ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN MẠNH HƯNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH LƯU VỰC SÔNG CẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Thái Nguyên - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN MẠNH HƯNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH LƯU VỰC SÔNG CẦU Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Thị Tú Anh Thái Nguyên - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá tích lũy số kim loại nặng trầm tích lưu vực sông Cầu” thân thực Các số liệu, kết đề tài trung thực Nếu sai thật xin chịu trách nhiệm Thái Nguyên, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Mạnh Hưng Xác nhận trưởng khoa chuyên môn PGS.TS Nguyễn Thị Hiền Lan i Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN Xác nhận người hướng dẫn khoa học TS Dương Thị Tú Anh http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Cô giáo: TS Dương Thị Tú Anh người tận tụy dành nhiều công sức, thời gian hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực luận văn “Nghiên cứu, đánh giá tích lũy số kim loại nặng trầm tích lưu vực sông Cầu” Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, tạo điều kiện Thầy Cô giáo khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên; ủng hộ giúp đỡ nhiệt tình anh chị bạn trình thực luận văn Do thời gian có hạn yếu tố khách quan khác, luận văn em không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý Thầy Cô bạn để luận văn hoàn thiện Thái Nguyên, tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Mạnh Hưng http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN ii MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Công dụng độc tính Zn, Cd, Pb Cu Trang i ii iii iv v vi 3 1.1.1 Công dụng độc tính Zn 1.1.2 Công dụng độc tính Cd 1.1.3 Công dụng độc tính Pb 1.1.4 Công dụng độc tính Cu 1.2 Trầm tích tích lũy kim loại nặng trầm tích 1.2.1 Các nguồn tích lũy kim loại vào trầm tích 1.2.2 Cơ chế yếu tố ảnh hưởng đến tích lũy kim loại trầm tích 1.3 Khái niệm phân tích dạng số dạng tồn chủ yếu kim loại trầm tích 1.4 Giới thiệu phương pháp Von-Ampe hòa 11 tan 1.4.1 Nguyên tắc phương pháp Von-Ampe hòa 11 tan 1.4.2 Ưu điểm phương pháp Von-Ampe hòa 13 tan 1.4.3 Nhược điểm phương pháp Von-Ampe hòa 14 tan 1.5 Tổng quan nghiên cứu dạng tồn Zn, Cd, Pb iii Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Cu trầm tích nước 14 giới Chương THỰC NGHIỆM – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 20 2.1 Thiết bị, dụng cụ hóa 20 chất 2.1.1 Thiết 20 bị iii Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.1.2 Dụng cụ, hóa 20 chất 2.2 Nội dung – phương pháp nghiên 21 cứu 2.2.1 Nghiên cứu lựa chọn điều kiện tối ưu cho phép xác định đồng thời Zn(II) Cd(II), Pb(II), Cu(II) phương pháp 21 Von-Ampe hoà tan 2.2.1.1 Nghiên cứu lựa chọn chất điện 2.2.1.2 Thí li 21 nghiệm 22 trắng 2.2.1.3 Nghiên cứu lựa chọn pH tối 22 ưu 2.2.1.4 Nghiên cứu lựa chọn thời gian sục 22 khí 2.2.1.5 Nghiên cứu lựa chọn thời gian điện phân làm 23 giàu 2.2.1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng kích cỡ giọt thủy 23 ngân 2.2.1.7 Nghiên cứu ảnh hưởng điện phân làm 23 giàu 2.2.1.8 Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ khuấy dung 23 dịch 2.2.2 Đánh giá độ đúng, độ chụm phép đo giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phương 23 pháp 2.2.2.1 Đánh giá độ phép 23 đo 2.2.2.2 Đánh giá độ chụm phép 24 đo 2.2.2.3 Giới hạn phát (Limit LOD) 2.2.2.4 Giới hạn định lượng (Limit of Of Detection - 25 Quantity - 26 LOQ) 2.2.3 Nghiên cứu xác định dạng tồn Zn, Cd, Pb, Cu 26 