Báo cáo khoa học NGHIÊN cứu KHẢ NĂNG TÍCH lũy CHÌ TRONG TRAI nước NGỌT

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯƠNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
NĂM HỌC 2014 - 2015

TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CHÌ TRONG TRAI NƯỚC NGỌT
Thuộc nhóm ngành khoa học: Quan trắc môi trường

ơ

HÀ NỘI, THÁNG 5 - 2015

1


MỞ ĐẦU
Ngày nay, nhiều nghiên cứu đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim
loại có vai trò cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con người. Tuy nhiên
nếu hàm lượng lớn chúng sẽ gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay mất cân
bằng của nhiều kim loại vi lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc,
máu, huyết thanh, ... là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau
hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong. Thậm chí, đối với một số kim loại
người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của chúng đến cơ thể.
Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua
đường tiêu hóa và hô hấp. Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công
nghiệp và sự đô thị hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm
trọng. Các nguồn thải kim loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào

nước, vào đất, vào thực phẩm rồi xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn
uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc.
Chì tồn tại và luân chuyển trong tự nhiên thường có nguồn gốc từ chất thải của
hầu hết các ngành sản xuất công nghiệp hoặc từ chất thải sinh hoạt của con
người. Chì là một kim loại độc hại, việc sử dụng chì đã gây ra ô nhiễm môi
trường và các vấn đề sức khỏe ở nhiều nơi trên thế giới. Nó là một chất độc tích
lũy ảnh hưởng đến nhiều hệ thống cơ thể, bao gồm thần kinh, huyết học, hệ tiêu
hóa, hệ tim mạch, thận. Pb tích tụ ở xương, cản trở chuyển hóa và gây độc cả cơ
quan thần kinh trung ương lẫn thần kinh ngoại biên. Hiện nay việc quan trắc
đánh giá ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu sử dụng phương pháp phân tích lý, hóa.
Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi phải tiến hành định kỳ với tần suất thu mẫu
cao, chỉ phản ánh tại thời điểm lấy mẫu. Việc sử dụng chỉ thị sinh học để đánh
giá kim loại nặng cụ thể là các loài hai mảnh vỏ là một lĩnh vực đã được nghiên
cứu rộng rãi trên thế giới và mang lại nhiều thành tựu qua trọng. Qua nhiều
nghiên cứu cho thấy khả năng tích lũy các kim loại nặng của các loài hai mảnh
vỏ cao hơn nhiều so với hàm lượng kim loại nặng có trong môi trường. Thông

2


qua phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mô của chúng, ta có thể đánh giá
được chất lượng môi trường chúng sinh sống.
Như chúng ta đã biết: Trai nước ngọt (Mollusca) là một loài sinh vật thân mềm
sống dưới nền đáy nên chúng dễ dàng tích lũy kim loại nặng, mặt khác chúng
chịu nhiều ảnh hưởng của chế độ nước, chế độ thủy văn hàng ngày. Điều đáng
nói là trai nước ngọt đang được sử dụng rộng rãi trong các món ăn gia đình nên
nếu sống trong môi trường ô nhiễm chì thì thành phần cơ thể của trai sẽ tích lũy
một lượng chì khi sử dụng có thể gây tổn hại đến sức khỏe con người. Vậy
lượng chì tích lũy trong cơ thể trai ở mức nào có thể gây ảnh hưởng tới sức khỏe
con người? Chúng ta muốn biết được nồng độ liều lượng ấy cần có một quá

trình tìm hiểu và phân tích.

Hình 1. Trai nước ngọt

Vì những lý do trên nên nhóm nghiên cứu chúng em chọn đề tài: “Nghiên
cứu khả năng tích lũy chì của trai nước ngọt trong phòng thí nghiệm.”

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Độc tính của các kim loại nặng

Kim loại nặng phân bố rộng rãi trên vỏ trái đất. Chúng được phong hóa từ
các dạng đất đá tự nhiên, tồn tại trong môi trường dưới dạng bụi hay hòa tan
trong nước sông hồ, nước biển, sa lắng trong trầm tích. Trong vòng hai thế kỷ
qua, các kim loại nặng được thải ra từ hoạt động của con người như: hoạt động
sản xuất công nghiệp (khai khoáng, giao thông, chế biến quạng kim loại...),
nước thải sinh hoạt, hoạt động sản xuất nông nghiệp (hóa chất bảo vệ thực vật,
thuốc trừ sâu diệt cỏ)… đã khiến cho hàm lượng kim loại nặng trong môi trường
tăng lên đáng kể.
Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người. Chúng là
các nguyên tố vi lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các này có ảnh hưởng
trực tiếp tới sức khỏe của con người. Sắt giúp ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là tác
nhân quan trọng trong hơn 100 loại Enzyme. Trên nhãn của các lọ thuốc
vitamin, thuốc bổ xung khoáng chất thường có Cr, Cu, Fe, Zn, Mn, Mg, K,
chúng có hàm lượng thấp và được biết đến như lượng vết. Lượng nhỏ các kim
loại này có trong khẩu phần ăn của con người vì chúng là thành phần quan trọng

