Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn nhằm xác định hàm lượng tổng và hàm lượng các dạng liên kết của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd trong một số cột trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu khu vực đi qua thành phố Thái Nguyên; đánh giá sự thay đổi hàm lượng tổng và các dạng của các kim loại Cu, Pb ,Zn và Cd theo chiều sâu của cột trầm tích và giữa các cột trầm tích.
MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề ơ nhiễm mơi trường do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người đã và đang là vấn đề nhức nhối của tồn xã hội. Một trong các chương trình đang được nhà nước quan tâm là nghiên cứu và đánh giá mức độ ơ nhiễm thuộc lưu vực một số hệ thống sơng chính như: sơng Đáy, sơng Nhuệ, sơng Cầu để từ đó có các biện pháp quản lí thích hợp Trong số các chỉ số ơ nhiễm, ơ nhiễm kim loại nặng là một trong những chỉ số được quan tâm nhiều bởi độc tính và khả năng tích lũy sinh học của chúng. Để có thể đánh giá một cách đầy đủ về mức độ ơ nhiễm của các kim loại nặng ta khơng thể chỉ dựa vào việc xác định hàm lượng của các kim loại hòa tan trong nước mà cần xác định cả hàm lượng các kim loại trong trầm tích. Rất nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu về trầm tích sơng, hồ đều cho thấy hàm lượng của các kim loại trong trầm tích lớn hơn nhiều so với trong nước. Dưới một số điều kiện lí hóa nhất định các kim loại nặng từ trong nước có thể tích lũy vào trầm tích đồng thời cũng có thể hòa tan ngược trở lại nước [65, 68]. Khả năng hòa tan của kim loại trong mẫu trầm tích vào nước cũng như khả năng tích lũy sinh học của nó phụ thuộc vào dạng tồn tại của kim loại trong trầm tích [69]. Vì vậy cần thiết phải xác định cụ thể dạng tồn tại của các kim loại trong trầm tích mới có thể đưa ra những đánh giá cụ thể và chính xác hơn về mức độ ơ nhiễm và ảnh hưởng đến hệ sinh thái của các kim loại nặng [48] Một vấn đề đáng lưu ý nữa là hàm lượng của các kim loại trong mẫu trầm tích phụ thuộc vào hàm lượng của các kim loại trong nước tại mỗi thời điểm. Do đó dựa vào việc xác định hàm lượng của các kim loại tại các điểm khác nhau trên cùng một cột trầm tích có thể giúp ta thấy được sự thay đổi về mức độ ơ nhiễm kim loại nặng tại khu vực nghiên cứu theo thời gian Để xác định dạng kim loại trong trầm tích, cơng đoạn quan trọng nhất là chiết tách riêng từng dạng kim loại ra khỏi trầm tích. Đã có rất nhiều quy trình chiết được đưa ra nhưng quy trình chiết liên tục của Tessier (Tessier et.al, 1979 [34]) được nhiều tác giả lựa chọn sử dụng và cải tiến thêm phương pháp này. Theo quy trình chiết liên tục của Tessier, kim loại trong trầm tích được chia làm 5 dạng là: dạng trao đổi, dạng liên kết với cacbonat, dạng liên kết với sắt và mangan oxit, dạng liên kết với chất hữu cơ và dạng cặn dư. Lưu vực sơng Cầu là một trong những lưu vực sơng lớn và tập trung đơng dân cư sinh sống khu vực phía Bắc. Sơng Cầu dài 288,5 km bắt nguồn từ núi Vạn On độ cao 1175m thuộc huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc