Nghiên cứu xác định dạng Cu, Pb, Zn và Cd trong vài cột trầm tích thuộc lưu vực...

8/20/2019 Nghiên cứu xác định dạng Cu, Pb, Zn và Cd trong vài cột trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu

http://slidepdf.com/reader/full/nghien-cuu-xac-dinh-dang-cu-pb-zn-va-cd-trong-vai-cot-tram 1/81

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC

KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN HOÁ HỌC

VŨ VĂN TUẤN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNHDẠNG Cu, Pb, Zn và Cd TRONG MỘT SỐ CỘT TRẦM TÍCH

THUỘC LƢU VỰC SÔNG CẦU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - năm 2013



2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC

KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN HOÁ HỌC

VŨ VĂN TUẤN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DẠNG Cu, Pb, Zn và Cd TRONG MỘT SỐ CỘT TRẦM TÍCH

THUỘC LƢU VỰC SÔNG CẦU

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích

Mã số: 60 44 29

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Vũ Đức Lợi

Hà Nội - năm 2013



3

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………………........ 1

Chƣơng 1: TỔNG QUAN …………………………………………………………..…... 3

1.1 Trầm tích và sự tích lũy kim loại trong trầm tích …………...……………..….. 31.1.1 Trầm tích và sự hình thành trầm tích …………..………………...…... 3

1.1.2 Các nguồn tích lũy kim loại vào trầm tích …………………………… 3

1.1.3 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích

………………………………………………………………………………. 3

1.1.4 Các dạng tồn tại của kim loại trong trầm tích ………………………... 4

1.1.5 Dạng tồn tại của một số kim loại nặng trong trầm tích …………..…... 5

1.1.5.1 Kim loại đồng ……………………...…………………….…. 5

1.1.5.2 Kim loại chì …………..……...……………..………………. 6

1.1.5.3 Kim loại kẽm ………………………...………………..……. 7

1.1.5.4 Kim loại cacdimi ……………………………….…………. 7

1.2 Phân tích dạng kim loại trong trầm tích ………………………………….….… 8

1.2.1 Khái niệm về phân tích dạng ……………………….……………....… 8

1.2.2 Các qui trình chiết liên tục ………………………………………….… 81.3 Một số chỉ số và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng trầm tích ……………….….. 13

1.3.1 Chỉ số tích lũy địa chất (Geoaccumulation Index: Igeo) ……………. 13

1.3.2 Chỉ số đánh giá rủi ro RAC (Risk Assessment Code) …................… 14

1.3.3 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại trong trầm tích theo hàm

lượng tổng kim loại của Mỹ và Canada …………….……………………. 15

1.4 Một số phương pháp hiện đại phân tích lượng vết kim loại ………….…..…. 16

1.4.1 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ……………….………. 16



4

1.4.2 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) ………………..….….. 18

1.4.3 Phương pháp phổ huỳnh quang nguyên tử ………….…………..… 19

1.4.4 Các phương pháp điện hóa …………………….……………….…… 19

1.4.5 Phương pháp phổ khối lượng ICP-MS …………….…..………..… 20

1.5 Một số công trình nghiên cứu xác định các dạng kim lọai nặng trong mẫu trầm

tích …………………………………………….…………………………….…..…...

20

1.6 Khu vực nghiên cứu ………………………………….….…….……….….…. 22

1.6.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội lưu vực sông Cầu …….….….. 22

1.6.2 Tình hình ô nhiễm trên lưu vực sông Cầu đoạn đi qua địa bàn tỉnh Thái

Nguyên ……………………………………………………………………. 24

1.6.3. K hu vực lấy mẫu …………….………………………….……..……. 25

Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM ........................................................................................... 27

2.1 Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 27

2.2 Nội dung nghiên cứu ......................................................................................... 27

2.3 Trang thiết bị và hóa chất phục vụ nghiên cứu .................................................. 27

2.4 Lấy mẫu và bảo quản mẫu ................................................................................. 28

2.4.1 Vị trí lấy mẫu ....................................................................................... 28

2.4.2 Phương pháp lấy mẫu .......................................................................... 29

2.4.3 Bảo quản mẫu ...................................................................................... 30

2.5 Tiến hành thực nghiệm ...................................................................................... 31

2.5.1 Tiền xử lí mẫu ...................................................................................... 31

2.5.2 Quy trình phân tích hàm lượng tổng kim loại ..................................... 31

2.5.3 Quy trình phân tích dạng kim loại ....................................................... 31

2.6 Xử lí số liệu ....................................................................................................... 32

Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN …………………….……..…………….…… 33

3.1 Các điều kiện đo phổ AAS của Cu, Pb, Zn, Cd ……………………….……… 33

3.1.1 Các điều kiện đo phổ F-AAS của Cu, Pb, Zn …………………….… 33

3.1.2 Các điều kiện đo phổ GF-AAS của Cd ………………………...…… 33

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến phép đo ………………………………….… 34



5

3.3 Xây dựng đường chuẩn xác định Cu, Pb, Zn, Cd …………………………...... 36

3.3.1 Đường chuẩn của Cu ………………………………………….…... 37

3.3.2 Đường chuẩn của Pb ………………………………………...…..…. 38

3.3.3 Đường chuẩn của Zn ……………………………………...………. 39

3.3.4 Đường chuẩn của Cd ………………………………………....……. 40

3.4 K hảo sát giới hạn phát hiện của phương pháp đo …………………..….….… 41

3.4.1 Khảo sát giới hạn phát hiện trong phép đo F- AAS ………………… 41

3.4.2 Khảo sát giới hạn phát hiện trong phép đo GF-AAS ……………….. 43

3.5 Đánh giá độ chính xác của phương pháp ………………………..………....… 43

3.6. K ết quả phân tích hàm lượng tổng của các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd ............... 44

3.6.1 K ết quả phân tích hàm lượng tổng kim loại Cu …….………….…… 44

3.6.2 K ết quả phân tích hàm lượng tổng kim loại Pb trong 3 cột trầm tích

…………………………………………………………………….……... 46

3.6.3 K ết quả phân tích hàm lượng tổng kim loại Zn trong 3 cột trầm tích

…………………………………………………………………………. .. 48

3.6.4 K ết quả phân tích hàm lượng tổng kim loại Cd trong 3 cột trầm tích

…………………………………………………………………….……... 50

3.6.5 Mối tương quan về hàm lượng tổng giữa các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd

trong các cột trầm tích ……………………………..……………………. 52

3.6 K ết quả phân tích hàm lượng các dạng kim loại Cu, Pb, Zn, Cd trong 3 cột trầm

tích ………….………………………………….…...…………………………..... 53

3.6.1 K ết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Cu ………...... 53

3.6.2 K ết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Pb …................. 57

3.6.3 K ết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Zn ..……….... 60

3.6.4 K ết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Cd ………...... 62

KẾT LUẬN ………………………………………………..………….……………..….. 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………….…….…………………..…… 66



6

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AAS Atomic Absorption Spectrometry Phổ hấp thụ nguyên tử

AES Atomic Emission Spectrometry Phổ phát xạ nguyên tử

BCR Community Bureau of Reference Ủy ban tham chiếu cộng đồng

CV Cold Vapour Hơi lạnh

EDL Electrodeless Disharge Lamp Đèn không điện cực

F- Flame Ngọn lửa GCS Geological Society ò Canada Hiệp hội địa chất Canada

GF- Graphit Furnace Lò graphit HCL Hollow cathode lamp Đèn catot rỗng

ICP Inductively coupled plasma Plasma cao tần cảm ứng

MS Mass Spectrometry Phổ khối RSD Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tương đối SEP Sequential Extraction Procedure Quy trình chiết liên tục



7

DANH MỤC BẢNG

Chƣơng 1: TỔNG QUAN Bảng 1.1 Quy trình chiết liên tục của Tessier (1979) ……………………………… 9

Bảng 1.2 Quy trình chiết liên tục của BCR (1993) ……………………………….……10Bảng 1.3 Quy trình chiết ngắn của Maiz (2000) ………………….………….…... 10

Bảng 1.4 Quy trình chiết liên tục của hiệp hội địa chất Canada (GCS) ………..… 11 Bảng 1.5 Qui trình chiết liên tục của J.Zerbe (1999) ……………………….…….… 12

Bảng 1.6 Qui trình chiết liên tục cải tiến Tessier ( Vũ Đức Lợi, 2010) ….….…...… 13

Bảng 1.7 Giá trị hàm lượng các kim loại trong vỏ Trái đất ………………….…….. 14 Bảng 1.8 Phân loại mức độ ô nhiễm dựa vào Igeo ………………………….……… 14

Bảng 1.9 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ rủi ro theo chỉ số RAC ……………….….… 15

Bảng 1.10 Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích theo hàm lượngtổng của Canada (2002) ……………………………………………………….…. 15

Bảng 1.11 Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích theo hàm lượngtổng của Mỹ (US EPA (1997) ………………………………………….….….. 16

Chƣơng 2 THỰC NGHIỆM

Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

Bảng 3.1 Các điều kiện đo phổ F-AAS của Cu, Pb, Zn

……………..……………….… 33Bảng 3.2 Các điều kiện đo phổ GF-AAS của Cd ………………………………… 33 Bảng 3.3 Chương trình hóa nhiệt độ cho lò graphit ………………………….…… 34

Bảng 3.4 Kết quả phân tích mẫu Cu2+ 1 mg/l ……………………………….……. 41

Bảng 3.5 Kết quả phân tích mẫu Pb2+ 4 mg/l ……………………………………. 42

Bảng 3.6 Kết quả phân tích mẫu Zn2+ 1 mg/l ………………………………..…… 42

Bảng 3.7 Kết quả phân tích mẫu Cd2+ 2 µg/l …………………………………….…. 43

Bảng 3.8 Kết quả phân tích Cu, Pb, Zn, Cd trong mẫu trầm tích chuẩn .

MESS-3 ………………………………………………….………....…... 43

Bảng 3.9 Hàm lượng tổng của kim loại Cu trong các cột trầm tích ……………… 44

Bảng 3.10 Giá trị Igeo trong các cột trầm tích ………………….….………..…..… 45

Bảng 3.11 Hàm lượng tổng Pb trong các cột trầm tích …….…….……………….. 46

Bảng 3.12 Giá trị Igeo của Pb trong các cột trầm tích ……………………….….………47Bảng 3.13 Hàm lượng tổng Zn trong các cột trầm tích ……………….…………… 48

Bảng 3.14 Giá trị Igeo của Zn trong các cột trầm tích

…………………………………... 50 Bảng 3.15 Hàm lượng tổng Cd trong các cột trầm tích ……………………………. 50

Bảng 3.16 Giá trị Igeo của Cd trong các cột trầm tích …………………………….. 51

Bảng 3.17 Hệ số tươ ng quan giữa hàm lượ ng tổng Cu, Pb, Zn và Cd trong mỗi cột tr ầm

tích ………………………………………………………………………………….…. 52



8

Bảng 3.18 Hàm lượng các dạng của kim loại Cu (mg/kg) trong các cột trầmtích……………………………………………………………………………………….. 54

Bảng 3.19 Hệ số tương quan về hàm lượng các dạng của Cu trong mỗi cột trầm tích …………………………………………………………………………………….…….. 56

Bảng 3.20 Hàm lượng các dạng của kim loại Pb (mg/kg) trong các cột trầm tích ..……………………………………………………………..…… ……… 57

Bảng 3.21 Hệ số tương quan hàm lượng các dạng của Pb trong mỗi cột trầm Tích

.…………………………………….……………………………………... 59

Bảng 3.22 Hàm lượng các dạng của kim loại Zn (mg/kg) trong các cột tr ầm tích

…………………………………………………………….………. 60Bảng 3.23 Hàm lượng các dạng của Cd (mg/kg) trong các cột trầm tích ..…………. 62



9

DANH MỤC HÌNH Chƣơng 1: TỔNG QUAN

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống máy AAS …………………………. 18

Hình 1.2 Bản đồ lưu vực sông Cầu ……………………………….…. 22

Hình 1.3 Bản đồ nguồn thải khu vực thành phố Thái Nguyên ……… 26

Chƣơng 2 THỰC NGHIỆM Hình 2.1 Vị trí lấy mẫu ………………………………………………………….. 29

Hình 2.2 Thiết bị lấy mẫu trầm tích ……………………………….…………… 29 Hình 2.3 Ống PVC chứa trầm tích ………………………………………..…….. 31

Hình 2.4 Ống PVC chứa mẫu trầm tích được để khô tự nhiên ……..................... 32


Hình 3.1 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến độ hấp thụ của Cu ở các nồng độ khác nhau…………………………….…………………………………….…….. 35

Hình 3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến độ hấp thụ của Pb ở các nồng độ khác nhau…………………………………………………………………………... 35

Hình 3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến độ hấp thụ của Zn ở các nồng độ khác nhau…………………………………...……………………………………… 35

Hình 3.4 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến độ hấp thụ của Cd ở các nồng độ khác nhau……………………………………..…………………………………… 35

Hình 3.5 – 3.9 Đường chuẩn của Cu ở các nền khác nhau…………………………. 37

Hình 3.10 – 3.14 Đường chuẩn của Pb ở các nền khác nhau ................................... 38

Hình 3.15 – 3.19 Đường chuẩn của Zn ở các nền khác nhau ………………….…… 39

Hình 3.20 – 3.24 Đường chuẩn của Cd ở các nền khác nhau ……………………… 40 Hình 3.25 Biểu đồ so sánh hàm lượng tổng của ion Cu2+

trong các đoạn của 3 cột trầmtích SC01, SC02 và SC03 …………………………………………...….. 44

Hình 3.26 Biểu đồ so sánh hàm lượng của ion Pb2+ trong các đoạn của 3 cột trầm tíchSC01, SC02 và SC03 …………………………………………………..… 46

Hình 3.27 Biểu đồ so sánh hàm lượng của ion Zn2+ trong các đoạn của 3 cột trầm tíchSC01, SC02 và SC03 ……………………………………………..……. 49

Hình 3.28 Biểu đồ so sánh hàm lượ ng của ion Cd2+ trong các đoạn của3 cột tr ầm tích SC01, SC02 và SC03 ………………………………...……… 51



10

MỞ ĐẦU

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của

con người đã và đang là vấn đề nhức nhối của toàn xã hội. Một trong các chương trình

đang được nhà nước quan tâm là nghiên cứu và đánh giá mức độ ô nhiễm thuộc lưu vực

một số hệ thống sông chính như: sông Đáy, sông Nhuệ, sông Cầu... để từ đó có các biện

pháp quản lí thích hợp.

Trong số các chỉ số ô nhiễm, ô nhiễm kim loại nặng là một trong những chỉ số được

quan tâm nhiều bởi độc tính và khả năng tích lũy sinh học của chúng. Để có thể đánh giámột cách đầy đủ về mức độ ô nhiễm của các kim loại nặng ta không thể chỉ dựa vào việc

xác định hàm lượng của các kim loại hòa tan trong nước mà cần xác định cả hàm lượng các

kim loại trong trầm tích. Rất nhiều công trình khoa học nghiên cứu về trầm tích sông, hồ

đều cho thấy hàm lượng của các kim loại trong trầm tích lớn hơn nhiều so với trong nước.

Dưới một số điều kiện lí hóa nhất định các kim loại nặng từ trong nước có thể tích

lũy vào trầm tích đồng thời cũng có thể hòa tan ngược trở lại nước [65, 68]. Khả năng hòatan của kim loại trong mẫu trầm tích vào nước cũng như khả năng tích lũy sinh học của nó

phụ thuộc vào dạng tồn tại của kim loại trong trầm tích [69]. Vì vậy cần thiết phải xác định

cụ thể dạng tồn tại của các kim loại trong trầm tích mới có thể đưa ra những đánh giá cụ

thể và chính xác hơn về mức độ ô nhiễm và ảnh hưởng đến hệ sinh thái của các kim loại

nặng [48].

Một vấn đề đáng lưu ý nữa là hàm lượng của các kim loại trong mẫu trầm tích phụ

thuộc vào hàm lượng của các kim loại trong nước tại mỗi thời điểm. Do đó dựa vào việc

xác định hàm lượng của các kim loại tại các điểm khác nhau trên cùng một cột trầm tích có

thể giúp ta thấy được sự thay đổi về mức độ ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực nghiên cứu

theo thời gian.