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ trầm tích 2.2.3.1 Lấy bảo quản mẫu tích 2.2.3.2 Quy trình phân tích hàm loại 2.2.3.3 Quy trình phân trước lượng tổng tích phân 26 dạng kim 27 kim 27 loại Chương KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 28 3.1 Nghiên cứu điều kiện tối ưu xác định đồng thời Zn(II), Cd(II), Pb(II) Cu(II) phương pháp 29 ASV 3.1.1 Nghiên cứu lựa chọn chất điện li 3.1.2 Thí nghiệm 30 làm 29 trắng 3.1.3 Nghiên cứu lựa chọn pH tối 30 ưu 3.1.4 Nghiên cứu lựa chọn thời gian sục 32 khí 3.1.5 Nghiên cứu lựa chọn thời gian điện phân làm 34 giàu 3.1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng ngân 3.1.7 Nghiên cứu ảnh hưởng kích cỡ giọt thủy 36 điện 38 phân 3.1.8 Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ khuấy dung 40 dịch 3.2 Độ xác, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 43 phép đo 3.2.1 Độ 43 xác 3.2.1.1 Độ 43 3.2.1.2 Độ chụm phép 44 đo Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.2.2 Giới hạn phát 46 (LOD) 3.2.3 Giới hạn định lượng 46 (LOQ) 3.3 Kết phân tích thực 3.3.1 Lấy mẫu, bảo quản mẫu 3.3.1.1 Vị trí lấy mẫu mẫu 3.3.1.2 Lấy bảo quản mẫu trước mẫu 46 xử lý 46 vùng lấy 46 phân 49 tích 3.3.2 Kết phân tích xác định hàm lượng tổng số kim loại mẫu nghiên 50 cứu 3.3.3 Kết phân tích xác định hàm lượng dạng kim loại mẫu nghiên 56 cứu 3.4 Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng 67 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Số TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Viết Tiếng Việt Biên độ xung Dòng pic Điện cực giọt treo thuỷ ngân Điện cực giọt tĩnh thuỷ ngân Điện cực giọt rơi thuỷ ngân Điện cực màng thuỷ ngân Điện cực làm việc Độ lệch chuẩn tương đối Độ thu hồi Giới hạn định lượng Giới hạn phát Nồng độ phần triệu Nồng độ phần tỷ Oxy hòa tan Quang phổ hấp thụ nguyên tử Quang phổ hấp thụ nguyên tử Tiếng Anh Pulse Amplitude Peak Current Hanging Mercury Drop Electrode Stationary Mercury Drop Electrode Drop Mercury Electrode Mercury Film Electrode Working Electrode Relative Standard Deviation Recovery Limit of Quantification Limit of Detection Part per Million Part per Billion Dissolve Oxygen Atomic Absorption Spectrometry Flame Atomic Absorption tắt, ký hiệu ∆E Ip HMDE SMDE DME MFE WE RSD Rev LOQ LOD ppm ppb DO AAS FAAS lửa Spectrometry Quang phổ hấp thụ nguyên tử Electrothermal Atomic Absorption ETAA không lửa Spectrometry S Quang phổ hấp thụ nguyên tử Furnace Grapit Atomic Absorption GF- 19 20 21 không lửa ( lò grapit) Phổ khối lượng Quang phổ phát xạ nguyên tử Plassma cao tần cảm ứng 22 Sắc ký lỏng hiệu cao Spectrometry Mass Spectrometry Atomic Emission Spectrometry I nductively Coupled Plasma High Performance Liquid Chromatography AAS MS AES ICP HPLC http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN iv Hình 3.31 Đồ thị biểu diễn hàm lượng dạng tồn Zn, Cd, Pb, Cu mẫu TTSC – 2D Hình 3.32 Đồ thị biểu diễn hàm lượng dạng tồn Zn, Cd, Pb, Cu mẫu TTSC – 3T Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 62 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 3.33 Đồ thị biểu diễn hàm lượng dạng tồn Zn, Cd, Pb, Cu mẫu TTSC – 3D Hình 3.34 Đồ thị biểu diễn hàm lượng dạng tồn Zn, Cd, Pb, Cu mẫu TTSC – 4T Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 63 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 3.35 Đồ thị biểu diễn hàm lượng dạng tồn Zn, Cd, Pb, Cu mẫu TTSC – 4D Hình 3.36 Đồ thị biểu diễn hàm lượng dạng tồn Zn, Cd, Pb, Cu mẫu TTSC – 5T Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 64 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 3.37 Đồ thị biểu diễn hàm lượng dạng tồn Zn, Cd, Pb, Cu mẫu TTSC – 5D Căn vào kết phân tích đưa bảng 3.12 3.13 hình từ 3.28 đến 3.37 nhận thấy: Các dạng tồn Zn, Cd, Pb Cu trầm tích Sông Cầu có phân bố không đồng vị trí lấy mẫu khác Zn, Pb Cu chủ yếu tồn tầm tích dạng cặn dư, dạng liên kết với cacbonat dạng liên kết với Fe-Mn oxi hidroxit, Cd tồn chủ yều dạng cặn dư Sự phân bố dạng với bốn kim loại tương đồng điểm: dạng trao đổi (F1) < dạng liên kết với cacbonat (F2) < dạng liên kết với hữu (F4) < dạng liên kết với Fe-Mn oxit (F3) < dạng cặn dư (F5) Dạng liên kết với hữu (F4) lớn dạng liên kết với cacbonat (F2) cho thấy khả tạo phức tốt ion kim loại với phối tử hữu Dạng cặn dư chiếm thành phần lớn 35,77 % - 54,41 %, lớn Zn nhỏ Cd Kim loại tồn dạng liên kết chặt chẽ với vật chất rắn, nằm cấu trúc tinh thể trầm tích nên hòa tan vào nước điều kiện môi trường tự nhiên, kim loại phân bố dạng chủ yếu Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 65 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ nguồn tự nhiên Thành phần dạng lớn tiềm lan truyền ô nhiễm tích lũy sinh học mẫu thấp Dạng có thành phần lớn sau dạng cặn dư dạng liên kết với với Fe-Mn oxit chiếm thành phần 19,19 ÷ 25,69 %, lớn Zn nhỏ Cd Dạng liên kết với hữu chiếm 13,64% - 22,34%, lớn Zn nhỏ Cd Trong năm dạng chiết dạng trao đổi dạng liên kết với cacbonat hai dạng có tiềm tích lũy sinh học cao Kim loại tồn hai dạng dễ giải phóng vào cột nước, tích lũy cá thể sống nước vào chuỗi thức ăn Dạng trao đổi dạng có chiếm thành phần nhỏ năm dạng chiết, có 2,64% - 4,13% Dạng liên kết với hữu (F4) lớn dạng liên kết với cacbonat (F2) cho thấy khả tạo phức tốt bốn kim loại với phối tử hữu Các kết phân tích có tương đồng với kết tác giả khác [1], [15], [19], [23], [24], [29], [45], [46] Tuy nhiên hàm lượng tổng số hàm lượng dạng kim loại điểm khu vực thường nhỏ so với điểm nghiên cứu [15] Điều cho thấy phân bố kim loại trầm tích khu vực phụ thuộc nhiều vào nguồn thải tự nhiên nhân tạo khu vực 3.4 Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng Do nước ta chưa có tiêu chuẩn chất lượng trầm tích, nên để đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại trầm tích sông Cầu sử dụng số đánh giá rủi ro RAC (Risk Assessment Code) RAC dựa khả kim loại giải phóng vào chuỗi thức ăn [38] Dạng trao đổi (F1) dạng cacbonat (F2) hai dạng mà kim loại liên kết yếu với trầm tích, dễ giải phóng khỏi trầm tích vào môi trường nước, tích lũy sinh vật nước vào chuỗi thức ăn Do dẫn đến nguy tích lũy thể người ảnh hưởng đến sức khỏe Chỉ số RAC tính theo phần trăm dạng trao đổi dạng cacbonat Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm dựa vào số RAC trình bày bảng 3.15: Bảng 3.15 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ rủi ro theo số RAC [38] Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 66 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ STT Mức độ rủi ro Không Thấp Trung bình Cao Rất cao RAC (%) (dạng F1+ F2) 50 Giá trị trung bình số RAC Zn, Cd, Pb Cu thể bảng 3.16: Bảng 3.16 Hàm lượng(%) tổng hai dạng F1 F2 STT Kim loại Zn Cd Pb Cu Dạng F1+ F2(%) 14,70 8,11 11,40 12,53 Giá trị trung bình số RAC kim loại xếp theo thứ tự là: Cd < Pb < Cu < Zn Như vậy, ba kim loại Zn, Pb Cu có 10 < số RAC < 30, mức độ rủi ro ngưỡng trung bình Còn Cd có số RAC ≤ 10, mức độ rủi ro ngưỡng thấp Mức độ rủi ro Cd nhỏ nhất, Zn >Cu > Pb Do đó, tiềm lan truyền ô nhiễm tích lũy sinh học Zn lớn nhất, sau Cu, Pb Cd Theo Juan Luis [30], phần lớn kim loại tồn dạng trao đổi dạng cacbonat từ nguồn gây ô nhiễm hoạt động người Trong mẫu trầm tích