trong các phân tử sinh học như hemoglobin, hợp chất sinh hóa cần thiết khác.
Nhưng nếu cơ thể hấp thu một lượng lớn các kim loại này, chúng có thể gây rối
loạn quá trình sinh lí, gây độc cho cơ thể hoặc làm mất tính năng của các kim
loại khác. [3]
Kim loại nặng có độc tính là các kim loại có tỷ trọng ít nhất lớn gấp 5 lần
tỷ trọng của nước. Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào quá trình inh
hóa trong cơ thể) và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và
đi vào cơ thể người). Các kim loại này bao gồm: Hg, Ni, Pb, As, Cd, Al, Pt, Cu,
Cr, Mn…Các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật gây độc tính. [10]
Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp, thức ăn hay
hấp thụ qua da được tích tụ trong các mô theo thời gian sẽ đạt tới hàm lượng gây
độc. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng kim loại nặng có thể gây rối loạn hành vi của
4


con người do tác động trực tiếp đến chức năng tư duy và thần kinh. Gây độc cho
các cơ quan trong cơ thể như máu, gan, thận, cơ quan sản xuất hoocmon, cơ
quan sinh sản, hệ thần kinh gây rối loạn chức năng sinh hóa trong cơ thể do đó
làm tăng khả năng bị dị ứng, gây biến đổi gen. Các kim loại nặng còn làm tăng
độ axit trong máu, cơ thể sẽ rút canxi từ xương để duy trì pH thích hợp trong
máu dẫn đến bệnh loãng xương. Các nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng hàm
lượng nhỏ các kim loại nặng có thể gây độc hại cho sức khỏe con người nhưng
chúng gây hậu quả khác nhau trên những con người cụ thể khác nhau.
Sự nhiễm độc kim loại nặng không phải là hiện tượng chỉ có trong thời
hiện đại. Các nhà sử học đã nói đến trường hợp ô nhiễm rượu vang và nước nho
do dùng bình chứa và dụng cụ đun nấu thức ăn làm bằng chì như là một nguyên
nhân làm suy yếu và sụp đổ đế quốc La Mã. Bệnh điên dại Alice ở Wonderland
hồi thế kỷ 19 ở những người làm mũ do họ đã dùng thủy ngân như một loại
nguyên liệu. Họ thường bị rối loạn ý thức do nhiễm độc thủy ngân. [3]
Sự nhiễm độc kim loại nặng đã tăng lên nhanh chóng từ những năm 50

của thế kỷ trước do hậu quả của việc sử dụng ngày càng nhiều các kim loại nặng
trong các ngành sản xuất công nghiệp. Ngày nay sự nhiễm độc mãn tính có thể
xuất phát từ việc dùng chì trong sơn, nước máy, các hóa chất trong quá trình chế
biến thực phẩm, các sản phẩm “chăm sóc con người” (mỹ phẩm, dầu gội đầu,
thuốc nhuộm tóc, thuốc đánh răng, xà phòng…). Trong xã hội ngày nay, con
người không thể tránh được sự nhiễm các hóa chất độc và các kim loại.
Độc tính của các kim loại nặng chủ yếu do chúng có thể sinh các gốc tự
do, đó là các phần tử mất cân bằng năng lượng, chứa những điện tử không cặp
đôi chúng chiếm điện tử từ các phân tử khác để lặp lại sự cân bằng của chúng.
Các gốc tự do tồn tại tự nhiên khi các phân tử của tế bào phản ứng với O 2 (bị ôxi
hóa ) nhưng khi có mặt các kim loại nặng – tác nhân cản trở quá trình ôxi hóa, sẽ
sinh ra các gốc tự do vô tổ chức, không kiểm soát được. Các gốc tự do này phá
hủy các mô trong toàn cơ thể gây nhiều bệnh tật. [6]

