Luận văn phân tích dạng kim loại ni, cu, zn trong trầm tích sông nhuệ đáy1

MỞ ĐẦU
Lưu vực sông Nhuệ - Đáy thuộc phần Tây Nam của vùng đồng bằng Bắc
Bộ đang chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội, đặc biệt là của
các khu công nghiệp, khu khai thác và chế biến, các điểm dân cư… Sự ra đời và
hoạt động của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, các hoạt
động tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, các xí nghiệp kinh tế quốc phòng
cùng với các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang
thoát lũ…đã làm cho mơi trường nói chung và mơi trường nước nói riêng của lưu
vực sông Nhuệ - sông Đáy biến đổi nhiều, chất lượng nước của nhiều đoạn sông
đã bị ô nhiễm đến mức báo động [5]
Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2010 và định hướng 2020
đã xác định nhiều chương trình ưu tiên bảo vệ mơi trường lưu vực sông Nhuệ Đáy. Nhiều đề án nghiên cứu, đánh giá về các vấn đề môi trường của lưu vực đã
được triển khai, song kết quả đạt được cho đến nay chưa đủ để ngăn chặn và giảm
thiểu nguy cơ ô nhiễm cũng như đánh giá xu thế diễn biến của môi trường trong
lưu vực.
Trong số các tác nhân gây ô nhiễm, kim loại nặng là đối tượng được các nhà khoa
học quan tâm nhiều hơn bởi tính độc, tính bền vững và sự tích lũy sinh học của
chúng trong môi trường. Các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong các lưu
vực sông trên thế giới đã cho thấy hàm lượng các chất ô nhiễm này trong trầm tích
thường rất cao so với trong nước (>100.000 lần tại sông Elbe (CHLB Đức) và
1.000- 10.000 lần (sông Schuylkill)) [14]. Nguyên nhân là do hầu hết các kim loại
nặng đều ở dạng bền vững và có xu thế tích tụ trong trầm tích hoặc trong các thủy
sinh vật [44].
Do đó, để có thể xem xét một cách đầy đủ mức độ ô nhiễm kim loại nặng
của một nguồn nước khơng thể chỉ dựa trên các kết quả phân tích mẫu nước mà
cần tập trung nghiên cứu cả trong các mẫu trầm tích.
Kim loại trong trầm tích có thể bị hịa tan và đi vào mơi trường nước tùy
thuộc vào các điều kiện hóa lý của nước như hàm lượng tổng các muối tan, trạng
thái oxi hóa khử, các chất hữu cơ tham gia tạo phức với kim loại... [29,38,39,51].

Một tính chất quan trọng của các kim loại làm chúng khác biệt so với các tác nhân
gây ô nhiễm mơi trường đó là độc tính và mức độ đáp ứng sinh học của kim loại
trong trầm tích phụ thuộc vào các dạng hóa học của chúng, khi kim loại tồn tại ở
dạng trao đổi hoặc carbonat thì khả năng đáp ứng sinh học tốt hơn so với kim loại
được lưu giữ trong cấu trúc của trầm tích. Do vậy, trong nghiên cứu ơ nhiễm trầm
tích nếu chỉ phân tích hàm lượng tổng của các kim loại thì khơng phản ánh được
ảnh hưởng của chúng đến môi trường nước mà thay vào đó phải phân tích các
dạng tồn tại của chúng.
Kỹ thuật phân tích dạng đã được sử dụng rộng rãi để xác định kim loại
nặng trong trầm tích trong hơn hai thập kỷ qua [27]. Chiết chọn lọc cũng là một
phương pháp quan trọng trong phân tích dạng và xác định các kim loại trong các
mẫu trầm tích.
Phương pháp chiết trước đây chỉ gồm một giai đoạn có ưu điểm là tốc độ
nhanh và tương đối đơn giản nhưng lại vấp phải khó khăn lớn trong việc tìm kiếm
một thuốc thử duy nhất có hiệu quả để hồ tan một cách định lượng các dạng kim
loại mà không làm ảnh hưởng đến các dạng khác.
Hiện nay, nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng qui trình chiết liên tục nhiều
bước để chiết chọn lọc các dạng liên kết của kim loại trong trầm tích
[17,19,24,34,36,37,53], các quy trình chiết này chủ yếu dựa vào quy trình chiết 5
bước của Tessier và đã được cải tiến để tiết kiệm thời gian và phù hợp với các đối
tượng mẫu khác nhau. Theo quy trình này, kim loại trong trầm tích được chia
thành 5 dạng chính: Dạng trao đổi, dạng liên kết với carbonat, dạng hấp phụ trên
bề mặt Sắt-Mangan ở dạng oxi-hydroxit, dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ và
dạng bền nằm trong cấu trúc của trầm tích [20,32,41,42].
Trên cơ sở các vấn đề vừa mới đề cập, tôi lựa chọn đề tài “Phân tích dạng
kim loại Ni, Cu, Zn trong trầm tích sơng Nhuệ - Đáy” với mục tiêu cụ thể của đề
tài:
- Xác định hàm lượng trong các dạng hóa học của các kim loại Ni, Cu, Zn
trong trầm tích sơng Nhuệ - Đáy.
- Đánh giá sự khác biệt về hàm lượng kim loại nặng trong vùng nghiên cứu

theo không gian.


- Khảo sát sự tương quan giữa hàm lượng các kim loại Ni, Cu, Zn với nhau.
- Đánh giá nguy cơ ơ nhiễm của KLN trong trầm tích dựa vào tiêu chuẩn
Việt Nam và của một số nghiên cứu trên thế giới.
Để thực hiện được các mục tiêu trên luận văn có những nhiệm vụ sau:
-

Tìm hiểu các phương pháp phân tích hàm lượng tổng và dạng kim loại Ni,
Cu, Zn đang được áp dụng trên thế giới cũng như tại Việt Nam.

-

Dựa theo qui trình chiết liên tục chọn các điều kiện tối ưu trong q trình
xử lí mẫu, ghi đo phổ để phương pháp xác định hàm lượng các kim loại
Ni, Cu, Zn trong mẫu trầm tích có độ nhạy, độ chọn lọc và độ chính xác
cao.

Luận văn được thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm.
Các nội dung chính được thực hiện tại Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam.