c. Phƣơng pháp vô cơ hoá bằng lò vi sóng
3.10.Dạng thuỷ ngân trong trầm tích
Để đánh giá hàm lƣợng thuỷ ngân trong trầm tích, chúng tôi tiến hành phân tích hàm lƣợng tổng thuỷ ngân, thuỷ ngân vô cơ và thuỷ ngân hữu cơ trong các mẫu trầm tích của sông Nhuệ, sông Tô Lịch và Sông Đáy.
Lƣu vực sông Nhuệ - sông Đáy thuộc các tỉnh: Hà Nội, Nam Định, Hà
Nam, Ninh Bình và Hoà Bình có diện tích tự nhiên khoảng 7665 km2
và dân số ƣớc tính đến năm 2005 là 8706,2 nghìn ngƣời. Đây là vùng lãnh thổ có điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, môi trƣờng phong phú và đa dạng, có vị thế địa lý đặc biệt quan trọng trong chiến lƣợc phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH) của vùng đồng bằng sông Hồng, trong đó có thủ đô Hà Nội, là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá, khoa học kỹ thuật và an ninh, quốc phòng của cả nƣớc. Trong xu thế phát triển KT - XH những năm gần đây, dƣới tác động của các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con ngƣời, môi trƣờng lƣu vực sông Nhuệ - sông Đáy đã và đang bị ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nƣớc. Nhiều vấn đề môi trƣờng cấp bách đã và đang diễn ra rất phức tạp ở quy mô địa phƣơng và toàn lƣu vực.
Lƣu vực sông Nhuệ - sông Đáy hiện nay đang chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động KT - XH, nhất là của các khu công nghiệp, sản xuất làng nghề, khu khai thác và chế biến, các tụ điểm dân cƣ... Sự ra đời và hoạt động của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, các hoạt động tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, các xí nghiệp kinh tế quốc phòng cùng với các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang thoát lũ, chất thải bệnh viện, trƣờng học... đã làm cho môi trƣờng nói chung và môi trƣờng nƣớc nói riêng lƣu vực sông Nhuệ - sông Đáy biến đổi một cách đáng kể. Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, trƣớc sự phát triển của nền kinh tế thị trƣờng đã có nhiều áp lực tác động xấu đến môi trƣờng lƣu vực sông Nhuệ - sông Đáy [1].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.11: Bảng miêu tả vị trí lấy mẫu
Điểm lấy mẫu Địa giới Vị trí lấy mẫu
Cầu Diễn Hà Nội Sông Nhuệ
Thanh Liệt Hà Nội Điểm giao cắt giữa sông Nhuệ và Tô Lịch
Khe tang Hà Nội Sông Nhuệ
Phùng Hà Nội Sông Đáy
Tế tiêu Hà Nội Sông Đáy
Mai Lĩnh Hà Nội Sông Đáy
Ba Đa Hà Nam Sông Nhuệ
Cầu Đọ Hà Nam Sau khi hợp lƣu giữa sông Nhuệ và Đáy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Kết quả phân tích hàm lƣợng các dạng thuỷ ngân trong trầm tích thuộc lƣu vực sông Nhuệ, Sông Tô Lịch và sông Đáy đƣợc đƣa ra ở bảng 3.12.
Bảng 3.12: Kết quả phân các dạng thuỷ ngân trong trầm tích
Mẫu Hg tổng (ppm) Hg hữu cơ (ppm) Hg vô cơ (ppm)
Mai Lĩnh 0.432 0.018 4.17% 0.414 95.83% Tế Tiêu 0.203 0.013 6.40% 0.190 93.60% Phùng 0.123 0.031 25.20% 0.092 74.80% Thanh Liệt 0.675 0.010 1.48% 0.664 98.52% Diễn 0.285 0.001 0.35% 0.284 99.65% Khe Tang 0.656 0.067 10.21% 0.588 89.79% Ba Đa 0.305 0.023 7.54% 0.282 92.46% Đọ 0.116 0.009 7.76% 0.107 92.24%
Sự phân bố của các dạng thuỷ ngân trong trầm tích của từng điểm đƣợc trình bày dƣới dạng đồ thị 3.14 dƣới đây.