sông Cầu, tổng hai dạng chiếm thành phần nhỏ 10- 30% cho thấy hoạt động người gây ô nhiễm kim loại nặng Zn, Cd, Pb Cu mức độ thấp trung bình Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 67 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu thực nghiệm rút số kết luận sau: Đã khảo sát điều kiện tối ưu cho phép xác định đồng thời hàm lượng Zn(II), Cd(II), Pb(II) Cu(II), là: Dung dịch axetat: pH = 4,7; Thế điện phân làm giàu: E đp= -1,4V; Thời gian điện phân: 30s; Tốc độ khuấy: 2000v/phút; Kích cỡ điện cực giọt thủy ngân: θ = 4; Tốc độ quét thế: 25mV/s; Khoảng quét thế: -1,4V ÷ 0,1V Từ điều kiện tối ưu tiến hành phân tích dung dịch chuẩn Merck để đánh giá độ đúng, độ lặp, xác định giới hạn phát giới hạn đinh lượng phép đo Độ phép đo tốt, độ lặp cao Xác định giới hạn phát phương pháp: 0,19 ppb Zn(II); 0,13ppb Cu(II); 0,14ppb Pb(II); 0,05 ppb Cd(II) Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 68 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Xác định giới hạn định lượng phương pháp: 0,57 ppb Zn(II); 0,39 ppb Cu(II); 0,42 ppb Pb(II); 0,15 ppb Cd(II) Đã nghiên cứu áp dụng quy trình chiết liên tục, tách riêng dạng tồn nguyên tố Zn, Cd, Pb, Cu trầm tích lưu vực sông Cầu Đã áp dụng điều kiện tối ưu cho phép xác định đồng thời Zn(II), Cd(II), Pb(II) Cu(II) vào việc xác định hàm lượng dạng tồn Zn, Cd, Pb Cu số mẫu trầm tích lưu vực sông Cầu – khu vực thành phố Thái Nguyên vị trí khác lớp trầm tích khác Kết phân tích cho thấy: + Ở địa điểm lấy mẫu, lớp trầm tích khác hàm lượng kim loại tổng số hàm lượng dạng tồn kim loại Zn, Cd, Pb, Cu khác rõ rệt Hàm lượng kim loại tổng số hàm lượng dạng tồn kim loại Zn, Cd, Pb, Cu lớp trầm tích phía thường lớn lớp trầm tích phía + Tại điểm lấy mẫu khác hàm lượng kim loại tổng số hàm lượng dạng tồn kim loại Zn, Cd, Pb, Cu có khác đáng kể; kim loại Zn, Pb Cu phân bố chủ yếu dạng liên kết với cacbonat dạng cặn dư , Cd phân bố chủ yếu dạng cặn dư Sự phân bố dạng với bốn kim loại tương đồng có phù hợp điểm lấy mẫu thuộc lưu vực sông Cầu – khu vực thành phố Thái Nguyên Dạng trao đổi (F1) < dạng liên kết với cacbonat (F2) < dạng liên kết với hữu (F4) < dạng liên kết với Fe-Mn oxit (F3) < dạng cặn dư (F5) Dạng liên kết với hữu (F4) lớn dạng liên kết với cacbonat (F2) cho thấy khả tạo phức tốt ion kim loại với phối tử hữu Dạng trao đổi dạng có thành phần nhỏ năm dạng chiết Trong năm dạng chiết dạng trao đổi dạng liên kết với cacbonat hai dạng có tiềm tích lũy sinh học cao Kim loại tồn hai dạng dễ giải phóng vào cột nước, tích lũy cá thể sống nước vào chuỗi thức ăn Đánh giá mức độ rủi ro kim loại nặng theo số RAC nhìn chung, ba kim loại Zn, Pb Cu có 10 < số RAC < 30, mức độ rủi ro ngưỡng trung Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 69 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ bình Còn Cd có số RAC ≤ 10, mức độ rủi ro ngưỡng thấp Mức độ rủi ro Cd nhỏ nhất, Zn >Cu > Pb Do đó, tiềm lan truyền ô nhiễm tích lũy sinh học Zn lớn nhất, sau Cu, Pb Cd mẫu phân tích mực độ rủi ro kim loại giảm dần theo thứ tự Pb > Cu > Zn > Cd TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Dương Thị Tú Anh (2012), Nghiên cứu xác định số dạng tồn chủ yếu vết chì (Pb), crom (Cr) nước trầm tích tự nhiên phương pháp VonAmpe hòa tan, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện Hóa học - Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam Dương Thị Tú Anh, Cao Văn Hoàng (2013), “Xác định đồng thời hàm lượng vết Zn(II), Cd(II), Pb(II) Cu(II) trầm tích lưu vực Sông Cầu -Thành phố Thái Nguyên”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam –Bộ Khoa học Công nghệ, số 8, (651), trang 57-60 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 70 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Dương Thị Bích Huệ (2007), “ Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng rau xanh ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh ” Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 10, Tr 42 - 43 Đặng Kim Chi (2000), Hóa học môi trường, NXB Khoa học – Kỹ Thuật Hà Nội Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi (2002), Cơ sở phân tích hoá học đại, NXB Khoa học Kỹ Thuật Hà Nội Trịnh Xuân Giản, Bùi Đức Hưng, Lê Đức Liêm (2003) “Xác định Đồng (Cu), Chì (Pb), Cađimi (Cd), Kẽm (Zn) nước biển phương pháp VonAmpe hoà tan xung vi phân.”, Tạp chí phân tích Hoá, Lý Sinh học, T8, tr 40-43 Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội (2011), Cơ sở hóa học môi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Việt Huyến (1999), Cơ sở phương pháp phân tích điện hóa, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Vũ Đức Lợi (2008), Nghiên cứu xác định số dạng thủy ngân mẫu sinh học môi trường, Luận án Tiến sĩ Hóa học –Viện Hóa học- Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 10 Phạm Luận (2003), “Vai trò muối khoáng nguyên tố vi lượng sống người”, Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 11 Phạm Luận (2004), Giáo trình sở kỹ thuật xử lý mẫu phân tích Phần 1, Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 12 Trần Nghi (2003), Trầm tích học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 13 Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, Trần Tứ Hiếu (1986), Phân tích nước, NXB Khoa học Kỹ Thuật Hà Nội 14 Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyền, Phạm Luận (1990), Một số phương pháp phân tích điện hóa đại, Chương trình hợp tác KHKT Việt Nam – Hà Lan 15 Phạm Tuấn Nghĩa (2014), Nghiên cứu xác định dạng tồn Zn, Cd, Pb Cu trầm tích phương pháp Vôn – Ampe hòa tan, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, ĐHSP Thái Nguyên Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 71 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 16 Hồ Viết Quý (1998), Các phương pháp phân tích đại ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 17 Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường sức khỏe người, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 18 Nguyễn Thị Thảo (2004), Nghiên cứu, xác định đồng thời hàm lượng kim loại kẽm(II), Cadimi(II), chì(II) đồng(II) phương pháp Von- Ampe hoà tan, áp dụng phân tích nước hồ nuôi cá Yên Sở-Hà Nội trước sau xử lý , Luận văn thạc sĩ khoa học hoá học, Hà Nội 19 Nguyễn Đức Vận (2006), Hóa học vô cơ, tập 2: Các kim loại điển hình, NXB Khoa học Kĩ Thuật 20 Nguyễn Thị Vân (2012), Nghiên cứu đánh giá tích lũy số kim loại nặng trầm tích hồ Trị An, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Viện Hóa học - Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam Tiếng Anh 21 Abolfazl Naji, Ahmad Ismail, Abdul Rahim Ismail (2010), “Chemical speciation and contamination assessment of Zn and Cd by sequential extraction in surface sediment of Klang River, Malaysia”, Microchemical Journal N0 95, pages 285–292 22 Amanda Jo Zimmerman, David C Weindorf (2010), “ Review article, Heavy metal and trace metal analysis in soil by sequential extraction: a review of procedures”, International Journal of Enviromental Analytical Chemistry, volume 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 72 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 23 A Tessier, P.G.C Campbell