TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 SỰ TÍCH TỤ CHÌ VÀ ĐỒNG TRONG MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ VÙNG VEN BIỂN ĐÀ NẴNG ACCUMULATION OF LEAD AND COPPER IN SOME BIVALVIA MOLLUSKS SPECIES FROM COASTAL WATER OF DANANG LÊ THỊ MÙI Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Sự tích tụ vài kim loại nặng (KLN) mô nhuyễn thể hai mảnh vỏ khảo sát mẫu thu thập tháng 8/2007 số địa điểm thuộc vùng ven biển Đà Nẵng: Nam Ô, Xuân Thiều, Sơn Trà Pb Cu chứa mô nhuyễn thể hai mảnh vỏ xác định phương pháp Von-Ampe hòa tan xung vi phân (DPP) điện cực màng thủy ngân Mức độ KLN không đồng loài nhuyễn thể -1 hai mảnh vỏ, cụ thể hàm lượng trung bình khoảng 1,13 2,12 g.g khối lượng -1 ướt Pb 7,15 16,52 g.g khối lượng ướt Cu Nhưng mức độ an toàn nằm giới hạn cho phép theo quy định 867/BYT 1998, ngoại trừ loài sò lông (Annadara Subcrennata) vùng biển Nam Ô ABSTRACT The concentrations of some heavy metals in the tissues of bivalve molluscs have been observed in the samples collected in mid-August, 2007 along the coastal waters of such areas as Nam O, Xuan Thieu and Son Tra in Danang City Pb and Cu contents in the tissues of these bivalve mollusks are determined by using Differential Pulse Polarography (DPP) with static mercury drop electrode technique The concentrations -1 of heavy metals are variable in bivalve mollusks species, that is 1,13 2,12 g.g wet -1 weight for Pb and 7,15 16,52 g.g wet weight for Cu However, they all have a permissible safety level concentration (concerning Vietnam’s Safety Regulations 867/MOH 1998), except for Annadara Subcrennata class in the coastal waters of Nam O Mở đầu Môi trường biển thùng khổng lồ chứa nhiều kim loại nặng (KLN), số KLN cho ô nhiễm hàm lượng đủ lớn làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái Ô nhiễm môi trường đánh giá hiệu thông qua thể sống Trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ thường sống cố định địa điểm hô hấp mang, có đời sống lọc nước nên chúng tích lũy nhiều KLN nhiều chất khác thể Chẳng hạn loại trai sò tích lũy Cd thể chúng gấp 100.000 lần cao nước mà sống [4], chúng đặc trưng cho mức độ ô nhiễm chất độc hại khu vực Nhuyễn thể hai mảnh vỏ nguồn thực phẩm cao cấp, giàu đạm, vỏ nhiều loài làm dược liệu, hàng mỹ nghệ , mặt khác việc dùng chúng chất thị sinh học đưa nhằm phục vụ cho mục đích đánh giá mức độ ô nhiễm biển 49 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 độc chất có KLN Việc nghiên cứu loài không di trú biển, khả tích lũy KLN theo vị trí địa lý nghiên cứu nhiều nước giới kết công bố nhiều công trình [ 2,3,4,5,6] Trong đề tài trình bày phương pháp kết nghiên cứu xác định hàm lượng kim loại Pb Cu tích tụ số loài nghêu, sò hàu thuộc địa điểm Nam Ô, Xuân Thiều, Sơn Trà Chúng sống vùng nước cạn, cửa sông, bám vào đá, mảnh vụn, vật cứng Vật liệu phương pháp thực nghiệm 2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 2.1.1 Thiết bị, dụng cụ Máy cực phổ CPA - HHA gắn