Để xác định dạng kim loại trong trầm tích, công đoạn quan trọng nhất là chiết tách

riêng từng dạng kim loại ra khỏi trầm tích. Đã có rất nhiều quy trình chiết được đưa ra

nhưng quy trình chiết liên tục của Tessier (Tessier et.al, 1979 [34]) được nhiều tác giả lựa



11

chọn sử dụng và cải tiến thêm phương pháp này. Theo quy trình chiết liên tục của Tessier,

kim loại trong tr ầm tích được chia làm 5 dạng là: dạng trao đổi, dạng liên kết với cacbonat,

dạng liên kết với sắt và mangan oxit, dạng liên kết với chất hữu cơ và dạng cặn dư.

Lưu vực sông Cầu là một trong những lưu vực sông lớn và tập trung đông dân cư

sinh sống ở khu vực phía Bắc. Sông Cầu dài 288,5 km bắt nguồn từ núi Vạn On ở độ cao

1175m thuộc huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc Cạn chạy qua các tỉnh Bắc Cạn, Thái Nguyên, Bắc

Giang, Hà Nội, Bắc Ninh và đổ vào sông Thái Bình ở thị xã Phả Lại tỉnh Hải Dương. Các

khu vực sông Cầu chạy qua là những khu vực tập trung rất nhiều các hoạt động sản xuất

công nghiệp như: khai khoáng, luyện kim, mạ điện... Vì vậy tình hình ô nhiễm nói chung

và ô nhiễm kim loại nặng nói riêng đang ở mức báo động. Trước tình hình đó chính phủ đã

cho thành lập Ủy ban Bảo vệ môi trường lưu vực sông Cầu vào tháng 1 năm 2008 để có

những giải pháp đồng bộ quản lí và giảm thiểu ô nhiễm trên hệ thống lưu vực sông Cầu.

Mặt khác, trên hệ thống lưu vực sông Cầu, Thái Nguyên là tỉnh mà ngành công nghiệp khai

khoáng và luyện kim rất phát triển nên nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng là rất lớn.

Từ những vấn đề trình bày ở trên, chúng tôi đã chọn đề tài “nghiên cứu xác định

dạng Cu, Pb, Zn và Cd trong một số cột trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu ” với địa bàn

nghiên cứu chính là tỉnh Thái Nguyên theo các nhiệm vụ cụ thể là:

+ Xác định hàm lượng tổng và hàm lượng các dạng liên kết của các kim loại Cu,

Pb, Zn và Cd trong một số cột trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu khu vực đi qua thành phố

Thái Nguyên.

+ Đánh giá sự thay đổi hàm lượng tổng và các dạng của các kim loại Cu, Pb ,Zn và

Cd theo chiều sâu của cột trầm tích và giữa các cột trầm tích.

+ Đánh giá mối tương quan về hàm lượng tổng và các dạng của các kim loại Cu, Pb,

Zn và Cd trong cùng 1 cột trầm tích và giữa các cột trầm tích với nhau.

+ Đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd theo một số tiêu chuẩnđánh giá ô nhiễm trầm tích.

Việc lấy mẫu trầm tích được chúng tôi trực tiếp tiến hành tại sông Cầu đoạn đi qua

thành phố Thái Nguyên vào tháng 7 năm 2012. Các công việc bảo quản mẫu trầm tích, xử

lí mẫu và phân tích hàm lượng tổng cũng như các dạng của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd

được thực hiện tại phòng Hóa Phân Tích – Viện Hóa Học – Viện Hàn Lâm Khoa Học và

Công Nghệ Việt Nam.



12

Chƣơng 1: TỔNG QUAN

1.1 Trầm tích và sự tích lũy kim loại trong trầm tích

1.1.1 Trầm tích và sự hình thành trầm tích

Trầm tích là các vật chất tự nhiên bị phá vỡ bởi các quá trình xói mòn hoặc do thời

tiết, sau đó được các dòng chảy vận chuyển đi và cuối cùng được tích tụ thành các lớp trên

bề mặt hoặc đáy của một khu vực chứa nước như ao, hồ, sông, suối, biển. Quá trình hình

thành trầm tích là một quá trình tích tụ và lắng đọng các chất cặn lơ lửng (bao gồm cả các

vật chất vô cơ và hữu cơ) để tạo nên các lớp trầm tích. Ao, hồ, sông, biển tích lũy trầm tíchthành các lớp theo thời gian. Vì vậy trầm tích là một hỗn hợp phức tạp của các pha rắn bao

gồm sét, silic oxit, chất hữu cơ, cacbonat và một quần thể các vi khuẩn (Trần Nghi, 2003

[14]; [71] ).

Trầm tích là một trong những đối tượng thường được nghiên cứu để đánh giá và

xác định mức độ cũng như nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng đối với môi trường nước bởi

hàm lượng kim loại trong trầm tích thường lớn hơn nhiều so với lớp nước phía trên và có

mối quan hệ chặt chẽ với hàm lượng của các ion kim loại tan trong nước. Các kim loại

trong nước có thể tích lũy đi vào trầm tích và ngược lại kim loại trong trầm tích ở dạng di

động có khả năng hòa tan ngược lại vào nước. Chính vì lí do đó nên trầm tích được xem là

một chỉ thị quan trọng dùng để nghiên cứu và đánh giá sự ô nhiễm môi trường.

1.1.2 Các nguồn tích lũy kim loại vào trầm tích

Sự tích lũy kim loại vào trầm tích đến từ hai nguồn là nguồn nhân tạo và nguồn tự

nhiên. Nguồn tự nhiên gồm các kim loại nằm trong thành phần của đất đá xâm nhập vào

môi trường nước và trầm tích thông qua các quá trình tự nhiên như: phong hóa, xói mòn,

rửa trôi (Ip Crman 2007 [46]).

Nguồn nhân tạo là các nguồn ô nhiễm từ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của

con người như: nước thải sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp, y tế. Các kim loại này sau

khi đi vào nước sẽ tích lũy vào trầm tích cũng như các sinh vật thủy sinh.

1.1.3 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích



13

Các kim loại tích lũy vào trầm tích có thể xuất phát từ nguồn tự nhiên hoặc nhân

tạo. Sự tích lũy của các kim loại vào trầm tích có thể xảy ra theo 3 cơ chế sau:

1. Sự hấp phụ hóa lý từ nước.

2.

Sự hấp thu sinh học bởi các sinh vật hoặc các chất hữu cơ .

3.

Sự tích lũy vật lí của các hạt vật chất bởi quá trình lắng đọng trầm tích.

Sự tích lũy kim loại vào trầm tích phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: các điều kiện

thủy văn, môi trường, pH, thành phần vi sinh vật, kết cấu của trầm tích, khả năng trao đổi

ion… nhất là sự hấp phụ hóa lý và hấp thu sinh học.

Sự hấp phụ hóa lý các kim loại trực tiếp từ nước được thực hiện nhờ các quá trình

hấp phụ các kim loại lên trên bề mặt của các hạt keo, các quá trình trao đổi ion, các phản

ứng tạo phức của các kim loại nặng với các hợp chất hữu cơ hoặc do các phản ứng hóa học

xảy ra làm thay đổi trạng thái oxi hóa của các nguyên tố hay tạo thành các hợp chất ít tan

như muối sunfua. Quá trình hấp phụ hóa lí phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện như : pH

của nước, kích thước của các hạt keo, hàm lượng các chất hữu cơ và quần thể vi sinh vật

[65].

Sự hấp thu sinh học chủ yếu do quá trình hấp thu kim loại của các sinh vật trong

nước, phản ứng tạo phức của các kim loại với các hợp chất hữu cơ, các hoạt động sinh hóacủa hệ vi sinh vật trong trầm tích [42, 68].

1.1.4 Các dạng tồn tại của kim loại trong trầm tích.

Theo Tessier [33], kim loại trong mẫu trầm tích và mẫu đất tồn tại ở 5 dạng chủ yếu

sau:

+ Dạng trao đổi: Kim loại trong dạng này liên kết với các hạt keo trong trầm tích

(sét, hydrat của oxit săt, oxit mangan, axit humic) bằng lực hấp phụ yếu. Sự thay đổi lực

ion của nước sẽ ảnh hưởng 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 của nước và trầm tích. Chính vì

vậy kim loại trong trầm tích ở dạng này rất linh động có thể dễ dàng giải phóng ngược trở

lại môi trường nước.

+ Dạng liên kết với cácbonat: Các kim loại tồn tại ở dạng kết tủa muối cacbonat.

Các kim loại tồn tại ở dạng này rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH, khi pH giảm các kim

loại ở dạng này sẽ được giải phóng.



14

+ Dạng liên kết với Fe-Mn oxit: Ở dạng liên kết này kim loại được hấp phụ trên

bề mặt của Fe-Mn oxi hydroxit và không bền trong điều kiện khử, bởi vì trong điều kiện

khử trạng thái oxi hóa của sắt và mangan sẽ bị thay đổi, dẫn đến các kim loại trong trầm

tích sẽ được giải phóng vào pha nước.

+ Dạng liên kết với hữu cơ: Các kim loại ở dạng liên kết với hữu cơ sẽ không bền

trong điều kiện oxi hóa, Khi bị oxi hóa các chất cơ sẽ phân hủy và các kim loại sẽ được

giải phóng vào pha nước.

+ Dạng cặn dƣ: Phần này chứa các khoáng chất bền vững tồn tại trong tự nhiên có

thể giữ các vết kim loại trong nền cấu trúc của chúng, hoặc một số kết tủa bền khó tan của

các kim loại như PbS, HgS... Do vậy khi kim loại tồn tại trong phân đoạn này sẽ không

thể hòa tan vào nước trong các điều kiện như trên.

1.1.5 Kim loại nặng và nguồn tích lũy một số kim loại nặng trong trầm tích

Kim loại nặng là các kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3, nhưng thông

thường ta dùng để chỉ những kim loại độc hại và gây ô nhiễm môi trường. Trong trầm tích,

kim loại nặng có thể tồn tại ở các dạng khác nhau, có khả năng tích lũy trong trầm tích,

khả năng tích lũy sinh học và độc tính khác nhau [30]. Trong giới hạn của đề tài, chúng tôi

chỉ tập trung nghiên cứu bốn kim loại nặng là: đồng, chì, kẽm và cadimi.

1.1.5.1 Kim loại đồng

Đồng là một nguyên tố thiết yếu đối với cơ thể động thực vật và con người. Đối với

cơ thể con người, đồng cần thiết cho các quá trình chuyến hóa sắt, lipit và rất cần thiết cho

hoạt động của hệ thần kinh, hệ miễn dịch... Tuy nhiên, khi cơ thể chúng ta tích tụ đồng với

một lượng lớn sẽ gây nguy hiểm. Khi hàm lượng đồng trong cơ thể người từ 60 – 100

mg/kg thể trọng có thể gây ra tình trạng nôn mửa. K hi hàm lượng là 10g/kg thể trọng có

thể gây tử vong. Nồng độ đồng giới hạn trong nước uống đối với con người là 2 mg/lit.

Đồng cũng là một trong số kim loại có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công

nghiệp khác nhau như: chế tạo dây dẫn điện, các hợp kim có độ chống mài mòn cao, chế

tạo sơn, thuốc trừ sâu…

Ở pH lớn hơn 6 ion Cu2+

có thể kết tủa dưới dạng hidroxit, oxit, hidroxi-cacbonat.

Đồng cũng tạo được phức rất bền với chất mùn. Đặc biệt trong môi trường khử Cu 2+ rất dễ

kết hợp với ion S

2-

để tạo kết tủa CuS rất bền. Chính vì vậy mà khả năng tích lũy sinh học



15

của kim loại đồng trong trầm tích nhỏ và dạng tồn tại chủ yếu của đồng trong trầm tích là ở

dạng cặn dư [15, 18, 23].

Nguồn tích lũy của kim loại đồng trong tự nhiên đến từ 2 nguồn là nguồn tự nhiên

và nguồn nhân tạo. Trong tự nhiên, hàm lượng trung bình của đồng trong vỏ trái đất vào

khoảng 50 ppm và chủ yếu tồn tại dưới dạng một số khoáng chất như: azurit

(2CuCO3Cu(OH)2); malachit (CuCO3Cu(OH)2); các sulfua như: chalcopyrit (CuFeS2),

bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalcocit (Cu2S) và các ôxít như cuprit (Cu2O)... Trong

đó nhiều nhất là các quặng sunfua tương đối bền. Vì vậy khả năng rửa trôi của của kim loại

đồng là tương đối nhỏ [23].

Nguồn tích lũy nhân tạo đồng vào trầm tích xuất phát chủ yếu từ các hoạt động sản

xuất đặc biệt là từ các ngành công nghiệp luyện kim và mạ điện. Theo một số nghiên cứu ,

hàm lượng kim loại đồng trong nước thải của các nhà máy mạ điện có thể lên đến 200 ppm.

1.1.5.2 Kim loại chì

Chì là một nguyên tố có độc tính cao đối với con người và động vật. Khi xâm nhập

vào cơ thể kim loại chì kết hợp với một số enzim làm rối loạn hoạt động của cơ thể. Khi

nồng độ chì trong máu lớn hơn 50 μg/dl sẽ gây ra ra nguy cơ mắc chứng thiếu máu, thiếu

sắc tố da, hồng cầu kém bền vững. Khi nồng độ chì trong máu lớn hơn 80 μg/dl sẽ gây racác bệnh về thần kinh với các biểu hiện như mất điều hòa, giảm ý thức, vận động khó khăn,

hôn mê và co giật [19, 20].

Ở pH cao kim loại chì trở nên ít tan do dễ tạo phức với các hợp chất hữu cơ, kết tủa

dưới dạng oxit, hidroxit và liên kết với oxit và silica của đất sét vì vậy ở pH cao kim loại

chì có khả năng tích lũy sinh học thấp. Nhưng ở pH thấp hơn thì khả năng tích lũy sinh học

của chì tăng dần.

Trong tự nhiên hàm lượng Pb trong vỏ trái đất khoảng 17 ppm. Chì thường được tìm

thấy ở dạng quặng cùng với kẽm, bạc, và (phổ biến nhất) đồng, và được thu hồi cùng với

các kim loại này. Trong tự nhiên, khoáng chì chủ yếu là galena (PbS) ngoài ra còn có một

số dạng khoáng chứa chì khác như cerussite (PbCO3) và anglesite (PbSO4) [15, 18, 22].

Trong công nghiệp, kim loại chì được sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau như:

công nghiệp chế tạo ắc quy, sơn, nhựa, luyện kim. Vì vậy nguồn phát thải chì nhân tạo chủ

http://vi.wikipedia.org/wiki/Azurit


http://vi.wikipedia.org/wiki/Malachit


http://vi.wikipedia.org/wiki/Sulfua


http://vi.wikipedia.org/wiki/Chalcopyrit


http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Bornit&action=edit&redlink=1


http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Covellit&action=edit&redlink=1



http://vi.wikipedia.org/wiki/Chalcocit


http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Cuprit&action=edit&redlink=1


http://vi.wikipedia.org/wiki/Qu%E1%BA%B7ng



http://vi.wikipedia.org/wiki/K%E1%BA%BDm



http://vi.wikipedia.org/wiki/B%E1%BA%A1c



http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%93ng


http://vi.wikipedia.org/wiki/Galen_%28kho%C3%A1ng_v%E1%BA%ADt%29



http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Cerussite&action=edit&redlink=1



http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Anglesite&action=edit&redlink=1




















16

yếu từ các hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp như: công nghiệp luyện

kim, ắc quy, sơn, nhựa và các làng nghề tái chế chì, tái chế nhựa...

1.1.5.3 Kim loại kẽm

Kẽm là một nguyên tố vi lượng rất cần thiết đối với con người và động thực vật.

Kẽm hiện diện trong hầu hết các bộ phận cơ thể con người. Kẽm cần thiết cho thị lực, giúp

cơ thể chống lại bệnh tật, chống nhiễm trùng và cần thiết cho các hoạt động sinh dục và

sinh sản... Tuy nhiên khi hàm lượng kẽm trong cơ thể lớn quá có thể tạo ra các tác dụng

ngược lại gây ra các bệnh như ngộ độc thần kinh, và hệ miễn nhiễm [20, 21].

Trong công nghiệp, kim loại kẽm có rất nhiều ứng dụng đặc biệt trong lĩnh vực

luyện kim, công nghiệp mạ và sản xuất pin điện...

Trong môi trường nước ở pH thấp Zn có độ linh động vừa phải do chủ yếu tồn tại ở

pha liên kết yếu với sét và mùn. Ở pH lớn hơn độ linh động của kẽm giảm đi do tồn tại ở

các pha liên kết với oxit, aluminosilicat và mùn. Ngoài ra trong môi trường khử, sự linh

động của kim loại kẽm cũng bị giảm đi do tạo thành muối ZnS ít tan [ 15, 18, 24, 29].

