Bảng 3.23 Hàm lượng các dạng của Cd (mg/kg) trong các cột trầm tích
Cột Đoạn Hàm F1 F2 F3 F4 F5 lượng Phần trăm Hàm lượng Phần trăm Hàm lượng Phần trăm Hàm lượng Phần trăm Hàm lượng Phần trăm SC01 1.1 0.481 22.1 0.629 29.0 0.161 7.4 0.022 1.0 0.880 40.5 1.2 0.539 27.9 0.574 29.7 0.147 7.6 0.021 1.1 0.650 33.7 1.3 0.689 28.9 0.693 29.1 0.163 6.8 0.052 2.2 0.788 33.0 1.4 0.710 29.3 0.68 28.1 0.170 7.0 0.040 1.7 0.820 33.9 1.5 0.718 31.5 0.656 28.7 0.183 8.0 0.025 1.1 0.700 30.7 1.6 0.640 29.2 0.67 30.6 0.170 7.8 0.030 1.4 0.680 31.1 1.7 0.670 31.8 0.58 27.5 0.180 8.5 0.040 1.9 0.640 30.3 1.8 0.683 29.7 0.686 29.8 0.200 8.7 0.023 1.0 0.710 30.8 SC02 2.1 0.165 20.3 0.257 31.6 0.158 19.4 0.041 5.0 0.192 23.6 2.2 0.131 23 0.162 28.4 0.121 21.2 0.035 6.1 0.121 21.2 2.3 0.157 23.8 0.226 34.2 0.110 16.6 0.042 6.4 0.126 19.1 2.4 0.094 23.2 0.101 24.9 0.091 22.4 0.028 6.9 0.092 22.7 2.5 0.090 18.6 0.165 34.2 0.087 18.0 0.031 6.4 0.110 22.8 2.6 0.123 23.5 0.167 31.9 0.092 17.6 0.036 6.9 0.106 20.2 2.7 0.098 20.6 0.165 34.7 0.078 16.4 0.033 6.9 0.102 21.4 2.8 0.130 23.9 0.195 35.9 0.081 14.9 0.041 7.5 0.097 17.8 2.9 0.090 19 0.19 40.2 0.075 15.9 0.029 6.1 0.089 18.8 SC03 3.1 0.624 26.3 0.712 30.0 0.158 6.7 0.065 2.7 0.814 34.3 3.2 0.611 25 0.705 28.8 0.152 6.2 0.071 2.9 0.910 37.2 3.3 0.453 24.9 0.521 28.6 0.135 7.4 0.054 3.0 0.658 36.1 3.4 0.264 21.5 0.389 31.7 0.102 8.3 0.032 2.6 0.442 36.0 3.5 0.247 26.5 0.256 27.5 0.097 10.4 0.016 1.7 0.315 33.8 3.6 0.041 23.6 0.051 29.3 0.014 8.1 0.007 4.0 0.061 35.1 3.7 0.051 25.9 0.062 31.5 0.018 9.1 0.009 4.6 0.057 28.9 3.8 0.029 24 0.035 28.9 0.010 8.3 0.006 5.0 0.041 33.9 3.9 0.028 23.5 0.035 29.4 0.009 7.6 0.006 5.0 0.041 34.5 3.10 0.038 23.8 0.046 28.8 0.012 7.5 0.007 4.4 0.057 35.6 3.11 0.039 25.8 0.043 28.5 0.011 7.3 0.007 4.6 0.051 33.8
72
Kết quả phân tích cho thấy kim loại cadimi chủ yếu tập trung ở dạng trao đổi (F1) (18,63 đến 31,75%), dạng liên kết với cacbonat (F2) (24,88 đến 40,17 %) và cặn dư (F5) (17,83 đến 40,5 %) còn dạng liên kết với hữu cơ (F4) rất nhỏ (chỉ 1 đến 7,54 %). Kết quả này tương tự như kết quả phân tích dạng Cd trong trầm tích bề mặt của một số điểm trên sông Nhuệ và sông Đáy [6].
Để đánh giá thêm mức độ ô nhiễm Cd, chúng tôi khảo sát chỉ số đánh giá mức độ rủi ro RAC của các cột trầm tích trên. Kết quả tính toán được cho thấy chỉ số rủi ro của cả 3 cột đều có giá trị trong khoảng 48,03 đến 60,21 ứng với mức độ rủi ro cao và rất cao.
Khảo sát mối tương quan về hàm lượng kim loại Cd giữa các dạng của từng cột trầm tích cho thấy: ở cột SC01 ít thấy có sự tương quan về hàm lượng giữa các dạng kim loại còn ở 2 cột SC02 và SC03 mức độ tương quan giữa các dạng là tương đối tốt. Từ sự tương quan tốt giữa hàm lượng các dạng trao đổi (F1) và cặn dư (F5) của Cd chúng tôi nhận định nguồn tích lũy Cd trong trầm tích của 3 cột SC01; SC02 và SC03 chủ yếu đến từ nước thải của các cơ sở sản xuất công nghiệp.
73
KẾT LUẬN
Từ những kết quả thu được của đề tài “Nghiên cứu xác định dạng Cu, Pb, Zn và Cd
trong một số cột trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu” chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
1. Đã thiết lập được các điều kiện tối ưu cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của các nguyên tố Cu, Pb, Zn và Cd với kĩ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa và không ngọn lửa. Giới hạn phát hiện của các kim loại trong phép đo ngọn lửa (F-AAS) tương ứng là: Cu 0,034 mg/l; Pb 0,105 mg/l; Zn 0,036 mg/l và trong phép đo không ngọn lửa (GF-AAS) của Cd là 0,065 µg/l. Đồng thời đã đánh giá độ chính xác của phương pháp phân tích thông qua phân tích hàm lượng tổng kim loại trong mẫu chuẩn MESS-3 với hiệu suất thu hồi đạt từ 91,7 đến 101 % đáp ứng được yêu cầu về phân tích lượng vết kim loại trong mẫu môi trường.
2. Áp dụng và thực hiện thành công quy trình chiết liên tục của Tessier đã được cải tiến để tách dạng trao đổi, dạng liên kết với cacbonat, dạng liên kết với Fe-Mn oxit, dạng liên kết với chất hữu cơ và dạng cặn dư của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd trong các mẫu trầm tích sông Cầu.
3. Đã xác định được hàm lượng tổng và các dạng của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd trong 3 cột trầm tích SC01; SC02; SC03 theo các dạng liên kết khác nhau. Kết quả phân tích cho thấy:
+ Đối với kim loại Cu, hàm lượng tổng trong cả 3 cột trầm tích đều khá cao, không có quy luật biến đổi rõ ràng theo chiều sâu của cột trầm tích và không thấy có mối tương quan rõ ràng về hàm lượng giữa 3 cột trầm tích với nhau. Kim loại Cu chủ yếu tồn tại ở dạng cặn dư, hàm lượng Cu ở dạng trao đổi và liên kết hữu cơ rất nhỏ.
+ Đối với kim loại Pb, hàm lượng tổng ở cả 3 cột trầm tích đều rất cao đặc biệt là ở 2 cột SC01 và SC03, chưa có quy luật biến đổi rõ ràng theo chiều sâu của cả 3 cột trầm tích cũng như chưa thấy được mối tương quan tốt về hàm lượng tổng của Pb giữa 3 cột trầm tích với nhau. Hàm lượng kim loại Pb ở dạng trao đổi ( F1) và dạng liên kết với hữu cơ ( F4) rất thấp, kim loại Pb chủ yếu tập trung ở dạng liên kết với cacbonat ( F2) và dạng cặn dư ( F5).
+ Đối với kim loại Zn, hàm lượng trong cả 3 cột đều rất cao, không có quy luật biến đổi rõ ràng theo chiều sâu của cột trầm tích. Kim loại Zn chủ yếu tập trung ở dạng cặn dư
74
( F5) còn dạng trao đổi ( F1) và dạng liên kết với hữu cơ ( F4) rất nhỏ.
+ Đối với kim loại Cd, hàm lượng tổng Cd cao nhất ở cột SC01 và thấp nhất ở cột SC02 . Kim loại Cd tập trung nhiều ở dạng trao đổi ( F1), dạng liên kết với cacbonat ( F2) và dạng cặn dư ( F5).
4. Đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại trong trầm tích sông Cầu bằng chỉ số tích lũy địa chất Igeo, chỉ số rủi ro RAC và hai tiêu chuẩn đánh giá chất lượng trầm tích
( Canada SQG, U.S EPA SQG) cho thấy trầm tích sông Cầu có biểu hiện ô nhiễm kim loại nặng.
5. Bước đầu đã đưa ra nhận định về nguồn tích lũy của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd trong 3 cột trầm tích trên. Theo đó nguồn tích lũy chủ yếu của các kim loại Cu, Pb, Cd là từ nguồn nước thải của các cơ sở sản xuất công nghiệp. Riêng nguồn tích lũy kim loại Zn, bên cạnh từ nguồn nước thải của các cơ sở sản xuất công nghiệp còn đến từ một nguồn rất quan trọng khác là từ sự rửa trôi các loại đất đá tự nhiên có chứa kim loại Zn.
75
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt:
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2006), Báo cáo môi trường quốc gia 2006, Hiện
trạng môi trường nước ba lưu vực sông Cầu, Nhuệ - Đáy, hệ thống sông Đồng Nai.
2. Sở tài nguyên môi trường Thái Nguyên (2010), báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Thái Nguyên.
3. Phùng Tiến Đạt, Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Văn Nội (2006), Cơ sở hóa học môi
trường, NXB Đại học Sư phạm.
4. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2003),
Hóa học phân tích phần 2: Các phương pháp phân tích công cụ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. Trần Tứ Hiếu, Tạ Thị Thảo, Nguyễn Thị Hải Yến, Tống Thị Hải Liên
(2010), “Phân tích đánh giá tổng hàm lượng các kim loại nặng trong nước, trầm tích và động vật thủy sinh khu vực Hồ Tây - Hà Nội”, Tạp chí Hóa, Lý và
Sinh học, tập 15, trang 245 - 249.
6. Vũ Đức Lợi, Nguyễn Thanh Nga, Trịnh Anh Đức, Phạm Gia Môn, Trịnh Hồng
Quân, Dương Tuấn Hưng, Trần Thị Lệ Chi và Dương Thị Tú Anh (2010), “Phân tích dạng một số kim loại nặng trong trầm tích thuộc lưu vực sông Nhuệ và Đáy,
Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, tập 15, trang 26.
7. Trần Thị Vân (2012) “Nghiên cứu và đánh giá sự tích lũy một số kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An”.
8. Phạm Luận (1998), Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ huỳnh
quang, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.
9. Phạm Thị Nga, Lê Văn Đức, Nguyễn Duy Duyến, Lê Việt Thành (2008) “Đánh giá sự ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích vịnh Đà Nẵng: kiến nghị và giải pháp”.
10. Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, Nguyễn Như Hà Vy (2006) “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 KH và CN, tập 10, số 1 năm 2007.
76
11. Trần Đăng Quy, Nguyễn Tài Tuệ, Mai Trọng Thuận (2011) “Đặc điểm phân bố các nguyên tố vi lượng trong trầm tích tầng mặt vịnh Tiên Yên”, tạp chí các khoa học về trái đất số tháng 3 năm 2012.
12. Phạm Luận (2000), Giáo trình phương pháp phân tích phổ khối nguyên tử ICP-MS, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.
13. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
14.Trần Nghi (2003), Trầm tích học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
15. Hoàng Nhâm (2003), Hoá vô cơ, tập 3, NXB Giáo Dục.
16. Đặng Hoài Nhơn, Hoàng Thị Chiến, Nguyễn Thị Kim Anh, Bùi Văn Vượng,
Nguyễn Ngọc Anh, Phạm Hải An, Vũ Mạnh Hùng, Phan Sơn Hải (2011), “Lắng đọng trầm tích trên bãi triều Bàng La và Ngọc Hải, Hải Phòng”, Tạp chí Khoa học
và Công nghệ biển, tập 11, trang 1-13.