0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 120.00%
Mai Lĩnh Tế Tiêu Phùng Thanh Liệt
Diễn Khe Tang
Ba Đa Đọ
Địa điểm lấy mẫu
p h ần t ră m Hg vô cơ Hg hữu cơ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Từ bảng 3.12 và hình 3.14 trên ta thấy: thuỷ ngân tồn tại trong trầm tích sông Nhuệ, sông Đáy chủ yếu là dạng thuỷ ngân vô cơ chiếm trên 70% so với hàm lƣợng tổng thuỷ ngân.
Một bức tranh tổng quát về hàm lƣợng tổng số kim loại thuỷ ngân của các điểm khảo sát trên sông Nhuệ và Đáy từ thƣợng lƣu xuống hạ lƣu đƣợc trình bày trên đồ thị trong hình 3.15 và hình 3.16.
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Diễn Thanh Liệt Khe Tang Ba Đa
Địa điểm lấy m ẫu
H àm lư ợ n g H g -t ổ n g s ố (p p m )
Hình 3.15: Hàm lượng tổng thuỷ ngân tại các điểm trên lưu vực sông Nhuệ
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 Phùng Mai Lĩnh Tế Tiêu Đọ
Địa điểm lấy m ẫu
H àm lư ợ n g H g -t ổ n g s ố (p p m )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.12 và hình 3.15 và hình 3.16 cho thấy:
Trên sông Nhuệ, hàm lƣợng tổng thuỷ ngân tăng dần từ thƣợng lƣu đến hạ lƣu và đạt giá trị lớn nhất tại điểm Thanh Liệt (0.675 ppm) là điểm giao nhau giữa sông Nhuệ và sông Tô Lịch. Sau đó, hàm lƣợng thuỷ ngân có xu hƣớng giảm dần xuống hạ lƣu khi giao cắt với sông Đáy. Kết quả này phù hợp với kết quả năm 2008 của Tiến sỹ Vũ Đức Lợi.
Trên sông Đáy, hàm lƣợng tổng thuỷ ngân tăng dần từ đập Phùng đến Mai Lĩnh, sau đó bị giảm dần đến vị trí cầu Đọ. Hàm lƣợng thuỷ ngân tổng đƣợc xác định trên sông Đáy tại điểm Mai Lĩnh là 0,432 ppm. Kết quả phân tích hàm lƣợng thuỷ ngân tổng số tại sông Đáy so với các địa điểm tại sông Nhuệ và Tô Lịch, chúng tôi thấy hàm lƣợng thuỷ ngân tổng số tại lƣu vực sông Đáy chỉ bằng 1/3 đến 1/2 so với hàm lƣợng thuỷ ngân tổng số tại các điểm ở lƣu vực sông Nhuệ. Điều này hoàn toàn hợp lý: vì tại lƣu vực sông Đáy mật độ dân cƣ và các khu sản xuất tiểu thủ công nghiệp, công nghiệp thấp hơn nhiều so với các địa điểm tại lƣu vực sông Nhuệ.