and M Bisson (1979), “Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals”, Analytical Chemistry, vol 51 (7), pp 844 – 851 24 Chun-gang Yuan, Jian-bo Shi, Bin He, Jing-fu Liu, Li-na Liang, Gui-bin Jiang (2004), “Speciation of heavy metals in marine sediments from the East China Sea by ICP-MS with sequential extraction”, Environment International N0 95, pages 769– 783 25 Clesce L S and et al, (1999), Standard methods for the examination of water and wastewater, 3130 - Metals by Anodic Stripping Voltammetry, 20th Ed., APHA, USA 26 Clinio Locatelli, Alberto Astara, Ermanno Vasca and Vincenzo Campanella (1998), “Voltammetric and spectroscopic determination of toxic metals in sediments and sea water of Salerno Gulf ”, Environmental Monitoring and Assessment, vol 58, pp 23-37) 27 Fillip M Tack 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 28 I Riba, T.A DelValls, J.M Forja, A G_omez-Parra (2002), “Influence of the Aznalcollar mining spill on the vertical distribution of heavy metals in sediments from the Guadalquivir estuary (SW Spain)”, Marine Pollution Bulletin N0 44, pages 39–47 29 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 30 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 31 Jerome Nriagu, School of Public Health, University of Michigan(2007), “Zinc Toxicity in Humans ” Elsevier B.V, pp 65-74 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 73 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 32 K Fytianos, A Lourantou (2004), “ Speciation of elements in sediment samples collected at lakes Volvi and Koronia, N Greece”, Environment International N0 30, pages 11 – 17 33 L Davidson, D M Christine, P.T Rhodri, E.M Sharon, P Reijo, (1994), “Evaluation of a sequential extraction procedure for the speciation of heavy metals in sediments”, Analytica Chimica Acta, 291, pp 277-286 34 Li-Siok Ngiam, Poh-Eng Lim (2001), “Speciation patterns of heavy metals in tropical estuarine anoxic and oxidized sediments by different sequential extraction schemes”, The Science of the Total Environment N0 275, pages 53-61 35 Luo Mingbiao, LI Jianqiang, Cao Weipeng, Wang Maolan (2008), “Study of heavy metal speciation in branch sediments of Poyang Lake”, Journal of Environmental Sciences N0 20, pages 161–166 36 Markas Stoeppler (Ed.) Sampling and Sample Preeparation (Practical Guide for Analytical Chemists) 37 P Álvarez-Iglesias, B Rubio, F Vilas (2003), “Pollution in intertidal sediments of San Sim on Bay (Inner Ria de Vigo, NW of Spain): total heavy metal concentrations and speciation”, Marine Pollution Bulletin N0 46, pages 491–521 38 Rath P, Panda UC, Bhata D, Sahu KC (2009), “Use of sequential leaching, mineralogy, morphology, and multivariate statistical technique for quantifying metal pollution in highly polluted aquatic sediments - a case study: Brahmani and Nandira Rivers, India” , Journal of Hazardous Materials, vol 163, pp 632-644 39 Santos A., Alonso E., Callejon M., Jimenez J.C (2002), “Heavy metal content and speciation in groundwater of the Guadiamar river basin”, Chemosphere, 48, pp 279-285 40 Schinder, P.W (1991), “The regulation of heavy metal in natural aquatic system, In Heavy Metal in the Environment (Ed) Vernet”, J-P Elseveir, Amsterdam, pp 95-124 41 Serife Tokalioˇglu, ¸Senol Kartal, Latif Elçi (2000), “Determination of heavy metals and their speciation in lake sediments by flame atomic absorption Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 74 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ spectrometry after a four-stage sequential