Phân tích, đánh giá hàm lượng pb, cd và cr trong nước biển ven bờ vùng thuận an – thừa thiên huế (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ THANH VINH PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG Pb, Cd VÀ Cr TRONG NƢỚC BIỂN VEN BỜ VÙNG THUẬN AN THỪA THIÊN HUẾ Demo Version - Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thừa Thiên Huế, năm 2017 ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÊ THANH VINH PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG Pb, Cd VÀ Cr TRONG NƢỚC BIỂN VEN BỜ VÙNG THUẬN AN THỪA THIÊN HUẾ Demo Version - Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Chun ngành: HĨA PHÂN TÍCH Mã số: 60.44.01.18 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGÔ VĂN TỨ Thừa Thiên Huế, năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Lê Thanh Vinh Demo Version - Select.Pdf SDK i LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cám ơn thầy giáo PGS.TS Ngô Văn Tứ, Trường Đại học Sư phạm Huế tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn Cảm ơn Quý thầy cô giáo khoa Hóa học, phòng Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học Sư phạm Huế Quý thầy cô trường Đại học Khoa học Huế giảng dạy giúp đỡ thời gian học cao học Cảm ơn ban lãnh đạo cán Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc, Mỹ phẩm, Thực phẩm Thừa Thiên Huế tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian làm việc trung tâm để thực đề tài Xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập làm luận văn Huế, tháng 08 năm 2017 Tác giả luận văn Demo Version - Select.Pdf SDK Lê Thanh Vinh ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TT Tiếng Việt Tiếng Anh Kí hiệu, viết tắt ε Biên giới tin cậy Confidence limit Cadimi Cadimium Cd Chì Lead Pb crom Chromium Cr Độ hấp thụ quang Absorbance A Độ lệch chuẩn Standard Devistion S Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Devistion RSD Độ thu hồi Recovery Rev Giới hạn định lượng Limit of Quantitation LOQ 10 Giới hạn phát Limit of Detection LOD 11 Không phát BDL-below detection limit KPH 12 Kim loại Metal Me 13 Phần triệu Part per million ppm 14 15 16 17 Demo Version - Select.Pdf SDK Phần tỷ Part per billion Quang phổ hấp thụ nguyên Atomic Absorption tử Spectrometry Quang phổ hấp thụ nguyên Graphite Furnace Atomic tử lò graphite Absorption Spectrometry Quang phổ hấp thụ nguyên Flame Atomic Absorption tử lửa Spectrometry iii ppb AAS GF-AAS F-AAS DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số đại lượng đặc trưng Cadimi Bảng 1.2 Một số đại lượng đặc trưng Chì Bảng 1.3 Một số đại lượng đặc trưng Crom .11 Bảng 2.1 Kí hiệu mẫu, vị trí thời gian lấy mẫu nước biển 19 Bảng 2.2 Sự biến động hàm lượng Cd, Pb Cr theo yếu tố khảo sát 21 Bảng 2.3 Kết phân tích ANOVA chiều 22 Bảng 3.1 Các thông số tối ưu máy đo xác định Cd, Pb Cr 26 Bảng 3.2 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ Cd 26 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ Pb .27 Bảng 3.4 Sự phụ thuộc độ hấp thụ A vào nồng độ Cr .28 Bảng 3.5 Các giá trị b, Sy, LOD, LOQ tính theo phương trình đường chuẩn 28 Bảng 3.6 Kết đánh giá độ lặp lại Cd mẫu thử thêm chuẩn hai nồng độ khác 29 Bảng 3.7 Kết đánh giá độ lặp lại Pb mẫu thử thêm chuẩn hai nồng độ khác 29 Demo Version Select.Pdf SDKnền mẫu thử thêm chuẩn Bảng 3.8 Kết đánh giá độ-lặp lại Cr hai nồng độ khác 29 Bảng 3.9 Kết kiểm tra độ phương pháp đo Cd, Pb Cr 30 Bảng 3.10 Kết xác định hàm lượng Cadimi số mẫu nước biển biển Thuận An .31 Bảng 3.11 Kết xác định hàm lượng Chì số mẫu nước biển biển Thuận An 