Phân tích kết quả hàm lƣợng thuỷ ngân hữu cơ tại các lƣu vực sông Nhuệ và sông Đáy từ thƣợng lƣu xuống hạ lƣu đƣợc thể hiện ở hình 3.17 và 3.18:
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08
Diễn Thanh Liệt Khe Tang Ba Đa
Địa điểm lấy mẫu
H àm lượ n g t h u ỷ n g ân h ữ cơ ( p p m )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 Phùng Mai Lĩnh Tế Tiêu Đọ
Địa điểm lấy mẫu
H àm lượ n g t h u ỷ n g ân h ữu c ơ ( p p m )
Hình 3.18: Hàm lượng tổng Hg- hữu cơ tại các điểm lấy mẫu trên sông Đáy
Từ bảng 3.12 và hình 3.17 và hình 3.18 cho thấy:
Trên sông Nhuệ, hàm lƣợng thuỷ ngân hữu cơ có sự tăng dần từ Diễn – Thanh Liệt – Khe Tang cao nhất - rồi giảm dần ở điểm Ba Đa. Điều này có thể do các dạng thuỷ ngân vô cơ có xu hƣớng chuyển thành thuỷ ngân hữu cơ từ thƣợng lƣu đến hạ lƣu trong khu vực từ Diễn tới Khe Tang.
Trên sông Đáy, hàm lƣợng thuỷ ngân hữu cơ từ thƣợng lƣu đến hạ lƣu sông Đáy khu vực Hà Nội và Hà Nam giảm dần từ: Phùng – Mai Lĩnh - Tế Tiêu - Đọ, đặc biệt tại đập Phùng hàm lƣợng Hg-hữu cơ chiếm đến 25,20% hàm lƣợng tổng thuỷ ngân. Điều này có thể lý giải nhƣ sau: tại phía đập Phùng sông Đáy do không tiếp nhận dòng chảy từ phía sông Hồng nên nƣớc không đƣợc lƣu thông và qua thời gian thuỷ ngân trong môi trƣờng bị ankyl hoá dẫn đến hàm lƣợng thuỷ ngân hữu cơ cao. Tại địa điểm Mai Lĩnh, Tế Tiêu và đặc biệt là Đọ do lƣợng nƣớc cung cấp nhiều hơn, quá trình xáo trộn, chuyền tải đƣợc đẩy mạnh sẽ làm giảm sự tích tụ thuỷ ngân trong trầm tích và hạn chế quá trình hữu cơ hoá thuỷ ngân.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN
Từ những kết quả thu đƣợc của đề tài “Phân tích các dạng thuỷ ngân trong trầm tích bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hoá hơi lạnh” chúng tôi rút ra kết luận sau:
1. Xây dựng thành công quy trình tách và phân tích hàm lƣợng vết các dạng thuỷ ngân hữu cơ, thuỷ ngân vô cơ, thuỷ ngân tổng số trong trầm tích bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hoá hơi lạnh đã đƣợc cải tiến sử dụng nồng độ SnCl2 2%. Độ sai lệch lớn nhất của phƣơng pháp khi phân tích mẫu chuẩn quốc tế không vƣợt quá 7% so với giá trị chứng chỉ. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp đạt 0,05 µg/l. Mẫu đƣợc vô cơ hoá trong bình thạch anh với chiều dài 120 mm bằng hỗn hợp axit HNO3, HClO4 và H2SO4 đặc với tỉ lệ 1:1:5.
2. Xây dựng thành công quy trình xác định chính xác và tin cậy hàm lƣợng thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích bằng phƣơng pháp chiết thuỷ ngân hữu cơ với clorofom và giải chiết bằng natrithiosunfat đạt hiệu suất cao.
3. Từ quy trình phân tích đã xây dựng, chúng tôi đã tiến hành phân tích các dạng thuỷ ngân trong mẫu trầm tích thuộc lƣu vực sông Đáy và sông Nhuệ. Kết quả cho thấy: thuỷ ngân trong trầm tích tồn tại chủ yếu dƣới dạng vô cơ, dạng thuỷ ngân hữu cơ chiếm dƣới 25,20%. Hàm lƣợng thuỷ ngân tổng số tăng từ thƣợng lƣu đến hạ lƣu sông Nhuệ và đạt giá trị lớn nhất tại điểm Thanh Liệt (điểm giao cắt với sông Tô Lịch), sau đó các dạng thuỷ ngân vô cơ có xu hƣớng chuyển thành thuỷ ngân hữu cơ. Hàm lƣợng thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích sông Đáy giảm dần từ thƣợng lƣu đến hạ lƣu. Hàm lƣợng thuỷ ngân hữu cơ trong trầm tích có thể phụ thuộc vào lƣu lƣợng nƣớc, sự xáo trộn và dòng chảy.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Bộ tài nguyên và môi trƣờng, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
(2006), Xây dựng chương trình và tiến hành quan trắc môi trường nước mặt
lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy.