17. Trịnh Thị Thanh (2007), Độc học môi trường và sức khỏe con người, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
18. Nguyễn Đức Vận (2006), Hóa học vô cơ, tập 2: Các kim loại điển hình, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
19. http://giadinh.net.vn/2308p0c1017/ Độc chất chì với trẻ em qua môi trường và đồ chơi.htm. 20. http://hoahoc.org/showthread.php?2538-Đại-Cương-Về-Nguyên-Tố-Vi-Lượng. 21. http://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki/Độc_tính_của_phân_tử_nano_ôxít_kẽm _đến_tế_bào_thần_kinh.html. 22. http://vi.wikipedia.org/wiki/Chì. 23. http://vi.wikipedia.org/wiki/Đồng_(nguyên_tố). 24. http://vi.wikipedia.org/wiki/Kẽm. 25. http://vi.wikipedia.org/wiki/Cadmi. 26. http://vi.wikipedia.org/wiki/Sông-Cầu. 27. lvscau.cem.gov.vn. 28. http://www.tnmtthainguyen.gov.vn.
77
Tài liệu tiếng Anh:
29. Abolfazl Naji, Ahmad Ismail and Abdul Rahim Ismail ( 2010), “ Chemical
speciation and concentration assessment of Zn and Cd by sequential extraction in surface sediment of Klang River, Malaysia”, Microchemical Journal, vol. 95, pp. 285-292.
30. Adriano D. C (2001), “ Trace elements in terrestrial environments;
biogeochemistry, bioavailability and risks of metals”, Springer: New York, 2nd Edition.
31. Amanda Jo Zimmerman, David C. Weindorf (2010), “ Review article, Heavy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
metal and trace metal analysis in soil by sequential extraction: a review of procedures”, International Journal of Enviromental Analytical Chemistry, volume 2010.
32. A.M.Ure, P.H. Quevauviller, H.Muntau, and B.Griepink (1993), “Speciation of
heavy metals in soils and sediment. An account of the improvement and harmonization of extraction techniques undertaken under the auspices of the BCR of the commission of the European communities”, International Journal of
Environmental Analytical Chemistry, vol. 51, pp. 135- 151.
33. A. Tessier, P.G.C. Campbell and M. Bisson (1979), “Sequential extraction
procedure for the speciation of particulate trace metals”, Analytical Chemistry, vol. 51, pp. 844 – 851.
34. A.T. Townsend and I. Snape (2008), “Multiple Pb sources in marine sediments
near the Australian Antarctic Station, Casey”, Science of The Total
Environment, vol. 389(2-3), Pages 466-474.
35. Canadian Council of Ministers of the Environment (2002), “Canadian sediment
quality guidelines for the protection of aquatic life, Summary tables, Updated. In:Canadian Environmental Quality Guidelines 1999”, Canadian Council of
Ministers of the Environment, Winnipeg, Excerptfrom Publication No. 1299; ISBN
1-896997-34-1.
78
Refugio Rodriguez - Vazquez, Hector M. Poggi - Varaldo (2005), “Chemical fractionation of boron and heavy metals in soils irrigated with wastewater in central Mexico”, Agriculture, Ecosystems and Environment, vol. 108, pp. 57- 71.
37. Deepti V.G. Dessai, G.N. Nayak (2009), “Distribution and speciation of selected metals in surface sediments, from the tropical Zuari estuary, central west coast of India”, Environmemt Monitoring Assessment, vol. 158, pp. 117-137.
38. Dharam Uprety, michal Hejcman, Jirina Szakova, Eva Kunzova, Pavel Tlustos
(2009), “Concentration of trace elements in arable soi after long-term application of organic and inorganic fertilizers”, Nutrient Cycling in Agroecosystems, vol. 85(3),
pp. 241- 252.
39.Fillip M. Tack và Marc G. Verloo (1995), “Chemical speciation and
fractionation in soils and sediments heavy metals analysis: A review”, International
Journal of Enviromental Analytical Chemistry, vol.59, pp. 225- 238.
40. Forstner, U. (1979), “Metal transfer between solid and aqueous phases. In:
Metal Pollution in the Aquatic Environment”, (Ed) Forstner U, Whittman G.T.W,
Spinger-Verlag, Berlin, pp 197-270.
41. G. Glosinska, T. Sobczynski, L. Boszke, K. Bierla, J. Siepak (2005),
“Fractination of some heavy metals in bottom sediments from the midung dịchle Odra River (Germany/ Poland)”, Polish Journal of Enviromental Studies, vol.14(3), pp. 305-317.
42. Hamilton EI (2000), “Environmental variables in holistic evaluation of land
contaminated by historic mine wastes: a study of multi- element mine wastes in West Devon, England and using arsenic as an element of potential concern to human health”, The Science of the Total Environment, vol. 249, pp. 171-221.
