s ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HẠNH PHÂN TÍCH MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG HÓA HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA NƢỚC DẰN TÀU DÙNG TRONG MỘT SỐ TÀU CHỞ HÀNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KH[.]
s ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HẠNH PHÂN TÍCH MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG HÓA HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA NƢỚC DẰN TÀU DÙNG TRONG MỘT SỐ TÀU CHỞ HÀNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HẠNH PHÂN TÍCH MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG HÓA HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA NƢỚC DẰN TÀU DÙNG TRONG MỘT SỐ TÀU CHỞ HÀNG Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 6044011 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM THỊ NGỌC MAI Hà Nội - 2015 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới cô TS Phạm Thị Ngọc Mai – Bộ mơn Hóa Phân Tích – Trƣờng ĐH Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQG Hà Nội giao đề tài tận tình hƣớng dẫn chun mơn, phƣơng pháp nghiên cứu tạo điều kiện giúp em hoàn thành luận văn Xin gửi lời trân trọng cảm ơn tới cô PGS.TS Tạ Thị Thảo thầy mơn Hóa Phân Tích – Trƣờng ĐH Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQG Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ em trình triển khai nghiên cứu, thực hiệ đề tài Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ngƣời bạn sinh viên khác Bộ mơn Hóa học phân tích bạn anh chị bạn bè lớp Cao học khóa 2012 -2014, đặc biệt bạn Hoàng Thị Tuyết Nhung (K54T), Nguyễn Thị Thơm (K57A), Lê Sĩ Hƣng (K51T) Hoàng Thanh Thái (K53A) nhiệt tình giúp đỡ em trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, từ sâu thẩm trái tim cảm ơn gia đình, cảm ơn bố mẹ với tình u vơ điều kiện ln bên quan tâm động viên, hỗ trợ suốt trình học tập làm luận văn Hà Nội, ngày 08 tháng 01 năm 2015 Học viên Nguyễn Thị Hạnh Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh MỤC LỤC TRANG DANH MỤC VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nƣớc dằn tàu 1.2 Tình trạng nƣớc dằn tàu 1.2.1 Trên giới: 1.2.2 Tại Việt Nam 1.3 Thành phần nƣớc dằn tàu 1.3.1 Sinh vật 1.3.2 Thành phần hóa học chung nƣớc dằn tàu 1.3.2.1 Độ muối 1.3.2.2 Độ dinh dƣỡng 1.3.2.3 Kim loại nặng 11 1.4 Xác định thành phần hóa học chung nƣớc dằn tàu 12 1.4.1 Xác định độ muối 12 1.4.2 Xác định Photpho 13 1.4.2.1 Xác định photpho phƣơng pháp khối lƣợng 13 1.4.2.2 Xác định photpho phƣơng pháp thể tích với thuốc thử molypdat 13 1.4.2.3 Xác định photpho phƣơng pháp trắc quang 14 1.4.3 Xác định Nitơ 15 1.4.3.1 Xác định Nitrat 15 1.4.3.2 Xác định nitrit 17 1.4.3.3 Xác định amoni 19 1.4.4 Xác định kim loại nặng 20 1.4.4.1 Phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) 20 1.4.4.2 Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 21 1.4.4.3 Phƣơng pháp phổ Plasma cảm ứng cao tần (ICP-MS) 22 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 25 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 25 2.2 Nội dung nghiên cứu 25 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 25 2.3.1 Lấy mẫu 25 2.3.2 Phƣơng pháp phân tích 26 2.3.2.1 Xác định Clorua: Phƣơng pháp Mohr 26 2.3.2.2 Xác định tổng photpho: Phƣơng pháp xanh Molypden 26 2.3.2.3 Xác định nitrat: Phƣơng pháp khử với Zn/CdSO4 27 2.3.2.4 Xác định nitrit: Phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử Griss 27 + 2.3.2.5 Xác định amoni ( NH4 ): Phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử Nessler 27 2.3.2.6 Kim loại nặng 27 2.3.3 Đánh giá chung phép đo 27 2.3.3.1 Giới hạn phát hiện, Giới hạn định lƣợng 27 2.3.3.2 Sai số phép đo 28 2.4 Hóa chất thiết bị 29 2.4.1 Thiết bị 29 2.4.2 Dụng cụ 30 2.4.3 Các hóa chất tiêu chuẩn 30 2.4.3.1 Độ muối 30 2.4.3.2 Photpho 30 2.4.3.3 Nitơ 31 2.4.3.4 Kim loại nặng 33 2.5 2.5.1 Quy trình phân tích 33 Quy trình phân tích nƣớc dằn tàu 33 2.5.1.1 Xác định độ muối nƣớc dằn tàu 33 2.5.1.2 Xác định photpho nƣớc dằn tàu 33 2.5.1.3 Xác định nitơ nƣớc dằn tàu 34 2.5.1.4 Xác định kim loại nặng mẫu nƣớc dằn tàu 34 2.5.2 Phân tích bùn dằn tàu 36 2.5.2.1 Xác định photpho bùn dằn tàu 36 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh 2.5.2.2 Xác định nitơ bùn dằn tàu 37 2.5.2.3 Xác định kim loại nặng bùn dằn tàu 37 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THảO LUậN 39 3.1 Đánh giá chung quy trình phân tích 39 3.1.1 Xác định Photpho 39 3.1.2 Xác định Nitrat 40 3.1.3 Xác đinh Nitrit 42 3.1.4 Xác đinh Amoni 44 3.1.5 Xác định kim loại phƣơng pháp ICP – MS kết hợp chiết pha rắn (SPE) ……………………………………………………………………………………….4 3.1.5.1 Xây dựng đƣờng chuẩn xác định kim loại 45 3.1.5.2 Ảnh hƣởng pH đến độ thu hồi kim loại 47 3.1.5.3 Ảnh hƣởng tốc độ nạp mẫu đến độ thu hồi kim loại 48 3.1.5.4 Ảnh hƣởng dung môi rửa giải đến độ thu hồi kim loại 49 3.1.5.5 Ảnh hƣởng nồng độ axit rửa giải đến độ thu hồi kim loại 50 3.1.5.6 Ảnh hƣởng thể tích axit rửa giải đến hiệu suất thu hồi kim loại 51 3.1.5.7 Đánh giá độ xác phƣơng pháp phân tích 52 3.1.6 3.2 3.2.1 Xác định kim loại mẫu bùn dằn tàu 54 Phân tích mẫu thực 55 Phân tích mẫu nƣớc dằn tàu 55 3.2.1.1 Xác định độ muối mẫu nƣớc dằn tàu 55 3.2.1.2 Xác định Photpho mẫu nƣớc dằn tàu 56 3.2.1.3 Xác định Nitrit mẫu nƣớc dằn tàu 57 3.2.1.4 Xác định Nitrat mẫu nƣớc dằn tàu 57 3.2.1.5 Xác định Amoni mẫu nƣớc dằn tàu 59 3.2.1.6 Xác định Kim loại mẫu nƣớc dằn tàu 60 3.2.2 Phân tích mẫu bùn dằn tàu 61 3.2.2.1 Xác định Photpho mẫu bùn dằn tàu 61 3.2.2.2 Xác định Nitơ tổng mẫu bùn dằn tàu 62 3.2.2.3 Xác định kim loại mẫu bùn dằn tàu 66 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt IMO International Maritime Organisation Tổ chức hàng hải quốc tế UNDP United Nations Development Chƣơng trình phát triển liên hợp Programme quốc PSU Practical Salinity Unit Đơn vị độ mặn thực tế LOD Limit of detection