3.2. Phân tích mẫu thực
3.2.2. Phân tích mẫu bùn dằn tàu
3.2.2.1. Xác định Photpho trong mẫu bùn dằn tàu
Tổng nồng độ photpho trong 7 mẫu bùn dằn tàu được đưa ra trong Bảng 3.25.
Tổng P dao động từ 0,33 mg/g (trong mẫu Thịnh Cường) đến 5,513 mg/g (mẫu Mỹ
Vương). Nhìn chung, tổng P của các mẫu bùn dằn tàu nằm trong phạm vi cho phép theo TCVN 7374-2004[5] cho tổng P trong đất cát ven biển (0,03% ÷ 0,05%
P2O5). Tuy nhiên, có hai mẫu Vinacom và Mĩ Vương có tổng nồng độ P trên giá trị cho phép.(xem Hình 3.14)
Bảng 3.30: Tổng hàm lượng photpho trong mẫu bùn.
Tên mẫu V dung dịch ly tâm (mL) [P], mg/g
Hoàng Anh 1 1,5 0,426 0,522 ± 0,006
Hoàng Anh 3 2,0 0,426 0,4384 ± 0,0008
Hoàng Anh X 2,0 0,614 0,6349 ± 0,0002
Pacific 2,0 0,532 0,527 ± 0,006
Thịnh Cường 1,5 0,274 0,333 ± 0,004
Vinacom 0,5 0,045 1,858 ± 0,005
Mỹ Vương 0,2 0,535 5,513 ± 0,006
Hình 3.18: Tổng P trong các mẫu bùn dằn tàu 3.2.2.2. Xác định Nitơ tổng trong mẫu bùn dằn tàu
Hàm lượng nitrit, nitrat và amoni trong các mẫu bùn dằn tàu được xác định theo qui trình phân tích cho trong mục 2.5.2.2. và kết quả được thể hiện trong Bảng 3.26, Bảng 3.27 và Bảng 3.28. Do chưa có qui định chuẩn về hàm lượng nitrit, nitrat và amoni mà chỉ có qui định về tổng lượng N trong mẫu bùn, hàm lượng nitrit, nitrat,
amoni chỉ được sử dụng để tính hàm lượng tổng N. Kết quả được tổng hợp trong Bảng 3.29 và được biểu diễn trên Hình 3.15. Hàm lượng tổng N trong các mẫu bùn dằn tàu được so sánh với giá trị cho phép trong TCVN 7373-2004[4] cho tổng N trong đất và cát ven biển.
Bảng 3.31: Hàm lượng nitrit trong các mẫu bùn
Tờn mẫu CNO2- μg/g N-NO2- àg/g
Hoàng Anh 1 0,025 1,349 0,006 0,41
Hoàng Anh 2 0,020 0,923 0,001 0,28
Hoàng Anh 3 0,063 1,74 0,008 0,53
Pacific 0,035 2,15 0,005 0,65
Mỹ Vương 0,036 1,113 0,004 0,34
Vinacom 0,044 1,420 0,008 0,43
Thịnh Cường 0,043 1,11 0,007 0,34
Bảng 3.32: Hàm lượng Nitrat trong các mẫu bùn
Tên mẫu CNO3-
+ NO2-μg/g CNO3- μg/g N-NO3- àg/g
Hoàng Anh 1 0,559 35,52 ± 0,02 34,59 7,81
Hoàng Anh 2 0,403 25,17 ± 0,02 24,87 5,62
Hoàng Anh 3 0,417 26,11 ± 0,02 24,38 5,50
Pacific 0,278 21,11 ± 0,02 14,74 3,33
Mỹ Vương 0,349 21,59 ± 0,01 20,72 4,68
Vinacom 1,081 525,64 ± 0,01 525,88 118,75
Thịnh Cường 0,459 29,542 ± 0,003 27,731 6,26
Bảng 3.33: Hàm lượng Amoni trong các mẫu bùn dằn tàu
Tờn mẫu CNH4+μg/g N-NH4+ àg/g
Hoàng Anh 1 0,444 553,15 ± 0,03 430,22
Hoàng Anh 2 0,475 595,70 ± 0,06 462,54
Hoàng Anh 3 0,440 548,67 ± 0,04 426,74
Pacific 0,393 487,24 ± 0,008 378,96
Mỹ Vương 0,413 513,420 ± 0,06 399,33
Vinacom 0,212 249,29 ± 0,02 193,90
Thịnh Cường 0,418 519,28 ± 0,04 403,88
Bảng 3.34: Tổng hàm lượng N trong các mẫu bùn Tên mẫu
N-NO2-
àg/g
N–NO3-
àg/g