Trong vỏ trái đất hàm lượng kim loại kẽm vào khoảng 75 ppm. Sphalerit (ZnS) là

loại quặng kẽm quan trọng nhất. Nguồn tích lũy kẽm trong trầm tích ngoài nguồn tự nhiên

còn phải kể đến một nguồn rất quan trọng là các nước thải từ các nhà máy luyện kim và mạđiện và khai khoáng [25].

1.1.5.4 Kim loại Cadimi

Cadimi cũng là một kim loại có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Một số ứng

dụng chính của cadimi là chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp, sử dụng trong mạ

điện, chế tạo vật liệu bán dẫn, chất tạo màu... Tuy nhiên cadimi lại là kim loại rất độc hại

đối với cơ thể người ngay cả ở nồng độ rất thấp bởi vì cadimi có khả năng tích lũy sinh học

rất cao. Khi xâm nhập vào cơ thể nó can thiệp vào các quá trình sinh học, các enzim liên

quan đến kẽm, magie và canxi, gây tổn thương đến gan, thận, gây nên bệnh loãng xương và

bệnh ung thư [20].

Trong tự nhiên, hàm lượng cadimi trung bình khoảng 0,1 ppm. Quặng cadimi rất

hiếm và chủ yếu tồn tại ở dạng CdS có lẫn trong quặng một số kim loại như Zn, Cu, Pb

[25].

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ppm_%28m%E1%BA%ADt_%C4%91%E1%BB%99%29


http://vi.wikipedia.org/wiki/Sphalerit







17

Trong trầm tích sông ngòi, hàm lượng cadimi có thể cao hơn nhiều lên đến 9 ppm

[6]. Nguồn phát thải ô nhiễm Cd đối với trầm tích sông ngòi chủ yếu là nguồn nhân tạo ,

xuất phát từ nước thải từ các ngành công nghiệp dựa trên một số ứng dụng của Cd như: lớp

mạ bảo vệ thép, chất ổn định trong PVC, chất tạo màu trong plastic và thủy tinh, và trong

hợp phần của nhiều hợp kim.

1.2 Phân tích dạng kim loại trong trầm tích

1.2.1 Khái niệm về phân tích dạng

Thuật ngữ “dạng”, theo Fillip M. tack và Marc G. Verloo [40], là sự nhận dạng và

định lượng các dạng, các hình thức hay các pha khác nhau mà trong đó kim loại tồn tại

Trong thực tế, độ linh động và hoạt tính sinh học cũng như khả năng tích lũy sinh

học của kim loại phụ thuộc vào dạng tồn tại bao gồm dạng hóa học ( trạng thái oxi hóa,

điện tích, trạng thái hóa trị và liên kết) và dạng vật lí (trạng thái vật lí, kích thước hạt ... ).

Chẳng hạn crôm ở dạng Cr(III) không độc nhưng ở dạng Cr(VI) rất độc. Trong các dạng

của asen thì As(III) có độc tính cao gấp khoảng 50 lần As(V), asen ở dạng hợp chất vô cơ

độc hơn ở dạng hợp chất hữu cơ. Trong trầm tích, các kim loại tồn tại ở dạng linh động dễ

dàng có thể giải phóng vào nước dẫn đến nguy cơ gia tăng sự hấp thụ các kim loại này vào

cơ thể con người thông qua chuỗi thức ăn. Trong khi đó các kim loại tồn tại ở dạng cặn dưrất khó hòa tan vào nước nên rất ít ảnh hưởng đến sức khỏe con người [31, 40] . Vì vậy cần

thiết phải xác định cụ thể hàm lượng của các kim loại ở từng dạng tồn tại cụ thể của nó.

Theo tác giả Tessier, kim loại trong mẫu trầm tích và mẫu đất tồn tại ở 5 dạng chủ

yếu là: dạng trao đổi, dạng liên kết với cácbonat, dạng liên kết với Fe-Mn oxit, dạng

liên kết với hữu cơ , dạng cặn dƣ . Vấn đề đặt ra ở đây là phải tìm ra các dung môi và các

điều kiện thích hợp để có thể chiết riêng từng dạng kim loại. Có nhiều phương pháp khác

nhau đã được đưa ra để chiết riêng từng dạng kim loại như: chiết một giai đoạn, chiết liên

tục, sử dụng nhựa trao đổi ion... Trong đó, phương pháp chiết liên tục được áp dụng phổ

biến nhất do những ưu điểm của nó.

1.2.2 Các quy trình chiết liên tục

Có rất nhiều quy trình chiết liên tục được các tác giả khác nhau đưa ra để phân tích

dạng kim loại trong trầm tích. Dưới đây là một số quy trình tiêu biểu.

* Quy trình chiết liên tục của Tessier:



18

Đây là quy trình được nhiều tác giả khác nhau sử dụng để xác định hàm lượng kim

loại trong đất và trầm tích. Các điều kiện cụ thể của quy trình chiết liên tục Tessier được

thể hiện qua bảng sau:

Bảng 1.1 Quy trình chiết liên tục của Tessier (1979)[33]

Dạng kim loại Điều kiện chiết (1 gam mẫu)

Trao đổi (F1) + 8 ml MgCl2 1M (pH = 7), khuấy liên tục trong 1 giờ

+ hoặc 8 ml NaOAc 1M (pH = 8,2), khuấy liên tục trong 1 giờ

Liên kết với

cacbonat (F2)

8 ml NaOAc 1M (pH = 5 với HOAc), khuấy liên tục trong 5 giờ

ở nhiệt độ phòng

Liên kết với Fe-

Mn oxit (F3)

+ 20 ml Na2S2O3 0,3M + Natri-citrat 0,175M + axit citric 0,025M

+ hoặc 20 ml NH2OH.HCl 0,04M trong CH3COOH 25%,

96 30C, thuy thoảng khuấy trong 6 giờ

Liên kết với hữu

cơ (F4)

(1) 3ml HNO3 0,02M + 5ml H2O2 30% (pH = 2 với HNO3),

85 20C, khuấy 2 giờ

(2) thêm 3 ml H2O2 30% (pH = 2 với HNO3) 85 20C, khuấy 3

giờ

(3) sau khi làm nguội thêm 5 ml NH4OAc 3,2 M trong HNO3

20% và pha loãng thành 20 ml, khuấy liên tục trong 30 phút

Cặn dư (F5) (1) HClO4 (2 ml) + HF (10 ml) đun đến gần cạn

(2) HClO4 (1 ml) + HF (10 ml) đun đến gần cạn

(3) HClO4 (1 ml)

(4) hòa tan bằng HCl 12N sau đó định mức thành 25 ml

* Quy trình chiết liên tục của Ủy ban tham chiếu cộng đồng (Community

Bureau of Reference procedure, BCR):

Quy trình này gần tương tự như quy trình của Tessier nhưng dạng trao đổi và dạng

cacbonat được gộp chung lại thành một dạng



19

Bảng 1.2 Quy trình chiết liên tục của BCR (1993) [32]


Trao đổi và liên kết

với cacbonat

40 ml HOAc 0,11M, 22±50C, khuấy liên tục 16 giờ

Liên kết với Fe-Mn

oxit

40 ml NH2OH.HCl 0,1M (pH = 2 với HNO3), 22±5 C,

khuấy liên tục 16 giờ

Liên kết với hữu cơ (1) 10 ml H2O2 8,8M (pH = 2-3), t0 phòng, khuấy liên tục

trong 1 giờ

(2) 10 ml H2O2 (pH = 2-3),850C, đun 1 giờ đến thể tích 3 ml

(3) 10 ml H2O2 (pH = 2-3),85

0

C, đun 1 giờ đến thể tích 1 ml (4) 50 ml NH4OAc 1M (pH = 2 với HNO3) 22±50C, khuấy

liên tục 16 giờ

Cặn dư HF + HNO3 + HClO4

* Quy trình chiết ngắn của Maiz:

Tác giả Maiz đã đưa ra quy trình chiết ngắn chỉ có 3 dạng và nhận thấy rằng kết quả

của nó tương quan tốt với quy trình chiết của Tessier

Bảng 1.3 Quy trình chiết ngắn của Maiz (2000) [45]


Trao đổi (hay di động) 10 ml CaCl2 0,01M, t0 phòng, thỉnh toảng khuấy

trong 2 giờ

Có tiềm năng di động 2ml hh: DTPA(1)

0,005M + CaCl2 0,01M + TEA(2)

0,1M (pH = 7,3), t0 phòng, 4 giờ

Cặn dư Cường thủy + HF

(1): DTPA: pentetic axit hay dietylen triamin pentaaxetic axit

(2): TEA: trietanolamin

* Quy trình chiết của Hiệp hội Địa chất Canada (GCS):



21

yếu tập trung vào việc thay đổi loại, thể tích dung môi chiết và thời gian chiết. Rất nhiều

tác giả như G.Glosinska [42], J.Zerbe [49], P.O.Oviasogie [61], Md.Abull Kashem [53],

Vũ Đức Lợi [6,7]... đã thay thế MgCl2 1M trong bước chiết dạng trao đổi (F1) bằng NH4OAc hoặc NaOAc (pH=5) bằng NH4OAc (pH = 5). Mục đích của việc thay thế này sẽ

làm giảm tính mặn (nồng độ các ion kim loại ) trong dung dịch chiết nhờ đó sẽ làm tăng độ

chính xác trong kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong dịch chiết bằng phương phá p

phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). Trong giai đoạn chiết dạng liên kết với cacbonat ( F2), các

tác giả trên đã tăng lượng thuốc thử từ 2 ml lên 20 ml để làm giảm sự thay đổi pH của dung

dịch trong quá trình chiết. Bảng 1.5 Quy trình chiết liên tục của J.Zerbe (1999) [49]


Trao đổi (F1) 10 ml CH3COONH4 (pH=7), t0 phòng, khuấy liên tục

trong 1 giờ

Liên kết với cacbonat

(F2)

20 ml CH3COONH4 1M (pH = 5 với HOAc), khuấy liên

tục trong 5 giờ, t0 phòng

Liên kết với Fe-Mn oxit

(F3)

20 ml NH2OH.HCl 0,04M trong HOAc 25%, 950C,

khuấy 6 giờ

Liên kết với hữu cơ (F4) (1) 5 ml HNO3 0,02M + 5 ml H2O2 30% (pH= 2 với

HNO3), 850C, khuấy 2 giờ

(2) thêm 3 ml H2O2 30% (pH = 2 với HNO3), 850C,

khuấy 3 giờ

(3) làm nguội, thêm 10 ml CH3COONH4 3,2M trong

HNO3 20% khuấy 30 phút, t0 phòng



23

thể xảy ra đối với giá trị nền do những biến đổi về thạch học trong trầm tích.

Hàm lượng nền của các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd được thể hiện trong bảng sau.

Bảng 1.7 Giá trị hàm lượng các kim loại trong vỏ Trái đất (Hamilton, 2000 [ 44])

Kim loại Cu Pb Zn Cd

Hàm lƣợng (mg/kg) 55 15 70 0,1

Mức độ ô nhiễm trầm tích dựa theo chỉ số Igeo được phân loại như sau:

Bảng 1.8 Phân loại mức độ ô nhiễm dựa vào I geo (Muller P.J và Suess E, 1979 [ 55])

Phân loại Giá trị I geo Mức độ ô nhiễm

0 I geo ≤ 0 Không

1 0 ≤ I geo ≤ 1 Không trung bình

2 1 ≤ I geo ≤ 2 Trung bình

3 2 ≤ I geo ≤ 3 Trung bình nặng

4 3 ≤ I geo ≤ 4 Nặng

5 4 ≤ I geo ≤ 5 Nặng rất nghiêm trọng

6 5 ≤ I geo Rất nghiêm trọng

Hàm lượng nền chỉ là giá trị hàm lượng trung bình bình của các kim loại trong vỏ

trái đất. Thực tế, ở các địa điểm khác nhau hàm lượng kim loại trong đất, đá có thể rất khác

nhau. Vì vậy, việc đánh giá ô nhiễm trầm tích theo chỉ số này chỉ nên xem là một chỉ số

tham khảo thêm.

1.3.2 Chỉ số đánh giá mức độ rủi ro RAC (Risk Assessment Code) Chỉ số đánh giá rủi ro RAC (Risk Assessment Code) là thông số để đánh giá khả

năng kim loại trong trầm tích giải phóng vào nước, đi vào chuỗi thức ăn và dẫn đến nguy

cơ tích lũy các kim loại nặng trong cơ thể con người (Rath et.al, 2009 [64]). Trong trầm

tích, ở dạng trao đổi (F1) và dạng cacbonat (F2) kim loại liên kết tương đối yếu với trầm

tích do đó dễ giải phóng vào nước và đi vào chuỗi thức ăn. Vì vậy chỉ số RAC được tính

theo tổng phần trăm của dạng trao đổi và cacbonat.

Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm dựa vào chỉ số RAC được trình bày trong

bảng sau:



24

Bảng 1.9 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ rủi ro theo chỉ số RAC

STT Mức độ rủi ro RAC (%) (dạng

F1+ F2)

1 Không < 1

2 Thấp 1-10

3 Trung bình 11-30

4 Cao 31-50

5 Rất cao lớn hơn 50

RAC là chỉ số đánh giá chất lượng trầm tích rất quan trọng, thể hiện rõ khả năng

gây ảnh hưởng thực tế đến sức khỏe con người của các kim loại nặng trong trầm tích.

Trong các tiêu chuẩn đánh giá trầm tích trên, mỗi tiêu chuẩn thể hiện một khía cạnh

đánh giá ô nhiễm trầm tích. Vì vậy, để có thể đánh giá một cách toàn diện về chất lượng

trầm tích, chúng ta nên kết hợp cả 2 cách đánh giá trầm tích theo hàm lượng tổng và theo

thành phần phần trăm các dạng của kim loại trong trầm tích.

1.3.3 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại trong trầm tích theo hàm lượng

tổng kim loại của Mỹ và Canada

Trong luận văn, chúng tôi sử dụng 2 tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng

trong trầm tích theo hàm lượng tổng là tiêu chuẩn của Canada (2002) và tiêu chuẩn của

Mỹ U.S EPA (1997).

Bảng 1.10 T iêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích theo hàm lượng

tổng (mg/kg ) của C anada (2002) [35]

Mức độ ô nhiễm Cu Pb Zn Cd

Yếu 18,7 32 124 0,676

Trung bình 28,1 48 186 1,014

Mạnh 37,4 64 248 1,352

Rất mạnh 56,1 96 372 2,028

Mức gây ảnh hưởng 108 112 271 4.21



25

Bảng 1.11 T iêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích theo hàm lượng

tổng (mg/kg ) của Mỹ (US EPA (1997) [68])

Mức độ ô nhiễm Cu Pb Zn Cd

Không ô nhiễm < 25 < 40 < 90

Ô nhiễm nhẹ 25-50 40-60 90-200

Ô nhiễm nghiêm trọng lớn hơn 50 lớn hơn 60 lớn hơn 200 lớn hơn 6

1.4 Một số phƣơng pháp hiện đại phân tích lƣợng vết kim loại .

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, ngày nay có rất nhiều phương

pháp công cụ khác nhau để phân tích lượng vết kim loại như: phương pháp quang phổ

phân tử UV-VIS, phương pháp quang phổ nguyên tử (hấp thụ, phát xạ và huỳnh quang),

phổ khối lượng (MS), phương pháp điện hóa… Tuy nhiên với những đặc tính ưu việt về độ

nhạy, độ chọn lọc, độ chính xác, giới hạn phát hiện và sự đơn giản trong vận hành, phương

pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là phương pháp được áp dụng rộng rãi để phân tích kim

loại trong nhiều đối tượng phân tích khác nhau. Chính vì vậy, trong đề tài chúng tôi đã áp

dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) để phân tích hàm lượng của các kim loại

Zn, Cu, Pb, Cd trong một số cột trầm tích sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.

1.4.1 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [ 4, 13]

1.4.1.1 Nguyên tắc

Các nguyên tử ở trạng thái khí ở mức năng lượng cơ bản E 0 có thể hấp thụ một số

bước sóng nhất định và đặc trưng cho nguyên tố hóa học để nhảy lên mức năng lượng cao

hơn. Khi chiếu qua đám hơi nguyên tử kim loại một chùm sáng đơn sắc có bước sóng thích

hợp một phần chùm sáng sẽ bị hấp thụ. Dựa vào độ hấp thụ ta có thể xác định được hàmlượng của kim loại cần xác định trong đám hơi đó.