32 Bảng 3.12 Kết xác định hàm lượng Crom số mẫu nước biển biển Thuận An .33 Bảng 3.13 Bố trí thí nghiệm đánh giá hàm lượng Cadimi mẫu nước biển theo ANOVA chiều 34 Bảng 3.14 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị trung bình hàm lượng Cd mẫu nước theo vị trí lấy mẫu 35 iv Bảng 3.15 Bố trí thí nghiệm đánh giá hàm lượng Pb mẫu nước biển theo ANOVA chiều 36 Bảng 3.16 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị trung bình hàm lượng Pb mẫu nước theo vị trí lấy mẫu 37 Bảng 3.17 Bố trí thí nghiệm đánh giá hàm lượng Cr mẫu nước biển theo ANOVA chiều 38 Bảng 3.18 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị trung bình hàm lượng Cr mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu 39 Bảng 3.19 Các đại lượng thống kê thu đánh giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước tầng mặt thời điểm 40 Bảng 3.20 Các đại lượng thống kê thu đánh giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước tầng thời điểm 42 Bảng 3.21 Các đại lượng thống kê thu đánh giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước tầng đáy thời điểm .45 Bảng 3.22 Hàm lượng trung bình Cd nước biển ven bờ giới hạn cho phép chúng so với QCVN 10-MT:2015/BTNMT .48 Demo Version - Select.Pdf SDK Bảng 3.23 Hàm lượng trung bình Pb nước biển ven bờ giới hạn cho phép chúng so với QCVN 10-MT:2015/BTNMT 48 Bảng 3.24 Hàm lượng trung bình Cr nước biển ven bờ giới hạn cho phép chúng so với QCVN 10-MT:2015/BTNMT 49 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ vùng Thuận An - Thừa Thiên Huế Hình 1.2 Cadimi Hình 1.3 Chì .7 Hình 1.4 Crom 11 Hình 2.1.Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS trung tâm kiểm nghiệm dược phẩm, thực phẩm mỹ phẩm Thừa Thiên - Huế .24 Hình 3.1 Đường chuẩn xác định hàm lượng Cd 27 Hình 3.2 Đường chuẩn xác định hàm lượng Pb .27 Hình 3.3 Đường chuẩn xác định hàm lượng Cr .28 Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn biến động hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước biển tầng mặt hai đợt lấy mẫu 42 Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn biến động hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước tầng hai đợt lấy mẫu .44 Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn biến động hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước Demo Select.Pdf SDK tầng đáy Version hai đợt lấy-mẫu 47 vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỤC LỤC vii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Vài nét vùng biển ven bờ Thuận An, tỉnh Thừa Thiên Huế 1.2 Hàm lượng nguyên tố nước biển tự nhiên 1.3 Nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng vùng biển Thuận An, Thừa Thiên Huế 1.4 Sơ lược nguyên tố Cd, Pb, Cr ảnh hưởng nhiễm độc kim loại nặng tới sức khỏe người .5 1.4.1 Cadimi 1.4.2 Chì 1.4.3 Crom 10 1.5 Các phương pháp phân tích cơng cụ dùng để định lượng vết Cd, Pb Cr Demo Version - Select.Pdf SDK 13 1.5.1 Phương pháp phân tích điện hóa 13 1.5.2 Các phương pháp trắc quang 14 1.5.2.1 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử AES .15 1.5.2.2 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS 15 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Nội dung nghiên cứu .18 2.2 Phương pháp nghiên cứu: .18 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 18 2.2.2 Phương pháp định lượng 20 2.3 Xử lí số liệu thực nghiệm 20 vii 2.4 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất .24 2.4.1 Thiết bị dụng cụ 24 2.4.2 Hóa chất 25 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 26 3.1 Đánh giá chất