Xác định, đánh giá hàm lượng đồng, mangan và kẽm trong thịt cá bống cát (Glossogobius giuris hamilton, 1882) ở khu vực sông Kiến Giang, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình

Hàm lượng trung bình của đồng, mangan và kẽm trong thịt cá bống trong các mẫu thu được thấp hơn so với quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hoá học trong.. N, Stati[r]

ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY

Số 71 (05/2020) No 71 (05/2020)

Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: http://sj.sgu.edu.vn/

XÁC ĐỊNH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG ĐỒNG, MANGAN VÀ KẼM TRONG THỊT CÁ BỐNG CÁT

(GLOSSOGOBIUS GIURIS HAMILTON, 1882) Ở KHU VỰC SÔNG KIẾN GIANG, HUYỆN QUẢNG NINH, TỈNH QUẢNG BÌNH

Determination of copper, manganese and zinc in goby fish

(Glossogobius giuris Hamilton, 1882) in Kiến Giang river at Quảng Ninh district, Quảng Bình province

ThS.NCS Nguyễn Mậu Thành Trường Đại học Quảng Bình

TĨM TẮT

Để nghiên cứu nhằm xác định hàm lượng đồng, mangan kẽm thịt cá bống cát (Glossogobius giuris) khu vực sông Kiến Giang, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình, chúng tơi áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ lửa (F-AAS) Đây là phương pháp cho độ lặp lại cao với RSD < 4,28%, độ thu hồi 92,15 ÷ 104,37%, giới hạn phát thấp Kết nghiên cứu cho thấy, hàm lượng đồng, mangan kẽm cá bống cát khu vực sơng Kiến Giang, Quảng Ninh, Quảng Bình (lần lượt là: 0,29 ÷ 1,58 mg/kg tươi; 0,32 ÷ 4,56 mg/kg tươi và 5,45 ÷ 10,06 mg/kg tươi) nằm giới hạn cho phép theo quy định 46/BYT 2007

Từ khóa: cá bống cát, kim loại, phương pháp F-AAS, sông Kiến Giang ABSTRACT

In this study, flame atomic absorption spectrometry (F-AAS) was applied to determine the copper, manganese and zinc content in goby fish(Glossogobius giuris) from Kiến Giang river at Quảng Ninh district, Quảng Bình province This method offered the high repeatability in RSD (< 4.28%), the recovery (from 92.15 % to 104.37%), and low limit of detection The obtained results showed that the average concentration of copper, manganese and zinc in goby fishwere 0,29 ÷ 1,58 mg/kg fresh; 0,32 ÷ 4,56 mg/kg fresh and 5,45 ÷ 10,06 mg/kg fresh, which was within the allowed limits according to the regulation No 46/BYT 2007

Keywords: goby fish, metal, F-AAS method, Kiến Giang river

1 Đặt vấn đề

Cá bống cát (Glossogobius giuris) [1] từ lâu được biết đến loài cá cho thịt

chính đó có sông Nhật Lệ với phụ lưu lớn sông Kiến Giang Hầu hết con sông Việt Nam chảy theo hướng Đông Nam, riêng sông Kiến Giang lại chảy theo hướng Đông Bắc nên được gọi nghịch hà, nó qua địa phận huyện Quảng Ninh để đổ biển Đông cửa Nhật Lệ Đây là mợt dịng sơng điển hình có giá trị lớn mặt kinh tế xã hội cho tỉnh, đặc biệt là huyện Quảng Ninh Song song với việc khai thác tiềm từ dòng sông Kiến Giang thì vấn đề môi trường cũng cần được quan tâm Đặc biệt, hệ thống sông Kiến Giang tiếp nhận nước thải sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp hoạt động như: nhà máy xi măng Áng Sơn, nhà máy xi măng Vạn Ninh, nhà máy gạch không nung Thọ Duệ, nhà máy khai thác cát, đất cao lanh.v.v.[4] Các nguồn thải này làm đe doạ chất lượng môi trường nước sông Kiến Giang Bên cạnh đó, theo kết quả trắc quan thông số chất lượng nước riêng biệt vào năm 2018 cho thấy, đa số các thông số chất lượng nước thuộc tiêu chuẩn nước loại A2 theo QCVN 08 : 2008/BTNMT [6]