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có độ chọn lọc rất cao và có giới hạn phát hiện

có thể tới cỡ µg/kg vì vậy nó được xem là một phương pháp tiêu chuẩn để xác định hàm

lượng các ion kim loại.

Thực hiện phép đo AAS để xác định các một nguyên tố thường thực hiện theo các

bước sau:

1.

Chuyển mẫu phân tích thành dạng dung dịch đồng thể.



26

2. Hóa hơi dung dịch phân tích.

3. Nguyên tử hóa chất phân tích. Có 4 kỹ thuật nguyên tử hóa trong AAS đó là:

kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS); kỹ thuật không ngọn lửa (GF-AAS); kỹ thuật

Hydrua hóa; kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu rắn và bột.

4.

Chiếu chùm sáng có bước sóng đặc trưng qua đám hơi nguyên tử.

5. Thu phổ, phân giải và chọn một bước sóng xác định để đo và đo Aλ.

6. Ghi lại kết quả đo Aλ.

Cường độ của vạch phổ hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ của nguyên tố đó trong dung

dịch phân tích. Trong một khoảng giới hạn nồng độ nhất định (vùng tuyến tính) thì cường

độ vạch phổ phụ thuộc tuyến tính bậc nhất vào nồng độ. Vì vậy dựa vào cường độ vạch

phổ ta có thể xác định được nồng độ của các kim loại trong dung dịch phân tích.

1.4.1.2 Trang thiết bị của máy đo AAS

Hệ thống máy AAS gồm các bộ phận chủ yếu sau:

1. Nguồn cung cấp chùm tia sáng đơn sắc của nguyên tố cần phân tích, có thể là một trong

số các nguồn sau: đèn Catốt rỗng (Hollow Cathod Lamp : HCL), đèn phóng điện không

điện cực (Electrodeless Disharge Lamp: EDL), nguồn đèn phổ liên tục biến điệu (lượng tử

hoá).2. Hệ thống trang bị để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu, có thể là:

+ Theo kỹ thuật Ngọn lửa (phép đo F-AAS).

+ Theo kỹ thuật Không ngọn lửa (Phép đo GF-AAS).

+ Theo kỹ thuật hóa hơi lạnh (CV-AAS).

3. Máy quang phổ (thu phổ, phân giải, ghi và chọn vạch phổ λ để đo độ hấp thụ Aλ).

4. Bộ phận ghi nhận tín hiệu đo, xử lý và chỉ thị kết quả.

Hiện nay các hệ AAS trang bị hoàn chỉnh còn có thêm một số bộ phận:

5. Hệ thống tự động bơm mẫu (AutoSampler).

6. Hệ thống hoá hơi lạnh (Kỹ thuật Hydrua hoá).

7. Trang bị nguyên tử hoá mẫu rắn và mẫu bột.



27

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống máy AAS

1.4.1.3 Các kỹ thuật nguyên tử hóa

1.4.1.3.1 Kỹ thuật ngọn lửa (F -AAS)

Nguyên tắc: dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hóa hơi và nguyên tử

hóa mẫu phân tích tạo thành các nguyên tử tự do. Vì thế mọi quá trình xảy ra trong khi

nguyên tử hóa phụ thuộc vào tính chất và đặc điểm của ngọn lửa trong đó nhiệt độ ngọn

lửa là yếu tố quyết định.

Đèn khí được đốt bởi một hỗn hợp gồm 1 chất oxi hóa và một khí nhiên liệu.Ví dụ

như: hh không khí + axetilen (toC có thể đến 2500oC); N2O + axetilen (t

oC có thể đến

2950oC), không khí + propan (toC có thể đến 2200o

C).

1.4.1.3.1 Kỹ thuật không ngọn lửa (GF -AAS)

Nguyên tắc: Dùng năng lượng nhiệt của dòng điện có cường độ cao (300-500 A)

để đốt nóng tức khắc cuvet Graphite chứa mẫu phân tích, thực hiện nguyên tử hoá (NTH)

mẫu phân tích trong cuvet (hay trong thuyền Ta đặt trong cuvét graphit để loại trừ sự hình

thành hợp chất cacbua kim loại của chất phân tích). Kỹ thuật GF-AAS do tạo được

ngọn lửa có nhiệt độ cao và ổn định vì vậy nó có độ nhạy rất cao gấp hàng trăm đến hàng

ngàn lần phương pháp ngọn lửa ( giới hạn phát hiện cỡ ppb).

1.4.2 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) [13]

Cơ sở lí thuyết của phương pháp này dựa trên hiện tượng các nguyên tử ở trạng thái

khí khi bị kích thích nó thấp thụ năng lượng chuyển lên mức năng lượng cao E m sau đó nó



28

phát ra các tia phát xạ có bước sóng xác định đặc trưng cho nguyên tử của mỗi nguyên tố

để trở về trạng thái năng lượng cơ bản E0.

Các bước thực hiện khi phân tích một nguyên tố theo phương pháp AES:

1. Hóa hơi mẫu phân tích.

2. Nguyên tử hóa chất phân tích.

3. K ích thích nguyên tử bằng năng lượng thích hợp để chuyển lên mức năng lượng

cao. Các nguyên tử kích thích sẽ phát ra các tia phát xạ.

4. Thu toàn bộ phổ và phân giải thành từng tia.

5. Ghi lại phổ phát xạ.

6. Đánh giá định tính và định lượng ion kim loại.Phổ AES là phổ vạch và có nhiều vạch hơn so nên độ nhạy kém hơn so với phổ

AAS. Những vạch phổ đặc trưng của AES trùng với AAS.

1.4.3 Phương pháp phổ huỳnh quang nguyên tử [ 8, 13]

Cơ sở của phương pháp phổ huỳnh quang nguyên tử dựa trên hiện tượng một số

nguyên tử khi bị kích thích bởi các bức xạ nó hấp thu năng lượng chuyển lên mức năng

lượng cao sau đó ngay lập tức nó bị suy biến và trở về mức năng lượng cơ bản đồng thời

phát ra các bức xạ huỳnh quang đặc trưng cho từng nguyên tố.

Phổ huỳnh quang nguyên tử cũng là phổ vạch tương tự như phổ phát xạ nguyên tử

nhưng có số vạch ít hơn vì vậy nó có tính chất chọn lọc hơn phổ phát xạ nguyên tử.

1.4.4 Các phương pháp điện hóa [4]

1.4.4.1 Phương pháp cực phổ

Cơ sở của phương pháp cực phổ dựa trên việc biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ

dòng điện vào thế điện cực của điện cực khi làm việc gọi là đường dòng thế hay đường

cong Vol-Ampe. Dựa vào đường những đặc trưng của đường cong Vol-Ampe có thể xác

định định tính (dựa vào thế bán sóng) và định lượng (dựa vào chiều cao sóng). Các phương

pháp cực phổ cổ điển có độ nhạy thấp 10 -4 đến 10-5

và độ chọn lọc cũng không cao do

đường cong cực phổ của các chất điện hoạt trồng lên nhau làm cho phổ đồ có dạng bậc

thang. Hiện nay, nhờ một số cải tiến đã nâng cao độ nhạy của phương pháp có thể đạt cỡ

10-9

g/g.

1.4.4.2 Phương pháp von-ampe hòa tan



29

Nguyên tắc của phương pháp gồm 3 giai đoạn chính:

+ Làm giàu chất điện hóa lên trên bề mặt điện cực dưới dạng kết tủa kim loại hoặc

hợp chất khó tan bằng cách điện phân dung dịch ở những điều kiện thích hợp

+ Giai đoạn nghỉ: ngừng khuấy và điện phân để chất phân tích phân bố đều trên bề

mặt điện cực

+ Giai đoạn hòa tan điện hóa: hòa tan kết tủa bằng cách phân cực điện cực chỉ thị

theo chiều ngược lại và ghi đường cong Von-Ampe hòa tan.

Phương pháp von-ampe hòa tan có ưu điểm là độ chọn lọc, độ nhạy cao; độ lặp lại

và độ chính xác tốt, giới hạn phát hiện có thể đạt cỡ 10 -8 đến 10-10

M.

1.4.5 Phương pháp phổ khối lượng ICP -MS [12]

Trong plasma ICP (ngọn lửa ICP), khi thể sol khí mẫu được dẫn vào , các chất mẫu

sẽ hoá hơi, rồi bị phân ly thành các nguyên tử tự do ở trạng thái khí. Trong Plasma ICP

năng lượng cao (nhiệt độ 6000- 8000oC), các nguyên tử sẽ bị ion hoá, tạo ra đám hơi ion

bậc I (Me+). Đó là các ion của nguyên tố trong mẫu phân tích có điện tích +1 và số khối

m/Z. Các ion này sẽ được đưa vào buồng phân giải phổ để phân ly chúng thành phổ dựa

vào giá trị m/Z.

Phổ ICP-MS có độ nhạy cao hơn nhiều so với các phương pháp phổ hấp thụ và phát

xạ nguyên tử. Giới hạn phát hiện của nó có thể đạt tới cỡ ppt. Đồng thời phổ ICP-MS có độ

ổn định cao, độ lặp lại tốt và vùng tuyến tính rộng. Chính vì vậy phương pháp phổ ICP-MS

ngày càng được chú ý sử dụng rộng rãi.

1.5 Một số công trình nghiên cứu xác định các dạng kim lọai nặng trong mẫu trầm

tích

Những năm gần đây, ô nhiễm môi trường đã và đang là vấn đề nhức nhối của toànxã hội. Đã có rất nhiều các công trình công bố về phân tích dạng của kim loại trong mẫu

trầm tích cả trong và ngoài nước. Trong hầu hết các công trình đó quy trình chiết được sử

dụng nhiều nhất là quy trình chiết liên tục cải tiến của Tessier [36, 38, 39, 58, 62, 63, 67]

và quy trình của BCR còn phương pháp để xác định nồng độ các kim loại trong dịch chiết

chủ yếu là dùng phương pháp AAS, ICP-MS...

Tác giả Vũ Đức Lợi cùng các cộng sự (2010) [6] đã phân tích dạng của một số kim

loại nặng trong trầm tích lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy trên cơ sở sử dụng quy trình chiết



31

trình chiết cải tiến Tessier. Kết quả phân tích cho thấy kim loại có phần trăm ở dạng linh

động (F1 và F2) cao là Ni (59 %) và Cu ( 35 %). Ngoài ra còn có sự tương quan tốt giữa

hàm lượng các nguyên tố Zn, Mn và Cd ở dạng F1, F2 với dạng F5.

1.6 Khu vực nghiên cứu

1.6.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội lưu vực sông Cầu

1.6.1.1 Điều kiện tự nhiên [26]

Hình 1.2 Bản đồ lưu vực sông Cầu

Lưu vực sông Cầu là một trong những lưu vực sông lớn ở Việt Nam, có vị trí địa lý

đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên cũng như về lịch sử phát triển kinh tế - xã hội

của các tỉnh nằm trong lưu vực của nó. Lưu vực sông Cầu có diện tích 6.030km 3 là một

phần của Lưu vực sông Hồng – Thái Bình (chiếm khoảng 8% diện tích Lưu vực sông Hồng

– Thái Bình trong lãnh thổ Việt Nam). Lưu vực có tổng chiều dài các nhánh sông khoảng

1.600km. Sông Cầu dài 288,5 km bắt nguồn từ núi Vạn On ở độ cao 1175m thuộc huyện



32

Chợ Đồn tỉnh Bắc Cạn chạy qua các tỉnh Bắc Cạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Hà Nội, Bắc

Ninh và đổ vào sông Thái Bình ở thị xã Phả Lại tỉnh Hải Dương. Lưu vực bao gồm gần

như toàn bộ các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên và một phần các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang,

Vĩnh Phúc, Hải Dương và Hà Nội ( huyện Đông Anh, Sóc Sơn).

Lưu vực sông Cầu có cả 3 vùng sinh thái: đồng bằng, trung du và miền núi. Địa hình chung

của lưu vực theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Mạng lưới sông suối trong lưu vực sông

Cầu tương đối phát triển. Các nhánh sông chính phân phối đều dọc theo dòng chính, nhưng

các sông nhánh tương đối lớn đều nằm ở phía hữu ngạn lưu vực, như các sông: Chợ Chu,

Đu, Công, Cà Lồ…Trong toàn lưu vực có 68 sông suối có độ dài từ 10 km trở lên.

Tổng lượng nước trên Lưu vực sông Cầu khoảng 4,5 tỷ m3/năm. Dòng chảy các

sông thuộc Lưu vực sôngCầu được phân biệt thành hai mùa rõ rệt là mùa lũ và mùa khô.

Mùa lũ thường bắt đầu từ tháng 6 đến tháng 10.

Trong lưu vực có vườn quốc gia Ba Bể và vườn quốc gia Tam Đảo, khu bảo tồn

thiên nhiên Kim Hỷ và các khu văn hóa - lịch sử môi trường với giá trị sinh thái cao. Lưu

vực sông Cầu khá giầu các nguồn tài nguyên thiên nhiên: tài nguyên rừng đa dạng, tài

nguyên nước dồi dào, tài nguyên khoáng sản phong phú... Độ che phủ của rừng trong lưu

vực sông Cầu được đánh giá là trung bình, đạt khoảng 45%. Tuy nhiên, rừng bị phá hủymạnh mẽ cùng những hoạt động phát triển kinh tế, xã hội khác như công nghiệp, khai thác

mỏ, làng nghề thủ công và hoạt động nông nghiệp gây áp lực lớn lên môi trường trong lưu

vực.

1.6.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội [26]

Lưu vực sôngCầu là một vùng tập trung khá đông dân cư, theo số liệu thống kê và

tính toán từ niên giám các tỉnh năm 2007, tổng dân số trên lưu vực sông Cầu là 2.939.838

người thuộc 44 dân tộc khác nhau, trong đó đông nhất là dân tộc Kinh. Mật độ dân số bình

quân trên lưu vực 487 người/km2. Số dân ở nông thôn chiếm tỷ lệ rất lớn 80,01%

(2.354.543 người) trong khi đó dân thành thị chỉ khoảng 585,3 nghìn người chiếm 19,91%.

Dân số tập trung đông ở vùng đồng bằng.

Với các thế mạnh về điều kiện tự nhiên, các hoạt động sản xuất kinh tế trên địa bàn

các tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu diễn ra rất mạnh mẽ trên các lĩnh vực nông – lâm - ngư



33

nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và làng nghề. Những hoạt động sản xuất và sinh

hoạt này đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường lưu vực sông.

Trên địa bàn lưu vực sông Cầu tập trung rất nhiều các mỏ khai thác khoáng sản lớn

như khai thác than, vàng, sắt, thiếc, kẽm, chì ở các tỉnh Bắc Cạn và Thái nguyên. Các hoạt

động khai thác khoáng sản nhiều năm nay do chưa được quản lí chặt chẽ đã dẫn đến hiện

tượng ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước trong khu vực.

Trên lưu vực sông Cầu còn tập trung rất nhiều khu công nghiệp và chế xuất lớn như:

các khu công nghiệp luyện kim ở Thái Nguyên, các khu công nghiệp lớn ở Bắc Ninh, Hải

Dương. Đồng thời trong khu vực trên còn tập trung rất nhiều các làng nghề tiểu thủ công

nghiệp như: chế biến giấy ở Bắc Giang, Bắc Ninh; luyện và tái chế kim loại ở Bắc Ninh,

Thài Nguyên... Các hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp trên đã thải

vào hệ thống sông Cầu một lượng lớn các chất thải độc hại chứa nhiều các kim loại nặng

Trên địa bàn lưu vực sông Cầu còn tập trung rất nhiều đô thị, các trung tâm y tế lớn

nhỏ khác nhau mà hầu hết chưa có hệ thống xử lí rác và nước thải sinh hoạt, y tế đồng bộ

cũng góp phần làm cho tình hình ô nhiễm trên hệ thống sông Cầu thêm trầm trọng.

Tóm lại do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất chưa được quản lí chặt chẽ đã thải ra

một lượng lớn chất thải hầu hết chưa qua xứ lí vào hệ thống sông, khiến cho sông Cầu đangđứng trước tình trạng báo động về ô nhiễm môi trường nguồn nước đặc biệt là ô nhiễm các

chất hữu cơ độc hại, các kim loại nặng như Cu, Fe, Zn, Pb, Cd...