5


1.2. Chì và độc tính của chì
1.2.1 Khái quát chung về chì
a. Khái quát
Chì là một nguyên tố hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố
hóa học, viết tắt là Pb (Latin: Plumbum) và có số nguyên tử là 82. Chì có 2
trạng thái oxi hóa bền là Pb (II) và Pb (IV) và có bốn đồng vị là
207

204

Pb,

206

Pb,

Pb, 208Pb. Trong môi trường nó tồn tại dưới dạng ion Pb 2+ trong hợp chất hữu

cơ và vô cơ. Chì có số nguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền. Chì là kim
loại nặng (M= 207, d=11,3g/cm3) có tính mềm dát mỏng được sử dụng nhiều
trong công nghiệp và cuộc sống.
b. Tính chất vật lý
Số oxy hóa thường thấy +2, +4
Nhiệt độ nóng chảy 328o
Nhiệt độ sôi 1750o
Khối lượng riêng 11,3 g/cm3
Có tính chống ăn mòn cao và do thuộc tính này nó đươc sử dụng để chứa
các chất ăn mòn ( như axit sunfuric).
Chì dạng bột cháy cho ngọn lửa màu trắng xanh.
c. Tính chất hóa học
Chì bị oxy hóa tạo thành lớp oxy hóa màu xanh xám bao bọc trên mặt
bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxy hóa nữa.
Tương tác được với các nguyên tố halogen và nhiều nguyên tố không
kim loại khác.
Khi tác dụng với nước chì tách dần màng oxit bao bọc bên ngoài và tiếp
tục tác dụng.
Chì chỉ tương tác trên bề mặt với dung dịch axit Clohydric và axit
sunfuamic dưới 80%.
1.2.2. Độc tính của chì
Chì và hợp chất của nó tác động lên toàn bộ các cơ quan và hệ cơ quan,
những tổn thương đặc biệt nặng xuất hi ện trong hệ thống tạo máu, hệ tim
mạch, hệ thần kinh và hệ tiêu hóa. Đối với trẻ em, ngay cả với hàm lượng chì
nhỏ cũng ảnh hưởng đến sức khỏe, dẫn đ ến những rối loạn phát triển trí tuệ và

thể lực, các rối loạn thần kinh tâm lý, thiếu máu, giảm vitamin D trong máu ...
[4]


Con đường xâm nhập

6


-

Qua con đường hô hấp: do hít phải bụi, không khí, khói, hơi có chì.Trẻ

em tiếp xúc với các chất độc trong khí thở nhiều hơn so với người lớn (diện tích
tiếp xúc ở đường hô hấp và thể tích khí hít thở cho mỗi đơn vị cân nặng của trẻ
lớn hơn), Tốc độ lắng đọng chì ở phổi ở trẻ em cao gấp 2,7 lần so với người lớn.

Hình 1.1. Cơ quan hô hấp ở người
- Qua đường tiêu hóa: qua ăn uống. Trẻ em hấp thụ 0-50% lượng chì trong
thức ăn trong khi người lớn chỉ hấp thu 10-15%. Chế độ ăn thiếu dinh dưỡng
đặc biệt thiếu các ion như sắt, canxi, kẽm làm hấp thu chì qua đường tiêu hóa
tăng lên. Như vậy, những người sống ở khu vực ô nhiễm chì nếu chế độ ăn thiếu
các chất khoáng trên thì càng dễ bị ngộ độc chì.

7


Hình 1.2. Cơ quan tiêu hóa ở người
- Qua da: Tuy kém hơn so với hô hấp và tiêu hóa nhưng vẫn gây ngộ độc,
đăc biết khi tiếp xúc kéo dài. Oxit chì (thường gặp ở dạng hồng đơn, được dung

trong thuốc nam lưu hành bất hợp pháp) hấp thu dễ dàng qua da. Tỷ lệ diện tích
da cho mỗi đơn vị cân nặng của trẻ em cũng lớn hơn người lớn nên hấp thu chất
độc cũng nhiều hơn.

Hình 1.3. Cấu tạo da ở người
- Qua nhau thai, sữa mẹ: chì qua nhau thai nên mẹ bị ngộ độc chì thì con
cũng bị ngộ độc. Nồng độ chì trong máu của con bằng 80% nồng độ chì trong
máu mẹ. Chì có thể qua sữa mẹ tuy nhiên thong tin về con đương tiếp xúc này
chưa đầy đủ. [4]
1.3.