Cạn chạy qua tỉnh Bắc Cạn, Thái Ngun, Bắc Giang, Hà Nội, Bắc Ninh và đổ vào sơng Thái Bình ở thị xã Phả Lại tỉnh Hải Dương. Các khu vực sơng Cầu chạy qua là những khu vực tập trung rất nhiều các hoạt động sản xuất cơng nghiệp như: khai khống, luyện kim, mạ điện Vì vậy tình hình ơ nhiễm nói chung và ơ nhiễm kim loại nặng nói riêng đang mức báo động Trước tình hình đó chính phủ đã cho thành lập Ủy ban Bảo vệ mơi trường lưu vực sơng Cầu vào tháng 1 năm 2008 để có những giải pháp đồng bộ quản lí và giảm thiểu ơ nhiễm trên hệ thống lưu vực sơng Cầu. Mặt khác, trên hệ thống lưu vực sơng Cầu, Thái Ngun là tỉnh mà ngành cơng nghiệp khai khống và luyện kim rất phát triển nên nguy cơ ơ nhiễm kim loại nặng là rất lớn. Từ những vấn đề trình bày ở trên, chúng tơi đã chọn đề tài “ nghiên cứu xác định dạng Cu, Pb, Zn và Cd trong một số cột trầm tích thuộc lưu vực sơng Cầu ” với địa bàn nghiên cứu chính là tỉnh Thái Ngun theo các nhiệm vụ cụ thể là: + Xác định hàm lượng tổng và hàm lượng các dạng liên kết của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd trong một số cột trầm tích thuộc lưu vực sơng Cầu khu vực đi qua thành phố Thái Ngun + Đánh giá sự thay đổi hàm lượng tổng và các dạng của các kim loại Cu, Pb ,Zn và Cd theo chiều sâu của cột trầm tích và giữa các cột trầm tích + Đánh giá mối tương quan về hàm lượng tổng và các dạng của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd trong cùng 1 cột trầm tích và giữa các cột trầm tích với nhau + Đánh giá mức độ ơ nhiễm các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd theo một số tiêu chuẩn đánh giá ơ nhiễm trầm tích Việc lấy mẫu trầm tích được chúng tơi trực tiếp tiến hành tại sơng Cầu đoạn đi qua thành phố Thái Ngun vào tháng 7 năm 2012. Các cơng việc bảo quản mẫu trầm tích, xử lí mẫu và phân tích hàm lượng tổng cũng như các dạng của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd được thực hiện tại phòng Hóa Phân Tích – Viện Hóa Học – Viện Hàn Lâm Khoa Học và Cơng Nghệ Việt Nam Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Trầm tích và sự tích lũy kim loại trong trầm tích 1.1.1 Trầm tích và sự hình thành trầm tích Trầm tích là các vật chất tự nhiên bị phá vỡ bởi các q trình xói mòn hoặc do thời tiết, sau đó được các dòng chảy vận chuyển đi và cuối cùng được tích tụ thành các lớp trên bề mặt hoặc đáy của một khu vực chứa nước như ao, hồ, sơng, suối, biển. Q trình hình thành trầm tích là một q trình tích tụ và lắng đọng các chất cặn lơ lửng (bao gồm cả các vật chất vơ cơ và hữu cơ) để tạo nên các lớp trầm tích. Ao, hồ, sơng, biển tích lũy trầm tích thành các lớp theo thời gian. Vì vậy trầm tích là một hỗn hợp phức tạp của các pha rắn bao gồm sét, silic oxit, chất hữu cơ, cacbonat và một quần thể các vi khuẩn (Trần Nghi, 2003 [14]; [71] ) Trầm tích là một trong những đối tượng thường được nghiên cứu để đánh giá và xác định mức độ cũng như nguồn gây ơ nhiễm kim loại nặng đối với mơi trường nước bởi hàm lượng kim loại trong trầm tích thường lớn hơn nhiều so với lớp nước phía trên và có mối quan hệ chặt chẽ với hàm lượng của các ion kim loại tan trong nước. Các kim loại trong nước có thể tích lũy đi vào trầm tích và ngược lại kim loại trong trầm tích ở dạng di động có khả năng hòa tan ngược lại vào nước. Chính vì lí do đó nên trầm tích được xem là một chỉ thị quan trọng dùng để nghiên cứu và đánh giá sự ơ nhiễm mơi trường. 