N-NH4+
àg/g
Tổng N àg/g
Tổng N mg/g
%N
Hoàng Anh 1 0,41 7,81 430,22 438,44 0,44 0,044
Hoàng Anh 2 0,28 5,62 462,54 468,44 0,47 0,047
Hoàng Anh 3 0,53 5,50 426,74 432,77 0,43 0,043
Pacific 0,65 3,33 378,96 382,94 0,38 0,038
Mỹ Vương 0,34 4,68 399,33 404,35 0,40 0,040
Vinacom 0,43 118,75 193,90 313,07 0,31 0,031
Thịnh Cường 0,34 6,26 403,88 410,49 0,41 0,041
Hình 3.19: Tổng hàm lượng N trong mẫu bùn dằn tàu
Hình 3.15 biểu diễn hàm lượng tổng N trong các mẫu bùn dằn tàu. Trong đó, giá trị của N trong tất cả các mẫu bùn dằn tàu đều thấp hơn giá trị cho phép trung bình của TCVN cho đất và cát vùng ven biển[5]. Tương tự với các mẫu nước, N trong các mẫu trầm tích có xu hướng tồn tại chủ yếu ở dạng N-NH4+, sự đóng góp của các dạng N-NO3+, N-NO2- là không đáng kể (xem hình 3.16). Theo chu trình nitơ, protein và
các axit amin, các hợp chất hữu cơ và nitrơ tồn tại dưới dạng hợp chất Albumine.
Dưới tác dụng của các vi sinh vật, đạm Albumine sẽ chuyển về dạng đạm ammoniac và ammoniac sẽ hòa tan trong nước hình thành NH4+, quá trình này gọi là quá trình amon. Sau đó N ở dạng NH4+ sẽ chuyển hóa về dạng đạm nitrit NO2- và nitrat NO3-
dưới tác dụng của oxi và các vi sinh vật nitrat hóa, quá trình này được gọi là quá trình nitrat hóa. Quá trình nitrat hóa chỉ xảy ra khi có mặt oxi, nghĩa là trong môi trường thoáng khí, còn trong môi trường yếm khí sẽ xảy ra quá trình ngược lại gọi là quá trình phản nitrat hóa. Quá trình này khử nitrat qua nitrit thành NO, N2O, NH3, N2. Ngược lại với quá trình nitrat hóa, quá trình amon hóa chuyển các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ trông môi trường diễn ra tương đối mạnh mẽ ở cả điều kiện hiếu khí. Trong khi môi trường tại các két nước dằn tàu mật độ oxi thấp, nên ở đây quá trinh amon hóa diễn ra mạnh hơn quá trình nitrat hóa, đó có thể là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng N tồn tại chủ yếu ở dạng N – NH4+ nhiều hơn. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong một số nghiên cứu ví dụ như nghiên cứu của David S. Valdes và cộng sự về hàm lượng Nitơ và phốt pho trong nước và trầm tích tại hồ nước mặn gần biển Ria Lagartos, phía Bắc của bán đảo Yucatan, Vịnh Mexico [29] hay trong nghiên cứu của các tác giả Cao Thị Thu Trang, Vũ Thị Lựu về sự Biến động nồng độ các chất dinh dưỡng trong nước biển ven bờ miền bắc Việt Nam giai đoạn 1999-2008[20].
Hình 3.20: Biểu diễn dạng tồn tại của N trong mẫu bùn ở các dạng khác nhau Kết luận: Trong tất cả các mẫu bùn dằn tàu chỉ số dinh dưỡng đều nằm trong giới hạn cho phép ở cả ba dạng của N và cả tổng P trừ 2 mẫu Vinacom và Mỹ vương là có tổng P vượt quá giới hạn lớn nhất theo TCVN 7374[5].