Giới hạn pháp LOQ Limit of quantitation Giới hạn định lƣợng FAAS Flame atomic absorption spectrometry Quang phổ hấp phụ nguyên tử lửa ICP-AES Inductively Coupled Plasma Atomic Quang phổ phát xạ plasma cảm ứng Emission Spectrometry GFAAS ICP - MS SPE Graphite Furnace Atomic Absorption Quang phổ hấp phụ nguyên tử Spectrometry không lửa Inductively coupled plasma – mass Phƣơng pháp phân tích phổ khối spectrometry nguyên tử Solid phase extraction Chiết pha rắn Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh DANH MỤC HÌNH TRANG Hình 1.1: Mặt cắt ngang khoang chở hàng Hình 1.2: Hoạt động bơm xả nƣớc dằn tàu thuyền Hình 1.3: Mơ hình đời sống khả đƣợc vận chuyển qua nƣớc dằn tàu trai – A, tôm Panda – B Hình 1.4: Ơ nhiễm dầu hệ sinh thái biển Hình 3.1: Đƣờng chuẩn xác định Photpho 39 Hình 3.2: Đƣờng chuẩn xác định Nitrat 41 Hình 3.3: Đƣờng chuẩn xác định Nitrit 43 Hình 3.4: Đƣờng chuẩn xác định Amoni 44 Hình 3.5: Ảnh hƣởng pH đến độ thu hồi kim loại 47 Hình 3.6: Ảnh hƣởng tốc độ nạp mẫu đến độ thu hồi kim loại 49 Hình 3.7: Ảnh hƣởng nồng độ axit rửa giải đến độ thu hồi kim loại 51 Hình 3.8: Ảnh hƣởng thể tích axit rửa giải đến hiệu suất thu hồi kim loại52 Hình 3.9: Độ muối mẫu nƣớc dằn tàu 55 Hình 3.10: Tổng nồng độ Photpho mẫu nƣớc dằn tàu 56 Hình 3.11: Nồng độ N- NO2- mẫu nƣớc dằn tàu 57 Hình 3.12: Biểu diễn nồng độ N- NO3- mẫu nƣớc dằn tàu 58 Hình 3.13: Biểu diễn nồng độ N- NH4+ mẫu nƣớc dằn tàu 59 Hình 3.14: Tổng P mẫu bùn dằn tàu 62 Hình 3.15: Tổng hàm lƣợng N vcht mẫu bùn dằn tàu 65 Hình 3.16: Biểu diễn dạng tồn N vcht mẫu bùn dạng khác 66 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh DANH MỤC BẢNG TRANG Bảng 1.1: Thành phần chủ yếu nƣớc biển Bảng 1.2: Nguyên tắc ba phƣơng pháp chuẩn độ halogen 13 Bảng 2.1: Danh sách tàu lấy mẫu 26 Bảng 2.2: Mối quan hệ nồng độ chất phân tích giá trị CV(%) chấp nhận đƣợc theo ISO 29 Bảng 2.3: Các điều kiện thông số tối ƣu xác định kim loại máy ICP – MS 36 Bảng 2.4: Các đông vị kim loại đo phép đo ICP - MS……………………….36 Bảng 3.1: Kết đƣờng chuẩn photpho 39 Bảng 3.2: Độ xác sai số tƣơng đối nồng độ khác photpho 40 Bảng 3.3: Kết đƣờng chuẩn Nitrat 41 Bảng 3.4: Độ xác sai số tƣơng đối nồng độ khác Nitrat 42 Bảng 3.5: Kết xác định đƣờng chuẩn Nitrit 42 Bảng 3.6: Độ xác sai số tƣơng đối nồng độ khác Nitrit 43 Bảng 3.7: Các bƣớc thiết lập mẫu chuẩn để phân tích NH4+ phƣơng pháp Nessler 44 Bảng 3.8: Độ xác Sai số tƣơng đối nồng độ khác Amoni 45 Bảng 3.9: Kết đƣờng chuẩn kim loại 46 Bảng 3.10: Phƣơng trình đƣờng chuẩn kim loại đo ICP - MS 46 Bảng 3.11: Giá trị LOD, LOQ kim loại 46 Bảng 3.12: Ảnh hƣởng pH đến độ thu hồi kim loại 47 Bảng 3.13: Ảnh hƣởng tốc độ nạp mẫu đến độ thu hồi kim loại 48 Bảng 3.14: Ảnh hƣởng dung môi rửa giải đến độ thu hồi kim loại 50 Bảng 3.15: Ảnh hƣởng thể tích axit rửa giải đến độ thu hồi kim loại 51 Bảng 3.16: Độ lặp lại phép đo ICP – MS kết hợp chiết pha rắn 53 Bảng 3.17: Hiệu suất thu hồi kim loại