2. Vu Duc Loi, Le Lan Anh, Trinh Anh Duc, Tran Van Huy, Pham Gia Mon, Nicolas Prieur, Jorg Schafer, Gilbert lavaux and Gerard Blanc (2005).
Speciation of Heavy metals in sediment of Nhue and Tolich rivers in Hanoi,
Vietnam. Journal of Chemistry, Vol.43, pp 600-604.
3. Vu Duc Loi, Le Lan Anh, Trinh Anh Duc, Trinh Xuan Gian, Pham Gia Mon, Tran Van Huy, Nguyen Quoc Thong, A. Boudou, M. Sakamoto, Dao
Van Bay (2006). Contamination by cadium and mercury of the water,
sediment and biological component of hydrosystems around Hanoi, Journal of
Chemistry, 44(3).pp382-386.
4. Vu Duc Loi, Trinh Xuan Gian, Le Lan Anh, Trinh Anh Duc, Tran Van
Huy, Pham Gia Mon, Trinh Thu Ha, Mineshi Sakamoto (2007). Mercury
Exposure to Workers at Gold Mining and Battery Plants in Vietnam, Journal
of Advances in Natural Sciences, 8(2), pp. 139-147.
5. Vu Duc Loi, Trinh Xuan Gian, Le Lan Anh, Pham Gia Mon, Tran Van
Huy, Mineshi Sakamoto and Hirokasu Akagi (2008). Speciation of Mercury
in human hair, blood an urine. Proceedings of international Conference on
Occasion of 30th Anniversary of the Institute of Chemistry, Hanoi, pp. 699-
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
62. Phạm luận (2006). Phương pháp phân tích phổ nguyên tử. Nhà xuất bản
đại học quốc gia Hà Nội.
73. Từ Vọng Nghi (2007). Hoá học phân tích, phần I cơ sở lý thuyết các
phương pháp Hoá học Phân tích. Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà Nội.
84. Hoàng Nhâm (2002). Hoá học Vô cơ, tập 2. Nhà xuất bản giáo dục.
95. Phạm Hùng Việt, Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội (1999). Hoá học Môi
trường, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội.
106. Phạm Hùng Việt (2003). Cơ sở lý thuyết của phương pháp sắc ký khí.
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
Tài liệu tiếng Anh
117. Akagi H. (1998), Studies on Mercury Pollution in Amazon, Brazin,
Global Environmental Research, 2(2), pp. 193-202.
128. Akagi H. and Naganuma A. (2000), Human Exposure to Mercury and the Accumulation of Methylmercury that is Associated with Gold Mining in
the Amazon Basin, Brazil, Journal of Helth Science, 46(5), pp. 323-328.
139. Akagi H., Fujita Y. and Takabatake E. (1977), Methylmercury: Photochemical Transformation of mercuric sulfide into methylmecury in a
queos solution, Photochemistry and Photobiology, 20, pp 363-370.
1410. Akagi H., Grandjean P., Takizawa Y. and Weihe P. (1998), Methylmercury dose estimation from umbilical cord concentrations in
patients with Minamata disease, Environmental Research, section A, 77, pp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1511. Akagi H., Malm O., Branches F.J.P., Kinjo Y., Kashima Y., Guimaraes J.R.D., Oliveira R.B., Haraguchi K., Pfeiffer W.C., Takizawa Y. and Kato H. (1995), Human exposure to Mercury due to Gold mining in Tapajos River Basin, Brazil: Speciation of Mercury in Human hair, Blood and Urine,
Juounal of water, Air, and Soil Pollution, 80, pp.85-94.
