sinh hoạt Thạch Sơn Ở xã Thạch Sơn có khoảng 50% sử dụng giếng đào nhƣng có nhiều giếng khơng sử dụng đƣợc Hiện có 02 cơng trình cấp nƣớc tập trung địa phƣơng quản lý khai thác gồm 01 cơng trình tập trung quy mơ nhỏ UNICEP tài trợ 01 cơng trình cấp nƣớc có quy mơ lớn (liên thơn) từ nguồn vốn chƣơng trình Quốc gia Cơng trình cấp nƣớc UNICEP tài trợ gồm 01 giếng khoan sâu 20m đƣợc đầu tƣ năm 1999 Nƣớc từ giếng khoan bơm thẳng vào mạng lƣới cấp nƣớc không qua xử lý Hiện trạm cấp nƣớc cho khoảng 180 hộ dân Cơng trình cấp nƣớc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn tập trung từ nguồn vốn Quốc gia bàn giao cho xã Thạch Sơn từ tháng 12 năm 2001 đến cuối 2004 giao cho HTX nơng nghiệp khai thác quản lý Đã có hệ thống xử lý: phun mƣa - lắng - lọc chủ yếu sử lý sắt Tuy thiết bị cũ kỹ nên chất lƣợng nƣớc sau xử lý chƣa đạt tiêu chuẩn nƣớc sinh hoạt Ngoài ra, có 40 hộ dân dùng nƣớc từ hệ thống cung cấp nƣớc nhà mày Supe photphat Lâm Thao Năm 2005, Nhà nƣớc chủ trƣơng dẫn nƣớc máy từ Việt Trì cho nhân dân Thạch Sơn nhƣng đến tháng 11 năm 2010, nhân dân bắt đầu có nƣớc dùng (theo khảo sát lại xã Thạch Sơn có nƣớc hầu khắp khu dân cƣ, nhƣng cịn số hộ không dùng nƣớc nhà máy cung cấp mà dùng nƣớc giếng khoan) Điều đặc biệt hệ thống nước thải nhà máy Supe photphat Lâm Thao trước nhờ qua hệ thống mương tưới tiêu xã Thạch Sơn 1.1.4 Những vấn đề môi trƣờng [2, 3, 4, 5] Xã Thạch Sơn có 1.800 hộ sống gần Cơng ty Supe photphat Hố chất Lâm Thao, 200 hộ sống ven đê sông Hồng cạnh đƣờng nƣớc thải Công ty Giấy Bãi Bằng – 400 hộ không sử dụng đƣợc nƣớc giếng nƣớc Cơng ty Supe photphat Hố chất Lâm Thao doanh nghiệp sản xuất phân bón vào loại lớn nƣớc ta Sản phẩm chủ yếu công ty Supe lân, phân hỗn hợp NPK sản phẩm hoá chất khác nhƣ axit sunfuric kĩ thuật, axit ắc quy, phục vụ cho nơng nghiệp quốc phịng Cơng suất sản xuất ban đầu Công ty 40.000 axit sunfuric, 100.000 supe lân/năm.Và suất sản xuất axit sunfuric tăng lần, supe lân tăng 14 lần Đối với công tác bảo vệ môi trƣờng, Công ty Hoá chất Supe photphat Hoá chất Lâm Thao có số giải pháp nhƣ nâng độ cao ống khói, đầu tƣ, cải tạo mơi trƣờng hai dây chuyền sản xuất axit theo công nghệ xây hồ tuần hoàn nƣớc dây chuyền sản xuất Tuy vậy, tình trạng gây nhiễm mơi trƣờng cịn nan giải chƣa khắc phục triệt để Theo điều tra báo cáo định kỳ Cục Bảo vệ Môi trƣờng Uỷ ban nhân dân xã Thạch Sơn cho thấy: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Nƣớc mặt, nƣớc giếng, đất bùn, chất thải rắn khơng khí bị nhiễm As số kim loại nặng độc hại Đặc biệt chất thải nhà máy bị ô nhiễm nghiêm trọng Một số nƣớc giếng số nhà dân có hàm lƣợng kim loại nặng nhƣ Pb, Cd, Hg, vƣợt tiêu chuẩn cho phép Có thể kết luận, xã Thạch Sơn có dấu hiệu ô nhiễm As kim loại nặng rau, cá Hình 1.2: Cá chết nước thải nhà máy làng ung thư Thạch Sơn, Phú Thọ (Nguồn: Tia sáng, Bộ KH&CN Việt Nam) 1.1.5 Tình hình bệnh ung thƣ Thạch Sơn [2, 3, 4, 5] Theo kết điều tra Sở Y tế tỉnh Phú Thọ theo thống kê Trạm y tế xã Thạch Sơn, từ năm 2005 đến tháng năm 2009, xã có 162 ngƣời chết, có 51 ngƣời