Một số nghiên cứu các loại đợng vật có thể tích tụ mợt số chất ô nhiễm, ô nhiễm môi trường được đánh giá thông qua thể sống [1], 10] Cá bống cát có tập tính ăn tạp, có thể ăn nhiều loại thức ăn khác động thực vật phù du, sinh vật đáy, rong tảo sống bám, mùn bã hữu cơ, các loài cá nhỏ khác Bên cạnh đó

tập tính sống tầng đáy có thể làm cho chúng tích lũy nhiều kim loại và các chất khác thể Khả tích lũy lâu dài làm giảm chất lượng thủy sản và gây hại cho người thông qua dây chuyền thực phẩm [4], [5].

2 Phương pháp nghiên cứu 2.1 Chuẩn bị mẫu

Các mẫu cá bống được lấy địa điểm sông Kiến Giang chảy qua địa phận huyện Quảng Ninh vào đợt (đợt 1: 10 - 13/11/2017, đợt 2: 26 - 28/1/2018) Mỗi đợt gồm mẫu, mẫu gồm - 12 cá thể, lấy theo phương pháp tổ hợp Ký hiệu mẫu cá bống CBij, đó: i = - n (thứ

tự đợt lấy mẫu), j = - m (vị trí lấy mẫu) Mẫu cá bống tươi được chuyển về phịng thí nghiệm sau thu được Mẫu được xử lý sơ bộ trước tiến hành phân tích: rửa nước cất nhiều lần, sau đó dùng dao inox tách lấy phần thịt Mẫu được xay nhuyễn, cất tủ lạnh sâu nhiệt độ -200C chưa tiến hành phân tích [3]

2.2 Phương pháp phân tích

Nghiên cứu tập trung vào sử dụng phương pháp phân tích đồng, mangan kẽm thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử Với dung dịch phân tích được xử lý bằng kỹ thuật xử lý mẫu ướt (phá mẫu bằng hỗn hợp HNO3 Mg(NO3)2) Quy

Hình 1. Quy trình xử lý mẫu, phân tích kim loại nặng thịt cá bống phương pháp F-AAS

Áp dụng kỹ thuật phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử với dung dịch phân tích thu được từ kỹ thuật phá mẫu ướt và

chấp nhận điều kiện hoạt động thiết bị được nêu Bảng [3]

Bảng Điều kiện đo F-AAS xác định đồng, mangan kẽm Kim loại

Thông số Cu Mn Zn

Bước sóng (nm) 324,8 279,5 213,9

Khe đo (nm) 1,2 0,2 0,5

Cường độ đèn (mA) 3 7 4

Chiều cao burner (mm) 6 5 6

Hỗn hợp khí đốt KK-C2H2 KK-C2H2 KK-C2H2

Để xác định hàm lượng một nguyên tố mẫu phân tích theo phép đo F-AAS chúng tơi thực theo phương pháp đường chuẩn Lấy mợt thể tích xác định dung dịch mẫu pha loãng theo các hệ số pha loãng phù hợp với đồng, mangan kẽm khảo sát sơ bộ hàm lượng chúng mẫu thịt cá bống tiến hành đo độ hấp thụ quang dung dịch đó

Theo đó, sử dụng theo công thức:

d b

a ) 50

(  

Trong đó:

a nồng đợ dung dịch phân tích

b nồng đợ trung bình dung dịch trắng

df hệ số pha loãng

m khối lượng mẫu phân tích 2.3 Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe

tính dựa trên công thức [11]:

I K M

DIM    (**) Trong đó:

M nồng độ kim loại nặng có thịt cá (mg/kg)