với computer chuyên dụng phòng ứng dụng máy tính Viện hóa học trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia chế tạo với điện cực màng thủy ngân điều chế chỗ Pipét chia độ đến 0,02ml; 0,1ml Bình định mức 25ml, 50ml, 100ml, 500ml 2.1.2 Hóa chất Các hóa chất thuộc loại tinh khiết hóa học PA Cộng hòa Pháp, Cộng hòa Đức, Tiệp, Mỹ: Zn2+, Cd2+, Cu2+, Pb2+, NH4Cl, NH3 đặc, CH3COOH đặc, HNO3, NH4SCN, HClO4, H2O2, nước cất hai lần 2.2 Nguyên liệu Mẫu lấy chỗ đánh bắt mua ngẫu nhiên từ đến điểm bán sau làm đồng thành mẫu ban đầu có kích thước xấp xỉ Sau lấy mẫu gần chuyển phòng thí nghiệm (PTN) Nếu xa phủ bùn bảo quản chỗ mát Tại PTN chất bẩn rửa nước biển nước cất hai lần cạo phần vỏ bẩn dao inox lấy phần mô Nếu chưa phân tích phải bảo quản tủ lạnh -40C xay nhuyễn cho lượng dung môi thích hợp vào ngâm Độ dài vỏ đo compa 2.3 Phương pháp phân tích hóa học Trong đề tài tiến hành phân hủy (vô hóa) mẫu phương pháp khô - ướt kết hợp định lượng Cu Pb phương pháp Vol - Ampe hòa tan kết hợp với xung vi phân (DPP) với điện cực màng Hg điều chế chỗ điện cực rắn đĩa quay glassy bon Kết thảo luận 3.1 Phương pháp phân hủy mẫu Phân hủy mẫu trình quan trọng định độ xác phương pháp phân tích Trên thực tế có nhiều phương pháp phân hủy mẫu, nhiên chọn phương pháp khô ướt kết hợp mục đích để vừa tiết kiệm dung môi vừa tránh 50 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 làm nhiễm bẩn mẫu phân tích lại không nhiều thời gian đuổi dung môi dư Để lập dựng phương pháp phân hủy mẫu hai mảnh vỏ biển tiến hành khảo sát yếu tố: dung môi, thời gian nung nhiệt độ nung Sau điều kiện tối ưu để phân hủy mẫu với khối lượng 20 gam Dung môi: 1ml HClO4đặc, 10ml HNO3 đặc, 5ml H2O2 30% Nhiệt độ nung: 4700C Thời gian nung: 3.2 Lập dựng phương pháp phân tích Để lập dựng phương pháp phân tích tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến độ xác phép đo, chất nền, môi trường, có mặt ion kim loại khác Trong yếu tố chất môi trường hai yếu tố ảnh hưởng mạnh đến mức độ cân đối chiều cao pic - tín hiệu phương pháp Von - Ampe hòa tan xung vi phân Sau điều kiện tối ưu để xác định Pb2+ Cu2+ phương pháp Vol-ampe kết hợp với DPP Pb2+ Hỗn hợp (NH4Cl + NH4OH+ CH3COOH) 0,3M 2+ Cu NH4SCN 0,3M + HNO3 0,015M Thời gian làm giàu 120 giây, thời gian nghỉ 10 giây, độ nhạy Trong mô loài nhuyễn thể thường tồn số kim loại nặng khác nhau, ảnh hưởng kim loại khác đến việc xác định Pb Cu nghiên cứu kỹ Kết nghiên cứu mẫu giả nhuyễn thể cho thấy có mặt Zn2+, Cd2+ Pb2+ không ảnh hưởng đến píc hòa tan Cu, xác định đồng có mặt ion kim loại Tuy nhiên có mặt Cu2+ làm giảm mạnh cường độ dòng hòa tan chì Do để xác định Pb2+ hỗn hợp (NH4Cl + NH4OH + CH3COOH) 0,3M tiến hành “che” ion Cu2+ dung dịch KCN 0,1M Thực nghiệm cho thấy nồng độ Cu2+ dung dịch nằm khoảng tuyến tính thêm vào 1ml dung dịch KCN 0,1M, pic Cu biến pic Pb cao Từ xác định hiệu suất thu hồi phương pháp đạt 86,5% Pb, 87,2% Cu Trên sở điều kiện tối ưu chọn, tiến hành xác định sai số thống