*Phân tích cấu tử chính: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Hg, Pb
PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 Trị riêng 6,3821 3,5905 0,7743 0,2530 0,0000 Phương sai từng phần 0,580 0,326 0,070 0,023 0,000 Phương sai tích lũy 0,580 0,907 0,977 1,000 1,000 Biến PC1 PC2 PC3 Cr 0,395 0,004 0,018 Mn 0,323 -0,248 -0,198 Fe -0,078 -0,515 -0,104 Co -0,018 -0,505 0,026 Ni 0,289 -0,338 0,223 Cu 0,236 0,180 -0,820
Zn 0,394 0,007 -0,048 As -0,047 -0,509 -0,167 Cd 0,360 0,093 0,409 Hg 0,394 -0,001 -0,055 Pb 0,389 0,061 0,163 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6
cau tu thu nhat
ca u tu th u ha i Pb Hg Cd As Zn Cu Ni C o Fe Mn Cr
bieu do trong so cua Cr,...,Pb
Co As Fe Cu Ni Mn Cd Pb Hg Zn Cr 47.55 65.03 82.52 100.00 nguyen to(bien) m uc d o gi on g nh au (% )
bieu do muc do tuong dong cua cac nguyen to
Hình 16 - Biểu đồ mức độ tương đồng của các nguyên tố trong mẫu thực vật
Rau rệu là loài thực vật có bộ rễ phát triển mạnh trong môi trường nước, chúng rất dễ sinh trưởng và phát triển. Mẫu thực vật có sự tích lũy kim loại Fe, Co, Cu, Mn, As, Cd thấp hơn mẫu động vật thu thập cùng mùa và cùng thời điểm.
Dựa trên mức độ tương đồng về sự tích lũy các nguyên tố kim loại nặng trong thực vật ( khoảng 80%) ta có thể chia thành các nhóm sau:
Nhóm 1: gồm Fe, As, Co Nhóm 2: gồm Cu
Nhóm 3: gồm Cr, Zn, Hg, Pb, Cd, Mn, Ni.
Mức độ tương đồng của sự tích lũy kim loại nặng trong thực vật về cơ bản khác với động vật nhuyễn thể: mức độ tương đồng của Fe, As, Co trong thực vật rất lớn( khoảng trên 90%) trong khi đó mức độ này ở ốc chỉ khoảng 65%.
Khi phân tích hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu trầm tích và mẫu ốc, đây là hai nhân tố cùng tích tụ kim loại nặng, chúng ta có thể đánh giá được mối tương quan giữa khả năng hấp thụ kim loại của trầm tích và ốc, và được thể hiện qua hệ số tích lũy sinh học
BSAF (biota sediment acumulatio factor). Hệ số tích lũy sinh học của một kim loại là hệ số giữa tổng lượng kim loại trong ốc và lượng kim loại có trong môi trường. Hệ số càng cao thì mức độ tích tụ kim loại càng lớn. s x C C BSAF =
Trong đó Cx: hàm lượng kim loại nặng trong ốc
Cs: hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích.
Từ hàm lượng các kim loại nặng trong ốc và trầm tích , có thể xây dựng chỉ số BSAF như sau:
Nguyên tố Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn As Cd Hg Pb
BSAF 0,005 0,367 0,116 0,205 0,115 2,887 1,544 1,134 1,005 0,44 7
0,082
Từ bảng trên , nhận thấy động vật nhuyễn thể đặc biệt tích tụ hàm lượng lớn Cu, Zn, As, Cd sau đó đến Hg do đó cần theo dõi chặt chẽ hàm lượng các kim loại nặng này trong thực phẩm đáy.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
Quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi đã thu được những kết quả chính như sau:
1. Chọn được các điều kiện phân tích thích hợp 11 kim loại nặng là Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Hg, Pb theo phương pháp khối phổ dùng nguồn cảm ứng cao tần plasma (ICP – MS)
2. Đã nghiên cứu 3 quy trình xử lý mẫu hệ hở: quy trình 1 với HNO3, H2O2, quy trình 2 với HNO3, H2O2, có thêm HClO4, quy trình 3 với HNO3, H2SO4, H2O2, đối với mẫu động vật nhuyễn thể là ốc bươu vàng và lựa chọn được quy trình xử lý mẫu với các axit HNO3, H2SO4 có thêm H2O2 cho hiệu suất thu hồi cao từ 92 - 94 %, độ lặp lại tốt (%RSD < 8%) đồng thời phù hợp với trang thiết bị hiện có của phòng thí nghiệm. Đánh giá được hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu trầm tích với các axit HNO3, HClO4, HF cho hiệu suất thu hồi cao đạt từ 91 – 93 %, %RSD < 11%.