chết bệnh ung thƣ chiếm 31,48% Các loại bệnh ung thƣ có 14 kiểu ung thƣ khác nhau, thƣờng gặp là: ung thƣ gan (27,4%), phổi (31,1%), dày (10,4%), vòm họng (9,4%), não (7,5%), lại ung thƣ cổ tử cung, máu, tinh hoàn, bàng quang, xƣơng, khớp, đại tràng Theo khảo sát nhất, từ đầu năm đến tháng năm 2010, xã Thạch Sơn có 44 ngƣời mắc bệnh ung thƣ, có 10 ngƣời chết Năm 1990, khu (xã Thạch Sơn) di dời nơi khác nhiễm khơng khí nặng nề khoảng 200 hộ dân, nơi nơi tỷ lệ ngƣời mắc bệnh ung thƣ cao Năm 2009, UBND xã Thạch Sơn xố bỏ lị gạch thủ cơng thay đổi dây chuyền công nghệ giảm thiểu ô nhiễm di dời dân khỏi khu vực bị nhiễm trầm trọng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 1.3: Khu dân cư trù phú trước (đã di dời), thành cánh đồng ô nhiễm (Nguồn Báo Pháp luật, Tp HCM) 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG [7, 13, 19] Kim loại nặng thuật ngữ dùng để kim loại có khối lƣợng riêng lớn g/cm3 Chúng tồn khí (dạng hơi), thuỷ (dạng muối hồ tan), địa (dạng rắn, khơng tan) sinh (trong thể động vật, thực vật) Kim loại nặng với hàm lƣợng nhỏ đƣợc coi cần thiết cho sinh vật nhƣ trồng, động vật Một số kim loại nặng nhƣ đồng, kẽm thành phần vitamin, men đƣợc coi nguyên tố dinh dƣỡng vi lƣợng Một số kim loại nặng khơng cần thiết cho sống, khơng có chức sinh hố nhƣ : Asen, chì, thuỷ ngân kim loại vào thể sinh vật dạng vết gây độc hại Các kim loại nặng xâm nhập vào môi trƣờng làm biến đổi điều kiện sống, tồn sinh vật mơi trƣờng Kim loại nặng hàm lƣợng vƣợt tiêu chuẩn cho phép gây độc hại cho môi trƣờng thể sinh vật Một số kim loại nặng (Pb, Cu, Zn, Mn, Cd, As ) vào nƣớc từ nguồn nƣớc thải sinh hoạt nguồn nƣớc thải công nghiệp Các kim loại nặng môi trƣờng pH khác chúng tồn dạng khác gây ô nhiễm cho nguồn nƣớc 1.2.1 Trạng thái tự nhiên, vai trị tác dụng sinh hố Đồng [7, 13, 19] Trạng thái tự nhiên đồng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Trong tự nhiên, đồng nguyên tố tƣơng đối phổ biến, chiếm khoảng 0,003% tổng số nguyên tử vỏ Trái đất Đồng tồn hai dạng hợp chất tự do, dạng tự đƣợc gọi kim loại tự sinh thƣờng bé Từ cổ xƣa loài ngƣời tiếp xúc với đồng, công cụ lao động đồng đƣợc gia công thời đại đồ đá lịch sử phát triển nhân loại đƣợc thay thời đại đồ đồng cách khoảng 6000 năm [20] Phần lớn đồng tồn dƣới dạng hợp chất có khoáng vật sunfua hay dạng oxi hoá (oxit, cacbonat) Những khống vật đồng là: cancosin (Cu2S) chứa 79,8% Cu, covelin (CuS) chứa 66,5% Cu, cancopirit (CuFeS2) chứa 34,57% Cu malachit (CuCO3.Cu(OH)2) Trong đất, hàm lƣợng đồng có giá trị từ 100 mg/kg Tại số vùng đất trồng nho, cà chua, sử dụng chất bảo vệ thực vật, hàm lƣợng đồng đất đạt tới 600 mg/kg Vai trị tác dụng sinh hoá đồng [13, 19] Đồng kim loại màu quan trọng công nghiệp kĩ thuật Hơn 50% lƣợng đồng khai thác hàng năm đƣợc dùng để làm dây dẫn điện, 30% đƣợc dùng để chế tạo hợp kim Do có khả dẫn nhiệt tốt chịu ăn mòn, đồng kim loại đƣợc dùng để chế tạo thiết bị trao đổi nhiệt, sinh hàn chân không, chế tạo nồi hơi, ống dẫn dầu dẫn nhiên liệu Một số hợp chất đồng đƣợc sử dụng làm chất màu trang