- 12 1.3 Độc tính kim loại nặng . - 16 1.4 Các phương pháp phân tích kim loại nặng . - 19 1.4.2 Các phương pháp khác xác định kim loại nặng…………………….. - 26 1.5.2 Một số phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể xác định hàm lượng kim loại nặng . - 28 1.5.3 Một số phương pháp xử lý mẫu đất, trầm tích xác định hàm lượng kim loại nặng . - 29 1.5.4 Một số phương pháp xử lý mẫu thực vật xác định hàm lượng kim loại nặng . - 62 3.6 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng….. - 63 3.7 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích. - 66 3.8 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước bề mặt……... - 67 3.9 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu thực vật………….. - 69 3.10 Phân tích thống kê đa biến xác định nguồn gốc và phân bố ô nhiễm kim loại nặng . - sống tại các mương nước, ao, hồ, gần các bãi thu gom và tái chế rác thải điện, điện tử thuộc khu vực Triều Khúc –Thanh Trì- Hà Nội, tiến hành nghiên cứu các quy trình xử lý mẫu sinh vật chỉ thị, tìm ra quy trình xử lý mẫu tốt nhất ứng dụng cho việc phân tích xác định tổng hàm lượng các kim loại nặng. - Đồng thời chúng tôi cũng tiến hành xác định tổng hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích, mẫu nước, thực vật. - Bên cạnh đó ứng dụng phương pháp phân tích đa biến nhằm tìm ra nguồn phát tán kim loại nặng, mức độ lan truyền ô nhiễm kim loại nặng từ môi trường vào các sinh vật này. - Từ hàm lượng các kim loại nặng trong động vật nhuyễn thể và trong trầm tích, chúng tôi dựa trên chỉ số sinh học để đánh giá khả năng tích lũy sinh học đối với từng kim loại trong sinh vật chỉ thị.. - Rác thải điện tử chứa rất nhiều các kim loại nặng hoặc những hợp chất độc hại với con người và môi trường sống. - Cháy ở nhiệt độ cao sinh ra dioxin và furan Kim loại nặng và các kim loại khác As. - Tách riêng những nguyên liệu khác nhau (nhựa, kim loại. - Vì vậy, hàm lượng các kim loại độc hại tích lũy trong đất ngày càng nhiều, không khí cũng bị ô nhiễm nặng. - Phân tích trầm tích tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn so với phân tích nước trong việc kiểm tra, đánh giá sự ô nhiễm kim loại ở sông hồ. - Thứ nhất, hàm lượng kim loại nặng tìm thấy trong cơ thể sống cho ta nhiều thông tin hơn về tác động sinh học của chất ô nhiễm tới môi trường. - Các sinh vật được lựa chọn để làm chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng:. - Cá: Có thể hấp thụ kim loại nặng và nhiều chất ô nhiễm khác. - Loài nhuyễn thể có hai vỏ cứng như trai, trùng trục, ốc…là các loài thích hợp dùng làm chỉ thị sinh học để phân tích xác định lượng vết các kim loại [36]. - Chúng có khả năng tích tụ các kim loại vết như Cd, Hg, Pb …với hàm lượng lớn hơn so với khả năng đó ở cá và tảo [23]. - Nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng:. - Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người. - Kim loại nặng có độc tính là các kim loại có tỷ trọng lớn gấp 5 lần tỷ trọng của nước. - Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào các quá trình sinh hoá trong cơ thể) và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể con người). - Chúng bao gồm Hg, As, Pb, Cd, Mn, Cu, Cr…Các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật sẽ gây độc tính [23]. - Mn là kim loại vết cần thiết cho sức khỏe người. - Các phương pháp phân tích kim loại nặng. - Một số công trình nghiên cứu xác định kim loại nặng bằng phương pháp ICP-MS -Xác định lượng vết một số kim loại nặng trong các loài trai, ốc ở Hồ Tây- Hà Nội bằng phương pháp ICP-MS. - Các phương pháp khác xác định kim loại nặng. - Đây là phương pháp được sử dụng khá phổ biến để phân tích các kim loại nặng. - Hầu hết các kim loại nặng đều có thể xác định được bằng kĩ thuật này. - Có thể xác định trưc tiếp các kim loại bằng kĩ thuật ngọn lửa (F-AAS) không hoặc bằng kỹ thuật nguyên tử không ngọn lửa dùng lò graphit (GF-AAS) cho phép xác định các kim loại nặng với giới hạn