phuơng pháp ICP – MS kết hợp chiết pha rắn loại bỏ muối 53 Bảng 3.18: Hiệu suất thu hồi phƣơng pháp 54 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh Bảng 3.19: Độ muối mẫu nƣớc dằn tàu 55 Bảng 3.20: Tổng nồng độ Photpho mẫu nƣớc dằn tàu 56 Bảng 3.21: Nồng độ Nitrit mẫu nƣớc đăn tàu 57 Bảng 3.22: Nồng độ Nitrat mẫu nƣớc dằn tàu 58 Bảng 3.23: Nồng độ Amoni mẫu nƣớc dằn tàu 59 Bảng 3.24: Nồng độ ion kim loại mẫu nƣớc dằn tàu 60 Bảng 3.25: Tổng hàm lƣợng photpho mẫu bùn 62 Bảng 3.26: Hàm lƣợng nitrit mẫu bùn 63 Bảng 3.27: Hàm lƣợng Nitrat mẫu bùn 63 Bảng 3.28: Hàm lƣợng Amoni mẫu bùn dằn tàu 64 Bảng 3.29: Tổng hàm lƣợng N vcht mẫu bùn 64 Bảng 3.30: Hàm lƣợng kim loại nặng mẫu bùn dằn tàu ICP - MS 67 Bảng 3.31: So sánh hàm lƣợng kim loại mức trung bình, lớn nhỏ luận văn báo cáo bùn dằn tàu Scostland 67 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh LỜI NÓI ĐẦU Nƣớc dằn tàu (Ballast water) yếu tố tuyệt đối quan trọng vận hành an toàn tàu chuyến dài qua biển đại dƣơng Nó giúp cho tàu có cân ổn định hoạt động chế độ khơng có hàng hàng Tuy nhiên, nƣớc dằn tàu lại mối đe doạ vơ lớn hệ sinh thái môi trƣờng biển, dẫn đến hậu to lớn cho sức khoẻ ngƣời nhƣ kinh tế giới Các sinh vật sống sót sau hành trình tàu đƣợc xả ngồi mơi trƣờng theo nƣớc dằn tàu Các nghiên cứu cho thấy loài tảo độc đƣợc tìm thấy nƣớc dằn tàu nƣớc xung quanh khu vực biển Thái Bình Dƣơng phát triển vƣợt mức, kìm hãm phát triển loài khác Sự phát triển gây tƣợng thay đổi màu sắc nƣớc biển đƣợc biết nhƣ tƣợng thủy triều đỏ Hiện tƣợng thủy triều đỏ giết chết loài cá, tạo chất độc tích lũy lồi ốc mà ngƣời ăn vào ảnh hƣởng đến sức khỏe, chí gây tử vong Ngồi ra, khơng có sinh vật mà thành phần hóa học nhƣ chất dinh dƣỡng, độ muối kim loại nặng nƣớc dằn tàu là nguyên nhân gây vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trƣờng biển [17] Canada Australia quốc gia quan tâm đến mối đe dọa từ vận chuyển nƣớc dằn tàu có chứa sinh vật thuỷ sinh nguy hiểm nêu vấn đề Ủy ban Bảo vệ Môi trƣờng Tổ chức hàng hải quốc tế (MEPC) (IMO) vào cuối năm 1980 Các thành viên IMO xây dựng "Hƣớng dẫn kiểm soát quản lý nƣớc dằn tàu nhằm giảm tối thiểu khả di chuyển sinh vật biển có hại mầm bệnh" đƣợc thông qua năm 1997 Cơng ƣớc quốc tế kiểm sốt quản lý nƣớc dằn tàu trầm tích đƣợc thơng qua vào tháng năm 2004 IMO [17, 20] Hiện Việt Nam, với phát triển nhanh phƣơng tiện vận tải biển năm qua (Việt Nam có 1.600 tàu biển, trọng tải 6,2 triệu tấn, đứng thứ 31 giới) vấn đề nhiễm mơi trƣờng nói chung nhiễm mơi trƣờng biển nói riêng vấn đề nghiêm trọng nhận đƣợc nhiều quan tâm xã hội Các nguồn gây ô nhiễm biển chủ yếu phát sinh từ hoạt động hàng hải, thủy sản, du lịch, dầu khí hoạt động thƣơng mại khác liên quan đến việc sử Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh dụng tài nguyên biển đa dạng phức tạp Trên thực tế có nguồn gây nhiễm đƣợc biết tới nhƣng lại nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng nƣớc dằn thải từ tàu Trong nghiên cứu tác giả Nguyễn Việt Quốc phát có mặt sinh vật lạ cảng hệ thống sông Sài Gòn, nhƣ Amphiascus sp., Bestiolina sp., Harpacticus-sp., Jalysus sp., Hemicyclops sp., Kelleria spd., … Các phiêu sinh vật ngoại lai tác động ảnh hƣởng đến lƣới thức ăn khu vực cịn gây hại cho nhiều thủy sinh vật khác[20] Trên thực tế, Việt Nam thành viên IMO vào năm 1993 ngành cơng nghiệp đóng tàu biển ý đến việc lắp đặt hệ thống xử lý nƣớc dằn, nhƣng chƣa mang lại hiệu cao Chúng ta chƣa có phận nghiên cứu phát triển (R&D) liên quan đến nƣớc dằn tàu nhƣ quốc gia tiên tiến giới, lƣu lƣợng hàng hóa lƣu thơng cảng ngày tăng Hơn nƣớc ta có đƣờng bờ biển dài vấn đề bảo vệ mơi trƣờng biển trở nên cấp thiết Vì lý trên, luận văn này, chọn đề tài “ Phân tích số đặc trƣng hóa học đánh giá trạng nƣớc dằn tàu dùng mô ̣t số tàu chở hàng ” chọn nƣớc dằn bùn dằn tàu đối tƣợng nghiên cứu Chúng tập trung vào việc nghiên cứu số đặc trƣng hóa học nhƣ độ muối, hợp chất dinh dƣỡng vô (Photpho, Nitơ), hàm lƣợng kim loại nặng nƣớc dằn bùn dằn tàu tàu chở hàng cảng Hải Phòng Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nƣớc dằn tàu Vật dằn đƣợc định nghĩa chất lỏng rắn đƣợc mang tàu để điều chỉnh ổn định để trì cân giới hạn chấp nhận đƣợc Trƣớc năm 1880 tàu thuyền sử dụng vật cứng nhƣ đá, cát, kim loại để dằn tàu, nhƣng việc sử dụng vật thể cứng thật không thuận tiện Gần đây, công nghệ kỹ thuật phát triển với đời tàu vỏ thép công nghệ bơm, nƣớc đƣợc đƣa vào thay cho vật thể rắn để dằn tàu Sử dụng nƣớc có ƣu điểm dễ dàng bơm vào khỏi két nƣớc dằn mà khơng địi hỏi nhiều nhân lực Nƣớc dằn tàu đặc biệt quan trọng tàu mang khơng mang hàng hóa Khi tàu đầy hàng, ổn định tàu chủ yếu đƣợc thực hàng hóa Nhƣng tàu khơng có hàng hàng, sức hàng hóa làm tăng bất ổn định tàu Thực chất, bơm nƣớc dằn tàu hình thức đƣa thêm trọng lƣợng vào phần thấp tàu, làm tăng trạng thái ổn định cách kéo trọng lực trung tâm xuống thấp trung tâm sức Nƣớc dằn tàu đƣợc sử dụng để đảm bảo ngăn nắp, tính tiện dụng ổn định tàu suốt trình bốc dỡ hàng hóa cảng biển; bao gồm việc giữ tàu đủ sâu nƣớc để đảm bảo hiệu hoạt động cánh quạt bánh lái để tránh mũi lên từ nƣớc, đặc biệt vùng biển nặng.[ 17, 20, 42, 55] Hình 1.1: Mặt cắt ngang khoang chở hàng Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh Nƣớc dằn tàu cịn có vai trò bù đắp cho phần nhiên liệu tiêu hao trình vận chuyển tàu Tàu Viễn Dƣơng sử dụng nƣớc dằn tàu để trì trạng thái ổn định, cân bằng, độ bền cấu trúc tàu Thông thƣờng, tàu bơm nƣớc dằn tàu vào ba khoang chứa dỡ hàng hóa cảng bơm chất hàng hóa cảng khác Ngoài ra, tàu bơm nƣớc dằn tàu vào để gia tăng trọng lƣợng băng qua cầu bơm nƣớc dằn tàu nhằm giảm trọng lƣợng vào sông cạn, vào kênh.[17, 54, 56] Hình 1.2: Hoạt động bơm xả nước dằn tàu thuyền Nguồn: CSIRO Australia, 2008 Thông thƣờng nƣớc dằn tàu chảy vào hệ thống đƣờng ống, vào khoang hàng thông qua van gọi “van thông biển” [17] Khi tàu bơm nƣớc tất nƣớc dằn theo ra, nhiên phần đáng kể nƣớc thƣờng chứa nồng độ cao chất bùn lắng khoang chứa Phần nƣớc gọi nƣớc dằn tàu khơng thể bơm hay cịn gọi bùn lắng.