3. Xác định được hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu nước, trầm tích (bùn đáy ao), mẫu động vật nhuyễn thể (ốc bươu vàng) và mẫu thực vật (cây rau rệu). Kết quả cho
thấy khu vực tái chế thu gom rác thải điện tử Triều Khúc - Hà Nội đã bị ô nhiễm kim loại nặng như Pb, Hg, Zn trong trầm tích và Mn, Fe trong nước thải
4. Sử dụng phương pháp phân tích thông kê đa biến, bước đầu chúng tôi đã xác định được nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích (bùn đáy ao), trong động vật nhuyễn thể (ốc bươu vàng) và trong rau rệu như sau:
-Trong mẫu trầm tích nhóm, các kim loại Fe, Mn, Zn chủ yếu có mặt do nguồn gốc tự nhiên, nhóm các kim loại As, Hg, Cd, Pb và nhóm các loại Cu, Cr, Co, Ni là nhóm nguyên tố gây ô nhiễm trầm tích do cùng nguồn phát tán là rác thải điện tử. Tuy nhiên, ảnh hưởng của nhóm các nguyên tố Cu, Cr, Co, Ni do rác thải gây ra được xếp sau nhóm các nguyên tố As, Hg, Cd, Pb về mức độ ô nhiễm môi trường trầm tích.
- Trong mẫu động vật nhuyễn thể (xét cụ thể là ốc), khả năng tích lũy sinh học đối với từng kim loại khác nhau là khác nhau. Đặc biệt ốc bươu vàng có sự tích tụ hàm lượng lớn Cu, Zn, As, Cd (hệ số tích luỹ sinh học từ 1-2) sau đó đến Hg do đặc tính sinh học của nó. Các nguyên tố Cu , Zn mặc dù sự ô nhiễm không xuất hiện chủ yếu do rác thải điện tử, nhưng tích lũy sinh học cao của chúng làm cho ốc bị tích tụ chủ yếu các kim loại nặng này. Chính vì vậy ốc nói riêng và động vật nhuyễn thể nói chung được xem là các sinh vật chỉ thị, là đối tượng phân tích, đánh giá chất lượng môi trường rất hiệu quả.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt
1. Bộ y tế (1998) Quyết định 867/1998/QĐ- BYT
2. Bộ tài nguyên môi trường(2008), “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất”, QCVN 03:2008/ BTNMT
3.Tham khảo tài liệu trên mạng “Gần 120 nước họp bàn giải quyết rác thải điện tử”http://vietnamnet.vn/khoahoc/moitruong/2006/11/638075/
4. Huỳnh Trung Hải, Trần Văn Nhân, Cao Xuân Mai (12/2006) “Chất thải rắn công nghiệp điện tử khu vực Hà Nội và khả năng tái chế các kim loại”, Báo cáo tại hội nghị chất thải rắn – Hà Nội.
5. Đồng Minh Hậu, Hoàng Thị Thanh Thủy, Đào Phú Quốc(2008) “Nghiên cứu và lựa chọn một số thực vật có khả năng hấp thu các kim loại nặng Cr, Cu, Zn trong bùn nạo vét kênh Tân Hóa- Lò Gốm”Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, số 4 tháng 11.
6.Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức (2008)“Xác định lượng vết kim loại nặng trong các loài trai ốc Hồ Tây – Hà Nội bằng phương pháp ICP – MS”. Tạp chí phân tích hóa, lý và sinh học 2/ 2008
7. Nguyễn Thị Thanh Huyền (2008 ), Khóa luận tốt nghiệp
8 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt “Chỉ thị sinh học môi trường”-NXB Giáo dục-2007
9. Phạm Luận (1998), “Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ khối lượng nguyên tử - phép đo ICP-MS.”
10. Phạm Luận (2004), “Giáo trình những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích”- Phần 1: những vấn đề cơ sở lý thuyết
11. Phạm Luận và cộng sự (1995), “Phương pháp phân tích phổ nguyên tử”, ĐHQG Hà Nội.
12. Lê Thị Mùi(2008) “ Sự tích tụ chì và đồng trong một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ vùng ven biển Đà Nẵng”, Tạp chí KH-CN, Đại học Đà Nẵng, số 4(27)
13. Tham khảo tài liệu trên mạng “Mỹ tống tháo rác điện tử sang Châu Á” http://www.laodong.com.vn/Home/My-tong-thao-rac-dien-tu-sang-Chau- A/200711/65695.laodong
14. Tham khảo tài liệu trên mạng, “Vấn đề rác thải công nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam”, http://irv.moi.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=20223
15. QCVN 08 – 2008/BTNMT
16.Tạ Thị Thảo (2005), Giáo trình chemometrics, Đại học Khoa Học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội
17. Bùi Ngọc Tuyên (2009), Khóa luận tốt nghiệp
18. Hoàng Thị Thanh Thủy, Nguyễn Như Hà Vy, Từ Thị Cẩm Loan (2007)“Nghiên cứu địa hóa môi trường một số kim loại nặng trong trầm tích sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh”Tạp chí phát triển KHCN, tập 10.