K tỷ lệ thịt tươi so với thịt sấy khô (K=0,085)

I là lượng thịt cá tiêu thụ hàng ngày của người trưởng thành: 24,7 g/người/ngày [11]

W cân nặng trung bình người trưởng thành Việt Nam: 51,5 kg

Khi đó số rủi ro sức khỏe (HRI) được tính dựa cơng thức [11]:

RfD DIM

HRI  (***)

Trong đó, RfD là liều lượng tham chiếu (RfDCu = 4x10-2 , RfDMn = 15x10-2,

RfDZn = 30x10-2) [12]

3 Kết quả thảo luận

3.1 Kích thước khối lượng cá bống cát

Qua hai đợt lấy mẫu thu được 126 cá thể cá bống chia làm 12 mẫu, chiều dài khối lượng cá bống cát thu được khu vực sông Kiến Giang qua địa phận huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình thời điểm khảo sát được thể qua Bảng 2.

Bảng 2. Chiều dài khối lượng cá bống cát

Giá trị Cá bống cát sông Kiến Giang

Chiều dài (cm) Khối lượng (g)

Nhỏ 6,3 2,72

Lớn 10,5 7,18

Trung bình 7,2 3,75

3.2 Xây dựng đường chuẩn, khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng

Đường chuẩn xác định hàm lượng kim loại được thể Hình Đối với

đồng, phương trình có dạng: ACu = 0,108C

- 0,001; mangan: AMn = 0,188C - 0,005

đối với kẽm: AZn = 0,394SC + 0,011

(trong đó C là nồng độ, mg/L)

Bảng 3. Các giá trị a, b, Sy/x , LOD, LOQ tính từ phương trình đường chuẩn A= bC + a

Các giá trị

Kim loại a b Sy/x R

LOD, (mg/L)

LOQ, (mg/L)

Cu -0,001 0,108 0,001 0,999 0,041 0,137

Mn -0,005 0,188 0,007 0,996 0,110 0,367

Zn 0,011 0,394 0,008 0,998 0,064 0,213

Qua đồ thị khảo sát Hình Bảng 3 ta thấy, đợ hấp thụ nồng độ các kim loại đồng, mangan kẽm có tương quan tuyến tính tốt, với R > 0,996 trong khoảng nồng độ từ 0,005 đến 1,0 mg/L Giới hạn phát (LOD) phép đo F-AAS phép xác định đồng, mangan kẽm được xác định theo quy tắc “3σ”, giới hạn định lượng (LOQ) tính theo quy tắc “10σ” [9]

3.3 Đánh giá độ lặp lại độ của phép đo

Độ lặp lại được xác định qua độ lệch chuẩn (SD) hay độ lệch chuẩn tương đối (RSD) Tiến hành phân tích mẫu thịt cá bống, lần lượt thêm chuẩn đồng, mangan kẽm vào mẫu đó Kết cho thấy, phương pháp F-AAS phân tích mẫu hàu đạt độ lặp lại tương đối tốt RSD < 3,81% đồng; RSD < 4,28% mangan và RSD < 2,76% kẽm Như phương pháp F-AAS đạt được độ lặp lại cao phân tích kim loại đồng, mangan kẽm thịt cá bống cát.

Đợ phương pháp phân tích đồng, mangan kẽm được xác định thông qua độ thu hồi (Recovery) theo công thức [9]: Re (%) 2 1100

o

C C C

v Trong đó,

C0 nồng đợ chất phân tích được thêm

vào mẫu thật; C1 nồng độ chất

phân tích mẫu thật; C2 nồng đợ

chất phân tích mẫu thật được thêm chuẩn Kết phương pháp xác định đồng thời hàm lượng đồng, mangan kẽm có đợ thu hồi lần lượt đạt từ 92,15 ÷ 104,37%. Vậy, phương pháp F-AAS có thể ứng dụng phân tích đồng, mangan kẽm mẫu thịt cá bống nghiên cứu