[20] 1.2 Kiểm soát quản lý nƣớc dằn tàu 1.2.1 Trên giới: Trải qua nhiều thiên niên kỷ, loài thuỷ sinh đƣợc phân tán toàn biển đại dƣơng dựa theo dòng chảy bám dính vào vật trơi biển Tuy nhiên, rào cản tự nhiên nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, đất liền ngăn cản trình phân tán lồi thuỷ sinh nên có đƣợc hệ sinh thái đa dạng, đặc Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh thù vùng Sau này, việc sử dụng nƣớc biển để làm nƣớc dằn tàu, việc đóng đƣợc tàu lớn hơn, chạy nhanh để đến nơi giới khoảng thời gian ngắn góp phần vào việc phá huỷ rào cản tự nhiên, giúp sinh vật vƣợt qua đƣợc rào cản để di chuyển sang mơi trƣờng thông qua nƣớc dằn tàu Khi gặp yếu tố thuận lợi, sinh vật sống sót sau trình tái tạo phát triển quần thể môi trƣờng gây hại cho hệ sinh thái sở Ngƣời ta e ngại số bệnh truyền nhiễm nhƣ dịch tả đƣợc vận chuyển qua đƣờng nƣớc dằn tàu Có nhiều minh chứng việc nhiều loại sinh vật lạ gây ảnh hƣởng đến hệ sinh thái, kinh tế, sức khoẻ ngƣời đƣợc đƣa đến mơi trƣờng có ngƣời sinh sống Phản ứng lại mối đe doạ từ loài thuỷ sinh xâm nhập, Hội nghị Liên Hiệp Quốc mơi trƣờng phát triển chƣơng trình làm việc Rio de Janeiro năm 1992 kêu gọi IMO hội đồng quốc tế khác tập trung vào vấn đề vận chuyển nƣớc dằn tàu chứa sinh vật thuỷ sinh nguy hiểm Hội nghị cấp cao phát triển bền vững (WSSD) tổ chức Johannesburg từ ngày 26/8 đến 4/9 năm 2002 tái khẳng định lại chƣơng trình làm việc kế hoạch thực thi WSSD kêu gọi đẩy nhanh việc phát triển biện pháp nhằm ngăn chặn loài thuỷ sinh xâm nhập qua nƣớc dằn tàu thúc đẩy IMO hồn thành "Cơng ƣớc nƣớc dằn tàu IMO" Các nƣớc thành viên IMO xây dựng hƣớng dẫn kiểm soát quản lý nƣớc dằn tàu nhằm giảm thiểu việc chuyển sinh vật thủy sinh có hại mầm bệnh IMO tích cực thực biện pháp quy định để giảm thiểu thay đổi lồi cách áp dụng Cơng ƣớc quốc tế kiểm soát quản lý nƣớc dằn tàu trầm tích năm 2004, Cơng ƣớc có hiệu lực sau 12 tháng Tính đến tháng 8/2012, Cơng ƣớc kiểm sốt quản lý nƣớc dằn tàu (Ballast Water Management BWM) đƣợc 35 quốc gia phê chuẩn với đội tàu tổng cộng chiếm 27,95% tổng dung tích đội tàu thƣơng mại giới [17, 20] 1.2.2 Tại Việt Nam Thông tin từ Văn phòng IMO Việt Nam, 80% lƣợng hàng hóa thƣơng mại vận chuyển đến quốc gia ngành Vận tải biển đảm nhận Với cƣờng độ hoạt động nhƣ vậy, vận tải biển làm phát sinh nhiều vấn đề ảnh hƣởng đến môi Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh trƣờng, gây ô nhiễm cục Một vấn đề quan trọng chủ yếu gây tác động đến hệ sinh thái, đời sống sinh vật địa, kinh tế nƣớc dằn tàu theo tàu vào cảng tàu nhập cảnh vào quốc gia Theo thống kê IMO hàng năm tàu biển nạp vào thải lƣợng nƣớc dằn tàu khoảng 10 tỷ Trong số đó, lƣợng nƣớc đƣợc xử lý làm khoảng 60% (chủ yếu nƣớc tiên