1.1.2 Các nguồn tích lũy kim loại vào trầm tích Sự tích lũy kim loại vào trầm tích đến từ hai nguồn là nguồn nhân tạo và nguồn tự nhiên. Nguồn tự nhiên gồm các kim loại nằm trong thành phần của đất đá xâm nhập vào mơi trường nước và trầm tích thơng qua các q trình tự nhiên như: phong hóa, xói mòn, rửa trơi (Ip Crman 2007 [46]) Nguồn nhân tạo là các nguồn ơ nhiễm từ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người như: nước thải sinh hoạt, nơng nghiệp, cơng nghiệp, y tế. Các kim loại này sau khi đi vào nước sẽ tích lũy vào trầm tích cũng như các sinh vật thủy sinh 1.1.3 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích Các kim loại tích lũy vào trầm tích có thể xuất phát từ nguồn tự nhiên hoặc nhân tạo. Sự tích lũy của các kim loại vào trầm tích có thể xảy ra theo 3 cơ chế sau: Sự hấp phụ hóa lý từ nước Sự hấp thu sinh học bởi các sinh vật hoặc các chất hữu cơ Sự tích lũy vật lí của các hạt vật chất bởi q trình lắng đọng trầm tích Sự tích lũy kim loại vào trầm tích phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: các điều kiện thủy văn, mơi trường, pH, thành phần vi sinh vật, kết cấu của trầm tích, khả năng trao đổi ion… nhất là sự hấp phụ hóa lý và hấp thu sinh học Sự hấp phụ hóa lý các kim loại trực tiếp từ nước được thực hiện nhờ các q trình hấp phụ các kim loại lên trên bề mặt của các hạt keo, các q trình trao đổi ion, các phản ứng tạo phức của các kim loại nặng với các hợp chất hữu cơ hoặc do các phản ứng hóa học xảy ra làm thay đổi trạng thái oxi hóa của các ngun tố hay tạo thành các hợp chất ít tan như muối sunfua. Q trình hấp phụ hóa lí phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện như: pH của nước, kích thước của các hạt keo, hàm lượng các chất hữu cơ và quần thể vi sinh vật [65] Sự hấp thu sinh học chủ yếu do q trình hấp thu kim loại của các sinh vật trong nước, phản ứng tạo phức của các kim loại với các hợp chất hữu cơ, các hoạt động sinh hóa của hệ vi sinh vật trong trầm tích [42, 68] 1.1.4 Các dạng tồn tại của kim loại trong trầm tích Theo Tessier [33], kim loại trong mẫu trầm tích và mẫu đất tồn tại ở 5 dạng chủ yếu sau: + Dạng trao đổi: Kim loại trong dạng này liên kết với các hạt keo trong trầm tích (sét, hydrat của oxit săt, oxit mangan, axit humic) bằng lực hấp phụ yếu. Sự thay đổi lực ion của nước sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ hoặc giải hấp các kim loại này dẫn đến sự giải phóng hoặc tích lũy kim loại tại bề mặt tiếp xúc của nước và trầm tích. Chính vì vậy kim loại trong trầm tích ở dạng này rất linh động có thể dễ dàng giải phóng ngược trở lại mơi trường nước. + Dạng liên kết với cácbonat: Các