19. NXB Hà Nội (2008) – Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm ( theo QĐ 46/2007/ QĐ – BYT ngày 19 /12 / 2007 của Bộ Y Tế)
20.Al Moaruf Olukayode Ajasa, Muibat Olabisi Bello, Asiata Omotayo Ibrahim, Isiaka Ajani Ogunwande, Nureni Olayide Olawore (2004), “Heavy trace metals and acronutrients status in herbal plants of Nigeria”, Food Chemistry, No. 85, p. 67–71
21.Arias S., Duinker A., Julshamn K. (2004), “Copper, zinc, arsenic, cadmium, mercury and lead in blue mussels (Mytilus edulis) in the Bergen Harbor erea, Western Norway”, Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology , 73 (2): 276-284.
22.Arias Sari (2003), Trace metal concentrations in blue musels Mytilus edulis in Byfjorden and the coastal areas of Bergen, Institute for Fisheries and Marine Biology University of Bergen.
23. Agency for Toxic Substances and Disease Registry - ATSDR (2000),
Toxicological profile for manganese (update), Department of Health and Human Services, Public Health Service, Atlanta, GA: U.S.
24.Avela, W.E.P., Mantellatto, F.L.M., Tomazelli, A.C., Silva, D.M.L., Shuhama, T., Lopes, J.L.C. (2000), “The maine mussel Perna Perna (Mollsca, Bivalvia, Mytilidae) as an indicator contamination by heavy metals in the Ubatuba bay, Sao Paula, Brazil”, Water,
Air and Soil Poll., 118: 65-72.
25. A.T. Townsend and I. Snape (2008), “Multiple Pb sources in marine sediments near the Australian Antarctic Station, Casey”, Science of The Total Environment, Volume 389, Issues 2-3, Pages 466-474.
26. B. W.Bailey , R.M.Donagall and T.S. West (2001), “A spectrofluorimetric method for the determination of submicrogam amounts of copper”, Talanta, Volume 13,Issue 12, Pages 1661 -1665.
27. Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang. (2001). “Highly sensitive spectrofluorimetric determination of trace amount of Chromium with 2-hydroxy- 1- naphtaldehyene- 8- aminoquinoline”, Analytical letters, 34(8), p.1341- 1352.
28. Dong Yan-Jie, Ke Gai (2006), “The application of gibberellic acid to the determination of trace amounts of lead by spectrofluorimetry”, Journal of the Chinese Chemical Society, Vol 52, no 6, pp. 1131-1135
29. EU. 2001. Commision Regulation (ED) (No 466/2001), Setting maximum levels for certain contaminants in food stuffs. 13.
30.Fred A. Otchere (2003), Heavy metals concentrations and burden in the bivalves (Anadara (Senilia) senilis, Crassostrea tulipa and Perna perna) from lagoons in Ghana: Model to describe mechanism of accumulation/excretion, Azimuth Consulting Group, Vancouver, British Columbia.
31.F.Queirolo, S.Stegen, M.Restovic, M.Paz, P.Ostapzuk, M.J.Schwuger, L.Munoz (2000) “ Total arsenic, lead, anh cadmium levels in vegetables cultivated at the Andean villages of northern Chile”.vol 255, issues 1-3, p 75-84.
32. IRG Systems South Asia Pvt. Ltd, Final Draft Report on e-Waste Recycling in Delhi Region, 10/2003 – 3/2004.
33. Jozep Szkoda and Jan Zmudzki (2005), “Determination of lead and cadmium in biological material by graphite furnace atomic absorption spectrometry method”, Bull Vet Inst Pulawy 49, pp. 89-92.
34. Jose´ Usero, Jose´ Morillo, Ignacio Gracia (2004) “ Heavy metalconcentrations in molluss from the Atlantic coast of southern Spain”vol 55, issues 3, p 431-442.
35. Jonh R. Déan(1996), “ Methods for environmental trace analysis ” Journal of Chromatography A, Volume 754, Issues 1-2, 22 November 1996, Pages 221-233.