3.4 Xác định hàm lượng đồng, mangan kẽm thịt cá bống

Bảng 4. Kết xác định hàm lượng kim loại thịt cá bống cát khu vực sông Kiến Giang qua địa phận huyện Quảng Ninh

Vị trí lấy mẫu

Hàm lượng kim loại (mg/kg)

Cu Mn Zn

Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt

CB-VT-1 1,02 0,78 2,52 0,32 6,75 5,45

CB-VT-2 0,53 0,47 2,87 1,94 6,71 7,25

CB-VT-3 0,54 0,61 4,33 3,65 9,46 8,63

CB-VT-4 0,29 <LOD 3,75 1,71 6,76 6,15

CB-VT-5 0,62 1,58 4,56 3,08 8,18 10,06

CB-VT-6 <LOD 0,43 4,11 2,26 6,98 6,22

Trung bình 0,69 2,93 7,38

Từ kết Bảng cho thấy hàm lượng đồng, mangan kẽm trung bình trong thịt cá bống cát là: 0,69 mg/kg tươi đối với Cu; 2,93 mg/kg tươi Mn và 7,38 mg/kg tươi Zn nằm trong phạm vi tiêu chuẩn cho phép an toàn thực phẩm Bộ Y Tế - 46/BYT 2007 [7] Kết một cơ sở khoa học cho thấy, bống cát thu được khu vực sông Kiến Giang có

khả bổ sung nguyên tố vi lượng đồng, mangan kẽm

3.5 Đánh giá hàm lượng kim loại nặng thịt cá bống cát so với tiêu chuẩn quốc gia

Kết so sánh hàm lượng đồng, mangan và kẽm thịt cá bống cát với quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hoá học thực phẩm, được thể ở Bảng

Bảng Kết so sánh hàm lượng các kim loại với tiêu chuẩn Việt Nam Kim

loại

Vị trí lấy mẫu

Hàm lượng TB (mg/kg)

Số 46/2007 /QĐ-BYT [7]

(mg/kg)

Độ lệch

chuẩn (S) ttính tlý thuyết (p; f)

Cu Sông

Kiến Giang

0,69 ≤ 30 0,372 249,287 2,262 (0,05; 9)

Mn 2,93 Chưa có - - -

Zn 7,38 ≤ 100 1,103 228,671 2,021(0,05; 11)

Qua Bảng cho thấy, giá trị ttính

đều lớn tlý thuyết Điều đó cho thấy hàm

lượng đồng kẽm trung bình (TB)

đáng kể mặt thống kê với mức ý nghĩa p < 0,05 Cụ thể hàm lượng đồng kẽm trong thịt cá bống cát nằm phạm vi cho phép tiêu chuẩn Việt Nam Riêng với mangan thì chưa có quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hoá học thực phẩm, ban hành kèm theo định số 46/2007/QĐ-BYT Bộ trưởng BYT 19/12/2007 nên khơng tính được giá trị ttính Tuy nhiên so với WHO giá

trị trung bình cho phép mangan thịt, gia cầm, cá trứng giá trị mangan trong thịt cá bống cát nằm phạm vi cho phép

3.6 Cảnh báo rủi ro sức khỏe với hàm lượng kim loại phân tích

Để đánh giá được rủi ro cũng nguy sức khỏe sử dụng thịt cá, nghiên cứu này ước tính mức đợ phơi nhiễm và xác định các đường tiếp xúc với đồng, mangan kẽm Trong đó, chuỗi thức ăn được lựa chọn vì người tương tác với các kim loại thông qua việc tiêu thụ sản phẩm Áp dụng cơng thức (**) và (***) để tính số rủi ro sức khỏe (HRI) với hàm lượng phân tích dựa DIM, được trình bày Bảng Nếu HRI lớn 1, có nghĩa là đối tượng nằm ngưỡng rủi ro, ngược lại nhỏ thì đối tượng nằm vùng an toàn có thể kiểm soát được [11]