kim loại tồn tại dạng kết tủa muối cacbonat. Các kim loại tồn tại ở dạng này rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH, khi pH giảm các kim loại ở dạng này sẽ được giải phóng + Dạng liên kết với FeMn oxit: Ở dạng liên kết này kim loại được hấp phụ trên bề mặt của FeMn oxi hydroxit và khơng bền trong điều kiện khử, bởi vì trong điều kiện khử trạng thái oxi hóa của sắt và mangan sẽ bị thay đổi, dẫn đến các kim loại trong trầm tích sẽ được giải phóng vào pha nước + Dạng liên kết với hữu cơ: Các kim loại ở dạng liên kết với hữu cơ sẽ khơng bền trong điều kiện oxi hóa, Khi bị oxi hóa các chất cơ sẽ phân hủy và các kim loại sẽ được giải phóng vào pha nước + Dạng cặn dư: Phần này chứa các khống chất bền vững tồn tại trong tự nhiên có thể giữ các vết kim loại trong nền cấu trúc của chúng, hoặc một số kết tủa bền khó tan của các kim loại như PbS, HgS Do vậy khi kim loại tồn tại trong phân đoạn này sẽ khơng thể hòa tan vào nước trong các điều kiện như trên 1.1.5 Kim loại nặng và nguồn tích lũy một số kim loại nặng trong trầm tích Kim loại nặng là các kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm 3, nhưng thơng thường ta dùng để chỉ những kim loại độc hại và gây ơ nhiễm mơi trường. Trong trầm tích, kim loại nặng có thể tồn tại ở các dạng khác nhau, có khả năng tích lũy trong trầm tích, khả năng tích lũy sinh học và độc tính khác nhau [30]. Trong giới hạn của đề tài, chúng tơi chỉ tập trung nghiên cứu bốn kim loại nặng là: đồng, chì, kẽm và cadimi 1.1.5.1 Kim loại đồng Đồng là một ngun tố thiết yếu đối với cơ thể động thực vật và con người. Đối với cơ thể con người, đồng cần thiết cho các q trình chuyến hóa sắt, lipit và rất cần thiết cho hoạt động của hệ thần kinh, hệ miễn dịch Tuy nhiên, khi cơ thể chúng ta tích tụ đồng với một lượng lớn sẽ gây nguy hiểm. Khi hàm lượng đồng trong cơ thể người từ 60 – 100 mg/kg thể trọng có thể gây ra tình trạng nơn mửa. Khi hàm lượng là 10g/kg thể trọng có thể gây tử vong. Nồng độ đồng giới hạn trong nước uống đối với con người là 2 mg/lit Đồng cũng là một trong số kim loại có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực cơng nghiệp khác nhau như: chế tạo dây dẫn điện, các hợp kim có độ chống mài mòn cao, chế tạo sơn, thuốc trừ sâu… Ở pH lớn ion Cu2+ có thể kết tủa dạng hidroxit, oxit, hidroxi cacbonat. Đồng cũng tạo được phức rất bền với chất mùn. Đặc biệt trong mơi trường khử Cu2+ rất dễ kết hợp với ion S 2 để tạo kết tủa CuS rất bền. Chính vì vậy mà khả năng tích lũy sinh học của kim loại đồng trong trầm tích nhỏ và dạng tồn tại chủ yếu của đồng trong trầm tích là ở dạng cặn dư [15, 18, 23] Nguồn tích lũy của kim loại đồng trong tự nhiên đến từ 2 nguồn là nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạo. Trong tự nhiên, hàm lượng trung bình của đồng trong vỏ trái đất vào khoảng 50 ppm và chủ yếu tồn tại dưới dạng một số khoáng chất như: azurit (2CuCO3Cu(OH)2); malachit (CuCO3Cu(OH)2); sulfua như: chalcopyrit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalcocit (Cu2S) và