tiến), lại không đƣợc xử lý nhƣng lại xả biển Theo ƣớc tính IMO, q trình thải, nạp nƣớc dằn thành phần hóa học nƣớc biển 3.000 loài sinh vật khác đƣợc vận chuyển từ vùng biển sang vùng biển khác giới theo vi trùng, vi khuẩn, nhuyễn thể nhỏ, bào xác, ấu trùng theo tàu vào nƣớc phát triển phát triển, Việt Nam ta nằm nhóm nƣớc Trong đó, hệ thống quản lý nƣớc dằn tàu ta cịn hạn chế, chƣa có quy định nghiêm ngặt cho vấn đề xử lý nhƣ xả nƣớc dằn tàu Đến ngày tháng 11 năm 2009 Việt Nam áp dụng BWM năm 2004.[ 20] Tính đến thời điểm nay, Việt Nam quan tâm nhiều đến việc quản lý xử lý nƣớc dằn tàu trƣớc thải mơi trƣờng Đã có vài cơng trình nghiên cứu nƣớc dằn tàu nhƣng chủ yếu lĩnh vực sinh học nhƣ cơng trình nghiên cứu khảo sát thành phần loài phiêu sinh động vật ngoại lai nƣớc dằn tàu cảng thuộc thành phố Hồ Chí Minh tác giả Nguyễn Việt Quốc 200 mẫu nƣớc dằn tàu (từ 2008- 2009)[20] hay nghiên cứu khảo sát tình hình quản lý nƣớc dằn tàu hệ thống cảng Thành phố Hồ Chí Minh tác giả Trần Thị Ngọc Tuyền (2010) [17] 1.3 Thành phần nƣớc dằn tàu 1.3.1 Sinh vật IMO ƣớc tính 10 tỷ nƣớc đƣợc di chuyển tồn giới năm Ƣớc tính có khoảng 7.000 đến 10.000 loài sinh vật đƣợc mang khoang chứa nƣớc dằn tàu toàn giới ngày[20] Chúng vi khuẩn, vi sinh vật, động vật không xƣơng cỡ nhỏ, trứng, nang bào tử ấu trùng nhiều loài khác Vấn đề trở nên phức tạp thực tế hầu nhƣ tất lồi sinh vật biển có vịng đời bao gồm giai đoạn phù du trải qua nhiều giai đoạn Nhƣng lồi trƣởng thành sống gắn chặt với đáy biển, chui qua cửa hút bơm nƣớc dằn tàu Thế nhƣng, giai đoạn phù du, chúng có khả Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh di chuyển xa nhở chui vào đƣợc két nƣớc dằn tàu đƣợc mang khắp nơi giới Danh sách loài gây hại xuất vùng nƣớc mà trƣớc chúng khơng có mặt ngày dài Hàng trăm ví dụ ảnh hƣởng nghiêm trọng to lớn chúng hệ sinh thái, sức khoẻ ngƣời toàn cầu nên kinh tế giới đƣợc nêu [20, 42] Ở Mỹ, loài Dreissena Polymorpha xâm nhập 40% vùng nội thuỷ Mỹ, gây ảnh hƣởng đến hệ sinh thái vùng nội thuỷ Mỹ Từ năm 1989 đến năm 2000, ngƣời Mỹ tiêu tốn khoảng tỷ USD để khắc phục việc này.[20] Ở Úc, loài tảo bẹ châu Á (trƣớc có châu Á) Undaria Pinnatifida nhanh chóng chiếm vùng nƣớc thay gần nhƣ toàn quần sinh vật sống đáy biển Ở Biển Đen, giống sứa Bắc Mỹ Mnemiopsis di cƣ theo nƣớc dằn tàu đến Biển Đen, có lúc đạt đến mật độ 1kg/m2 Chúng làm suy kiệt loài sinh vật phù du Biển Đen đến mức huỷ hoại toàn ngành thuỷ sản Biển Đen Ở số nƣớc khác, loài tảo nhỏ, tảo lạ, thuỷ triều đỏ (các loài trùng roi độc hại) xâm nhập vào thể loài động vật ni có vỏ cứng (sị) Khi ăn phải gây tê liệt, chí gây tử vong [20, 47, 55] B A Hình 1.3: Mơ hình đời sống khả vận chuyển qua nước dằn tàu trai – A, tơm Panda – B Những lồi sinh vật biển xâm lƣợc bốn mối đê dọa lớn đại dƣơng toàn cầu Khơng giống nhƣ hình thức nhiễm mơi trƣờng biển, Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh nhƣ tràn dầu, nơi đƣợc dọn trở lại, tác