Nghiên cứu sự tích lũy các kim loại nặng pb, cd, zn, cu, trong một số loài nhuyễn thể ở khu vực sông đồng nai, tỉnh đồng nai luận văn thạc sỹ hóa học

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  NGUYỄN THỊ TRANG NHUNG NGHIÊN CỨU SỰ TÍCH LŨY CÁC KIM LOẠI NẶNG Pb, Cd, Zn, Cu TRONG MỘT SỐ LỒI NHUYỄN THỂ Ở KHU VỰC SƠNG ĐỒNG NAI, TỈNH ĐỒNG NAI Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 60.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS PHAN THỊ HỒNG TUYẾT TP HỒ CHÍ MINH - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  NGUYỄN THỊ TRANG NHUNG NGHIÊN CỨU SỰ TÍCH LŨY CÁC KIM LOẠI NẶNG Pb, Cd, Zn, Cu TRONG MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ Ở KHU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI, TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC TP HỒ CHÍ MINH - 2012 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới TS Phan Thị Hồng Tuyết – Người tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu thực luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy khoa Hóa đóng góp ý kiến q báu mình, thầy, kỹ thuật viên phụ trách phịng thí nghiệm tạo điều kiện tốt cho việc nghiên cứu hoàn thành luận văn Qua xin cám ơn Ban Giám hiệu, Ban lãnh đạo Khoa Hóa, Khoa Sau đại học – Trường Đại học Vinh tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè với đồng nghiệp tất người nhiệt tình giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt luận văn Xin chân thành cảm ơn! TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 10 năm 2012 Nguyễn Thị Trang Nhung MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ đồ thị MỞ ĐẦU NỘI DUNG CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan kim loại nặng 1.1.1 Định nghĩa nguồn phát sinh kim loại nặng 1.1.2 Tính chất tác hại kim loại nặng 1.1.3 Giới thiệu nguyên tố chì, cadimi, kẽm, đồng; tác dụng sinh hóa độc tính chúng 1.1.3.1 Ngun tố chì 1.1.3.2 Nguyên tố cadimi… ……………………………………….…….10 1.1.3.3 Nguyên tố kẽm 15 1.1.3.4 Nguyên tố đồng 19 1.1.4 Qui trình tích luỹ kim loại nặng theo chuỗi thức ăn 22 1.1.5 Sự tích tụ nguyên tố Cu, Zn, Cd, Pb số loại nhuyễn thể 23 1.1.6 Giới hạn an tồn kim loại nặng : chì, cadimi, kẽm đồng thực phẩm 1.1.6.1 Giới hạn an tồn chì cadimi thực phẩm 26 1.1.6.2 Giới hạn an toàn đồng kẽm thực phẩm 28 1.1.6.3 Giới hạn an toàn Cu, Pb, Cd Zn nƣớc 28 1.1.7 Tình hình nhiễm kim loại nặng giới Việt Nam 1.1.7.1 Tình hình nhiễm kim loại nặng giới 29 1.1.7.2 Tình hình nhiễm kim loại nặng Việt Nam 32 29 1.2 Vài nét động vật nhuyễn thể khu vực nghiên cứu 38 1.2.1 Động vật nhuyễn thể 38 1.2.2 Khái quát vùng nghiên cứu 43 1.3 Các phƣơng pháp ứng dụng để xác định chì, cadimi, kẽm đồng 47 26 1.3.1 Phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử AAS 48 1.3.1.1 Nguyên tắc phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử AAS 48 1.3.1.2 Ứng dụng phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử AAS 49 1.3.2 Phƣơng pháp cực phổ 50 1.3.2.1 Nguyên tắc phƣơng pháp cực phổ 50 1.3.2.2 Ứng dụng phƣơng pháp cực phổ 51 1.4 Các phƣơng pháp xử lý mẫu 52 1.4.1 Phƣơng pháp vơ hóa mẫu ƣớt 54 1.4.2 Phƣơng pháp vơ hóa mẫu khơ 54 1.4.3 Phƣơng pháp vơ hóa mẫu khơ – ƣớt kết hợp CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ THỰC NGHIỆM 2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 2.1.1 Thiết bị, dụng cụ 54 56 56 56 2.1.2 Hóa chất 56 2.2 Lấy mẫu xử lý mẫu………………………………………………… 57 2.2.1 Lấy mẫu……………………………………………………………… 57 2.2.1.1 Địa điểm lấy mẫu…………………………………………………….57 2.2.1.2 Thông tin mẫu……………………………………………………… 58 2.2.2 Chuẩn bị mẫu nhuyễn thể để vơ hóa mẫu………………………… 58 2.2.3 Xử lý mẫu 59 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 3.1 Điều kiện đo mẫu máy phổ hấp thu nguyên tử lửa Shimadzu AAS 6300 63 3.2 Kết xác định hàm lƣợng Pb, Cd, Zn, Cu số loài nhuyễn thể phƣơng pháp hấp thụ nguyên tử AAS 63 3.2.1 Kết xác định hàm lƣợng Cu 64 3.2.2 Kết xác định hàm lƣợng Zn 66 3.2.3 Kết xác định hàm lƣợng Cd 68 3.2.4 Kết xác định hàm lƣợng Pb……………………………………… 70 3.3 Kết xác định hàm lƣợng Pb, Cd, Zn, Cu mẫu nƣớc sông phƣơng pháp cực phổ……………………………………………………… 72 3.4 Đánh giá chung tích lũy kim loại nặng Pb, Cd, Zn, Cu loài nhuyễn thể nghiên cứu………………………………………………… 73 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lƣợng đồng kẽm số loài nhuyễn thể vùng biển Senegal 23 Bảng 1.2 Hàm lƣợng cadimi loài Brachidontes pharaonis loài Pinctada radiata vịnh Akuyu, Thổ Nhĩ Kỳ 24 Bảng 1.3 Hàm lƣợng chì cadimi số lồi nhuyễn thể vùng biển Đà Nẵng năm 2007 24 Bảng 1.4 Hàm lƣợng đồng kẽm số loài nhuyễn thể vùng biển Đà Nẵng năm 2008 25 Bảng 1.5 Giới hạn cho phép hàm lƣợng chì cadimi số loại thực phẩm .26 Bảng 1.6 Quy định lƣợng ăn vào tối đa cho phép hàng ngày hàng tuần chì cadimi thực phẩm .27 Bảng 1.7 Mức tối đa cho phép chì cadimi ăn vào trẻ em theo trọng lƣợng thể 27 Bảng Giới hạn cho phép hàm lƣợng đồng kẽm số loại thực phẩm .28 Bảng 1.9: Giới hạn cho phép hàm lƣợng Cu, Zn Pb, Cd nƣớc sinh hoạt 28 Bảng 1.10 : Tải lƣợng số chất gây ô nhiễm đổ biển số hệ thống sông 36 Bảng 1.11 Tải lƣợng chất gây nhiễm đổ biển Hải Phịng – Quảng Ninh.36 Bảng 2.1 Thông tin mẫu… .58 Bảng 2.2 Các bƣớc xử lý mẫu nhuyễn thể .60 Bảng 2.3 Các bƣớc xử lý mẫu nƣớc………………………………………….61 Bảng 3.1: Tổng kết điều kiện đo phổ As, Pb, Cd 63 Bảng 3.2 Kết xác định hàm lƣợng Cu số loài nhuyễn thể Đồng Nai 64 Bảng 3.3 Kết xác định hàm lƣợng Zn số loài nhuyễn thể Đồng Nai 66 Bảng 3.4 Kết xác định hàm lƣợng Cd số loài nhuyễn thể Đồng Nai 69 Bảng 3.5 Kết xác định hàm lƣợng Pb số loài nhuyễn thể Đồng Nai 70 Bảng 3.6 Hàm lƣợng nguyên tố mẫu phân tích 72 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Q trình kim loại nặng vào mơi trƣờng…………………………4 Hình 1.2 Kim loại chì……………………………………………………… Hình 1.3 Kim loại