các ơxít như cuprit (Cu2O) Trong đó nhiều nhất là các quặng sunfua tương đối bền. Vì vậy khả năng rửa trơi của của kim loại đồng là tương đối nhỏ [23] Nguồn tích lũy nhân tạo đồng vào trầm tích xuất phát chủ yếu từ các hoạt động sản xuất đặc biệt là từ các ngành cơng nghiệp luyện kim và mạ điện. Theo một số nghiên cứu, hàm lượng kim loại đồng trong nước thải của các nhà máy mạ điện có thể lên đến 200 ppm 1.1.5.2 Kim loại chì Chì là một ngun tố có độc tính cao đối với con người và động vật. Khi xâm nhập vào cơ thể kim loại chì kết hợp với một số enzim làm rối loạn hoạt động của cơ thể. Khi nồng độ chì trong máu lớn hơn 50 μg/dl sẽ gây ra ra nguy cơ mắc chứng thiếu máu, thiếu sắc tố da, hồng cầu kém bền vững. Khi nồng độ chì trong máu lớn hơn 80 μg/dl sẽ gây ra các bệnh về thần kinh với các biểu hiện như mất điều hòa, giảm ý thức, vận động khó khăn, hơn mê và co giật [19, 20]. Ở pH cao kim loại chì trở nên ít tan do dễ tạo phức với các hợp chất hữu cơ, kết tủa dưới dạng oxit, hidroxit và liên kết với oxit và silica của đất sét vì vậy ở pH cao kim loại chì có khả năng tích lũy sinh học thấp. Nhưng ở pH thấp hơn thì khả năng tích lũy sinh học của chì tăng dần Trong tự nhiên hàm lượng Pb trong vỏ trái đất khoảng 17 ppm. Chì thường được tìm thấy ở dạng quặng cùng với kẽm, bạc, và (phổ biến nhất) đồng, và được thu hồi cùng với các kim loại này. Trong tự nhiên, khống chì chủ yếu là galena (PbS) ngồi ra còn có một số dạng khống chứa chì khác như cerussite (PbCO3) và anglesite (PbSO4) [15, 18, 22] Trong cơng nghiệp, kim loại chì được sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau như: cơng nghiệp chế tạo ắc quy, sơn, nhựa, luyện kim. Vì vậy nguồn phát thải chì nhân tạo chủ yếu từ các hoạt động sản xuất cơng nghiệp và tiểu thủ cơng nghiệp như: cơng nghiệp luyện kim, ắc quy, sơn, nhựa và các làng nghề tái chế chì, tái chế nhựa 1.1.5.3 Kim loại kẽm Kẽm là một ngun tố vi lượng rất cần thiết đối với con người và động thực vật. Kẽm hiện diện trong hầu hết các bộ phận cơ thể con người. Kẽm cần thiết cho thị lực, giúp cơ thể chống lại bệnh tật, chống nhiễm trùng và cần thiết cho các hoạt động sinh dục và sinh sản Tuy nhiên khi hàm lượng kẽm trong cơ thể lớn q có thể tạo ra các tác dụng ngược lại gây ra các bệnh như ngộ độc thần kinh, và hệ miễn nhiễm [20, 21] Trong cơng nghiệp, kim loại kẽm có rất nhiều ứng dụng đặc biệt trong lĩnh vực luyện kim, cơng nghiệp mạ và sản xuất pin điện Trong mơi trường nước ở pH thấp Zn có độ linh động vừa phải do chủ yếu tồn tại ở pha liên kết yếu với sét và mùn. Ở pH lớn hơn độ linh động của kẽm giảm đi do tồn tại ở các pha liên kết với oxit, aluminosilicat và mùn. Ngồi ra trong mơi trường khử, sự linh động của kim loại kẽm cũng bị giảm đi do tạo thành muối ZnS ít tan [ 15, 18, 24, 29] Trong vỏ trái đất hàm lượng kim loại kẽm vào khoảng 75 ppm. Sphalerit (ZnS) là loại quặng kẽm quan trọng nhất. Nguồn tích lũy kẽm trong trầm tích ngồi nguồn tự nhiên còn phải kể đến một nguồn rất quan trọng là các nước thải từ các nhà máy