trí, chất liệu trừ nấm mốc Trong nƣớc sinh hoạt, đồng có nguồn gốc từ đƣờng ống dẫn thiết bị nội thất, nồng độ đạt tới vài mg/l tiếp xúc lâu với thiết bị đồng Trong nƣớc tự nhiên, đồng tồn hai trạng thái hoá trị 1+ 2+ thƣờng với nồng độ vài mg/l, nƣớc biển từ g/l Đồng tích tụ hạt sa lắng phân bố lại vào môi trƣờng nƣớc dạng phức chất với hợp chất hữu tự nhiên tồn nƣớc Đồng độc cá, đặc biệt có thêm kim loại khác nhƣ kẽm, cađimi thủy ngân Đồng nguyên tố vi lƣợng cần thiết có nhiều vai trị sinh lí thể ngƣời Đồng liên kết với protein tạo phức hemocurpein, hepatocurpein Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn máu, gan, sữa, thai Đồng tham gia tạo sắc tố hô hấp hemoglobin Các nghiên cứu cho thấy số ngƣời mắc bệnh thần kinh nhƣ bệnh schizophrenia có nồng độ đồng cao thể Cơ thể thiếu đồng ảnh hƣởng đến phát triển, đặc biệt với trẻ em Mọi hợp chất đồng chất độc, 30 g đồng (II) sunphát có khả gây chết ngƣời Nồng độ an toàn đồng nƣớc uống ngƣời dao động theo nguồn, nhƣng có xu hƣớng nằm khoảng 1,5 mg/l Lƣợng đồng vào thể theo đƣờng thức ăn ngày khoảng 2 mg Theo tiêu chuẩn nƣớc quy định hàm lƣợng Cu ≤ 2,0mg/l, ( TCVN 6193-1996) 1.2.2 Trạng thái tự nhiên, vai trò tác dụng sinh hố Chì [7, 13, 19] Trạng thái tự nhiên Chì Chì bảy kim loại (Au, Ag, Cu, Fe, Sn, Pb, Hg) mà ngƣời biết từ thời thƣợng cổ Trong tự nhiên, chì nguyên tố tƣơng đối phổ biến, chiếm khoảng 1.10-4% tổng số nguyên tử vỏ trái đất Có nhiều khống vật chứa chì nhƣ quặng galenit (PbS), quặng cerusit (PbCO3), quặng anglesit (PbSO4) Trong khí chì tƣơng đối giàu so với kim loại nặng khác Nguồn chì phân tán khơng khí xuất phát từ nguyên liệu xăng chứa chì Cùng với chất gây nhiễm khác chì đƣợc loại khỏi khí q trình sa lắng khơ ƣớt Kết bụi thành phố đất bên đƣờng ngày giàu chì với nồng độ điển hình cỡ khoảng 1000 4000mg/kg bụi đất nơi có phƣơng tiện giao thơng cao Trong nƣớc, chì tồn dạng hố trị II Chì nƣớc máy có nguồn gốc tự nhiên chiếm tỉ lệ nhỏ, chủ yếu từ đƣờng ống dẫn, thiết bị tiếp xúc có chứa chì Vai trị tác dụng sinh hố chì Tác dụng hố sinh chủ yếu chì tác động tới tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu Chì ức chế số enzym quan trọng trình tổng hợp máu tích luỹ hợp chất trung gian trình trao đổi chất Hợp chất trung gian kiểu axit delta - amino levulinic (ALA- đehdrase) Một pha quan trọng tổng hợp máu chuyển hoá axit delta-amino levulinic thành porphobilinogen Chì ức chế enzym ALA-đehdrase, giai đoạn tạo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH HẰNG PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC THẢI VÀ NƢỚC SINH HOẠT KHU VỰC LÂM THAO - PHÚ THỌ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ... tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Từ lí trên, chúng tơi lựa chọn đề tài: ? ?Phân tích hàm lƣợng số cation Kim loại nặng nƣớc thải nƣớc sinh hoạt khu vực Lâm Thao – Phú Thọ. .. phép đo phổ hấp thụ nguyên tử số kim loại máy Shimadzu 6300 Sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan Mẫu nƣớc sinh hoạt mẫu nƣớc thải khu vực Lâm Thao Phú Thọ Kết hàm lƣợng