36. Locatelli C. (2000), “Proposal of new analytical procedures for heavy metal determination in mussels, clams and fishes”, Food additives and contaminants, 7: 769-774.
37. M.G.M Alam, E.T. Snow, A Tanaka (2002) “ Arsenic and heavy metal contamination of vegetables grown in Samta village, Bangladesh.”Asenic Exposure and health effects V, p 103-114.
38. Mustafa Soylak, Sibel Saracoglu, Umit Divrikli and Latif Elcic, “Coprecipitation of heavy metals with erbium hydroxide for their flame atomic absorption spectrometric determinations in environmental samples”, Talanta, 66 (5), p. 1098-1102 ; 2/2005.
39. M. Bettinellia , G. M. Beone, S. Speziaa and C. Baffi, “Determination of heavy metals in soils and sediments by microwave-assisted digestion and inductively
coupled plasma optical emission spectrometry analysis”, Analytica Chimica Acta , 424 (2 ), p. 289-296; 10/2000.
40. Mussel Watch, The International Mussel Watch (1980), Report of a workshop sponsored by the environmental studies board commission on natural resources, National Research Council, National Academy of Sciencies, Washington, D.C., 245.
41.Marcos Pérez-López, María Hermoso de Mendoza, Ana López Beceiro and Francisco Soler Rodríguez (2008), “Heavy metal (Cd, Pb, Zn) and metalloid (As) content in raptor species from Galicia (NW Spain)”, Ecotoxicology and Environmental Safety, Volume 70, Issue 1, Pages 154-162.
42. M. Lucila Lares, Gilberto Flores-Munoz, Ruben Lara-Lara (2002) “Temporal variability of bioavailable Cd, Hg, Zn, Mn and Al in an up welling regime”vol 120, issues 3, p595-608.
43. Mohamed Maanan (2008), “Heavy metal concentrations in marine molluscs from the Moroccan coastal region”, Environmental Pollution, Volume 153, Issue 1, Pages 176- 183
44. Mustafa Türkmen, Aysun Türkmen, Yalçin Tepe, Alpaslan Ateş and Kutalmiş Gökkuş (2008), “Determination of metal contaminations in sea foods from Marmara, Aegean and Mediterranean seas: Twelve fish species”, Food Chemistry, Volume 108, Issue 2, Pages 794-800
45. N. Pourreza and K. Ghanemi (2009), “Determination of mercury in water and fish samples by cold vapor atomic absorption spectrometry after solid phase extraction on agar modified with 2-mercaptobenzimidazole”, Journal of Hazardous Materials, Volume 161, Issues 2,9 February 2009, page 928-987
46. Phillips DJH. (1976a), “The common mussel Mytilus edulis as an indicator of pollution by zinc, cadmium, lead and copper. II. Relationship of metals in the mussel to those discharged by industry”, Marine Biology , 38: 59-69.
47. Phillips DJH. (1977a), “The use of biological indicator organisms to monitor trace metal pollution in marine and estuarine environments - a review”, Environmental Pollution, 13: 281-311.
48. Rainbow SP. (1995), “Biomonitoring of heavy metal availability in the marine environment”, Marine Pollution Bulletin, 31: 183-192.
49. Simone Griesel, Antje Kakuschke, Ursula Siebert and Andreas Prange (2008), “Trace element concentrations in blood of harbor seals (Phoca vitulina) from the Wadden Sea”, Science of The Total Environment, Volume 392, Issues 2-3, Pages 313-323.
50. .S.D’ilio , F.Petrucci, M.D’Amato, M.Di Gregorio, O. Senofonte, N.Violante “ Method validation for determination of asenic, cadmium, chromium and lead in milk by means of dynamic reaction cell inductively coupled plasma mass spectrometry”. Analytica Chimica Acta, Volume 624, Issue 1, 22 August 2008, Pages 59-67.
51. Tessieretal, A., Campell, P.G.C., Blsson, M, “Squential extraction procedure forr the speciation of particulate trace metal”, Anal. Chem, 51, 844 – 851, 1979. 52. Xiaodan Wang, Genwei Cheng, Xianghao Zhong và Mai – Heli, “Trace elements in sub-alpine forest soils on the eastern edge of the Tibetan Plateau, China”, Environ Geol, 2008.
53. Yanhong Wu, Xinhua Hou, Xiaoying Cheng, Shuchun Yao, Weilan Xia, Sumin Wang, “Combining geochemical and statistical methods to distinguish anthropogenic source of metals in lacustrine sediment: a case study in Dongjiu Lake, Taihu Lake catchment, China”,