luyện kim và mạ điện và khai khống [25] 1.1.5.4 Kim loại Cadimi Cadimi cũng là một kim loại có nhiều ứng dụng trong cơng nghiệp. Một số ứng dụng chính của cadimi là chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp, sử dụng trong mạ điện, chế tạo vật liệu bán dẫn, chất tạo màu Tuy nhiên cadimi lại là kim loại rất độc hại đối với cơ thể người ngay cả ở nồng độ rất thấp bởi vì cadimi có khả năng tích lũy sinh học rất cao. Khi xâm nhập vào cơ thể nó can thiệp vào các q trình sinh học, các enzim liên quan đến kẽm, magie và canxi, gây tổn thương đến gan, thận, gây nên bệnh lỗng xương và bệnh ung thư [20] Trong tự nhiên, hàm lượng cadimi trung bình khoảng 0,1 ppm. Quặng cadimi rất hiếm và chủ yếu tồn tại ở dạng CdS có lẫn trong quặng một số kim loại như Zn, Cu, Pb [25]. Trong trầm tích sơng ngòi, hàm lượng cadimi có thể cao hơn nhiều lên đến 9 ppm [6]. Nguồn phát thải ơ nhiễm Cd đối với trầm tích sơng ngòi chủ yếu là nguồn nhân tạo, xuất phát từ nước thải từ các ngành cơng nghiệp dựa trên một số ứng dụng của Cd như: lớp mạ bảo vệ thép, chất ổn định trong PVC, chất tạo màu trong plastic và thủy tinh, và trong hợp phần của nhiều hợp kim. 1.2 Phân tích dạng kim loại trong trầm tích 1.2.1 Khái niệm về phân tích dạng Thuật ngữ “dạng”, theo Fillip M. tack và Marc G. Verloo [40], là sự nhận dạng và định lượng các dạng, các hình thức hay các pha khác nhau mà trong đó kim loại tồn tại Trong thực tế, độ linh động và hoạt tính sinh học cũng như khả năng tích lũy sinh học của kim loại phụ thuộc vào dạng tồn tại bao gồm dạng hóa học ( trạng thái oxi hóa, điện tích, trạng thái hóa trị và liên kết) và dạng vật lí (trạng thái vật lí, kích thước hạt ). Chẳng hạn crơm ở dạng Cr(III) khơng độc nhưng ở dạng Cr(VI) rất độc. Trong các dạng của asen thì As(III) có độc tính cao gấp khoảng 50 lần As(V), asen ở dạng hợp chất vơ cơ độc hơn dạng hợp chất hữu cơ. Trong trầm tích, các kim loại tồn tại ở dạng linh động dễ dàng có thể giải phóng vào nước dẫn đến nguy cơ gia tăng sự hấp thụ các kim loại này vào cơ thể con người thơng qua chuỗi thức ăn. Trong khi đó các kim loại tồn tại ở dạng cặn dư rất khó hòa tan vào nước nên rất ít ảnh hưởng đến sức khỏe con người [31, 40]. Vì vậy cần thiết phải xác định cụ thể hàm lượng của các kim loại ở từng dạng tồn tại cụ thể của nó. Theo tác giả Tessier, kim loại trong mẫu trầm tích và mẫu đất tồn tại ở 5 dạng chủ yếu là: dạng trao đổi, dạng liên kết với cácbonat, dạng liên kết với FeMn oxit, dạng liên kết với hữu cơ, dạng cặn dư. Vấn đề đặt ra ở đây là phải tìm ra các dung mơi và các điều kiện thích hợp để có thể chiết riêng từng dạng kim loại. Có nhiều phương pháp khác nhau đã được đưa ra để chiết riêng từng dạng kim loại như: chiết một giai đoạn, chiết liên tục, sử dụng nhựa trao đổi ion Trong đó, phương pháp chiết liên tục được áp dụng phổ biến nhất do những ưu điểm của nó 1.2.2 Các quy trình chiết liên tục Có rất nhiều quy trình chiết liên tục được các tác giả khác nhau đưa ra để phân tích dạng kim loại trong trầm tích. Dưới đây