Tình hình nghiên cứu:

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Động vật hai mảnh vỏ thường được sử dụng để đánh giá ô nhiễm KLN vì
chúng có nhiều ưu điểm như phân bố rộng, số lượng nhiều, dễ định dạng, tích tụ
cao các chất ô nhiễm, có đời sống tĩnh tại nên dễ thu mẫu. Những loài động vật
hai mảnh vỏ đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều chương trình quan trắc ô
nhiễm trên thế giới.
Tích lũy kim loại nặng trong động vật thân mềm ở hồ Timsah, kênh Suez,
Ai Cập.
Nghiên cứu đã điều tra và so sánh sự tích lũy sinh học của các kim loại
nặng bằng hai động vật thân mềm và các loài khác nhau cũng như hàm lượng
kim loại nặng trong nước biển và trầm tích trong hồ Timsah. Cuối cùng nghiên
8


cứu mối tương quan nồng độ kim loại trong các kích thước khác nhau của động
vật thân mềm.[14]
Nghiên cứu nồng độ kim loại nặng trong động vật hai mảnh vỏ chính tại sông

Pearl, của tác giả Fang Zhar qiang.[11]
Nghiên cứu đánh giá kim loại nặng trong nhuyễn thể trong hệ thống thủy
sinh ô nhiễm.[15]
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Tình hình nghiên ở Việt Nam.
- Nghiên cứu sự tích lũy các kim loại nặng Pb, Cd, Zn, Cu trong một số loài
nhuyễn thể ở khu vực sông Đồng Nai, Tỉnh Đồng Nai.[7]
- Theo nghiên cứu của Đào Việt Hà (2002), hàm lượng các KLN trong Vẹm
(Perma viridis) tại đầm Nha Phu (Khánh Hòa): từ 0,03 - 0,21 ppm (tính theo
khối lượng tươi) đối với Cd; từ 0,14 - 1,13 ppm đối với Pb; và từ 0,54 - 1,81
ppm đối với Cu.
- Các nghiên cứu của Đặng Thúy Bình, (2006) cho thấy Ốc hương tích lũy
As với hàm lượng từ 0,052 -2,54 ppm, Cd từ 0,001 – 0,083 ppm, Cu từ 0,21 1,99 ppm; trong Vẹm xanh As tích lũy cao nhất ở nồng độ 1,76 ppm. [1]
- Theo nghiên cứu của Lê Thị Mùi (2007) về sự tích tụ chì và đồng của một
số loài nhuyễn thể tại một số điểm ven biển Đà Nẵng cho thấy hàm lượng
trung bình trong khoảng 1,13 – 2,12 đối với Pb và 7,15 – 16,52 đối với Cu.
[5]
- Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức (2008) “Xác định lượng
vết các kim loại nặng trong các loài trai ốc Hồ Tây – Hà Nội bằng phương
pháp ICP – MS”, Tạp chí phân tích hóa , lý và sinh học 2/2008 [9]
1.4.

Các phương pháp xác định chì hiện nay
1.4.1. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS
Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng

UV-VIS. Ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử của chất bền vững và
nghèo năng lượng. Đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với
năng lượng thích hợp chiếu vào thì các điện tử hoá trị trong các liên kết (л, ∂ , n)
sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng

lượng cao hơn. Hiệu số giữa hai mức năng lượng (cơ bản E O và kích thích Em)
9


chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ
phân tử của chất.[8]
* Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng
của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ
hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương
pháp định lượng phép đo:
A = K.C
Trong đó:

A: độ hấp thụ quang
K: hằng số thực nghiệm
C: nồng độ nguyên tố phân tích

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10 -5 - 10-7M và
là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.
Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao,
được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên với việc xác định Cd,
Pb thì lại gặp rất nhiều khó khăn do ảnh hưởng của một số ion kim loại tương tự.
Khi đó phải thực hiện các công đoạn che, tách phức tạp.
1.4.2. Phương pháp phát xạ nguyên tử
Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng nhưng
nếu bị kích thích thì các điện tử hoá trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái
có năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng
có xu hướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới
dạng các bức xạ. Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ của nguyên tử.
Phương pháp AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do

của nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng
lượng phù hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích
phổ AES như ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm
ứng (ICP)…
Nhìn chung, phương pháp AES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.10 -3 đến
n.10-4%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng
một mẫu. Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất,
10