3.2.2.3. Xác định kim loại trong mẫu bùn dằn tàu
Hàm lượng kim loại nặng của các mẫu bùn dằn tàu được xác định theo quy trình mục 2.5.2.3, kết quả được thống kê trong Bảng 3.30. Đối với bùn dằn tàu, hàm lượng Fe khá cao ở mức hàm lượng ppm. Hàm lượng Cr, Cu, Zn, Pb trong tất cả các mẫu cao vượt ngưỡng nồng độ tối thiểu ít gây ảnh hưởng xấu (Threshold effect level - TEL) tiêu chuẩn chất lượng trầm tích của Canada[24] nhưng vẫn nằm dưới ngưỡng thường xuyên gây ảnh hưởng xấu (Probable effect level –PEL)[26]. Tuy nhiên mẫu Hoàng Anh 1 là mẫu duy nhất có hàm lượng Cr vượt ngưỡng PEL. Ngoài ra, hàm lượng Cu trong 3 mẫu (Hoàng Anh 3, Mỹ Vương và Thịnh Cường) và hàm lượng Zn trong 3 mẫu (Hoàng Anh 1, Hoàng Anh 3 và Mỹ Vương) đều rất cao trên cả ngưỡng PEL ngưỡng có thể thường xuyên gây ảnh hưởng xấu. Hàm lượng của Cd trong các mẫu (Hoàng Anh 1, Hoàng Anh X, Thịnh Cường) nằm dưới giới hạn pháp hiện của phương pháp, trừ 2 mẫu (Hoàng Anh 3, Mỹ Vương) có hàm lượng Cd nằm giữa ngưỡng TEL và ngưỡng PEL.
Bảng 3.35: Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu bùn dằn tàu bởi ICP - MS C àg/g
Hoàng Anh 1
Hoàng Anh 3
Hoàng Anh X
Thịnh Cường
Mỹ Vương
TEL àg/g
PEL àg/g Cr 176,47 155,47 156,92 132,35 126,25 52,3 160 Fe mg/g 708,03 204,11 669,89 227,45 193,20
Cu 74,55 180,29 51,73 468,28 267,38 18,7 108
Zn 920 280 131,18 224 17736,32 124 271
Co 24,57 20,27 22,71 18,76 15,59
Cd *kph 1,56 kph kph 3,15 0,7 4,2
Pb 73,13 34,87 33,61 51,50 61,95 30,2 112
*kph: không phát hiện
Dưới TEL: khoảng nồng độ tối thiểu ít gây ảnh hưởng xấu
Giữa TEL và PEL: khoảng nồng độ đôi khi có thể gây ảnh hưởng xấu Trên PEL: khoảng nồng độ có thể thường xuyên gây ảnh hưởng xấu
Trong Bảng 3.31 là kết quả xác định hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu bùn dằn tàu ở Scostland [31]. Các mẫu nước dằn tàu ở Scotland có hàm lượng trung bỡnh của cỏc kim loại nặng như sau: Cd: 1.30àg/g, Cr: 87,07 àg/g, Cu: 87.70 àg/g, Pb: 184,91 àg/g, Zn: 13967,98 àg/g. Cỏc gớa trị này đều vượt ngưỡng nồng độ tối
thiểu ít gây ảnh hưởng xấu (TEL) theo tiêu chuẩn về chất lượng trầm tích của Canada [24]. Giá trị lớn nhất của hàm lượng các kim loại đều cao vượt ngưỡng có thể thường xuyên gây ảnh hưởng xấu (PEL), đặc biệt là hàm lượng lớn nhất của Zn lên đến 350000,00 àg/g.
Bảng 3.36: So sánh hàm lượng của kim loại năng ở mức trung bình, lớn và nhỏ trong luận văn và báo cáo về bùn dằn tàu của Scostland
C àg/g Bỏo cỏo về bựn dằn tàu ở Scostland Luận văn
Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất
Cd 1,30 < LOD 16,53 2,36 < LOD 3,15
Cr 87,07 < LOD 550,22 149,493 126,25 176,47
Cu 176,58 18,60 2041,70 208,45 51,732 468,28
Pb 184, 91 17,14 3269,39 51,01 33,61 73,13
Zn 13967,98 < LOD 350000,00 3857,66 131,181 17736,327 Từ kết quả so sánh trong Bảng 3.31, chúng tôi nhận thấy mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong các mẫu bùn tại cảng Hải phòng tuy cùng nằm trong khoảng hàm lượng nhưng có giá trị thấp hơn một chút so với các mẫu bùn dằn tàu tại cảng Scostland.