43. I. Maiz, I. Araambarri, R. Garcia, and E. Millan (2000), “Evaluation of heavy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
metal availability in polluted soils by two sequential extraction procedures using factor analysis”, Environmental Pollution, vol. 110(1), pp. 3-9.
44. Ip Carman, C.M, Li, X.D, Zhang G., Wai, O.W.H, Li, Y.S (2007), “Trace metal distribution in sediments of the Pearl River Estuary and the surrounding coastal area, South China ”, Environment. Pollution, vol. 147, pp. 311-323.
79
extraction unveil geochemical processes relevant for trace metal distribution in fluvial sediments of a pyrite mining area, China”, Carbonate Evaporites, vol. 25, pp. 51-63.
46. Juan Luis, Trujillo-Cardenas, Nereida P. Saucedo-Torres, Pedro Faustino Zarate del Valle, Nely Rios-Donato, Eduardo Mendizabal, Sergio Gomez-Salazar (2010), “Speciation and sources of toxic metals in sediment of lake Chapala, Mexico”, Journal
of the Mexican Chemical Society, vol. 54(2), pp. 79-87.
47. J. Zerbe, T. Sobczynski, H. Elbanowska, J. Siepak (1999), “Speciation of heavy
metals in bottom sediments of lakes”, Journal of Environmental Studies, vol. 8(5), pp. 331- 339.
48. K. Fytianos, A. Lourantou (2004), “Speciation of element in sediment samples
collected at lakes Volvi and Koronia, N. Greece”, Environment International, vol. 30, pp. 11-17.
49. L. N. Benitez and J. P. Dubois (1999), “Evaluation of the selectivity of
sequential extraction procedures applied to the soeciation of cadmium in soils”,
International Journal of Environmental Analytical Chemistry, vol. 74(1-4), pp.
289- 303.
50. 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, vol. 70(1), Pages 154-162.
51. Md. Abull Kashem, Sigenao Kawai, nobutoshi Kikucho, Hideko Takahashi,
Reiko Sugawara, Bal Ram Singh (2010), “Effect of Lherzolite on chemical fractions of Cd and Zn and their uptake by plants in contaminated soil”, Water, Air and Soil pollution, vol. 207(1-4), pp. 241-251.
52. M.Horsfall JR and A.I. Spiff (2001), “Distribution and partitioning of trace
metals in sediments of lower reaches of the New Calabar River, Port Harcourt, Nigeria”, Environmental Monitoring and Assessment, vol. 78, pp. 309-326.
53. Muller P.J and Suess E. (1979), “Productivity, sedimentation rate and
sedimentary organicmatter in the oceans. I. Organic carbon presentation”, Deep Sea Research, vol. 26, pp. 1347.
80
54.Narinder Kumar Agnihotri (1997), “Derivative spectrophotometric determination of copper (II) in non-ionic micellar medium”, Atlanta, vol. 45, pp. 331-341.
55. New York State Department of Environmental Conservation (1993), “Technical guidance for Screening Contaminanted Sediments”, Division of Fish, Wildlife and Marine Resourse: New York State Department of Environmental Conservation.
56. Nga Pham Thi Thu and Rodney T.Buckney (2007), “Metal speciation in
sediment in West Lake (Ho Tay), Ha Noi, Viet Nam”, International Journal Water, vol. 3(4), pp. 356-367.
57. Ogla Ch. Manouri, Nikolaos D. Papadimas, Sophia E. Salta (1998), “Three
approaches to the analysis of zinc(II) in pharmaceutical formulations by means of different spectrometric methods”, II Farmaco, vol. 53, pp. 563 – 569. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
58. Ontario Ministry of Environment and Energy (August 1993), “Guidelines for the Protection and Management of aquatic Sediment Quality in Ontario”.
59. P.O. Oviasogie, C.L.Ndiokwere (2008), “Fractionation of Lead and Cadmium in refuse dump soil treated with cassava mill effluent” , The Journal of Agriculture and
Environment, vol. 9, pp. 10-15.
60. P. S. Harikumar; U.P. Nasir; M. P. Mujeebu Rahman (2009), “Distribution of
heavy metal in the core sediments of a tropical wetland system” , International
journal of Environmental Science and Technology, vol. 6(2), pp. 225-232.