extraction procedure”, Analytica Chimica Acta N0 413, pages 33–40 42 Serife Tokalioglu, Senol Kaetal and Latif Elci(2000), “ Sprciation and determination of heavy metals in lake waters by atomic adsorption spectrometry after sorption on Amberlite XAD – 16 resin”, Analytical Sciences Movember, 16, pp 1169 – 1174 43 Tam, N.F.Y, Wong, Y.S (2000), “Spatial variation of heavy metal in surface sediments of Hong Kong mangrove swamps”, Environmental Pollution, vol 110, phương pháp 195-205 44 USEPA (2005), “Procedures for the derivation of equilibrrium partitioning sediment benchmarks (ESBs) for the protection of benthic organisms: metal mixtures (cadmium, copper, lead, silver and zinc)”, Washington, DC, United States Environmental Protection Agency, Office of Research and Development (Report No EPA-600-R-02-011) 45 Vu Duc Loi, Le Lan Anh et al (2003), “Initial estimation of heavy metal pollution in river water and sediment in Hanoi, Vietnam”, Journal of Chemistry, 41 (special), pp 143 - 148 46 Vu Duc Loi, Le Lan Anh et al (2005), “Speciation of heavy metals un sediment of Nhue and Tolich rivers”, Journal of Chemistry, 44(5), pp 600 - 604 47 WHO (2006), “Element speciation in human health risk assessment, Environmental Health criteria 234” , World Health Organization 48 Yap C.K., Ismail A., Tan S.G., Omar H (2002), “Correlations between speciation of Cd, Cu, Pb and Zn in sediment and their concentrations in total soft tissue of green-lipped mussel Perna viridis from the west coast of Peninsular Malaysia”, Environment International, 28, pp 117-126 49 Yan-wu Zhou, Bo Zhao, Yi-sheng Peng, Gui-zhu Chen (2010), “Influence of mangrove reforestation on heavy metal accumulation and speciation in intertidal sediments”, Marine Pollution Bulletin 50 Zhifeng Yang, YingWang, Zhenyao Shen, Junfeng Niu, Zhenwu Tang (2009), “Distribution and speciation of heavy metals in sediments from the Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 75 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ mainstream,tributaries, and lakes of the Yangtze River catchment of Wuhan, China”, Journal of Hazardous Materials N0 166, pages 1186–1194 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN 76 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ [...]... các kim loại nặng qua đó ta đánh giá sự khác biệt về hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích mới và mẫu trầm tích cũ của sông Đánh giá sự phân bố hàm lượng kim loại theo các lớp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN 1 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ trầm tích khác nhau Đánh giá sự tương quan giữa hàm lượng các kim loại Zn, Cd, Pb và Cu với nhau So sánh kết quả đạt được với các tiêu chuẩn xác định để đánh. .. giá mức độ ô nhiễm Chính vì vậy việc nghiên cứu dạng tồn tại vết của kim loại đặc biệt là dạng các kim loại nặng có độc tính cao như: Cd, Pb, Cu, Zn có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn, đã thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trong nước và trên thế giới Vì những lí do đó mà chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài Nghiên cứu, đánh giá sự tích lũy một số kim loại nặng trong trầm tích lưu. .. là do diện tích bề mặt lớn và thành phần các chất mùn trong phần hạt mịn này 1.3 Khái niệm về phân tích dạng và một số dạng tồn tại chủ yếu của kim loại trong trầm tích Trong đất và trầm tích có chứa nhiều thành phần, nguyên tố có hại, trong số đó có các kim loại nặng Tổng hàm lượng kim loại trong đất và trầm tích có ích với những ứng dụng về địa hóa học Tuy nhiên