16,2. Akagi H., Mertlmer D.C., and Miller D.R. (1979), Mercury methylation
and partition in aquatic systems, Bulletin of Environmental Contamination
and Toxicology, 23, pp.372-376.
1713. Akagi H. and Nishimura H. (1991), Advances in Mercury Toxicology,
Plenum Press, USA, pp. 57-76.
1814. Ando T., Yamamoto M., Tomiyasu T., Hashimoto J., Miura T., Nakano A. and Akiba S. (2002), Bioaccumulation of mercury in a vestimentiferan
worm living in Kagoshima Bay, Japan Journal of Chemosphere, 40, pp. 477-
485.
1915. AOAC committee on Editing Methods of ANalysis (1995), Official
Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, 10th Edition, pp. 375-376.
2016. Bakir F., Damluji S.F., Amin-Zaki L., Khalidi A., Al-Rawi N.Y, Tikriti S., Dahahir H. I., Clarkson T.W., Smith J.C. and Doherty R.A. (1973),
Methylmercury poisoning in Iraq, Science, 181, pp. 230-241.15
2117. Balogh S.J., Swain E.B. and Nollet Y.H. (2008), Characteristics of mercury speciation in Minnesota rivers and streams, Environmental Pollution, 154, pp.3-11.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2218. Baltisberger R.J., Knudson C.L. (1974), The differentiation of submicrogam amounts of inorganic and organomercury in water by flameless
atomic absorption spectrometry, Anaylytica Chimmica Acta, 73(2), pp. 265-
272.
2319. Barradell C. A., Edwards H.G.M. and Smith D.N. (1991), Raman Spectroscopic study of the complexation of the methylmercury (II) cation,
CH3Hg+, by ligands containing oxygen and sulphur, Journal of
organometallic Chemistry, 421, pp.137-146.
2420. Barshick C.M., Barshick S.A, Britt P.F., Lake D.A., Vance M.A., and Walsh E.B. (1998), Development of a technique for the analysis of inorganic
mercury salt in soilt by gas chromatography mass Spectrometry. International
Journal of Mass Spectrometry 178, pp. 31-41.
2521. Baxter D.C., Rodushkin I., Engstrom E., Klockare D. and Waara H. (2007), Methylmercury measurement in whole blood by isotope-dilution GC-
ICP-MS with 2 sample preparation methods, Clinical Chemistry, 53(1), pp.
111-116.
2622. Bergey L., Weis J.S. and Weis P. (2002), Mercury uptake by the estuarine species Palaemonetes pugio Fundulus heteroclitus compared with
their parasites, Probopyrus pandalicola and Eustrongylides sp, Marine
Pollution Bullentin, 44(10), pp. 1046-1060.
2723. Black F.J., Bruland K.W. and Russell Flegal A. (2007), competing ligan exchange-solid phase extraction method for the determination of the complexation of dissolved inorganic mercury (II) in natural waters. Analytica Chimica Acta, 598, pp 318-333.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2824. Blanco R.M., Villanueva M.T., Uria J.E.S. and Sanz-Medel A. (2000), File sampling, Preconcentration and determination of mercury species in river
waters, Analytica Chemica Acta, 419, pp. 137-144.
2925. Bloom N.S. (1989), Determination of picigram levels of methylmercury by a quous phuase ethylation, followed by cryogenic gas-chromatography
with cold vapor atomic fluorescence detection, Canadian Journal of Fisheries
and Aquatic Sciences, 46, pp. 1131-1140.
3026. Bloom N.S., Colman J.A., and Barber L. (1997), Artifact formation of methylmercury during aqueous distillation and alternative techniques for the
extration of methylmercury from environmental samples, Fresinius Journal of
Analytical Chemistry, 358, pp. 371-377.
3127. Bloom N.S., Evans D., Hintelmann H., and Wilken R.D. (1999),