lượng phương pháp phân tích Cd, Pb Cr .26 3.1.1 Điều kiện thực nghiệm để đo phổ Chì, Cadimi Crom: .26 3.1.2 Xây dựng đường chuẩn, Cd, Pb Cr 26 3.1.2.1 Đường chuẩn Cd .26 3.1.2.2 Đường chuẩn Pb 27 3.1.2.3 Đường chuẩn Cr 28 3.1.3 Khảo sát giới hạn phát LOD, giới hạn định lượng LOQ phương pháp .28 3.1.4 Đánh giá độ lặp lại phép đo 29 3.1.5 Đánh giá độ phép đo .30 3.2 Kết phân tích hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước biển biển Thuận An .31 3.3 Demo - Select.Pdf SDKCd, Pb Cr vùng nước biển Đánh giá Version mức độ biến động hàm lượng Thuận An theo không gian thời gian 34 3.3.1 Đánh giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu 34 3.3.1.1 Đánh giá hàm lượng Cd mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu 34 3.3.1.2 Đánh giá hàm lượng Pb mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu 36 3.3.1.3 Đánh giá hàm lượng Cr mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu .38 3.3.2 Đánh giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước theo thời gian lấy mẫu 40 3.3.2.1 Đánh giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước tầng mặt theo thời gian lấy mẫu 40 3.3.2.2 Đánh giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước tầng theo thời gian lấy mẫu 42 viii 3.3.2.3 Đánh giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước tầng đáy theo thời gian lấy mẫu 45 3.4 So sánh hàm lượng Cd, Pb Cr nước biển vùng biển Thuận An, thừa Thiên Huế với Quy chuẩn chất lượng nước ven bờ [9] 47 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC Demo Version - Select.Pdf SDK ix MỞ ĐẦU Việt Nam có vị đặc biệt quan trọng Đông Nam Á nhờ có vùng lãnh thổ rộng lớn gồm phần đất liền rộng ba trăm ngàn kilômét vuông nằm dọc bờ Tây Biển Đông theo hướng kinh tuyến phần biển rộng triệu kilômét vuông, gấp ba lần diện tích đất liền Biển Việt Nam nằm khu vực nhiệt đới gió mùa, có sơng lớn cỡ giới mà lưu vực nằm sáu nước đổ vào Biển Việt Nam giữ vai trò quan trọng môi trường, sinh thái Biển Đông khu vực, vùng chuyển tiếp Ấn Độ Dương Thái Bình Dương mặt địa lý sinh vật hàng hải Theo vị trí hình thái, biển Việt Nam chia thành vùng biển nửa kín (vùng biển Vịnh Bắc Bộ vùng biển Vịnh Thái Lan), vùng biển hở ven bờ(vùng biển ven bờ Nam Trung Bộ, vùng biển ven bờ phía đơng Nam Bộ) vùng biển khơi (vùng biển quần đảo Hoàng Sa Trường Sa) Với 3000 km bờ biển 90 cảng biển 215 bãi biển có cảnh quan đẹp nhiều bãi biển bình chọn đẹp Đông Nam Á, với nhiều vịnh tiếng vịnh Hạ Long, vịnh Cam Ranh…cùng tài nguyên biển phong phú Vùng biển Việt Nam có 2.458 lồi cá, gồm nhiều bộ, họ khác nhau, có khoảng 110 lồi có giá trị kinh tế cao[1] Select.Pdf SDK Trữ lượng cáDemo vùngVersion biển nước- ta khoảng triệu tấn/năm, trữ lượng cá đánh bắt hàng năm khoảng 2,3 triệu Các loài động vật thân mềm Biển Đơng có 1.800 lồi, có nhiều lồi thực phẩm ưa thích, như: mực, hải sâm… [1] Một số đảo Thổ Chu, Cồn Cỏ, v.v có giá trị nối đường sở để tính lãnh hải Hai quần đảo xa bờ Hồng Sa Trường Sa mang lại lợi ích nhiều mặt lâu dài cho đất nước Nhiều vũng vịnh, cửa sông đầm phá tâm điểm phát triển sở hậu cần khai thác biển, khu chế xuất, mậu dịch tự do, đặc biệt cảng biển Nhiều vùng cửa sông, đầm phá, vũng vịnh, đảo, bãi cát biển, v.v xứng đáng kỳ quan thiên nhiên, có tiềm lớn phát triển du lịch-dịch vụ Các bãi đẹp tiếng Trà Cổ, Cửa Lò, Lăng Cơ, Nha Trang, Bãi Dài (Phú Quốc), v.v vịnh đẹp Hạ Long, Nha Trang, Lăng Cơ, v.v góp phần thu hút năm hàng triệu khách nước đến du lịch biển, ước tính 70% tổng lượng khách nước[20] Bờ biển dài có nhiều bãi