phát hiện cỡ ppb hay nhỏ hơn. - Mustafa Türkmen và cộng sự [44] cũng đã sử dụng phương pháp phổ phát xạ nguyên tử plasma cao tần cảm ứng (ICP-AES) để phân tích hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng trong hải sản ở vùng biển Marmara, Aegean và Mediterranean. - Fe và Zn là hai kim loại có hàm lượng rất cao ở tất cả các phần của hải sản. - Trong một số vùng, đã có dấu hiệu ô nhiễm kim loại nặng. - Hàm lượng Cd và Cr trong cả thịt và gan, hàm lượng Pb trong gan của các mẫu phân tích cao hơn giới hạn cho phép dư lượng kim loại nặng trong thực phẩm. - Một số phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể xác định hàm lượng kim loại nặng. - Mohamed Maanan [43] đã phá mẫu động vật thân mềm vùng biển bằng HNO3đ để xác định hàm lượng các kim loại nặng. - Hàm lượng tổng các kim loại được đo bằng máy hấp thụ nguyên tử ngọn lửa AAS.[ 18]. - Baffi đã sử dụng hỗn hợp dung dịch gồm HF: HCl: HNO3 theo tỷ lệ thể tích 1: 3: 1 xử lý mẫu đất và trầm tích để xác định hàm lượng tổng các ion kim loại (Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb và Zn) trong các mẫu đó bằng kỹ thuật ICP-MS. - Kết quả cho thấy có sự tương quan giữa các tính chất của đất và tổng hàm lượng các kim loại. - Mẫu sau khi phân huỷ được xác định bằng phương pháp ICP-MS thu được các kết quả về nồng độ trung bình các kim loại nặng (μg/g) là:As (0,17);Cd (0,023). - Phân tích xác định tổng hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu ốc,thực vật, bùn ao và mẫu nước bằng phương pháp phân tích ICP – MS trên cơ sở tối ưu hóa các điều kiện đo và đánh giá phương pháp phân tích. - Bảng 7: Tỷ số khối lượng/điện tích (M/Z) của các kim loại cần phân tích. - Đánh giá phương pháp phân tích 3.2.1. - Bảng 11: Nồng độ các ion kim loại trong dung dịch chuẩn kiểm tra Nguyên tố. - Vì thế ICP-MS là một phương pháp rất tốt để phân tích lượng vết các kim loại nặng trong mẫu môi trường.. - sau đó tiến hành phá mẫu theo các quy trình 1, quy trình 2, và quy trình 3 đã nêu ở phần 2.4, xác định hàm lượng các kim loại theo phương pháp ICP-MS. - Đánh giá độ chụm (độ lặp lại) quy trình xử lý mẫu động vật nhuyễn thể Tiến hành xử lý mẫu theo quy trình 3 (đã trình bày ở mục 2.4) và phân tích xác định hàm lượng các kim loại trong các mẫu lặp ốc bươu vàng (3 lần) tại ao xóm Cầu 1 (ốc 4), xác định độ lệch chuẩn tương đối thu được kết quả như bảng 15.. - Xác định được qua 3 lần thí nghiệm lặp, hàm lượng các kim loại sai khác nhau không quá 8. - Thông qua thí nghiệm với mẫu lặp, mẫu thêm chuẩn, chúng tôi nhận thấy quy trình 3 là quy trình xử lý mẫu cho hiệu suất thu hồi cao, độ lặp lại tốt, chính xác, thích hợp cho việc xử lý các mẫu động vật nhuyễn thể xác định tổng hàm lượng các kim loại.. - Để đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu trầm tích, tiến hành thêm lượng chính xác 2 nguyên tố Ni, Mn vào lượng xác định mẫu trầm tích ao của xóm Cầu 1 ( Đ 4) và tiến hành phá mẫu để xác định hàm lượng tổng số các kim loại nặng. - Bảng 17: Kết quả phân tích các kim loại trong mẫu lặp trầm tích xóm Cầu 1(ppb) Nguyên tố. - Để đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình xử lý mẫu thực vật (mẫu rau rệu), tiến hành thêm hàm lượng chính xác 2 nguyên tố Cu, Zn vào lượng xác định mẫu thực vật của xóm Lẻ ( TV3) và tiến hành phá mẫu để xác định hàm lượng các kim loại nặng. - Bảng 19: Kết quả phân tích các kim loại trong mẫu lặp thực vật xóm Lẻ1(ppb) Nguyên tố. - Bảng kết quả trên cho thấy độ lệch chuẩn tương đối của các mẫu lặp khi phân tích các kim loại khác nhau không quá 8,4% trừ nguyên tố Co sự sai khác 12,5. - Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng. - Tiến hành phân hủy mẫu ốc bằng axit HNO3, H2SO4, H2O2 theo quy trình xử lý mẫu mục 3.3.2 và xác định hàm lượng các kim loại bằng phương pháp ICP – MS. - Bảng 20: Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng trong các ao hồ khu vực Triều Khúc vào mùa khô( tháng 3 năm 2009) (mg/kg). - Bảng 