1.6.2 Tình hình ô nhiễm trên lưu vực sông Cầu đoạn đi qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên

Trước sức ép của việc phát triển dân số, kinh tế và xã hội cộng với việc chưa quan

tâm đúng mức đến vấn đề bảo vệ môi trường đã khiến cho tình hình ô nhiễm trên lưu vực

sông Cầu đoạn đi qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên đã đến mức báo động.

Theo thống kê của sở tài nguyên và môi trường tỉnh Thái Nguyên: tổng lượng nước

thải của các ngành luyện kim, cán thép, chế tạo máy vào hệ thống sông Cầu khoảng

16.000 m3/ngày đêm; các cơ sở sản xuất giấy với tổng lượng thải khoảng 35.000 m3/ngày;

các cơ sở chế biến lương thực, thực phẩm tại các tỉnh trong lưu vực xả lượng nước thải

khoảng 2.000 m3/ngày đêm. Sở TN-MT Thái Nguyên cũng cho biết, nhiều sông suối chạy

qua thành phố, qua thị xã Sông Công và huyện Phổ Yên tiếp nhận nước thải công nghiệp,

khai thác khoáng sản, sinh hoạt đã bị ô nhiễm chất hữu cơ và kim loại nặng trước khi hợp



34

lưu với dòng sông Cầu. Chất lượng nước sông sau các điểm hợp lưu và đoạn chảy qua

thành phố Thái Nguyên bị ô nhiễm, không bảo đảm cho mục đích sinh hoạt. Bên cạnh đó,

nước thải của các nhà máy tuy đã qua hệ thống xử lý nhưng chất lượng nước vẫn không đạt

tiêu chuẩn xả thải như: khu công nghiệp Sông Công, Bệnh viện Đa khoa trung ương, khu

công nghiệp luyện kim Lưu Xá. Nước thải chủ yếu là các hợp chất ô nhiễm hữu cơ và kim

loại nặng [1, 2].

Hiện nay, tại các suối tiếp nhận trực tiếp nước thải từ các hoạt động đô thị, công

nghiệp, khai khoáng, mức độ ô nhiễm tại các suối là rất lớn. Đặc biệt, các suối tiếp nhận

nước thải của thành phố Thái Nguyên, mức độ ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng là rất cao, so

với quy chuẩn Việt Nam, hàm lượng BOD vượt trên 2 lần, hàm lượng amoni vượt 16 lần,

hàm lượng tổng dầu mỡ vượt gần 8 lần. Đặc biệt, tại suối Cam Giá - suối tiếp nhận nước

thải của KCN gang thép Lưu Xá, suối Văn Dương - suối tiếp nhận nước thải của KCN

Sông Công, hàm lượng Cd vượt so với quy chuẩn Việt Nam. Nước mặt suối Cam Giá có

môi trường trung tính pH dao động trong khoảng 7,1-7,2, ôxy hòa tan không lớn dao

động từ 4,0 - 4,2, trước điểm tiếp nhận nước thải không ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng

nhưng bị ô nhiễm vi sinh, giá trị Coliform vượt hơn 1 lần so với QCVN. Đoạn suối Cam

Giá sau khi tiếp nhận nước thải sản xuất của khu công nghiệp bị ô nhiễm nặng. Thành

phần hữu cơ, kim loại nặng, vi sinh, BOD5, COD, Cd, Pb, Phenol và Coliform đều vượt

hơn 1 lần, amoni vượt hơn 2 lần so với QCVN [2].

Hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản thiếu sự kiểm soát chặt chẽ trên địa bàn

Bắc Kạn và Thái Nguyên hàng năm cũng xả thải vào hệ thống sông Cầu một lượng lớn

nước thải độc hại. Nước thải từ hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản ngoài chứa một

lượng lớn các chất lơ lửng còn chứa rất nhiều các chất độc hại như xianua và các kim loại

nặng.

Tóm lại, tình hình ô nhiễm trên lưu vực sông Cầu đi qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên

đã lên đến mức báo động. Vì vậy nhiều năm nay, kết hợp với Ủy ban Bảo vệ môi trường

lưu vực sông Cầu, tỉnh Thái Nguyên đã có nhiều hoạt động tích cực để từng bước kiểm

soát tình hình ô nhiễm trên hệ thống sông Cầu.

1.6.3. Khu vực lấy mẫu



35

Trên cơ sở khảo sát thực địa, chúng tôi thấy rằng đoạn sông Cầu đi qua địa bàn tỉnh

Thái Nguyên có địa hình tương đối phức tạp, nhiều ghềnh đá và độ dốc tương đối lớn gây

khó khăn cho việc lắng tụ trầm tích. Kết quả khảo sát cho thấy chỉ đoạn sông chảy qua

thành phố Thái Nguyên bắt đầu từ cầu Gia Bảy đến đập Ba Đa là có trầm tích, còn phần

lưu vực sông Cầu đoạn phía trên (tiếp giáp với Bắc Kạn) và phía dưới thành phố Thái

Nguyên (tiếp giáp với Sóc Sơn và Bắc Giang ) địa hình chủ yếu là ghềnh đá, cát sỏi hầu

như không có trầm tích.

Đoạn sông trên là nơi tập trung nhiều khu công nghiệp và nhà máy lớn của thành

phố Thái Nguyên như cụm công nghiệp Cao Ngạn, Sơn Cẩm, khu gang thép Thái

nguyên… cũng như một lượng lớn dân cư và các bệnh viện. Vì vậy tình hình ô nhiễm hiện

nay rất đáng lo ngại.

Hình 1.3 Bản đồ nguồn thải khu vực thành phố Thái Nguyên

( Nguồn tổng cục môi trường, cổng thông tin môi trường sông Cầu [27])

Việc phân tích dạng của một số kim loại Cu, Pb, Zn, Cd trong một số cột trầm tích

mà đề tài chúng tôi đặt ra sẽ góp phần nhìn rõ hơn bức tranh tổng thể về tình hình ô nhiễm

môi trường trên hệ thống sông Cầu trong những năm qua.



36

Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM

2.1 Đối tƣợng nghiên cứu

3 cột trầm tích lấy trên lưu vực sông Cầu đoạn đi qua Thành phố Thái Nguyên kí

hiệu là SC01, SC02 và SC03.

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Tối ưu hóa điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của Cu, Pb, Zn, Cd.

- Xây dựng đường chuẩn để xác định Cu, Pb, Zn, Cd.

- Đánh giá độ chính xác của phương pháp.

- Phân tích xác định hàm lượng tổng của Cu, Pb, Zn, Cd.

- Phân tích định lượng các dạng trao đổi (F1), dạng liên kết với cacbonat (F2), dạng

liên kết với Fe-Mn oxit (F3), dạng liên kết với hữu cơ (F4), dạng cặn dư (F5) theo quy

trình chiết liên tục.

- Xử lý và đánh giá kết quả thực nghiệm.

2.3 Trang thiết bị và hóa chất phục vụ nghiên cứu

2.3.1 Trang thiết bị

1. Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS-3300 của hãng Perkin Elmer ,

có kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa và lò graphit (HGA-600).

2. Cân phân tích chính xác đến 10-5 của hãng Satorius.

3. Máy lắc JSOS 500 của hãng JS Research Inc.

4. Máy li tâm Multifuge 3S-R, Heraeus.

5. Máy đo pH 691 PH Meter Metrolm.

2.3.2 Hóa chất và dụng cụ

1. Axit HNO3 65%

2. Axit CH3COOH

3. Axit HCl

4. CH3COONH4 tinh thể

5. NH2OH.HCl tinh thể

6. Dung dịch chuẩn Cu2+ 1000 ppm

7. Dung dịch chuẩn Pb2+ 1000 ppm

8. Dung dịch chuẩn Zn2+ 1000 ppm

9. Dung dịch chuẩn Cd2+

1000 ppm



37

10. Cốc thủy tinh, bình định mức, phễu thủy tinh, pipet, giấy lọc

11. Ống ly tâm polyme 50 ml

Các hóa chất đều là loại tinh khiết phân tích của Merck. Dụng cụ được ngâm trong

dung dịch HNO3 trong 24 giờ, sau đó rửa sạch bằng nước cất.

2.3.3 Chuẩn bị hóa chất và dung dịch chuẩn

1. Dung dịch HNO3 20%: pha loãng 337,4g (tương ứng với 241 ml) dung dịch

HNO3 65% (d=1,4 g/ml) với 759g (tương ứng với 759 ml) nước cất để thu được 1000ml

dung dịch HNO3 20%.

2. Dung dịch CH3COOH 25% (v/v): pha loãng 250 ml dung dịch CH3COOH tinh

khiết bằng nước cất và định mức đến 1000 ml.

3. Dung dịch CH3COONH4 1M: cân chính xác trên cân phân tích 38,500g

CH3COONH4 tinh thể, hòa tan bằng nước cất và định mức đến 500 ml.

4. Dung dịch CH3COONH4 1M axit hóa đến pH=5 bằng HOAc: sử dụng máy đo pH

điều chỉnh pH đến 5 bằng HOAc.

5. Dung dịch CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20%: cân chính xác 123,2g

CH3COONH4, sau đó hòa tan bằng dung dịch HNO3 20% và định mức đến 500 ml.

6. Dung dịch NH2OH.HCl 0,04M trong CH3COOH 25% (v/v): cân chính xác trên

cân phân tích 2,780g NH2OH.HCl sau đó hòa tan bằng dung dịch CH3COOH 25% (v/v) vàđịnh mức đến 1000 ml.

2.4 Lấy mẫu và bảo quản mẫu

2.4.1 Vị trí lấy mẫu

Qua quá trình khảo sát thực tế chúng tôi đã tiến hành lấy mẫu trầm tích vào tháng 7 -

2012 tại các vị trí sau:

1. Mẫu SC01 gần cầu treo Huống Thượng có tọa độ: N 210.34’.56’’

E 1050.51’.50,6’’. 2. Mẫu SC02 gần đập Ba Đa có tọa độ: N 21

0.34’.26,1’’

E 1050.52’.35,7’’.

3. Mẫu SC03 gần cầu treo Oánh có tọa độ: N 210.35’.56,4’’

E 1050.50’.20,7’’.



38

Hình 2.1 vị trí lấy mẫu trầm tích

2.4.2 Phương pháp lấy mẫu

Mẫu trầm tích được lấy bằng thiết bị chuyên dụng để lấy được toàn bộ lớp trầm tích

theo độ sâu, gồm có: ống nhựa PVC, thanh đòn ngang và các quả tạ để gia lực, dây tời để

kéo mẫu lên. Trầm tích lấy lên được chứa trong các ống nhựa PVC, được bịt kín hai đầu để

tránh mất mẫu và xáo trộn mẫu.

Hình 2.2 Thiết bị lấy mẫu trầm tích

SC02SC01

SC03



39

Hình 2.3 Ống PVC chứa trầm tích

2.4.3 Bảo quản mẫu

Các ống phóng chứa mẫu được bảo quản ở nhiệt độ -4oC, chuyển về phòng thí nghiệm,

xẻ đôi và để khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng.

Sau đó, mỗi ống phóng được chúng tôi chia thành nhiều đoạn mỗi đoạn cao 10 cm. Cụ

thể chúng tôi đã chia các cột trầm tích SC01 đến SC03 như sau:

Mẫu SC01 được chia làm 8 đoạn kí hiệu tương ứng là 1.1 đến 1.8 với độ sâu tương

ứng là:

Đoạn 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

Độ sâu

(cm)

0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80

Hình 2.4 Ống PVC chứa mẫu trầm tích được để khô tự nhiên



40

Mẫu SC02 được chia làm 9 đoạn kí hiệu tương ứng là 2.1 đến 2.9 với độ sâu tương

ứng là:

Đoạn 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9

Độ sâu

(cm)

0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90

Mẫu SC03 được chia làm 11 đoạn kí hiệu tương ứng là 3.1 đến 3.11 với độ sâu

tương ứng là:

Đoạn 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11

Độ sâu(cm)

0-10 10-

20

20-

30

30-

40

40-

50

50-

60

60-

70

70-

80

80-

90

90-

100

100-

110

2.5 Tiến hành thực nghiệm

2.5.1 Tiền xử lí mẫu

Mẫu được sấy khô ở 100oC, nghiền mịn bằng cối sứ và rây qua rây để được kích

thước hạt nhỏ hơn 0,16 mm. Sau đó, mẫu được chuyển vào túi nilon, bảo quản lạnh cho

đến khi phân tích.

2.5.2 Quy trình phân tích hàm lượng tổng kim loại

Cân 1g mẫu khô cho vào cốc thủy tinh 50 ml, cho thêm 20 ml hỗn hợp cường thủy

(HNO3:HCl = 1:3), giữ ở nhiệt độ phòng, sau đó đun trên bếp cách cát ở 80oC đến gần cạn.

Tiếp tục thêm 10 ml hỗn hợp cường thủy, đun đến khi gần cạn và thu được cặn trắng. Để

nguội, định mức bằng nước cất đến 25 ml rồi tiến hành lọc lấy dung dịch chứa kim loại.

Hàm lượng các kim loại được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụnguyên tử dùng kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS) đối với các kim loại Cu, Pb, Zn, còn kim loại

Cd dùng kỹ thuật không ngọn lửa (GF-AAS).

2.5.3 Quy trình phân tích dạng kim loại

Các dạng của kim loại được chiết theo quy trình chiết liên tục cải tiến của Tessier

(Vũ Đức Lợi, 2010) [6].



41

1. Dạng trao đổi

Cân chính xác 1g mẫu vào ống li tâm 50 ml, thêm 10 ml CH3COONH4 1M, lắc đều

với tốc độ 300 vòng/phút trong 1 giờ bằng máy lắc, ở nhiệt độ phòng. Sau đó, li tâm với

tốc độ 1500 vòng/phút trong 30 phút để thu dịch chiết F1.

2. Dạng liên kết với cacbonat

Cặn F1 được thêm vào 20 ml CH3COONH4 1M axít hóa bằng CH3COOH đến pH =

5, lắc đều với tốc độ 300 vòng/phút trong 5 giờ bằng máy lắc, ở nhiệt độ phòng. Sau đó, li

tâm với tốc độ 1500 vòng/phút trong 30 phút để thu dịch chiết F2.

3. Dạng liên kết với Fe- Mn oxit

Cặn F2 được thêm vào 20 ml NH2OH.HCl 0,04M trong HOAc 25% (v/v), lắc đều

với tốc độ 300 vòng/phút trong 5 giờ bằng máy lắc, ở nhiệt độ phòng. Sau đó, li tâm với

tốc độ 1500 vòng/phút trong 30 phút để thu dịch chiết F3.

4. Dạng liên kết với hữu cơ

Cặn F3 được thêm vào 10 ml CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20%, lắc đều với tốc

độ 300 vòng/phút trong 0,5 giờ bằng máy lắc, ở nhiệt độ phòng. Sau đó, li tâm với tốc độ

1500 vòng/phút trong 30 phút để thu dịch chiết F4.

5. Dạng cặn dư Cặn F4 được chuyển sang cốc thủy tinh 50 ml, và cũng được phân hủy bằng hỗn

hợp cường thủy như phân tích hàm lượng tổng kim loại. Sau đó, hàm lượng các kim loại

trong các dịch chiết được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng kỹ thuật

ngọn lửa với các dạng có hàm lượng kim loại lớn và kỹ thuật không ngọn lửa (GF-AAS)

với các hàm lượng kim loại nhỏ không xác định được bằng kỹ thuật ngọn lửa.

2.6 Xử lí số liệu thực nghiệm

Các kết quả thực nghiệm được xử lý bằng phần mềm Microsoft Office Excel 2007

và Minitab 14.



42


3.1 Các điều kiện đo phổ AAS của Cu, Pb, Zn, CdHàm lượng của các kim loại Cu, Pb, Zn được xác định bằng kỹ thuật nguyên tử hóa

dùng ngọn lửa (F-AAS) đối với dạng tổng số và tất cả các dạng liên kết. Riêng Cd, do

nồng độ thấp nên được xác định bằng kỹ thuật lò graphit (GF-AAS) trên hệ thống máy

quang phổ hấp thụ nguyên tử của hãng Perkin Elmer.

