Điều tra hàm lượng một số kim loại nặng trong nước ngầm tại hn bằng phương pháp volt ampe hòa tan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐAI HOC D c HÀ NỒI DS Nguyễn Lâm Hồng ĐIỂU TRA HÀM LƯỢNG MỘT s ố KIM LOẠI TRONG Nước NGẦM t ạ•i h n ộ• i • NẶNG • BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON - AMPE HOÀ TAN LUẬN VĂN THẠC sĩ ■ ■ Dược HỌC ■ ■ CHUYÊN NGÀNH: Kiểm nghiệm - Độc chất MÃ SỐ : 3.02.05 Người hướng dẫn khoa học; PGS TS T rần T An Trường đại học Dược H Nội TS T rịnh Văn Lẩu Viện kiểm nghiệm- Bộ Y tế HÀ NỘI - 2000 j£ ằ l e ủ m d fL Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy: PGS.TS Trần Tử An TS Trịnh Văn Lẩu Đã giao đề tài ln hướng dẫn tận tình, chu đáo cho việc thực luận án Tôi xin chân ứiành cảm ơn tất cán bộ, nhân viên phòng hóa nơng nghiệp mơi trường - Viện sinh học nông nghiệp - Trườiig Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, Phòng Hóa Mỹ phẩm - Viện kiểm nghiệm Phòng Hóa phân tích - Viện hóa học - Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ Quốc gia giúp đỡ tơi q trình thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn: PGS.TS Phạm Quang Tùng PGS.TS Bùi Kim Liên Phòng đào tạo sau đại học, trường Đại học Dược Hà Nội quan tâm tạo điều kiện thuận lợi thời gian tơi học tập hồn thành luận án , Ị Hà Nội, 3-2000 DS Nguyễn Lâm H ồng NỘI DUNG Trang Đ ặt Vấn đề 2 Tổng quan 2.1 Nước vấn đề nhiễm bẩn nước 2.1.1 Nhiễm bẩn nước 2.1.2 Nguồn nước Việt nam nhiễm bẩn nước 2.1.3 Nguồn nước Hà Nội 10 2.2 Các phương pháp xác định kim loại nặng nước 12 2.2.1 Phương pháp đo quang 12 2.2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử '15 2.2.3 Phương pháp cực phổ - Von Ampe hòa tan 20 2.2.4 Một số kết nghiên cứu Cu, Cd, Pb Hg 26 Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu 30 3.1 Đối tượng nghiên cứu 30 3.2 Nội dung nghiên cứu 30 3.3 Phương pháp lấy mẫu 30 3.4 Phương pháp phân tích 32 3.5 Phươiig tiện, hóa chất 34 3.6 Phương pháp xử lý kết K ết nghiên cứu bàn luận 38 4.1 Khảo sát phương pháp Von - Ampe hòa tan 38 4.1.1 Khảo sát độ lặp lại phương pháp Von - Ampe hòa tan 38 4.1.2 Khảo sát độ phương pháp Von - Ampe hòa tan 41 4.1.3 Khảo sát độ nhạy phương pháp Von - Ampe hòa tan 42 4.2 So sánh phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Von 49 - Ampe hòa tan ' 34 NỘI DUNG 4.3 Trang Kết phân tích kim loại nặng Hg, Cd, Pb, Cu 52 giếng khoan 4.3.1 Kết phân tích mẫu nước nhà máy nước Tương Mai 55 4.3.2 Kết phân tích mẫu nước nhà máy nước Lương Yên 56 * 4.3.3 Kết phân tích mẫu nước nhà máy nướcYên Phụ 57 4.3.4 Kết phân tích mẫu nước nhà máy nước Ngô Sĩ Liên 58 4.3.5 Kết phân tích mẫu nước nhà máy nước Ngọc Hà 59 4.3.6 Kết phân tích mẫu nước nhà máy nước Hạ Đình 60 4.3.7 Kết phân tích mẫu nước giếng tự khai thác gần sơng 61 Kim Ngưu 4.3.8 Kết phân tích mẫu nước giếng nước gần sông Tô Lịch 62 4.4 Bàn