các dạng tồn tại của kim loại, đặc... trường nước bởi tỉ lệ tích lũy cao các kim loại trong nó Nồng độ kim loại trong trầm tích thường lớn gấp nhiều lần so với trong lớp nước phía trên Đặc biệt, các dạng kim loại không nằm trong cấu trúc tinh thể của trầm tích có khả năng di động và tích lũy sinh học cao vào các sinh vật trong môi trường nước Các kim loại nặng tích lũy trong các sinh vật này sẽ trở thành một mối nguy hiểm cho con người thông... được tích tụ thành lớp trên bề mặt hoặc đáy của một khu vực chứa nước như biển, hồ, sông, suối Quá trình trầm tích là một quá trình tích tụ và hình thành các chất cặn lơ lửng để tạo nên các lớp trầm tích Ao, hồ, biển, sông tích lũy các lớp trầm tích theo thời gian [12] Trầm tích là đối tượng thường được nghiên cứu để xác định nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng vào môi trường nước bởi tỉ lệ tích lũy cao... phần của trầm tích đều có khả năng tích lũy sinh học [47] Sự tích lũy kim loại vào trầm tích có thể xảy ra theo ba cơ chế sau: 1 Sự hấp phụ hóa lý từ nước 2 Sự hấp thu sinh học bởi các chất hữu cơ hoặc sinh vật 3 Sự tích lũy vật lý của các hạt vật chất bởi quá trình lắng đọng trầm tích Và nó chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, bao gồm yếu tố về đặc điểm vật lý và thủy văn của khu vực nghiên cứu, ảnh hưởng... của kim loại trong trầm tích phụ thuộc vào các dạng hóa học của chúng, khi kim loại tồn tại ở dạng trao đổi hoặc cacbonat thì khả năng đáp ứng sinh học tốt hơn so với kim loại được lưu giữ trong cấu trúc của trầm tích Do vậy, trong nghiên cứu ô nhiễm trầm tích nếu chỉ phân tích hàm lượng tổng của các kim loại thì không phản ánh được ảnh hưởng của chúng đến môi trường nước mà thay vào đó phải phân tích. .. linh động Theo Tessier, kim loại trong trầm tích và đất thường tồn tại ở năm dạng sau: * Dạng trao đổi Kim loại liên kết với trầm tích bằng lực hấp phụ yếu trên các hạt Sự thay đổi lực ion của nước sẽ ảnh đến khả năng hấp phụ hoặc giải hấp các kim loại này dẫn đến sự giải phóng hoặc tích lũy kim loại tại bề mặt tiếp xúc giữa nước và trầm tích * Dạng liên kết với cacbonat 2− Các kim loại tồn tại dưới dạng... mẫu đất và trầm tích Theo Fillip M Tack [27] và Amanda Jo Zimmerman [22], nếu các kim loại tồn tại trong các dạng linh động và có khả năng tích lũy sinh học được giải phóng từ đất và trầm tích sẽ làm tăng hàm lượng các kim loại có độc tính trong nước, dẫn đến nguy cơ gia tăng sự hấp thu các kim loại này đối với thực vật, động vật và con người Việc xác định các dạng kim loại trong đất và trầm tích được... phân tích và xử lý phù hợp [4], [7], [17] Trên thế giới cũng đã có rất nhiều công trình nghiên cứu phân tích, xác định hàm lượng và dạng tồn tại của các kim loại nặng trong nguồn nước nói chung và trầm tích nói riêng Quy trình chiết các dạng liên kết của kim loại trong trầm tích của A.Tessier và các cộng sự [23] được coi là cơ sở của các quy trình sau này Quy trình này đã chia kim loại trong trầm tích ... 1.2 Trầm tích tích lũy kim loại nặng trầm tích 1.2.1 Các nguồn tích lũy kim loại vào trầm tích 1.2.2 Cơ chế yếu tố ảnh hưởng đến tích lũy kim loại trầm tích 1.3 Khái niệm phân tích. .. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN MẠNH HƯNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH LƯU VỰC SÔNG CẦU Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA... giới Vì lí mà lựa chọn thực đề tài Nghiên cứu, đánh giá tích lũy số kim loại nặng trầm tích lưu vực sông Cầu Trong luận văn tập trung nghiên cứu nội dung sau: Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho phép