nguyên liệu tinh khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương
thực, thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần
nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu.
1.4.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử
Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thì
nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng
thái cơ bản. Song nếu nguyên tử đang tồn tại ở trạng thái này mà chúng ta kích
thích nó bằng một chùm tia sáng đơn sắc có năng lượng phù hợp, có độ dài sóng
trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố đó, thì chúng sẽ hấp thụ
các tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp
thụ của nguyên tử. [8]
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên sự xuất hiện của phổ hấp thụ
nguyên tử khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và trong mức năng lượng
cơ bản.
Phương pháp này có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại
và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Do đó
nó được sử dụng rộng rãi trong các nghành: địa chất, công nghiệp hoá học, hoá
dầu, y học, sinh hoá, công nghiệp dược phẩm, nông nghiệp và thực phẩm…
1.5. Một số phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể
Tác giả Lê Thị Mùi đã vô cơ hóa mẫu động vật nhuyễn thể theo phương

pháp khô - ướt kết hợp sử dụng hóa chất HClO 4, HNO3 đặc, và H2O2 để xác
định Cu và Pb bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan xung vi phân cho kết quả
hàm lượng các kim loại là 1,13 – 2,12 µg/g đối với đồng và 7,15 – 16,25 µg/g
đối với Pb. [5]
Mohamed Maanan đã phá mẫu động vật thân mềm vùng biển bằng HNO 3
đặc để xác định hàm lượng các kim loại nặng. Sau đó sử dụng phương pháp
AAS cho kết quả hamg lượng các kim loại nặng như sau: Cd 7,2 mg/kg; Cu
26,8 mg/kg; Zn 292 mg/kg; Mn 20,8 mg/kg. [12]
Tác giả Locatelli đã dùng hỗn hợp H2SO4 và HNO3 phân hủy mẫu trai, ốc,
cá để xác định hàm lượng kim loại thông thường. Để xác định hàm lượng Hg
bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV- AAS) hỗn
hợp H2SO4 và K2Cr2O7 đã được sử dụng. Quy trình tỏ ra đơn giản, an toàn, mẫu
phân hủy tốt. [13]
11


Tác giả M. Lucila Lare, Gilberto Flores – Munozb, Ruben Lara – Lara đã
nghiên cứu đánh giá những biến đổi theo thời gian về hàm lượng Cd, Al, Hg,
Zn, Mn theo các tháng trong trai và rong biển. Tác giả đã đưa ra phương pháp
xử lý mẫu như sau: Mẫu trai được xử lý sạch và rửa bằng nước cất sau đó cho
vào cốc sạch sấy ở 700C đến khối lượng không đổi. Sau đó cân khoảng 1g mẫu
khô thêm lượng HNO3 xác định để phân hủy mẫu sau đó thêm H 2O2 để phá hủy
hoàn toàn lượng lipit khó tan. Đối với phá mẫu xác định Hg sau khi phá mẫu
bằng hỗn hợp HNO3 và H2SO4 tỉ lệ 2:1 cho thêm hỗn hợp KMnO4, H2O2.
Để phân hủy mẫu động vật nhuyễn thể, tác giả Sari Arias [23] thêm 2ml
HNO3 và 0,5 ml H2O2 vào 1g mẫu rồi tiến hành phân hủy mẫu trong lò vi sóng.

12

1.6.

Phương pháp áp dụng để nghiên cứu( Phương pháp quang phổ hấp
thụ nguyên tử -AAS)
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp xác định đặc

hiệu đối với hầu hết các nguyên tố kim loại, giới hạn định lượng của phương
pháp ở mức ppm đối với kỹ thuật ngọn lửa (F – AAS) và ở mức ppb đối với kỹ
thuật không ngọn lửa (GF – AAS). Do đó trong luận văn này chúng tôi chọn
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật không ngọn lửa để xác định
hàm lượng As, Cd và Pb trong động vật nhuyễn thể.
Đối với phương pháp xử lý mẫu, chúng tôi lựa chọn phương pháp vô cơ
hóa ướt. Đối với phương pháp này có thể xử lý mẫu trong kín với áp suất cao (lò
vi sóng) hoặc hệ hở ở điều kiện bình thường.
1.6.1. Nguyên tắc của phương pháp AAS.
Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản,
thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng
thái cơ bản. Song nếu nguyên tử đang tồn tại ở trạng thái này mà chúng ta kích
thích nó bằng một chùm tia sáng đơn sắc có năng lượng phù hợp, có độ dài sóng
trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố đó, thì chúng sẽ hấp thụ
các tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp
thụ của nguyên tử. [8]
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên sự xuất hiện của phổ hấp
thụ nguyên tử khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và trong mức năng
lượng cơ bản.
Phương pháp này có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim
loại và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử.
Do đó nó được sử dụng rộng rãi trong các nghành: địa chất, công nghiệp hoá
học, hoá dầu, y học, sinh hoá, công nghiệp dược phẩm, nông nghiệp và thực
phẩm …