luận chung 63 5, Kết luận đề nghị 68 Tài liệu tham khảo 70 Phụ lục 75 Luận văn Thạc sĩ Dược học QUY AAS : ƯỚC VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN Atomic Absorption Spectrophotometry Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AuE : Gold Ring Electrode Điện cực xuyến vàng ETA- A AS : Electro - Themal Atomiation Atomic Absorption Spectrophotometry Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa F - A AS : Flame - Atomic Absorption Spectrophotometry Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa HMDE : Hangging Mercury Drop Electrode Điện cực giọt thuỷ ngân treo MDE: Mercury Dropping Electrode Điện cực giọt thủy ngân MME: Multi Mercury Electrode Điện cực đa thuỷ ngân ppb : Part per billion: Phần tỷ ppm : Part per million : Phần triệu VA-Sp : Volt - Amper Stripping: Phương pháp Von - Ampe hòa tan Nguyễn Làm Hồng Luận văn Thạc sĩ Dược học PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỂ Trong năm gần đây, nhiễm mơi trưòỉng trở thành vấn đề xúc toàn cầu Ngày 5-6 hàng năm trở thành Ngày môi tmờng giới Nhiều năm nay, Đảng Nhà nước coi trọng nhiệm vụ bảo vệ môi trưcmg Luật bảo vệ môi tniờng Quốc hội thông qua 12/1993 bước vào sống Nhìn cách tổng qt thấy hoạt động bảo vệ mơi tniờng nước ta đạt nhiều kết đáng khích lệ Tuy nhiên, trình phát triển kinh tế - xã hội, trì tốc độ tăng trưởng kinh tế mức cao liên tục nhiều năm làm cho nhiều yếu tố môi trường xuống cấp suy thối nghiêm trọng, nạn nhiễm mơi trường số vùng, đặc biệt thành phố lớn có tác động xấu đến sức khoẻ nhân dân Các thông tin ô nhiễm mà nhà khoa học đưa số đáng báo động, song chưa thể phản ánh hết mức độ nghiêm trọng ô nhiễm cân sinh thái , Việt Nam, nguồn gây ô nhiễm môi tmòng chủ yếu nguồn thải cơng nghiệp, nơng nghiệp, thăm dò khai thác tài ngun khống sản, giao thơng vận tải phế thải sinh hoạt Ngồi ra, phải kể đến dòng chảy bề mặt, tượng lỉra trơi bào mòn phong hố lớp đất thổ nhưõng bề mặt Nước thải nhà máy có ảnh hưởng rõ rệt môi trường sống, nước thải có chứa kim loại nặng Kim loại nặng theo nước thải gây nhiễm nước chúng thưòng xun gây ngộ độc cá động vật nước Chúng tích luỹ đáy dòng sơng, ngấm vào mạch nước ngầm gây nhiễm cho nguồn nước sinh hoạt gây Iihiều bệiứi tật cho Nguyễn Lâm Hồng ^ Luận văn Thạc sĩ Dược học người Vì vậy, tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam mơi trường có qui định chất lượiig nước với giới hạn kim loại nặng nước ngầm sau: Loại nước Cd Cu Pb Nước ngầm 0,01mg/l l,Omg/l 0,05mg/I Hg 0,001mg/l Việc đánh giá trạng ô nhiễm môi tmờng kim loại nặng điều tra cần thiết, làm sở khoa học xác định giải pháp cho bảo vệ môi trường phát triển bền vững Để góp phần vào việc đánh giá trạng ô nhiễm môi trường khu vực Hà Nội, luận văn tiến hành điều tra hàm lượng số kim loại nặng chì, cadimi, đồng thu}' ngân nước ngầm địa bàn Hà Nội với hai mục tiêu : - Tim hiểu khả ứng dụng phương pháp Von - Ampe hòa tan việc xác định kim loại nặng: Cd, Cu, Pb Hg - Điều tra hàm lượng số kim loại nặng: Cd, Cu, Pb Hg nước ngầm Hà Nội Nguyễn Lám Hồng Luận ván Thạc sĩ Dược học PHẦN 2: TỔNG QUAN 2.1.N c VÀ VẤN ĐỂ NHIỄM BAN N ước 1.1.1.Nhỉễm bẩn nước Nước yếu tố thiếu hoạt động sống Vì nguồn tài ngun vơ q vô tận Nguồn nước nguồn tài nguyên cần ứiiết cho người Mặc dù vậy, nước lại chiếm tỷ lệ Iihỏ thuỷ quyển, lượng nước bao gồm khoảng 2.10'^ km^ (chiếm 0,0143% thuỷ quyển) Tài nguyên nước bao gồm hai phần: phần nước mặt (sông, hồ, ao, biển, đại dương) phần nước đất (nước chứa đất tầng đất, tầng cát, tầng đá vỏ trái đất, túi nưóc ngầm nhiều độ sâu khác Iihau)[24] Nước tồn cầu nằm chu trình bao gồm phần: nước ngầm, nước mặt, nước bốc từ nước mặt thực vật, mây, mưa Việc bốc nước mạnh từ đại dương, nước mặt hình thành mây, tạo mưa nguồn cung cấp nước Nước ngầm có chứa lượng nhỏ chất hoà tan lấy từ lớp đất, đá mà mạch nước chảy qua Quá trình thấm qua, rỉ qua lớp đất, số lượng vi sinh vật nước giảm xuống kết lọc làm cho nước ngầm Nước mặt chứa nhiều chất hữu cơ, chất khống hồ tan nên rong rêu, tảo hệ vi sinh vật sử dụng làm thức ăn Trong q trình vận chuyển vào lóp đất sâu, nước lọc thêm Phần nước mặt thường có đến 70% bốc phát tán cối để điều hồ khí quyển, có 30% vào dòng chảy Trong 30% 8% dùng vào mục đích tưới, 2% dùng cho mục đích sinh hoạt, ăn uống người, 4% dùng cho ngành công nghiệp 12% dùng làm nguội động điện Nguyễn Lâm Hồng , Luận văn Thạc s ĩ Dược học [46] Người ta thấy rằng: nước mặt bị nhiễm bẩn dòng chảy từ cánh đồng sản xuất nơng nghiệp (phân bón, thuốc bảo vệ tìiực vật, thuốc kích thích sinh tmởng ), hạt đất, hạt bụi, xỉ công nghiệp phần khác dòng chảy từ nước thải thị khu dân cư, dòng chảy qua khu chơn phế thải loại dòng chảy qua đồi, núi, rừng kéo theo huyền phù đất, chất hữu loại Nước mặt sau chuyển vào ao, hồ lại vào lớp nước đất vào túi nước ngầm Q trình đó, có q trình gạn lọc đất, lớp cát, lófp đá số nơi nước tăng thêm độ Trong trường hợp đất bị nhiễm bẩn nước bẩn dẫn đến tượng là: nước ngầm chứa chất bẩn Độ nước ngầm giảm xuống nhiều nguồn nước mặt bẩn, khả lọc cuả đất độ bẩn đất cao Nước bị Iihiễm bẩn tìiường theo hướiig: - Nhiễm bẩn hữu (chất hữu hoà tan, chất hữu phân tán dạng keo, chất hữu dạng hạt thơ, chất hữu có độ độc cao ) - Nhiễm bẩn vô (sản phẩm dư thừa phân bón N03', N H /, PO/", c r, S O /', H2S, S^', Fe tổng số, Mn tổng số, kim loại độc Hg, Pb, As, Ni, Cd, Zn, Cu ) - Nhiễm bẩn vi sinh vật (vi sinh vật, vi trùng bệnh tiêu hố, hơ hấp , ký sinh tmng, giun, sán, tiứng ấu trùng chúng ) Q trình nhiễm kim loại nặng nước đất thực chất trình di chuyển kim loại nặng từ môi tmờng vào đất, dòng chảy vào nước ngầm Q trình chuyển ion kim loại xuống lớp đất sâu theo Foy (1984) Anderson (1988) [41] đất nhiều khống sét chứa nhơm pH