3.1.1 Các điều kiện đo phổ F - AAS của Cu, Pb, Zn

Những kết quả nghiên cứu và khảo sát cho thấy phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của

Cu, Pb, Zn sử dụng kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS) tr ên máy Perkin Elmer sẽ cho kết quả tốtnhất với các thông số máy như sau:

Bảng 3.1 Các điều kiện đo phổ F - AAS của Cu, Pb, Zn

STT Các thông số Cu Pb Zn

1 Nguồn sáng HCL HCL HCL

2 Cường độ dòng đèn (mA) 10 10 15

3 Bước sóng (nm) 324,8 283,3 213,9

4 Độ rộng khe đo (mm) 0,7 0,7 0,7

5 Khí sử dụng C2H2/KK C2H2/KK C2H2/KK

6 Tốc độ khí C2H2 (lít/phút) 2 2 2

7 Tốc độ không khí (lít/phút) 10 10 10

3.1.2 Các điều kiện đo phổ GF - AAS của Cd

Bảng 3.2 Các điều kiện đo phổ GF - AAS của Cd

STT Các thông số Các điều kiện đƣợc lựa chọn

1 Nguồn sáng Đèn catot rỗng (HCL)

2 Cường độ dòng đèn (mA) 10

3 Bước sóng (nm) 283,3

4 Độ rộng khe đo (mm) 0,7

5 Kỹ thuật nguyên tử hóa Không ngọn lửa

6 Kỹ thuật bổ chính nền Đèn D2



43

Bảng 3.3 Chương trình hóa nhiệt độ cho lò graphit

STT Các giai đoạn Nhiệt độ (oC) Thời gian

tăng (s)

Thời gian

duy trì (s) 1 Sấy khô 120 1 50

2 Tro hóa luyện mẫu 320 1 30

3 Hạ về nhiệt độ phòng 22 1 15

4 Nguyên tử hóa mẫu 1650 0 5

5 Làm sạch cuvet 2600 1 5

`3.2 Khảo sát ảnh hƣởng của nền đến phép đo

Để khảo sát ảnh hưởng của thành phần nền đến phép đo phổ hấp thụ của Cu, Pb, Zn,

Cd chúng tôi tiến hành các bước sau:

1. Pha một dãy các dung dịch Cu2+, Pb

2+, Zn

2+, Cd

2+ ở các nồng độ khác nhau từ

dung dịch chuẩn gốc 1000 mg/l và trong 5 nền khác nhau.

+ Nồng độ của các dung dịch được pha là:

Cu2+

: 0,5 mg/l; 1 mg/l; 2 mg/l; 3 mg/l; 4 mg/l

Pb2+

: 1 mg/l; 3 mg/l; 6 mg/l; 9 mg/l; 12 mg/l

Zn2+

: 0,1mg/l; 0,2 mg/l; 0,4 mg/l; 0,8 mg/l; 1,0 mg/l.

Cd2+: 0,4 µg/l; 0,8 µg/l; 1,2 µg/l; 1,6 µg/l; 2,0 µg/l.

+ thành phần của 5 dung dịch nền là:

Nền 1 là dung dịch CH3COONH4 1M.

Nền 2 là CH3COONH4 1M, axít hóa đến pH = 5 với CH3COOH.

Nền 3 là dung dịch NH2OH.HCl 0,04M trong CH3COOH 25%.

Nền 4 là dung dịch CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20%.

Nền 5 là nước cường thủy được đun nóng sau đó định mức lại giống như khi

tiến hành phá mẫu tổng và F5.

2. Tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử của Cu, Pb, Zn, Cd. Kết quả như sau:



44

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

nền F1 nền F2 nền F3 nền F4 nền F5

đ ộ h

ấ p t h ụ A

0.5 ppm

1 ppm

2 ppm

3 ppm

4 ppm

Hình 3.1 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến độ hấp thụ của Cu ở các nồng độ khác nhau

0

0.02

0.04

0.060.08

0.1

0.12

0.14

0.16


đ ộ h ấ p

t h ụ A

1 ppm

3 ppm

6 ppm

9 ppm

12 ppm

Hình 3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến độ hấp thụ của Pb ở các nồng độ khác nhau

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25


đ ộ h ấ p t h ụ

A0.1 ppm

0,2 ppm

0,4 ppm

0,8 ppm

1,0 ppm

Hình 3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến độ hấp thụ của Zn ở các nồng độ khác nhau

0

0.1

0.2

0.3

0.4


đ ộ h ấ p t h ụ A 0.4ppb

0.8ppb

1.2ppb

1.6ppb

2.0ppb

Hình 3.4 Khảo sát ảnh hưởng của nền đến độ hấp thụ của Cd ở các nồng độ khác nhau

Các kết quả trên cho thấy giá trị độ hấp thụ A ở nồng độ thấp không có sự khác biệt

quá lớn giữa các nền. Nhưng khi nồng độ các kim loại lớn hơn thì sự ảnh hưởng của nền



45

mẫu trở nên rõ rệt. Vì vậy để tăng độ chính xác trong việc xác định hàm lượng của các kim

loại trong dịch chiết chúng tôi đã tiến hành xây dựng đường chuẩn để xác định hàm lượng

các kim loại trong cả 5 nền mẫu F1, F2, F3, F4 và F5.

3.3 Xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cu, Pb, Zn, Cd

Từ kết quả khảo sát ảnh hưởng của nền đến phép đo AAS cho thấy nền mẫu có ảnh

hưởng đến kết quả đo. Mức độ ảnh hưởng của nó còn phụ thuộc vào nồng độ chất phân

tích. Nồng độ chất phân tích càng lớn thì ảnh hưởng của nền càng rõ ràng. Vì vậy chúng tôi

đã thiết lập đường chuẩn của các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd cho từng nền mẫu riêng biệt và

từng khoảng nồng độ riêng (trên cơ sở khảo sát sơ bộ khoảng nồng độ của các kim loại

trong dịch chiết) để đảm bảo tính chính xác của phép phân tích.

Cụ thể chúng tôi đã chuẩn bị các dung dịch chuẩn có nồng độ khác nhau của các ion

Cu2+

, Pb2+

, Zn2+

và Cd2+ từ dung dịch chuẩn gốc 1000 ppm và được pha vào các nền :

dung dịch CH3COONH4 1M (nền F1); dung dịch CH3COONH4 1M được axit hóa đến pH =

5 bằng dung dịch CH3COOH (nền F2); dung dịch NH2OH.HCl 0,04M trong CH3COOH

25% (nền F3); dung dịch CH3COONH4 trong dung dịch HNO3 20% (nền F4) và nước

cường thủy được đun nóng và định mức lại giống như quá trình phá mẫu tổng và F5 (nền

F5).

+ Với ion Cu2+ các dung dịch chuẩn ứng với các nền là

Nền từ F1 đến F4 : 0,2 ppm; 0,4 ppm; 0,6 ppm; 0,8 ppm; 1,0 ppm

Nền F5 : 0,5 ppm; 1 ppm; 2 ppm; 3 ppm; 4 ppm

+ Với ion Pb2+ các dung dịch chuẩn ứng với các nền là

Nền F1 và F4: 1 ppm; 2 ppm; 3 ppm; 4 ppm; 6 ppm

Nền F2, F3 và F5: 1 ppm; 4 ppm; 8 ppm; 12 ppm; 16 ppm

+ Với ion Zn2+ các dung dịch chuẩn ứng với các nền là

Nền từ F1 đến F5: 0,2 ppm; 0,4 ppm; 0,6 ppm; 0,8 ppm; 1,0 ppm

+ Với ion Cd2+ các dung dịch chuẩn ứng với các nền là

Nền từ F1 đến F5: 0,4 ppb; 0,8 ppb; 1,2 ppb; 1,6 ppb; 2,0 ppb

Đường chuẩn của các kim loại trong các nền khác nhau được thể hiện qua các hình

dưới đây.



46

3.3.1 Đường chuẩn của Cu

Hình 3.5 hình 3.6

Hình 3.7 hình 3.8

Hình 3.9

Hình 3.5 – 3.9 Đường chuẩn của Cu ở nền khác nhau

y = 0.061x + 0.000

R² = 0.997

y = 0.061x + 0.000

R² = 0.997

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Đ ộ h ấ p t h ụ ( A )

Nồng độ (ppm)

đường chuẩn Cu nền F1

y = 0.064x + 0.000

R² = 0.998

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.060.07

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2


Nồng độ (ppm)


y = 0.077x - 0.000

R² = 0.998

-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2


Nồng độ (ppm)


y = 0.079x + 0.001

R² = 0.998

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2


Nồng độ (ppm)


y = 0.059x + 0.004

R² = 0.997

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 1 2 3 4 5


Nồng độ (ppm)




47

3.3.2 Đường chuẩn của Pb

Hình 3.10 hình 3.11


Hình 3.14

Hình 3.10 – 3.14 Đường chuẩn của Pb ở nền khác nhau

y = 0.010x - 0.000

R² = 0.999

-0.01

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 1 2 3 4 5 6 7


Nồng độ (ppm)

đường chuẩn Pb nền F1

y = 0.010x - 6E-05

R² = 0.999

-0.01

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 1 2 3 4 5 6 7


Nồng độ (ppm)


y = 0.010x + 5E-05R² = 0.999

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 5 10 15 20


Nồng độ (ppm)


y = 0.011x + 0.001

R² = 0.998

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 5 10 15 20


Nồng độ (ppm)


y = 0.010x + 0.001

R² = 0.998

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 5 10 15 20


Nồng độ (ppm)




48

3.3.3 Đường chuẩn của Zn



Hình 3.19

Hình 3.15 – 3.19 Đường chuẩn của Zn ở nền khác nhau

y = 0.170x - 0.004

R² = 0.996

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2


Nồng độ (ppm)

đường chuẩn Zn nền F1

y = 0.170x + 0.001

R² = 0.997

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Đ ộ h ấ p t h ụ ( A

)

Nồng độ (ppm)


y = 0.197x + 0.01

R² = 0.991

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2


Nồng độ (ppm)


y = 0.154x - 0.002

R² = 0.997

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2


Nồng độ (ppm)


y = 0.169x + 0.003

R² = 0.995

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2


Nồng độ (ppm)




49

3.3.4 Đường chuẩn của Cd

Hình 3.8.a Hình 3.8.b

Hình 3.20 Hình 3.21

Hình 3.22 H ình 3.23

Hình 3.24

Hình 3.20 – 2.24 Đường chuẩn của Cd ở các nền khác nhau

Các đường chuẩn xây dựng đều có hệ số tương quan R 2 lớn gần bằng 1. Do đó, có

thể sử dụng các đường chuẩn này để xác định hàm lượng Cu, Pb, Zn, Cd trong các mẫu

thực.

y = 1.502x - 0.007

R² = 0.999

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.53

3.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5

đ ộ h ấ p t h ụ ( A )

nồng độ (ppb)

đường chuẩn Cd nền F1

y = 0.155x + 0.002

R² = 0.999

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.250.3

0.35

0 0.5 1 1.5 2 2.5


nồng độ (ppb)


Series1

Linear (Series1)

y = 0.158x + 0.002

R² = 0.999

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0 0.5 1 1.5 2 2.5


nồng độ (ppb)


y = 0.161x + 0.000

R² = 0.999

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0 0.5 1 1.5 2 2.5


nồng độ (ppb)


y = 0.171x + 0.004

R² = 0.999

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 0.5 1 1.5 2 2.5


nồng độ (ppb)




50

3.4 K hảo sát giới hạn phát hiện của phƣơng pháp đo

Giới hạn phát hiện được hiểu là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích mà hệ thống

phân tích còn cho tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa so với tín hiệu của mẫu trắng hay nền.

Trong đề tài, dựa trên khảo sát sơ bộ về nồng độ của các kim loại trong các dịch

chiết, chúng tôi đã áp dụng phương pháp F-AAS để phân tích hàm lượng của các kim loại

Cu, Pb và Zn. Còn kim loại Cd sử dụng kỹ thuật GF-AAS.

3.4.1 Khảo sát giới hạn phát hiện trong phép đo F - AAS

Để khảo sát giới hạn phát hiện của phương pháp đo F-AAS chúng tôi đo lặp lại 7

lần mẫu dung dịch chuẩn của Cu2+, Pb

2+, Zn

2+ với nồng độ tương ứng là 1 mg/l; 0,5 mg/l

và 1 mg/l. Chấp nhận sự sai khác giữa mẫu chuẩn và mẫu trắng không đáng kể, các điềukiện đo như khi lập đường chuẩn.

Kết quả được thể hiện trong các bảng dưới và được tính toán bằng phần mềm

Minitab 14 và Microsoft Office Excel 2007.

Bảng 3.4 Kết quả phân tích mẫu Cu2+ 1 mg/l

STT Hàm lƣợng đo đƣợc (mg/l) Độ thu hồi (%)

1 1.015 101.52 1.010 101

3 0.989 98.9

4 0.992 99.2

5 0.988 98.8

6 1.000 100

7 1.008 100.8

TB 1.0003 100.03

Giá trị trung bình: 1.0003 mg/l

Độ lệch chuẩn (S): 0.0109

Bậc tự do (n-1): 6

Giá trị chuẩn t tra bảng với độ tin cậy 99%: 3,143

GHPH = t x S = 3,143 x 0.0109 = 0.0343 mg/l



51

Bảng 3.5 Kết quả phân tích mẫu Pb2+ 0.5 mg/l


1 0,460 92

2 0,400 80

3 0,470 94

4 0,470 94

5 0,420 84

6 0,460 92

7 0,500 100

TB 0,454 91

Giá trị trung bình: 0,454 mg/l Độ lệch chuẩn (S): 0,0336



GHPH = t x S = 3,143 x 0,0336= 0,105 mg/l

Bảng 3.6 Kết quả phân tích mẫu Zn2+ 1 mg/l


1 0.995 99.50

2 0.992 99.20

3 0.997 99.70

4 1.015 101.50

5 1.008 100.80

6 1.018 101.80

7 0.990 99.00TB 1.0021 100.21

Giá trị trung bình: 1.0019 mg/l

Độ lệch chuẩn (S): 0.0114



GHPH = t x S = 3,143 x 0,00656 = 0.03583 mg/l



53

Các kết quả phân tích cho thấy phương pháp phân tích có độ chính xác cao, hiệu

suất thu hồi dao động trong khoảng từ 91,7 đến 101 %, đáp ứng được yêu cầu phân tích

lượng vết Cu, Pb, Zn và Cd trong mẫu môi trường.

3.6. K ết quả phân tích hàm lƣợng tổng của các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd

3 .6.1 Kết quả phân tích hàm lượng tổng kim loại Cu

Bảng 3.9 H àm lượng tổng của kim loại Cu trong các cột trầm tích ( mg/kg))

Cột SC01 Cột SC02 Cột SC03

1.1 68.8 2.1 74.5 3.1 79.2

1.2 72.5 2.2 90.3 3.2 80.3

1.3 86.9 2.3 71.1 3.3 73.61.4 86.9 2.4 81.2 3.4 73.8

1.5 93.0 2.5 79.6 3.5 75.5

1.6 80.4 2.6 78.1 3.6 60.8

1.7 77.0 2.7 70.4 3.7 55.4

1.8 74.3 2.8 66.0 3.8 59.5

2.9 63.2 3.9 55.4

3.10 70.0

3.11 37.8

Hình 3.25 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng tổng kim loại Cu theo chiều sâu

của 3 cột trầm tích SC01, SC02 và SC03

Từ đồ thị trên cho thấy hàm lượng của Cu trong cột SC01 biến động theo chiều

hướng tăng dần từ đoạn 1.1 (68,8 mg/kg) đến 1.5 (93.025 mg/kg) sau đó lại giảm dần đến

0

20

40

60

80

100

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

chiều sâu (cm)

h

à m l ƣ ợ n g m g / k

SC01

SC02

SC03



54

1.8 (74.275 mg/kg). Đối với cột SC02 quy luật biến đổi không được rõ ràng giá trị cực đại

là đoạn 2.2 (90.300 mg/kg) và có xu hướng giảm dần đến giá trị cực tiểu là đoạn 2.9

(63.175 mg/kg). Với cột SC03 xu hướng chung của nó là giảm dần từ đoạn 3.1 (79.225

mg/kg) đến 3.11 (37.825 mg/kg) trừ giá trị bất thường là đoạn 3.10.

So sánh kết quả phân tích hàm lượng tổng Cu trong 3 cột trầm tích sông Cầu với

trầm tích của một số khu vực sông khác cho thấy , hàm lượng tổng Cu trong 3 cột trầm tích

sông Cầu hơi cao hơn so với mẫu trầm tích bề mặt của một số điểm trên sông Nhuệ và

sông Đáy (từ 23,03 đến 88,13 mg/kg [6]), sông Sài Gòn (từ 14,3 đến 58,8 mg/kg) [10]

nhưng thấp hơn so với một số địa điểm khác như kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè ( trung bình

là 188 mg/kg [10]); Kênh Tân Hóa – Lò Gốm (trung bình là 404 mg/kg [10]).Để đánh giá sự ô nhiễm kim loại đồng chúng tôi đã so sánh với các tiêu chuẩn đánh

giá chất lượng trầm tích của Canada và của Mỹ. Theo tiêu chuẩn của Canada (SQG (2002))

hàm lượng của Cu trong trầm tích lớn hơn 56,1 mg/kg là mức ô nhiễm rất mạnh. Theo tiêu

chuẩn US EPA của Mỹ hàm lượng Cu lớn hơn 50 mg/kg là mức ô nhiễm nghiêm trọng.