1.6.2. Giới thiệu về kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa

13


Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa không
ngọn lửa ra đời sau kỹ thuật nguyên tử hóa trong ngọn lửa. Nhưng được phát
triển nhanh và hiện nay đang được ứng dụng rất phổ biến vì nó có độ nhạy rất
cao ( mức ppb). Do đó có thể phân tích lượng vết kim loại mà không nhất thiết
phải làm giàu sơ bộ các nguyên tố phân tích.
 Nguyên tắc của phép đo.
Dùng năng lượng nhiệt của dòng điện rất cao (300 – 500 A) để đốt nóng
cuvet graphite chứa mẫu phân tích để thực hiện nguyên tử hóa mẫu cho phép đo
AAS.
 Đặc điểm của phép đo.
- Mẫu để trong cuvet graphite
- Quá trình nguyên tử hóa diễn ra theo 3 giai đoạn chính kế tiếp: Sấy
mẫu, tro hóa luyện mẫu, và nguyên tử hóa để đo phổ.
- Trong môi trường khí trơ Argon, Nitơ, hay Heli.
- Nhiệt độ cao cuvet ( 2000- 33000 C).
- Nguyên tử hóa để đo phổ là tức khắc (ở giai đoạn 3, chỉ xảy ra từ 3- 5
giây).
- Phép đo có độ nhạy cao( 0,1- 10 ng/ml).
- Lượng mẫu nhỏ (10 – 50 µl) cho mỗi phép đo.
1.6.3 Hệ trang thiết bị của phép đo AAS không ngọn lửa
Dựa vào nguyên tắc của phép đo ta có thể mô tả hệ thống trang thiết bị
của máy phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật không ngọn lửa gồm các bộ phận sau:
Nguồn phát chùm sáng đơn sắc của nguyên tố phân tích.
- Đèn catot rỗng (Hollow cathode lamp – HCL)
- Đèn phát phổ liên tục đã biến hiệu (Deuterium Hollow cathode

lamp – D2).
14


Hình 1.4. Cấu tạo đèn catot rỗng

Hình 1.5. Cấu tạo đèn D2

Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng hệ đèn As – HCL, Cd – HCL, Pb –
HCL và đèn D2 (shimadzu)
* Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích theo kỹ thuật không ngọn lửa.
 Hệ lò graphite gồm có:
- Hộp lò, giá kẹp, cuvet graphite
- Hệ ống dẫn khí trơ Argon
- Hệ ống dẫn nước làm sạch hộp lò và cuvet
 Cuvet đựng mẫu để nguyên tử hóa ( trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng
cuvet graphite).

Hình 1.4. Cuvet graphite

Hình 1.5.Bộ phận nguyên tử hóa mẫu

 Nguồn năng lượng để nung cuvet: thế dùng 1 – 12V, dòng 10-600A
15


* Hệ thống quang học và Detector dùng để thu, phân li toàn bộ phổ của mẫu
và chọn vạch phổ hấp thụ cần đo hướng vào nhân quang điện để phát tín
hiệu của vạch phổ.
*Hệ thống chỉ thị kết quả: máy tính, máy in,…

Để tiến hành nghiên cứu xác định hàm lượng Pb, Cd trong động vật nhuyễn
thể chúng tôi xử dụng hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA – 6300
của hãng shimazu.

Hình 1.6. Hệ thống máy quang

16


Chương 2: QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM ĐỀ TÀI
2.1.Đối tượng nghiên cứu
Trai nước ngọt (Mollusca).
2.2. Địa điểm nghiên cứu
Nuôi tại nhà dân thuộc khu tái định cư Cầu Diễn.
2.3. Thời gian nghiên cứu
Từ tháng 10/2014 – 4/2015.
2.4. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu khả năng tích lũy chì của trai nước ngọt ở quy mô phòng thí
nghiệm.
2.5. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu khả năng tích lũy chì của trai ở các nồng độ khác nhau.
Cụ thể:
- Tiến hành nuôi trai trong môi trường nước ngọt, với mật độ trai ở các thùng là
như nhau.
- Trước khi nuôi trai, tiến hành phân tích hàm lượng Chì có trong trai và trong
nước nuôi trai.
- Sau một thời gian, thêm Chì với các nồng độ khác nhau vào mỗi thùng.
- Tiến hành định kì phân tích hàm lượng Chì có trong trai, trong nước, trong bùn
nuôi trai; từ đó đưa ra kết luận về khả năng tích lũy Chì trong trai nước ngọt.