21: Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc bươu vàng trong các ao hồ khu vực Triều Khúc vào mùa mưa (tháng 7 năm 2009) (mg/kg). - ND: không phát hiện được Khi phân tích hàm lượng các kim loại nặng trong các loài trai, ốc ở khu vực Hồ Tây – Hà Nội của các tác giả Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức [6], hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ốc sống tại hồ Tây khu vực chùa Trấn Quốc xác định được như bảng sau.. - Có thể hàm lượng kim loại nặng tìm thấy trong mẫu ốc sống tại ao, hồ khu vực Triều Khúc cao hơn khu vực khác là do ngoài nguyên nhân môi trường ô nhiễm còn liên quan đến yếu tố vòng đời của sinh vật.. - Bảng 24: Giới hạn tối đa ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm. - Tên kim loại. - So sánh hàm lượng kim loại nặng xác định được trong mẫu ốc bươu vàng sống tại các ao, hồ khu Triều Khúc chúng tôi thấy hàm lượng các kim loại đều cao hơn gấp nhiều lần so mức giới hạn trên. - Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích. - Để đánh giá mức độ lan truyền ô nhiễm kim loại nặng từ môi trường tới động vật nhuyễn thể và tìm ra nguồn gốc gây ô nhiễm kim loại nặng. - Chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích, mẫu nước tại khu vực có động vật nhuyễn thể (ốc bươu vàng) sinh sống.. - Tiến hành xử lý mẫu trầm tích theo quy trình xử lý mẫu mục 3.4, và xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp ICP – MS thu kết quả như bảng 25.. - Bảng 25: Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích tại các ao hồ khu vực Triều Khúc (mg/kg). - Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước bề mặt Mẫu nước lấy tại hiện trường được axit hóa bằng 3 ml HNO3 1:1, chuyển về phòng thí nghiệm. - Bảng 26:Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước bề mặt ao hồ khu vực Triều Khúc (mg/l). - Bảng 27: Giới hạn nồng độ kim loại nặng trong nước mặt. - Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu thực vật . - Tiến hành xử lý mẫu thực vật theo quy trình xử lý mẫu mục 3.4, và xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp ICP – MS thu được kết quả như bảng 28.. - Bảng 28: Kết quả hàm lượng các kim loại (mg/kg) trong mẫu thực vật.. - Phân tích thống kê đa biến xác định nguồn gốc và phân bố ô nhiễm kim loại nặng.. - Đây được xem là các kim loại có độc tính cao, có hàm lượng lớn trong thành phần rác thải điện tử nên sơ bộ có thể kết luận cùng nguồn phát tán vào môi trường. - Ở PC thứ 2 (chiếm 29,0 % phương sai của tập số liệu), hàm lượng các kim loại Cr, Co, Ni, Cu là các yếu tố ảnh hưởng chính. - Trong phân tích nhóm CA, dựa vào mức độ giống nhau của biến (vị trí lấy mẫu hoặc hàm lượng kim loại nặng có thể chia thành các nhóm tương ứng dựa trên những đặc tính giống nhau của chúng. - Kết quả phân tích đánh giá qui luật phân bố hàm lượng các kim loại nặng theo nhóm, biểu diễn qua mức độ tương đồng của các kim loại thu được ở hình 11:. - Vì vậy có thể kết luận đây là nhóm các kim loại phát tán do ô nhiễm trực tiếp của rác thải điện tử gây ra. - Sự ô nhiễm các kim loại này do chúng luôn đi kèm nhau trong rác thải điện tử. - Phân tích nhóm(CA) đối với mẫu động vật nhuyễn thể (ốc) Hình 13–Biểu đồ mức độ tương đồng về vị trí lấy mẫu ốc Trong phân tích nhóm theo vị trí lẫy mẫu, dựa vào mức độ giống nhau giữa các mẫu, kết hợp với kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mẫu ta có thể chia thành các nhóm mẫu tương ứng.. - Phân tích kim loại nặng theo nhóm thu được đồ thị biểu diễn mức độ tương đồng của các kim loại như hình 14:. - 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 càng cao thì mức độ tích tụ kim loại càng lớn.. - 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:. - 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 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. - 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. - 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”