là một số quy trình tiêu biểu * Quy trình chiết liên tục của Tessier: Đây là quy trình được nhiều tác giả khác nhau sử dụng để xác định hàm lượng kim loại trong đất và trầm tích. Các điều kiện cụ thể của quy trình chiết liên tục Tessier được thể hiện qua bảng sau: Bảng 1.1 Quy trình chiết liên tục của Tessier (1979)[33] Dạng kim loại Trao đổi (F1) Điều kiện chiết (1 gam mẫu) + 8 ml MgCl2 1M (pH = 7), khuấy liên tục trong 1 giờ + hoặc 8 ml NaOAc 1M (pH = 8,2), khuấy liên tục trong 1 giờ Liên kết với 8 ml NaOAc 1M (pH = 5 với HOAc), khuấy liên tục trong 5 giờ cacbonat (F2) ở nhiệt độ phòng Liên kết với Fe + 20 ml Na2S2O3 0,3M + Natricitrat 0,175M + axit citric 0,025M Mn oxit (F3) + hoặc 20 ml NH2OH.HCl 0,04M trong CH3COOH 25%, 96 30C, thuy thoảng khuấy trong 6 giờ Liên kết với (1) 3ml HNO3 0,02M + 5ml H2O2 30% (pH = 2 với HNO3), 85 hữu cơ (F4) 20C, khuấy 2 giờ (2) thêm 3 ml H2O2 30% (pH = 2 với HNO 3) 85 20C, khuấy 3 (3) sau khi làm nguội thêm 5 ml NH4OAc 3,2 M trong HNO3 20% và pha loãng thành 20 ml, khuấy liên tục trong 30 phút Cặn dư (F5) (1) HClO4 (2 ml) + HF (10 ml) đun đến gần cạn (2) HClO4 (1 ml) + HF (10 ml) đun đến gần cạn (3) HClO4 (1 ml) (4) hòa tan bằng HCl 12N sau đó định mức thành 25 ml * Quy trình chiết liên tục của Ủy ban tham chiếu cộng đồng (Community Bureau of Reference procedure, BCR): Quy trình này gần tương tự như quy trình của Tessier nhưng dạng trao đổi và dạng cacbonat được gộp chung lại thành một dạng Bảng 1.2 Quy trình chiết liên tục của BCR (1993) [32] Dạng kim loại Điều kiện chiết (1 gam mẫu) Trao đổi và liên kết 40 ml HOAc 0,11M, 22±50C, khuấy liên tục 16 giờ với cacbonat Liên kết với FeMn 40 ml NH2OH.HCl 0,1M (pH = với HNO 3), 22±50C, oxit Liên kết với hữu cơ khuấy liên tục 16 giờ (1) 10 ml H2O2 8,8M (pH = 23), t0 phòng, khuấy liên tục trong 1 giờ (2) 10 ml H2O2 (pH = 23),850C, đun 1 giờ đến thể tích 3 ml 10 + ở cột SC01 chỉ số RAC có giá trị từ 41.87 đến 51,94 % ứng với mức độ rủi ro cao và rất cao. + ở cột SC02 chỉ số RAC có giá trị từ 31.92 đến 42,61 % ứng với mức độ rủi ro cao. + ở cột SC03 chỉ số RAC từ 22.44 đến 45,58 % ứng với mức độ rủi ro trung bình và cao. Như vậy từ kết quả khảo sát chỉ số rủi ro RAC cho thấy các cột trầm tích sơng Cầu đang bị ơ nhiễm kim loại Pb mức độ rủi ro cao và rất cao đặc biệt là cột SC01 Khảo sát mối tương quan giữa hàm lượng kim loại Pb ở các dạng trong mỗi cột trầm tích chúng tơi thu được kết quả sau: Bảng 3.21 Hệ số tương quan hàm lượng các dạng của Pb trong mỗi cột trầm tích F1 F2 F3 F4 0.980 F2 0.000 0.953 0.970 F3 0.000 0.000 SC01 0.825 0.832 0.858 F4 0.012 0.010 0.006 0.640 0.740 0.694 0.462 F5 0.088 0.036 0.056 0.249 SC02 0.363 F2 0.337 F3 0.440 0.265 0.236 0.491 61 F4 F5 F2 F3 SC03 F4 F5 0.161 0.679 0.728 0.026 0.995 0.000 0.976 0.000 0.921 0.000 0.982 0.000 0.757 0.018 0.329 0.388 0.134 0.731 0.702 0.035 0.145 0.709 0.990 0.000 0.948 0.000 0.989 0.000 0.952 0.000 0.991 0.000 0.934 0.000 Từ kết quả cho thấy, hàm lượng các dạng của kim loại Pb ở cột SC02 hầu như khơng tương