Như vậy mức độ ô nhiễm kim loại Cu trong các cột trầm tích theo cả 2 tiêu chuẩn trên trên

đều là nghiêm trọng.

Nếu đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại Cu theo chỉ số tích lũy địa chất(Geoaccumulation Index : Igeo) thì giá trị Igeo của các cột trầm tích như sau:

Bảng 3.10 Giá trị I geo trong các cột trầm tích


1.1 -0.08 2.1 -0.04 3.1 -0.02

1.2 -0.06 2.2 0.04 3.2 -0.01

1.3 0.02 2.3 -0.06 3.3 -0.05

1.4 0.02 2.4 -0.01 3.4 -0.05

1.5 0.05 2.5 -0.02 3.5 -0.04

1.6 -0.01 2.6 -0.02 3.6 -0.13

1.7 -0.03 2.7 -0.07 3.7 -0.17

1.8 -0.05 2.8 -0.10 3.8 -0.14

2.9 -0.12 3.9 -0.17

3.10 -0.07

3.11 -0.34



55

Giá trị chỉ số tích lũy địa chất Igeo tr ong các cột trầm tích đều < 0 đồng nghĩa không

có sự ô nhiễm về Cu theo chỉ số tích lũy địa chất.

3.6.2 Kết quả phân tích hàm lượng tổng kim loại Pb trong 3 cột trầm tích Bảng 3.11 H àm lượng tổng Pb trong các cột trầm tích (mg/kg)


1.1 760 2.1 105 3.1 1035

1.2 567 2.2 96 3.2 323

1.3 472 2.3 89 3.3 491

1.4 369 2.4 91 3.4 618

1.5 962 2.5 92 3.5 453

1.6 842 2.6 82 3.6 265

1.7 650 2.7 68 3.7 110

1.8 689 2.8 90 3.8 82

2.9 87 3.9 72

3.10 68

3.11 60

0

200

400

600

800

1000

1200

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

chiều sâu (cm)

h à m l ƣ

ợ n g ( m g / k g

SC01

SC02

SC03

Hình 3.26 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng tổng kim loại Pb theo chiều sâu của




56

Từ kết quả phân tích và đồ thị cho thấy hàm lượng ion Pb2+ ở hai cột trầm tích SC01

và SC03 cao hơn nhiều so với cột SC02. Đối với cột SC01, hàm lượng Pb giảm dần từ

đoạn 1.1 (759.50 mg/kg) đến đoạn 1.4 (368.75 mg/kg) sau đó lại tăng đột ngột lên 961.50mg/kg ở cột 1.5 và giảm dần đến đoạn 1.8 (688.75 mg/kg). Ở cột SC03, hàm lượng Pb

cũng biến động rất mạnh từ giá trị cực đại ở đoạn 3.1 (1035.417 mg/kg) giảm xuống 323

mg/kg ở đoạn 3.2 sau đó tăng dần đến đoạn 3.4 và lại giảm dần đến giá trị 59,5 mg/kg ở

đoạn 3.11. Ở cột SC02, nhìn chung hàm lượng Pb thấp hơn so với 2 cột trên và ít biến đổi

giữa các đoạn khác nhau trong cột. Như vậy, qua đây có thể dự đoán rằng ở 2 khu vực cột

SC01 và SC03 nguồn phát thải Pb chủ yếu đến từ nguồn nước thải của các nhà máy , xínghiệp.

So sánh hàm lượng Pb trong 3 cột trầm tích sông Cầu với trầm tích của một số khu

vực khác cho thấy, hàm lượng Pb trong 3 cột trầm tích trên cao hơn nhiều so với mẫu trầm

tích của một số khu vực như: sông Nhuệ và sông Đáy ( 26,14 đến 89,77 mg/kg [6]); hồ

thủy điện Trị An ( 19,5 đến 50 mg/kg, [7]); sông Sài Gòn (3,31 đến 63,1 mg/kg, [10]);

kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè (19,9 đến 117 mg/kg, [10]. Điều này phần nào thể hiện mứcđộ ô nhiễm kim loại Pb ở khu vực 3 cột trầm tích trên.

Để đánh giá mức độ ô nhiễm chì, chúng tôi vẫn sử dụng tiêu chuẩn đánh giá ô

nhiễm trầm tích của Canada và Mỹ. Theo tiêu chuẩn của Canada hàm lượng Pb lớn hơn 96

mg/kg là mức ô nhiễm nghiêm trọng còn lớn hơn 108 mg/kg là mức gây ảnh hưởng đến

sức khỏe dân cư khu vực sống. Còn theo tiêu chuẩn US EPA của Mỹ hàm lượng tổng Pb

lớn hơn 60 mg/kg là mức ô nhiễm nghiêm trọng. Đối chiếu với 2 tiêu chuẩn trên đều cho

thấy mức độ ô nhiễm ở 2 cột SC01 và SC03 là rất nghiêm trọng và đã đến mức gây ảnh

hưởng đến sức khỏe của cư dân trong khu vực.

Nếu đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại Pb theo chỉ số tích lũy địa chất

(Geoaccumulation Index : Igeo) thì giá trị Igeo của các cột trầm tích như sau:



57

Bảng 3.12 Giá trị I geo trong các cột trầm tích


1.1 1.53 2.1 0.67 3.1 1.66

1.2 1.40 2.2 0.63 3.2 1.16

1.3 1.32 2.3 0.60 3.3 1.34

1.4 1.21 2.4 0.60 3.4 1.44

1.5 1.63 2.5 0.61 3.5 1.30

1.6 1.57 2.6 0.56 3.6 1.07

1.7 1.46 2.7 0.48 3.7 0.69

1.8 1.49 2.8 0.60 3.8 0.56

2.9 0.59 3.9 0.50

3.10 0.48

3.11 0.42

Như vậy theo chỉ số tích lũy địa chất thì mức độ ô nhiễm Pb chỉ ở mức trung bình.

3.6.3 Kết quả phân tích hàm lượng tổng kim loại Zn trong 3 cột trầm tích Bảng 3.13 H àm lượng tổng Zn trong các cột trầm tích (mg/kg)


1.1 328 2.1 313 3.1 375

1.2 338 2.2 300 3.2 328

1.3 375 2.3 343 3.3 331

1.4 368 2.4 313 3.4 284

1.5 358 2.5 350 3.5 303

1.6 313 2.6 275 3.6 303

1.7 355 2.7 263 3.7 280

1.8 348 2.8 308 3.8 215

2.9 285 3.9 228

3.10 230

3.11 178



58

0

100

200

300

400

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

chiều sâu (cm)

h à m l ƣ

ợ n g ( m

g / k g )

SC01

SC02

SC03

Hình 3.27 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng tổng kim loại Zn theo chiều sâu của


Từ kết quả phân tích và đồ thị cho thấy hàm lượng kim loại Zn trong 3 cột trầm tích

SC01, SC02 và SC03 không khác nhau quá nhiều. Quy luật biến đổi hàm lượng Zn ở cột

SC01 và SC02 có xu hướng cao lên ở các đoạn giữa và giảm dẫn đến các đoạn cuối, còn

cột SC03 thì có xu hướng chung là giảm dần khi xuống các đoạn sâu hơn.

Kết quả phân tích hàm lượng của Zn trong 3 cột trầm tích trên tương đương với hàm

lượng Zn trong một số mẫu trầm tích bề mặt thuộc lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy (có giá

trị từ 77,32 đến 544,62 mg/kg, [6]), cao hơn các cột trầm tích của hồ thủy điện Trị An (có

giá trị từ 52,875 đến 125 mg/kg, [7]) và thấp hơn so với một số mẫu trầm tích thuộc kênh

Nhiêu Lộc – Thị Nghè (có giá trị từ 349 đến 1453 mg/kg, [10]).

Đối chiếu với tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm Zn trong trầm tích như: tiêu chuẩn của

Canada hàm lượng tổng Zn lớn hơn 248 mg/kg là mức ô nhiễm mạnh còn lớn hơn 372

mg/kg là mức ô nhiễm rất mạnh; tiêu chuẩn của Mỹ US EPA hàm lượng Zn lớn hơn 200

mg/kg là mức ô nhiễm nghiêm trọng, đều cho thấy sự ô nhiễm kim loại kẽm ở cả 3 cột

SC01, SC02 và SC03 đều ở mức ô nhiễm mạnh và rất mạnh.

Khảo sát mức độ ô nhiễm kim loại Zn theo chỉ số tích lũy địa chất Igeo ta được bảng

giá trị sau:



59

Bảng 3.14 Giá trị I geo của Zn trong các cột trầm tích


1.1 0.49 2.1 0.47 3.1 0.55

1.2 0.51 2.2 0.46 3.2 0.49

1.3 0.55 2.3 0.51 3.3 0.50

1.4 0.54 2.4 0.47 3.4 0.43

1.5 0.53 2.5 0.52 3.5 0.46

1.6 0.47 2.6 0.42 3.6 0.46

1.7 0.53 2.7 0.40 3.7 0.43

1.8 0.52 2.8 0.47 3.8 0.312.9 0.43 3.9 0.34

3.10 0.34

3.11 0.23

Như vậy, nếu theo chỉ số tích lũy địa chất các cột trầm tích trên mới chỉ ô nhiễm

kim loại Zn ở mức độ trung bình.

3.6.4 Kết quả phân tích hàm lượng tổng kim loại Cd trong 3 cột trầm tích

Bảng 3.15 Hàm lượng tổng kim loại Cd trong các cột trầm tích ( mg/kg)


1.1 2.21 2.1 0.814 3.1 2.40

1.2 1.85 2.2 0.548 3.2 2.40

1.3 2.29 2.3 0.620 3.3 1.74

1.4 2.48 2.4 0.349 3.4 1.11

1.5 2.33 2.5 0.426 3.5 0.891.6 2.05 2.6 0.581 3.6 0.13

1.7 2.13 2.7 0.465 3.7 0.19

1.8 2.44 2.8 0.543 3.8 0.12

2.9 0.426 3.9 0.11

3.10 0.16

3.11 0.16



60

Hình 3.28 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng tổng kim loại Cd theo chiều sâu của

3 cột trầm tích SC01, SC02 và SC03

Từ kết quả phân tích và đồ thị so sánh cho thấy hàm lượng kim loại Cd trong cột

trầm tích SC01 cao hơn so với cột SC02 và SC03. Hai cột SC02 và SC03 hàm lượng Cd có

xu hướng giảm dần khi xuống các đoạn ở sâu, còn cột SC01 quy luật biến đổi hàm lượng

Cd không rõ ràng.

Để đánh giá mức độ ô nhiễm Cd chúng tôi sử dụng tiêu chuẩn đánh giá chất lượng

trầm tích của Canada. Theo đó các đoạn trầm tích trong cột SC01 đều ở mức ô nhiễm mạnh

và rất mạnh. Cột SC02 trừ đoạn 2.1 là ô nhiễm yếu các đoạn còn lại chưa bị ô nhiễm. Cột

SC03 đoạn 3.1 và 3.2 ô nhiễm rất mạnh, 3.3 ô nhiễm mạnh, 3.4 ô nhiễm trung bình, 3.5 ô

nhiễm yếu còn các đoạn còn lại từ 3.6 đến 3.11 đều chưa bị ô nhiễm.

Khảo sát mức độ ô nhiễm kim loại Cd theo chỉ số tích lũy địa chất Igeo ta được bảng

giá trị sau:

Bảng 3.16 Giá trị I geo của Cd trong các cột trầm tích


1.1 1.17 2.1 0.73 3.1 1.20

1.2 1.09 2.2 0.56 3.2 1.20

1.3 1.18 2.3 0.62 3.3 1.07

1.4 1.22 2.4 0.37 3.4 0.87

1.5 1.19 2.5 0.45 3.5 0.77

1.6 1.14 2.6 0.59 3.6 -0.07

1.7 1.15 2.7 0.49 3.7 0.11

1.8 1.21 2.8 0.56 3.8 -0.10

2.9 0.45 3.9 -0.12

3.10 0.01

3.11 0.01

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

chiều sâu (cm)

h

à m l ƣ

ợ n g ( m g / k g )

SC01

SC02

SC03



61

Như vậy theo chỉ số Igeo thì các cột trầm tích trên hầu hết là chưa ô nhiễm hoặc mới

chỉ ô nhiễm ở mức trung bình.

3.6.5 Mối tương quan về hàm lượng tổng giữa các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd trong các cột

trầm tích

Chúng tôi đã tiến hành khảo sát mối tương quan hàm lượng tổng giữa các kim loại

trong cùng một cột trầm tích. Kết quả như sau:

Bảng 3.17 H ệ số tương quan giữa hàm lượng tổng Cu, Pb, Zn và Cd

trong mỗi cột trầm tích

Cu Pb Zn Cd

SC01 Cu 0.013

0.975

0.590

0.124

0.608

0.110

Pb -0.547

0.161

-0.192

0.649

Zn 0.732

0.039

SC02 Cu 0.300

0.433

0.175

0.652

-0.160

0.681

Pb 0.576

0.104

0.420

0.261

Zn 0.096

0.805

SC03 Cu 0.687

0.020

0.796 0.003 0.711

0.014

Pb 0.814

0.002

0.710

0.014

Zn 0.798

0.003

(Trong mỗi ô, giá trị trên là hệ số tương quan Pearson còn giá trị dưới là giá trị độ

tin cậy P -value)



62

Từ kết quả xác định hệ số tương quan giữa các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd trong các

cột trầm tích và đồ thị so sánh ha ta thấy:

+ Ở cột SC01 chỉ có Zn và Cd là có mối tương quan với nhau với hệ số tương quanPearson = 0,732 và giá trị P-value = 0,039 < 0,05. Qua đây có thể dự đoán sự tích lũy hai

kim loại Zn và Cd trong cột trầm tích SC01 đến từ cùng một nguồn thải. Ở cột SC01 hàm

lượng của cả 4 kim loại Cu, Pb, Zn và Cd đều cao hơn so với 2 cột còn lại, điều này chứng

tỏ khu vực này rất gần với nguồn xả thải trực tiếp của các kim loại trên ra sông.

+ Ở cột SC02 không có kim loại nào có mối tương quan với nhau. Điều này chứng

tỏ sự tích lũy của các kim loại trên vào cột trầm tích SC02 không hoàn toàn đến từ cùng

một nguồn thải. Ở cột SC02 hàm lượng 2 kim loại Cd và Pb nhỏ hơn nhiều so với 2 cột

SC01 và SC03 chứng tỏ khu vực này ở xa nơi xả thải trực tiếp của 2 kim loại trên.

+ Ở cột SC03, giữa các kim loại đều có giá trị P-value < 0,05 và hệ số tương quan

Pearson khá lớn. Từ đó có thể dự đoán rằng các kim loại trên đến từ cùng 1 nguồn thải.

Đồng thời từ đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Zn và Cd theo

độ sâu cho thấy hàm lượng các kim loại trên ở cột SC03 biến đổi rất mạnh và nhìn chung

có xu hướng giảm rất rõ khi độ sâu tăng. Điều này chứng tỏ ở khu vực cột SC03, nguồn

phát thải của các kim loại trên tăng lên trong thời gian gần đây.

3.6 K ết quả phân tích hàm lƣợng các dạng kim loại Cu, Pb, Zn, Cd trong 3 cột trầm

tích

3.6.1 Kết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Cu



64

Như vậy, kim loại Cu chủ yếu tồn tại ở dạng cặn dư F5 (chiếm từ 66,43 đến 81,09

%). Ngược lại hàm lượng kim loại Cu ở dạng trao đổi F1 rất nhỏ (chỉ từ 0,78 đến 2,37 %) .

Kết quả này khá tương đồng với kết quả phân tích trầm tích sông Nhuệ, sông Đáy [6] và

trầm tích hồ thủy điện Trị An [7].

Hàm lượng kim loại Cu ở dạng F4 ( liên kết với hữu cơ) cũng rất nhỏ ( chỉ có giá trị

từ 1,31 đến 2,39 %) thấp hơn nhiều so với kết quả phân tích mẫu trầm tích Sông Nhuệ,

sông Đáy (khoảng từ 20 đến 30 %) và thủy điện hồ Trị An (khoảng 7 %), điều thể hiện các

cột trầm tích SC01, SC02 và SC03 có hàm lượng mùn và hữu cơ thấp.