kê phương pháp với năm lần thí nghiệm Kết phân tích cho thấy phương pháp có sai số nhỏ, tức độ xác cao hệ số biến động nhỏ, chúng tỏ độ lặp lại tốt (Bảng 1) Bảng Một số giá trị đánh giá sai số thống kê phương pháp Khoảng xác Sai số Phương sai Độ lệch Hệ số Chất S chuẩn S biến động Cv tin cậy tương đối % -3 2+ -6 -3 1,60.10 0,382 Pb 5,20.10 2,3.10 1,12 2+ -6 -3 -3 Cu 3,30.10 1,8.10 0,46 1,28.10 0,300 Dựa vào kết khảo sát trên, lập dựng quy trình phân tích hàm lượng Pb Cu số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ (hình 1) 51 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 Cân 20 gam nhuyễn thể xay mịn + 1ml HClO4 đặc, + 10 ml HNO3 đặc + 5ml dd H2O2 30% + ml Mg(NO3)2 10% Than đen - Nhiệt độ nung 470 C - Thời gian nung Tro trắng - Hòa tan dung dịch HNO3 10% - Đun nhẹ cho tan hết đuổi hết axit dư Muối khan Định mức nước cất lên 50 ml Dung dịch phân tích Đo máy CPA-HH3 Hình Quy trình phân tích Pb Cu nhuyễn thể biển hai mảnh vỏ 3.3 Phân tích hàm lượng Pb2+và Cu2+ mô số loài nhuyễn thể Áp dụng quy trình lập dựng trên, tiến hành xác định hàm lượng Cu2+và Pb2+ mô số loài nghêu, sò, hàu vẹm thuộc vùng biển Nam Ô, Xuân Thiều, Sơn Trà Kết trình bày bảng 2, pic hòa tan Pb Cu số mẫu thu hình Bảng Hàm lượng trung bình Pb Cu số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ vùng ven biển Đà Nẵng Địa điểm lấy mẫu Ngày lấy mẫu Biển Nam Ô 10/8/2007 12/8/2007 14/8/2007 14/8/2007 52 Loài nhuyễn thể Hàu (Ostrea Rivulasis - Gould) Ngó (Cyclina Sinensis - Gmelin) Sò lông (Annadara Subcrennata - Lischke) Vẹm xanh (Perna viridis - Linnd) Chiều dài vỏ (mm) 35 - 37 55 - 57 45 - 47 43 - 45 Hàm lượng trung bình (g.g-1 khối lượng ướt) Pb Cu 1,52 0,21 1,85 0,25 2,12 0,27 1,65 0,23 10,35 0,22 14,72 0,33 16,52 0,38 12,23 0,31 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 Biển Xuân Thiều 16/8/2007 Ngao bốn cạnh (Mactra Guadragularis - Deshayes) 62 - 64 16/8/2007 Sò lông (Annadara Subcrennata - Lischke) 48 - 50 19/8/2007 Vọp Suma (Cyrena Sumatrensis - Dall) Biển 21/8/2007 Nghêu lụa (Paphia Undulata - Born) Sơn Trà 21/8/2007 Vẹm xanh (Perna Viridis - Linnd) 25 - 27 43 - 45 46 - 48 867/1998/QĐ-BYT Pic chì 1,13 0,25 7,15 0,32 1,87 0,22 12,21 0,38 1,39 0,26 10,15 0,47 1,23 0,24 9,17 0,42 1,15 0,18 8,75 0,35 Pic đồng Sò lông (Annadara Subcrennata), biển Nam Ô Pic đồng Nghêu lụa (Paphia Undulata), biển SơnTrà Pic chì 20 Pic đồng Sò lông (Anadara subcrenata), biển Xuân Thiều Hình Pic hòa tan Pb Cu số mẫu hai mảnh vỏ Từ kết bảng cho thấy có mặt Pb Cu xảy theo thứ tự Cu > Pb Trình tự phù hợp với thực tế có mặt chúng môi trường biển, trầm tích [ 2,3,7] Tùy theo đặc điểm loài, đời sống sinh lý chúng mà hàm lượng Cu Pb có giá trị khác Loài sò có khả tích lũy KLN cao loài mảnh vỏ khác [4,5], chúng thường sống nơi có đáy bùn pha lẫn vỏ động vật thân mềm Bờ biển Nam Ô có hàm lượng Pb Cu cao đặc biệt loài sò cao loài khác Điều phù hợp với thực tế bờ biển bị ảnh hưởng khu công nghiệp Hòa Khánh sông Cu Đê đổ vào Cũng tương tự bờ biển Venezuela vùng Boca de Paparo có sông Tuy trực tiếp đổ vào nên hàm lượng KLN cao nhiều so với địa điểm khác vùng Rio Chico, Playa Gulria [6] Nếu so sánh với số vùng thuộc bờ biển nước khác bờ biển Đà Nẵng có hàm lượng Pb,Cu cao bờ biển Trung Quốc, Senegal thấp bờ biển Venezuela Tuy nhiên ngoại trừ loài sò lông Nam Ô lại mức độ an toàn nằm giới hạn cho phép theo Quyết định 867/BYT/1998 [1] Nếu so sánh nồng độ với số liệu công bố bờ biển khu vực nhà máy sàng tuyển than Cửa Ông hàm lượng Cu số loài ngán Cẩm Phả, Hòn Gai, Cái Đăng, Lâm Sinh [2,3] tương đương với bờ biển Đà Nẵng nồng độ Pb2+ Cửa Ông lớn biển Đà Nẵng Bờ biển Xuân Thiều Sơn Trà sông trực tiếp đổ vào bị ảnh hưởng nước thải sinh hoạt từ khu dân cư đổ biển, nên hàm lượng Pb2+, Cu2+ tương đối lớn 53 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 Kết luận Dùng phương pháp Von-ampe kết hợp với xung vi phân xác định Cu Pb mẫu nhuyễn thể với độ lặp lại độ nhạy cao Đã nghiên cứu để tìm điều kiện tối ưu sở lập dựng phương pháp xác định hàm lượng Cu Pb mô nhuyễn thể hai mảnh vỏ Áp dụng phương pháp lập dựng để xác định hàm lượng Pb Cu số mẫu sò, nghêu , hàu , vẹm vùng biển Nam Ô, Xuân Thiều Sơn Trà Hàm lượng Pb Cu tương đối cao, ngoại trừ loài sò lông Nam Ô lại mức độ an toàn nằm giới hạn cho phép Bộ Y tế TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Y tế - Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh lương thực thực phẩm Ban hành kèm theo định số 867/1998/QĐ-BYT Bộ trưởng BYT 4/6/1998 [2] Bùi Duy Cam cộng (2002), Kim loại nặng môi trường biển ven bờ khu vực tuyển than Cửa Ông- Cẩm Phả Tạp chí phân tích hóa lý sinh học, Tập 7, số 4, trang 53-58 [3] Nguyễn Xuân Tuyền cộng (2001), Sự tích tụ kim loại nặng số loài sinh vật thân mềm hai mảnh vỏ vịnh Hạ Long, Tài nguyên môi trường biển, Tập 7, trang 108-124, NXB KHKT, Hà Nội [4] Münir Ziya Lugal GÖKSU, (2005), Bioacculation of Some heavy metal (Cd, Fe, Zn, Cu) in two Bivalvia Species, Turk J Vet Anim Sci 29, p 89-93 [5] Sidoumou, Gnassia - Barelli (2006), Heavy metal concentrations in mollusks from the Senegal coast, Environment international 32, p 384-387 [6] Vanessa Acosta, César Lodeiros (2004), Heavy metals in the clam Tivela mactroides Born, 1778 (Bivalvia: Veneridae) from coastal localities with different degrees of contamination in Venezuela, Ciencias Marinas, 30(2), p 323-333 54 ... lập dựng quy trình phân tích hàm lượng Pb Cu số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ (hình 1) 51 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 Cân 20 gam nhuyễn thể xay mịn + 1ml HClO4...TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 độc chất có KLN Việc nghiên cứu loài không di trú biển, khả tích lũy KLN theo vị trí địa lý nghiên cứu nhiều nước giới... cất lên 50 ml Dung dịch phân tích Đo máy CPA-HH3 Hình Quy trình phân tích Pb Cu nhuyễn thể biển hai mảnh vỏ 3.3 Phân tích hàm lượng Pb2 +và Cu2+ mô số loài nhuyễn thể Áp dụng quy trình lập dựng