Bảng 6. Dự báo số rủi ro sức khoẻ từ việc tiêu dùng cá bống

Kim loại Mmax (mg/kg) DIM HRI

Cu 1,58 6,4x10-5 1,6x10-3

Mn 4,56 1,9x10-4 1,2x10-3

Zn 10,06 4,1x10-4 1,4x10-3

Từ Bảng cho thấy, các số rủi ro đều nhỏ 1, tức không có nguy hay đang nằm mức an toàn Đều đó cho thấy hàm lượng đồng, mangan kẽm đang nằm ngưỡng có thể kiểm soát

4 Kết luận

Việc nghiên cứu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F-AAS) để xác định hàm lượng kim loại trong thịt cá bống cát cho thấy, là phương pháp phù hợp cho phép phân tích có đợ lặp lại, đợ xác cao và giới hạn phát thấp

thu được khu vực sông Kiến Giang qua địa phận huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình cho thấy hàm lượng đồng, mangan kẽm lần lượt là: 0,29 ÷ 1,58 mg/kg tươi; 0,32 ÷ 4,56 mg/kg tươi và 5,45 ÷ 10,06 mg/kg tươi Đây là các thông tin cơ để phục vụ đánh giá khả tích lũy các kim loại nói thịt cá bống cát các thời điểm và vị trí khảo sát

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lê Huy Bá, Độc học môi trường bản, NXB ĐHQG TP HCM, 2008

[2] Võ Thị Liên “Nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh sản cá bống cát (Glossogobius giuris Hamilton 1882) khu du lịch sinh thái hồ Phú Ninh Quảng Nam”, Tạp chí Khoa học-Cơng nghệ Thủy sản, Đại học Nha Trang, 1, 40-48, 2011

[3] Phạm Luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB ĐHQG Hà Nội, 2006 [4] Nguyễn Mậu Thành, Đoàn Mạnh Dũng, Trần Đức Sỹ, Trần Thành Tâm Toàn, “Xác

định hàm lượng chì một số loài cá khu vực sông Kiến Giang qua địa phận huyện Quảng Ninh tỉnh Quảng Bình phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử”,

Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một, 3(38), 87-92, 2018

[5] Nguyễn Mậu Thành, Nguyễn Đình Luyện, “Phân tích, đánh giá hàm lượng một số kim loại thịt cá lóc (Channa maculata) nuôi khu vực xã Ngư Thủy Bắc, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình’’, Tạp chí Hóa học, số 3, 85-89, 2017

[6] Nguyễn Mậu Thành, Trần Đức Sỹ, “Sử dụng số “WQI” để đánh giá trạng chất lượng nước mặt sông Kiến Giang qua huyện Quảng Ninh tỉnh Quảng Bình”,

Tạp chí Hóa học Ứng dụng, 4(48), 1-4, 2019

[7] Bộ Y Tế (2007), Quyết định số 46/2007/QĐ-BYT, “Quy định giới hạn tối đa ô

nhiễm sinh học hoá học thực phẩm”, Hà Nội

[8] Horwitz W, Albert R, “The Concept of Uncertainty as Applied to Chemical Measurement”, Analyst,122, 615-617, 1997

[9] Miller J C, Miller J N, Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, Pearson Education, 2010

[10] Farkas A, Salanki J, Varanka I, “Heavy metal concentrations in fish of Lake Balaton Lakes and Reservoirs”, Research and Management, 5, 271-279, 2000 [11] A.I Yaradua, A J Alhassan, A U Kurfi, A Nasir, A Idi, I U Muhammad and A

M Kanadi, “Heavy Metals Health Risk Index (HRI) in Human Consumption of Whole Fish and Water from Some Selected Dams in Katsina State Nigeria”, Asian

Journal of Fisheries and Aquatic Research, 1(1), 1-11, 2018.

[12] USEPA, “Risk-based concentration table”, US EPA, Washington DC, Philadelphia,

2009.

Quảng Ninh