động loài sinh vật biển xâm chiếm hầu nhƣ không phục hồi đƣợc [20] Hình 1.4: Ơ nhiễm dầu hệ sinh thái biển 1.3.2 Thành phần hóa học chung nƣớc dằn tàu 1.3.2.1 Độ muối Độ muối nƣớc biển đại lƣợng đặc trƣng định lƣợng cho lƣợng chất khoáng rắn hoà tan (các muối) nƣớc biển Bảng 1.1: Thành phần chủ yếu nước biển (theo Bruevích) [7] Mặc dù độ muối nƣớc biển biến đổi giới hạn rộng, nhƣng tỉ lệ khối lƣợng thành phần hầu nhƣ không đổi Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh vùng biển giới, trừ vùng cửa sơng, đầm phá, vùng vịnh kín biển trao đổi nƣớc với đại dƣơng [6] Từ quy luật dễ dàng suy để xác định độ muối nƣớc biển (đƣợc coi tƣơng đƣơng với tổng nồng độ 11 thành phần chính), cần xác định xác hàm lƣợng thành phần đó, tính tốn đơn giản theo mối quan hệ biết xác định đƣợc giá trị độ muối Do ion Clorua có mặt nƣớc biển với nồng độ lớn xác định cách nhanh chóng xác phƣơng pháp hố học đơn giản, xác định độ muối thông qua hàm lƣợng clorua nhƣ sau: Độ muối nƣớc biển trọng lƣợng cặn khơ tính gam (cân chân không) kilogam nƣớc biển, với điều kiện tất halogen đƣợc thay lƣợng Clo tƣơng đƣơng, muối cacbonat đƣợc thay oxit chất hữu bị phân huỷ.[6] Độ muối đƣợc đo đơn vị PSU (đơn vị độ muối thực tế), đơn vị vào tính chất nƣớc biển Nó tƣơng đƣơng với phần nghìn (%o) g/kg Độ muối trung bình đại dƣơng tồn cầu 35,5 PSU, thay đổi từ dƣới 15 PSU cửa sông đến 40 PSU Biển Chết.[58] 1.3.2.2 Độ dinh dưỡng Nghiên cứu hợp chất dinh dƣỡng vô nƣớc biển có ý nghĩa nghiên cứu hố học biển, sinh học biển mơi trƣờng Các nghiên cứu trình sản xuất sơ cấp biển rằng, nhu cầu sử dụng Cacbon, Silic, Nitơ Photpho vô quang hợp thực vật (Phytoplankton) có tỷ lệ (tính theo khối lƣợng) C:Si:N:P = 42:28:7:1, lớn nhiều so với tỷ lệ tồn tự nhiên chúng nƣớc biển Chính vậy, ba ngun tố P, N, Si, P N đƣợc coi tiêu giới hạn quang hợp biển Việc sử dụng chất dinh dƣỡng vô quang hợp thực vật biển để tạo nên sản phẩm sơ cấp khâu quan trọng bậc chu trình chuyển hoá vật chất lƣợng hệ sinh thái biển.[7] Photpho Photpho (P) yếu tố thiết yếu sống Sinh vật sống bao gồm ngƣời sở hữu lƣợng nhỏ yếu tố quan trọng trình sản sinh lƣợng cho tế bào[7] Trong nƣớc biển Photpho có dạng tồn Photpho hữu lơ lửng (Phcll), Photpho hữu hồ tan (Phcht), Photpho vơ lơ lửng (Pvcll) ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HẠNH PHÂN TÍCH MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG HÓA HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA NƢỚC DẰN TÀU DÙNG TRONG MỘT SỐ TÀU CHỞ HÀNG... “ Phân tích số đặc trƣng hóa học đánh giá trạng nƣớc dằn tàu dùng mô ̣t số tàu chở hàng ” chọn nƣớc dằn bùn dằn tàu đối tƣợng nghiên cứu Chúng tập trung vào việc nghiên cứu số đặc trƣng hóa. .. TRONG MỘT SỐ TÀU CHỞ HÀNG Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 6044011 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM THỊ NGỌC MAI Hà Nội - 2015 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh LỜI CẢM ƠN