17


2.6. Chuẩn bị cho nuôi trai
2.6.1. Khảo sát,lựa chọn địa điểm, vị trí lấy nước để phục vụ quá trình nghiên
cứu.
Bảng 2.1. Khảo sát và lựa chọn địa điểm lấy bùn.
Vị trí
1
2
3
4

5
6
7
8
9

Địa điểm
Hồ nước gần khu vực nhà văn
hóa Từ Liêm
Ao tù gần đường tàu Phú Diễn
Ao nhà dân – Làng Vân Trì,
Minh Khai
Ao tù thuộc khu vực đất canh
tác

Hiện trạng
Không chọn vì nước hồ sâu không

có khả năng lấy được bùn.
Chọn lấy bùn nuôi lần 1
Ao đang trong giai đoạn san lấp,
bùn bị lẫn với gạch và sỏi
Chọn lấy bùn nuôi lần 2, nhưng
sau đó phát hiện có vỏ bao thuốc
trừ sâu. Do đó không lựa chọn.
Ao nhà dân – Làng Vân Trì
Ao mới đào, lượng bùn còn ít.
Mương dẫn nước vào khu vực Có khả năng nhiễm hóa chất bao
vườn hoa Tây Tựu
vệ thực vật
Ao thuộc khu chăn nuôi gần Ao có diện tích rộng, mực nước
Học viện tài chính
sâu, khó lấy bùn.
Ao làng Nhân Mỹ - Mỹ Đình
Ao sâu, khó lấy bùn.
Ao thuộc khu vực thôn Ngọa Ao đang nạo, vét bùn; ao lâu năm,
Long, Minh Khai
bùn đặc => chọn lấy bùn nuôi lần
2

Hình 2.1. Ao thuộc khu chăn nuôi gần Học viện tài chính
2.6.2. Khảo sát, lựa chọn địa điểm, vị trí lấy nước để phục vụ quá trình
nghiên cứu

18


Hồ Phú Diễn: nước trong, quan sát bằng mắt thường không thấy bị ô

nhiễm, gần địa điểm nuôi trai => Chọn lấy nước hồ Phú Diễn để phục vụ mục
đích nuôi trai.
Ao làng Đình Thôn: nước trong, ao sâu, xa khu vực nuôi trai.
2.6.3.Mô tả thí nghiệ nuôi trai
* Khái quát: Tiến hành nuôi trai trong môi trường nước ngọt, với mật độ
trai ở khác nhau vào mỗi thùng. Tiến hành phân tích định kì hàm lượng Chì (Pb)
trong trai,từ đó đưa ra các kết luận về khả năng tích lũy Chì trong trai nước ngọt.
* Chuẩn bị: Các dụng cụ, trang thiết bị cần thiết để nuôi trai
Bảng 2.2: Dụng cụ, thiết bị.
STT

Nội dung

Kích thước

Số lượng

1

Thùng xốp.

Chiều dài: 580mm
Chiều rộng: 440mm
Chiều cao: 365mm
Diện tích mỗi thùng:
744600(mm2) =74,46(cm2)

04 cái

2

Lưới mắt cáo. Chiều dài: 1300 m.
Mắt lưới: 2.5 mm.

3

Bạt che.

Chiều dài: 4000m m.
Chiều rộng: 2500 mm.

4

Trai

-Con nhỏ nhất:
Chiều dài: 580 mm
Chiều ngang: 400 mm
Chiều dày: 240 mm
-Con to nhất:
Chiều dài: 900 m m
Chiều ngang: 500 mm
Chiều dày: 300 mm