quan với nhau chứng tỏ nguồn phát thải Pb tại khu vực này khơng ổn định Còn cột SC01 và SC03 có mối tương quan với nhau tương đối tốt chứng tỏ nguồn phát thải kim loại Pb khu vực này ổn định. Sự tương quan tốt giữa hàm lượng kim loại Pb ở dạng F1 (trao đổi) và F5 (cặn dư) thể hiện rằng sự tích lũy kim loại Pb trong 3 cột trầm tích sơng Cầu trên đều chủ yếu từ nước thải của các cơ sở sản xuất cơng nghiệp 3.6.3 Kết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Zn Bảng 3.22 Hàm lượng các dạng của kim loại Zn (mg/kg) trong các cột trầm tích Cột Đoạ n F2 Hàm Phầ lượn n g trăm 20.1 5.9 F3 Hàm Phầ lượn n g trăm 23.2 6.8 2.2 0.7 1.2 2.3 0.7 17.7 5.0 23.7 1.3 3.5 0.9 25.0 6.5 1.4 3.5 0.9 25.6 1.5 3.0 0.8 1.6 2.1 1.7 2.2 1.1 SC01 F1 Hàm Phầ lượn n g trăm F4 Hàm Phầ lượn n g trăm 2.0 0.6 6.7 2.4 21.1 5.4 6.9 27.7 31.5 8.7 0.7 24.2 0.6 26.1 F5 Hàm Phầ lượn n g trăm 293 86.0 0.7 308 87.0 2.5 0.6 335 86.6 7.5 4.0 1.1 310 83.6 30.0 8.3 4.2 1.2 295 81.1 7.4 23.5 7.2 5.4 1.7 270 83.0 7.0 27.8 7.5 4.3 1.1 313 83.8 62 SC02 SC03 1.8 2.9 0.8 28.7 8.4 26.3 7.7 3.1 0.9 280 82.1 2.1 6.8 2.1 68.3 21.2 23.2 7.2 6.5 2.0 218 67.5 2.2 5.5 1.8 59.4 19.6 24.7 8.2 3.9 1.3 210 69.2 2.3 4.7 1.4 57.2 17.4 24.7 7.5 4.5 1.4 238 72.3 2.4 5.0 1.5 61.7 18.9 27.1 8.3 5.0 1.5 228 69.7 2.5 5.1 1.6 64.7 19.6 30.7 9.3 7.4 2.2 223 67.3 2.6 3.9 1.4 51.1 17.8 22.0 7.6 5.9 2.0 205 71.2 2.7 2.0 0.8 31.7 12.2 14.7 5.7 3.9 1.5 208 79.9 2.8 4.3 1.4 60.6 19.2 24.8 7.9 8.3 2.6 218 69.0 2.9 3.6 1.3 53.6 18.9 22.6 8.0 6.8 2.4 198 69.5 3.1 2.0 0.6 11.4 3.1 25.3 7.0 4.0 1.1 320 88.2 3.2 2.5 0.7 12.5 3.8 26.3 7.9 5.2 1.6 285 86.0 3.3 2.8 0.8 15.0 4.4 27.4 8.0 4.0 1.2 295 85.7 3.4 2.6 0.9 16.2 5.7 31.6 11.0 5.7 2.0 230 80.4 3.5 2.5 0.8 17.9 5.6 27.8 8.7 4.6 1.4 265 83.4 3.6 2.5 0.8 15.8 5.2 22.8 7.5 5.1 1.7 260 84.9 3.7 1.4 0.5 12.5 4.4 20.0 7.0 4.8 1.7 248 86.5 3.8 1.8 0.8 12.5 5.8 20.2 9.3 5.0 2.3 178 81.8 3.9 1.0 0.4 10.6 4.6 30.2 13.3 6.2 2.7 180 79.0 3.10 1.5 0.7 11.4 4.9 26.3 11.3 6.8 2.9 188 80.3 1.0 0.6 7.7 4.3 16.2 9.0 7.0 3.9 148 82.2 Ở dạng trao đổi (F1), kim loại Zn chỉ chiếm từ 0,42 đến 2,11 %. Kết quả này 3.11 tương tự như mẫu trầm tích hồ Trị An ( khoảng 1,8 %, [7]) và trầm tích sơng Nhuệ, sơng Đáy ( khoảng 2 %, [6]). Ở dạng liên kết với cabonat (F2), hàm lượng kim loại Zn trong cột SC02 tương đối cao từ 12,2 đến 21,19 % còn ở cột SC01 và SC03 thấp hơn khoảng từ 3,13 đến 8,66 %. Hàm lượng này tương đương với trầm tích sơng Nhuệ Đáy (khoảng 20%) và cao hơn nhiều so với mẫu trầm tích hồ Trị An ( khoảng 2,88 %) Ở dạng liên kết với hữu cơ (F4), hàm lượng của Zn trong các cột trầm tích có giá trị từ 0,6 đến 3,91 % nhỏ hơn rất nhiều so với trầm tích sơng Nhuệ Đáy (khoảng 20 %). Điều này phù hợp với nhận định ban đầu của chúng tơi là hàm lượng mùn và hữu cơ trong các cột trầm tích SC01, SC02 và SC03 nhỏ 63 Ở dạng cặn dư (F5), hàm lượng Zn rất cao có giá trị từ 67,33 đến 86,95 %. Kết này tương đương với mẫu trầm tích hồ Trị An nhưng cao hơn nhiều so với mẫu trầm tích sơng Nhuệ Đáy (hầu hết