Khảo sát chỉ số đánh giá mức độ rủi ro RAC của các đoạn trầm tích trong 3 cột trầm

tích trên của kim loại Cu cho thấy: giá trị của chúng đều nằm trong khoảng từ 9 đến 18,8 %

ứng với mức độ rủi ro trung bình.

Khảo sát mối tương quan về hàm lượng giữa các dạng từ F1 đến F5 trong từng cột

trầm tích bằng phần mềm Minitab 14 chúng tôi thu được kết quả sau:



65

Bảng 3.19 H ệ số tương quan về hàm lượng các dạng của Cu trong mỗi cột trầm tích

F1 F2 F3 F4

SC01

F2

0.405

0.320

F3-0.217

0.606

0.526

0.181

F40.014

0.974

0.472

0.238

0.112

0.792

F50.778

0.023

0.782

0.022

0.121

0.775

0.421

0.299

SC02

F20.745

0.021

F30.693

0.039

0.835

0.005

F40.838

0.005

0.895

0.001

0.898

0.001

F50.574

0.106

0.907

0.001

0.768

0.016

0.834

0.005

SC03

F20.84

0.00

F30.93

0.00

0.96

0.00

F40.76

0.01

0.92

0.00

0.90

0.00

F50.626

0.04

0.719

0.01

0.701

0.02

0.58

0.06

(Trong mỗi ô, giá trị trên là hệ số tương quan Pearson còn giá trị dưới là giá trị độ

tin cậy P -value) Từ kết quả cho thấy, hàm lượng kim loại Cu ở các dạng trong cột SC01 hầu hết

không tương quan với nhau. Từ đó chúng tôi đưa ra dự đoán nguồn phát thải kim loại Cu ở

khu vực này không ổn định. Các cột trầm tích SC02 và SC03 hàm lượng kim loại ở các

dạng rất tương quan với nhau điều này chứng tỏ nguồn phát thải kim loại Cu ở khu vực này

ổn định hơn. Từ sự tương quan tốt giữa các dạng F1 (dạng trao đổi), F2 (dạng liên kết với

cacbonat) và F5 (dạng cặn dư) của kim loại Cu với nhau chúng tôi suy đoán rằng nguồn

tích lũy Cu ở các khu vực trên chủ yếu đến từ nước thải của các cơ sở sản xuất công

nghiệp.



66

3.6.2 kết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Pb

Bảng 3.20 Hàm lượng các dạng của kim loại Pb (mg/kg) trong các cột trầm tích

Cột Đoạn

F1 F2 F3 F4 F5

Hàmlượng Phần trăm





SC01

1.129.2 3.7 350.0 43.9 173.3 21.7 42.5 5.3 202.5 25.4

1.222.5 3.8 245.0 41.5 136.7 23.1 44.2 7.5 142.5 24.1

1.314.2 3.0 191.7 40.5 76.7 16.2 28.3 6.0 163.0 34.4

1.410.8 2.9 143.3 38.9 75.0 20.4 25.0 6.8 114.0 31.0

1.547.5 5.0 448.3 46.9 216.7 22.7 60.8 6.4 183.3 19.2

1.6

36.7 4.5 383.3 46.8 173.3 21.2 63.3 7.7 162.8 19.9

1.725.0 3.8 300.0 45.3 141.7 21.4 40.8 6.2 155.5 23.5

1.834.2 4.7 340.0 47.2 148.3 20.6 33.3 4.6 164.5 22.8

SC02

2.1 6.2 5.7 35.0 31.9 22.0 20.0 9.2 8.4 37.4 34.1

2.2 3.9 3.9 31.7 32.0 24.6 24.8 7.5 7.6 31.4 31.7

2.3 2.4 2.6 33.3 35.7 21.4 22.9 8.6 9.2 27.6 29.6

2.4 2.4 2.6 26.7 29.3 21.8 23.9 8.8 9.7 31.4 34.5

2.5 4.2 4.4 33.3 35.2 21.4 22.6 10.3 10.9 25.6 27.0

2.6 2.3 2.6 31.7 36.4 19.2 22.1 9.1 10.5 24.8 28.5

2.7 2.5 3.6 21.7 31.4 16.6 24.1 6.2 9.0 22.0 31.9

2.8 3.2 3.4 36.7 39.2 17.6 18.8 9.5 10.2 26.6 28.4

2.9 1.6 1.8 33.3 37.7 19.4 21.9 9.6 10.8 24.6 27.8

SC03

3.1 52.0 5.1 400.0 39.6 260.0 25.7 23.7 2.3 275.0 27.2

3.2 13.5 4.1 116.7 35.1 88.3 26.6 18.4 5.5 95.5 28.7

3.3 17.2 3.6 156.7 33.2 148.3 31.4 18.6 3.9 131.3 27.8

3.431.6 5.0 258.3 40.6 175.0 27.5 21.9 3.4 149.3 23.5

3.5 19.6 4.2 175.0 37.6 126.7 27.2 19.2 4.1 124.5 26.8

3.6 13.5 5.0 98.3 36.6 71.7 26.7 16.8 6.3 68.3 25.4

3.7 4.8 4.3 28.3 25.2 33.3 29.6 11.5 10.2 34.5 30.7

3.8 4.0 4.8 18.3 21.9 26.7 31.8 11.1 13.2 23.8 28.3

3.9 2.3 3.1 15.0 20.4 21.7 29.4 11.4 15.5 23.3 31.6

3.10 2.0 2.9 13.3 19.5 21.7 31.7 12.1 17.7 19.3 28.2

3.11 1.6 2.7 15.0 24.8 20.0 33.1 12.1 20.0 11.8 19.4



67

K ết quả phân tích cho thấy kim loại Pb chủ yếu tồn tại ở dạng F2 (liên kết

cacbonat), F3 (liên kết với Fe - Mn oxit) và F5 (cặn dư). Hàm lượng kim loại Pb ở dạng F1

(trao đổi) tương đối nhỏ ( từ 1,8 đến 5,65 %) nhưng cao hơn so với mẫu trầm tích sông

Nhuệ, sông Đáy ( khoảng 0,1 %, [6] ) và mẫu trầm tích hồ Trị An ( khoảng 0,19 %, [7]).

Điều này thể hiện phần nào mức độ ô nhiễm của kim loại Pb trong trầm tích sông Cầu.

Ở dạng F2 (liên kết cacboonat), hàm lượng kim loại Pb tương đối cao ( từ 19,51 đến

46,87 %) đặc biệt là trong cột trầm tích SC01. Trong khi đó hàm lượng Pb ở dạng F2 ( liên

kết với cacbonat) trong mẫu trầm tích sông Nhuệ, sông Đáy cao nhất là 15 %; mẫu trầm

tích hồ Trị An vào khoảng 8,93 %.

Ở dạng F5 (cặn dư) hàm lượng kim loại Pb trong các cột trầm tích SC01, SC02 và

SC03 chỉ khoảng 19,16 đến 34,40 % nhỏ hơn so với hàm lượng Pb ở dạng F5 (cặn dư)trong trầm tích bề mặt sông Nhuệ, sông Đáy (từ 48 đến 65 %) và hồ Trị An ( 57,69 %).

K hảo sát chỉ số đánh giá mức độ rủi ro RAC của các cột trầm tích trên cho thấy:

+ ở cột SC01 chỉ số RAC có giá trị từ 41.87 đến 51,94 % ứng với mức độ rủi ro cao

và rất cao.

+ ở cột SC02 chỉ số RAC có giá trị từ 31.92 đến 42,61 % ứng với mức độ rủi ro

cao.

+ ở cột SC03 chỉ số RAC từ 22.44 đến 45,58 % ứng với mức độ rủi ro trung bình

và cao.

Như vậy từ kết quả khảo sát chỉ số rủi ro RAC cho thấy các cột trầm tích sông Cầu

đang bị ô nhiễm kim loại Pb ở mức độ rủi ro cao và rất cao đặc biệt là ở cột SC01.

Khảo sát mối tương quan giữa hàm lượng kim loại Pb ở các dạng trong mỗi cột trầm

tích chúng tôi thu được kết quả sau:



68

Bảng 3.21 H ệ số tương quan hàm lượng các dạng của Pb trong mỗi cột trầm tích

F1 F2 F3 F4

SC01

F20.980

0.000

F30.953 0.970

0.000 0.000

F40.825 0.832 0.858

0.012 0.010 0.006

F50.640 0.740 0.694 0.462

0.088 0.036 0.056 0.249

SC02

F20.363

0.337

F30.440 0.265

0.236 0.491

F40.161 0.757 0.134

0.679 0.018 0.731

F50.728 0.329 0.702 0.145

0.026 0.388 0.035 0.709

SC03

F20.995

0.000

F3 0.976 0.9900.000 0.000

F40.921 0.948 0.952

0.000 0.000 0.000

F50.982 0.989 0.991 0.934

0.000 0.000 0.000 0.000

Từ kết quả cho thấy, hàm lượng các dạng của kim loại Pb ở cột SC02 hầu như

không tương quan với nhau chứng tỏ nguồn phát thải Pb tại khu vực này không ổn định.

Còn ở cột SC01 và SC03 có mối tương quan với nhau tương đối tốt chứng tỏ nguồn phát

thải kim loại Pb ở khu vực này ổn định. Sự tương quan tốt giữa hàm lượng kim loại Pb ở

dạng F1 (trao đổi) và F5 (cặn dư) thể hiện rằng sự tích lũy kim loại Pb trong 3 cột trầm tích

sông Cầu trên đều chủ yếu từ nước thải của các cơ sở sản xuất công nghiệp.



69

3.6.3 Kết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Zn

Bảng 3.22 Hàm lượng các dạng của kim loại Zn (mg/kg) trong các cột trầm tích

Cột Đoạn

F1 F2 F3 F4 F5

Hàmlượng

Phần trăm

Hàmlượng

Phần trăm

Hàmlượng

Phần trăm

Hàmlượng

Phần trăm

Hàmlượng

Phần trăm

SC01

1.12.2 0.7 20.1 5.9 23.2 6.8 2.0 0.6 293 86.0

1.22.3 0.7 17.7 5.0 23.7 6.7 2.4 0.7 308 87.0

1.33.5 0.9 25.0 6.5 21.1 5.4 2.5 0.6 335 86.6

1.43.5 0.9 25.6 6.9 27.7 7.5 4.0 1.1 310 83.6

1.53.0 0.8 31.5 8.7 30.0 8.3 4.2 1.2 295 81.1

1.6 2.1 0.7 24.2 7.4 23.5 7.2 5.4 1.7 270 83.0

1.72.2 0.6 26.1 7.0 27.8 7.5 4.3 1.1 313 83.8

1.82.9 0.8 28.7 8.4 26.3 7.7 3.1 0.9 280 82.1

SC02

2.1 6.8 2.1 68.3 21.2 23.2 7.2 6.5 2.0 218 67.5

2.2 5.5 1.8 59.4 19.6 24.7 8.2 3.9 1.3 210 69.2

2.3 4.7 1.4 57.2 17.4 24.7 7.5 4.5 1.4 238 72.3

2.4 5.0 1.5 61.7 18.9 27.1 8.3 5.0 1.5 228 69.7

2.5 5.1 1.6 64.7 19.6 30.7 9.3 7.4 2.2 223 67.3

2.6 3.9 1.4 51.1 17.8 22.0 7.6 5.9 2.0 205 71.2

2.7 2.0 0.8 31.7 12.2 14.7 5.7 3.9 1.5 208 79.9

2.8 4.3 1.4 60.6 19.2 24.8 7.9 8.3 2.6 218 69.0

2.9 3.6 1.3 53.6 18.9 22.6 8.0 6.8 2.4 198 69.5

SC03

3.1 2.0 0.6 11.4 3.1 25.3 7.0 4.0 1.1 320 88.2

3.2 2.5 0.7 12.5 3.8 26.3 7.9 5.2 1.6 285 86.0

3.3 2.8 0.8 15.0 4.4 27.4 8.0 4.0 1.2 295 85.7

3.4 2.6 0.9 16.2 5.7 31.6 11.0 5.7 2.0 230 80.4

3.5 2.5 0.8 17.9 5.6 27.8 8.7 4.6 1.4 265 83.4

3.6 2.5 0.8 15.8 5.2 22.8 7.5 5.1 1.7 260 84.9

3.7 1.4 0.5 12.5 4.4 20.0 7.0 4.8 1.7 248 86.5

3.8 1.8 0.8 12.5 5.8 20.2 9.3 5.0 2.3 178 81.8

3.9 1.0 0.4 10.6 4.6 30.2 13.3 6.2 2.7 180 79.0

3.10 1.5 0.7 11.4 4.9 26.3 11.3 6.8 2.9 188 80.3

3.111.0 0.6 7.7 4.3 16.2 9.0 7.0 3.9 148 82.2



71

3.6.4 Kết quả phân tích hàm lượng các dạng của kim loại Cd

Bảng 3.23 H àm lượng các dạng của Cd (mg/kg) trong các cột trầm tích

Cột Đoạn

F1 F2 F3 F4 F5

Hàmlượng

Phần trăm

Hàmlượng

Phần trăm

Hàmlượng

Phần trăm

Hàmlượng

Phần trăm

Hàmlượng

Phần trăm

SC01

1.10.481 22.1 0.629 29.0 0.161 7.4 0.022 1.0 0.880 40.5

1.20.539 27.9 0.574 29.7 0.147 7.6 0.021 1.1 0.650 33.7

1.30.689 28.9 0.693 29.1 0.163 6.8 0.052 2.2 0.788 33.0

1.40.710 29.3 0.68 28.1 0.170 7.0 0.040 1.7 0.820 33.9

1.50.718 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

1.70.670 31.8 0.58 27.5 0.180 8.5 0.040 1.9 0.640 30.3

1.80.683 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 36.03.5 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.

K hảo sát mối tương quan về hàm lượng k im 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 phântích 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.

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 HồngQuân, 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

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

procedur e 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 sedimentquality guidelines for the protection of aquatic life, Summary tables, Updated.

In:Canadian Environmental Quality Guidelines 1999”, Canadian Council of

Ministers of the Environment, Winnipeg, Excerpt from Publication No. 1299; ISBN

1-896997-34-1.

36. Carlos A. Lucho - Constantino, Francisco Prieto- Garcia, Luz Maria Del Razo,



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 selectedmetals 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

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.

45.

Juan Liu, Yonggheng Chen, JinWang (2010), “Factor analysis and sequential



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.

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.

61. Rafael Pardo, Enrique Barrado, Lourdes Perez and Marisol Vega (1990) ,

“Determination and speciation of heavy metals in sediments of the Pisuaarga

River” , Water Research, vol. 24(3), pp. 373-379.

62. 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.

63. Sangjoon Lee, Ji- Won Moon and Hi-Soo Moon (2003), “Heavy metals in the

bed and suspended sediments of anyang River, Korea: Implication for water

quality”, Environmental Geochemistry and Health, vol. 25, pp. 433-452.



64. Schinder, P.W (1991), “The regulation of heavy metal in natural aquatic system, In

Heavy Metal in the Environment 1. (Ed) Vernet”, J-P. Elseveir, Amsterdam, pp. 95-

124.

65.

Tam, N.F.Y, Wong, Y.S (2000), “Spatial variation of heavy metal in surfacesediments of Hong Kong mangrove swamps”, Environmental Pollution, vol. 110,

pp. 195-205.

66. U.S EPA (1997), “Toxicological Benchmarks for Screening Contaminants of

Potential concern for Effects on Sediment - Associated Biota, Report of the

Sediment Criteria Subcommittee, Science Advusory Board”, ES/ER/TM-95/R4,

U.S environmental Protection Agency, Washington, DC.

67.

WHO (2006), “Element speciation in human health risk assessment,

Environmental Health criteria 234” , World Health Organization.

68. Wisconsin Department of Natural Resources (2003), “Consensus based

sediment quality guideline, Recommendations for Use & Application. Interim

Guidance” , Wisconsin Department of Natural Resources , Report WT-732 2003.

69. http://en.wikipedia.org/wiki/Sediment

Nghiên cứu xác định dạng Cu, Pb, Zn và Cd trong vài cột trầm tích thuộc lưu vực...

Documents

Transcript of Nghiên cứu xác định dạng Cu, Pb, Zn và Cd trong vài cột trầm tích thuộc lưu vực...