5

Bùn

STT

Nội dung

01 cái.
01 cái.
6kg xấp xỉ 20
con/kg

04 thùng
Kích thước

Số lượng

19


Hình 2.3. Bùn

Hình 2.2.Thùng xốp

Hình 2.4. So sánh trai có kích thước
Hình 2.5. Số lượng trai
to nhất và bé nhất
a.Tiến hành nuôi trai đợt 1
*Quá trình lấy bùn
-Thời gian: Ngày 26/10/2014
-Quy trình tiến hành
Tiến hành đi lấy bùn, bùn được lấy tại ao, đựng trong thùng xốp và vận
chuyển về vị trí nuôi trai.
Số lượng bùn lấy là 04 thùng xốp có kích thước như trên.
Bùn lấy về đổ ra chậu, xô để nhào, trộn nhuyễn, nhặt sạch rác như: nilon,

cành cây, vỏ ốc,…
Sau đó chuyển bùn vào thùng xốp để tiến hành nuôi, lượng bùn cụ thể ở
mỗi thùng như sau:
Bảng 2.3. Độ dày bùn trong các thùng
Thùng
1
2
3
4

Độ dày bùn (mm)
180
180
190
200
20


*Quá trình lấy nước
-Thời gian: Ngày 28/11/20114
-Quy trình:
Thêm nước vào mỗi thùng,nước được lấy từ Hồ Phú Diễn, Cầu Diễn,
Nam Từ Liêm, HN.
Nước thêm vào đầy thùng, lượng nước cụ thể ở mỗi thùng đước thể hiện
trong bảng sau:
Bảng 2.4. Độ cao của nước trong mỗi thùng.
Thùng
1
2
3

4

Độ cao nước (mm)
135
135
125
115

Hình 2.6. Đo lượng nước và bùn trong mỗi thùng

21


* Quá trình thả trai
- Để nước tĩnh trong vòng 10 ngày để tạo môi trường ổn định cho quá trình nuôi
trai, sau 10 ngày đó bổ sung thêm nước vào đầy các thùng trước khi tiến hành
thả trai.
- Trước khi thả trai phải khuấy đều bùn với nước.
- Số lượng: Số lượng trai thả vào mỗi thùng là 33-34 con /thùng.
- Kích thước trai dao động trong khoảng sau:
Bảng 2.5. Kích thước của trai
Kích thước nhỏ nhất (mm)
Kích thước lớn nhất (mm)
Chiều dài
580
900
Chiều ngang
400
500
Chiều cao

240
300
- Mật độ trai trong mỗi thùng được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.6. Mật độ của trai trong mỗi thùng.
Mật độ (con/cm2)
0,44
0,44
0,46
0,46

Thùng
1
2
3
4

Hình 2.7.Số lượng trai được thả vào mỗi thùng

22


Hình 2.8.Thả trai
- Đậy lưới mắt cáo, che bạt tránh sự ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài.

23


Kết luận: Sau ngày 08/12/2014 đã hoàn thành sơ bộ về quá trình nuôi trai.

Hình 2.9.Hoàn thiện quá trình nuôi trai

Thùng

Thể tích nước (lít)

1

34,5

2

34,5

3

32

4

32

2.6.4. Quá trình thêm hóa chất
*Chuẩn bị
- Hóa chất cần thêm vào mỗi thùng là Pb
- Chuẩn bị Pb gốc 1000 ppm
- Chuẩn bị dung dịch chì làm việc 100ppm
Thể tích nước trong mỗi thùng được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.7. Thể tích nước trong mỗi thùng.
24

+ Hàm lượng Chì trong các thùng
Khi tiến hành phân tích mẫu nước ban đầu trước khi thêm Chì vào. Kết
quả thu được hàm lượng Chì trong mẫu nước đem phân tích là 0,102 mg/l.
So sánh với QCVN 08/2008/BTNMT ta thấy hàm lượng Chì trong nước xấp xỉ
gấp 2 lần so với hàm lượng Chì cho phép quy định trong nước mặt (hàm lượng
Chì cho phép trong nước mặt là 0,05 mg/l).
Thùng 1 không thả thêm Chì, duy trì ở hàm lượng Chì gấp 2 lần QCVN
08/2008/BTNMT.
Thùng 2: Hàm lượng Chì 0,251 mg/l.
Thùng 3: Hàm lượng Chì 0,510 mg/l.
Thùng 4: Hàm lượng Chì 1,030 mg/l.
* Nhận xét: Sau khi tiến hành thả chì 10 ngày thì thấy trai ở thùng số 3 và
thùng số 4 có hiện tượng chết. Sau 4 ngày tiếp theo, trai trong hai thùng này gần
như chết toàn bộ, thùng 1 và thùng 2 bắt đầu có hiện tượng chết =>Khó khăn
trong việc thực hiện đề tài
- Lí do
+ Do điều kiện thời tiết lạnh
+ Do hàm lượng Chì thả vào quá cao.

25