cát, vịnh, hang động tự nhiên đẹp tiềm du lịch lớn nước ta Do đặc điểm kiến tạo khu vực, dãy núi đá vôi vươn sát bờ biển tạo nhiều cảnh quan thiên nhiên sơn thủy đa dạng, nhiều vụng, vịnh, bãi cát trắng, hang động, bán đảo đảo lớn nhỏ liên kết với thành quần thể du lịch có giới di sản thiên nhiên Hạ Long UNESCO xếp hạng[23] Trong bối cảnh loài người phải đối mặt nỗ lực ứng phó với tác động khơn lường biến đổi khí hậu, biển đại dương lần lại chứng tỏ vai trò quan trọng tồn cầu Theo nhà nghiên cứu, tác động người mơi trường biển phân chia thành nhóm sau: hoạt động phát triển đất liền, đặc biệt lưu vực sông thị hóa, phát triển khu cơng nghiệp, nơng nghiệp, nuôi trồng khai thác thủy sản nước lợ, khu dân cư, khai khoáng, Lượng thải từ đất liền biển nước ta chiếm khoảng 50-60% Từ biển: hoạt động biển hàng hải, nuôi trồng đánh bắt hải sản, phát triển cảng nạo vét đáy biển, du lịch biển, thăm dò khai thác khống sản biển (chủ yếu dầu, khí), nhận chìm tàu cố mơi trường biển khác[1] Đặc biệt với vùng ven biển miền Trung từ Thanh Hóa đến Ninh Thuận, nơi sống người dân phụ thuộc vào việc đánh bắt hải sản làm du lịch biển biển đóng vai trò quan trọng Một thực trạng đáng báo động tài nguyên biển bị khai thác bừa bãi làm Demo Version - Select.Pdf SDK cho môi trường biển bị suy thối trầm trọng, làm giảm tính đa dạng sinh học biển, vùng rừng ngập mặn, rặng san hô bị suy giảm có khoảng 70 lồi đưa vào sách đỏ Việt Nam Đặc biệt, vào ngày đầu tháng 4/2016, tượng cá chết xuất hàng loạt tấp vào bờ biển tỉnh ven biển miền Trung, khởi đầu từ Vũng Áng, Hà Tĩnh sau lan rộng xuống Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế Chiều 30/6/2016, Tài Nguyên Môi trường công bố nguyên nhân cá chết, xác định nguồn thải lớn khu vực Vũng Áng, Hà Tĩnh, chứa độc tố phenol, xyanua, số kim loại độc kết hợp với hidroxit sắt, tạo thành dạng phức hỗn hợp (mixel) theo dòng hải lưu đến Thừa Thiên Huế làm hải sản sinh vật biển chết hàng loạt Một nguyên nhân làm ô nhiễm môi trường biển ô nhiễm kim loại nặng (trọng lượng riêng lớn g/cm3) nước biển Các cation kim loại nặng Hg,, Cd, Pb, Cu, Zn, As, Sb, Cr, Mn….thường không tham gia tham gia vào q trình sinh hóa thể hải sản, chúng thường tích lũy hải sản biển Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn xâm nhập vào thể người Nước từ sông, hồ… bị ô nhiễm kim loại nặng gây ô nhiễm nước gần bờ xa bờ Biểu ô nhiễm kim loại nặng độc tố cao thể sinh vật biển, đặc biệt thể sinh vật biển tượng cá sinh vật thủy sinh chết hàng loạt Việc phân tích hàm lượng phân bố kim loại nặng giúp đánh giá mức độ nhiễm tìm ngun nhân gây nhiễm kim loại nặng[2] Với nguyên nhân chọn đề tài: “Phân tích, đánh giá hàm lượng Pb, Cd Cr nước biển ven bờ vùng Thuận An – Thừa Thiên Huế” Với nội dung: - Kiểm sốt chất lượng phương pháp phân tích Pb, Cd Cr băng phương pháp AAS - Đánh giá hàm lượng Pb, Cd Cr nước biển ven bờ Thuận An, Thừa Demo Version - Select.Pdf SDK Thiên Huế theo không gian thời gian ... Phân tích, đánh giá hàm lượng Pb, Cd Cr nước biển ven bờ vùng Thuận An – Thừa Thiên Huế Với nội dung: - Kiểm sốt chất lượng phương pháp phân tích Pb, Cd Cr băng phương pháp AAS - Đánh giá hàm. .. chia thành vùng biển nửa kín (vùng biển Vịnh Bắc Bộ vùng biển Vịnh Thái Lan), vùng biển hở ven bờ( vùng biển ven bờ Nam Trung Bộ, vùng biển ven bờ phía đông Nam Bộ) vùng biển khơi (vùng biển quần... giá hàm lượng Cd, Pb Cr mẫu nước tầng đáy theo thời gian lấy mẫu 45 3.4 So sánh hàm lượng Cd, Pb Cr nước biển vùng biển Thuận An, thừa Thiên Huế với Quy chuẩn chất lượng nước ven bờ