cadimi…………………………………………………… 10 Hình 1.4 Sơ đồ tích lũy cadimi……………………………………………… 14 Hình 1.5 Kim loại kẽm……………………………………………………… 15 Hình 1.6 Kim loại đồng……………………………………………………… 19 Hình 1.7 Quy trình tích luỹ kim loại theo dây chuyền thực phẩm………… 22 Hình 1.8 Tai nạn hầm mỏ Rumani (Nguồn: khoahoc.com.vn) ……………29 Hình 1.9 Hệ thống sơng gần vùng ngoại tỉnh Bulacan Philipines… 31 Hình 1.10 Thiệt hại bão Katrina gây ra…………………………… 31 Hình 1.11 Ô nhiễm mƣơng chảy qua khu dân cƣ phía sau khu CN Quang MinhV.Phúc 33 Hình 1.12 Công ty Vedan Việt Nam xả nƣớc thải chƣa qua xử lý gây ô nhiễm 11km sông Thị Vải 33 Hình 1.13 Cơng ty Tungkuang (Cẩm Giàng – Hải Dƣơng) xả trực tiếp nƣớc thải không qua xử lý môi trƣờng 34 Hình 1.14 Lƣu vực hệ thống sơng Đồng Nai dải phụ cận ven biển Đông 44 Hình 1.15 Tồn nƣớc thải sinh hoạt hộ dân đƣợc tống thẳng xuống suối, sơng địa bàn TP.Biên Hịa (Đồng Nai) 45 Hình 1.16 Sơng Đồng Nai bị nhiễm nhiều loại chất thải Trong ảnh: Một đoạn sông đƣờng Cách Mạng Tháng Tám, phƣờng Quyết Thắng TP Biên Hòa trở thành nơi để vứt rác, đổ xà bần .46 Hình 1.17 Một mƣơng nƣớc đen ngịm đổ sơng Đồng Nai bến đị Xóm Lá, phƣờng Bửu Long, TP Biên Hòa 46 Hình 1.18 Cá ni sơng Đồng Nai chết nhiều……………………….46 Hình 1.19 Quá trình đo mẫu………………………………………………….49 Hình 2.1 Bản đồ địa điểm lấy mẫu………………………………………… 57 Hình 2.2 : Cách cắt khép vỏ nhuyễn thể hai mảnh vỏ 59 10 Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Cu mẫu phân tích giới hạn tiêu chuẩn…………………………………………………………………… 65 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Zn mẫu phân tích giới hạn tiêu chuẩn…………………………………………………………………… 67 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Cd mẫu phân tích giới hạn tiêu chuẩn……………………………………………………………………… 69 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn hàm lƣợng Pb mẫu phân tích giới hạn tiêu chuẩn………………………………………………………………………… Hình 3.5 Píc hịa tan đồng thời Cu, Zn, Cd, Pb mẫu trắng 71 ……………75 Hình 3.6 Píc hịa tan đồng thời Cu, Zn, Cd, Pb mẫu nƣớc phân tích… 76 72 o Đối với lồi vẹm: tích lũy Cu mẫu lấy Long Thành thành phố Biên Hòa cao nhất, huyện Vĩnh Cửu thấp o Đối với lồi trai: tích lũy Cu mẫu huyện Vĩnh Cửu cao thấp huyện Long Thành - Hàm lƣợng đồng (Cu) loài nhuyễn thể khác khác Loài hến có tích lũy Cu cao nhất, lồi vẹm trai có tích lũy thấp gần 3.2.2 Kết xác định hàm lƣợng Zn Kết xác định hàm lƣợng Zn mẫu nhuyễn thể đƣợc trình bày bảng 3.3 biểu diễn đồ thị hình 3.2 Bảng 3.3 Kết xác định hàm lượng Zn số loài nhuyễn thể Đồng Nai Thứ tự Thời gian lấy mẫu Kí hiệu Hến HBH 30,929 Vẹm VBH 81,154 Trai TBH 77,051 Hến HLT 42,284 Vẹm VLT 300,475 Trai TLT 84,796 Hến HVC 43,439 Vẹm VVC 70,388 Trai TVC 195,277 06/06/2012 Hàm lƣợng Zn trung bình Tên mẫu 07/06/2012 (mg/kg khối lƣợng ƣớt) Giới hạn cho phép theo Qui định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học hóa học thực phẩm (kèm định số 46/2007/QĐ-BYT)