Phân tích và đánh giá xu hướng ô nhiễm của một số kim loại nặng trong trầm tích lõi tại vùng ven biển Quảng Ninh và Huế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-----------------------

Vũ Tiến Thành

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG Ô NHIỄM CỦA MỘT
SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH LÕI TẠI VÙNG
VEN BIỂN QUẢNG NINH VÀ HUẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-----------------------

Vũ Tiến Thành

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG Ô NHIỄM CỦA MỘT
SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH LÕI TẠI VÙNG
VEN BIỂN QUẢNG NINH VÀ HUẾ

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Từ Bình Minh
Hà Nội - 2016


Lời cảm ơn
Lời đầu tiên, em bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn thầy PGS.TS Từ Bình
Minh, người đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em hoàn thành luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Sau đại học Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên và Ban chủ nhiệm Khoa Hóa học đã tạo điều kiện tốt nhất
cho tôi trong quá trình học tập tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, anh chị trong Bộ môn Hóa Phân
tích – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình
làm thực nghiệm.
Em xin gửi tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Đại học Quốc Gia Hà Nội đặc biệt là các thầy cô trong khoa Hóa Học lòng tri
ân sâu sắc.
Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã luôn động viên,
khích lệ, giúp đỡ tôi tận tình trong suốt thời gian qua.

Hà Nội, ngày 02 tháng 03 năm 2016
Học viên

Vũ Tiến Thành


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ....................................................................................3

1.1.Tổng quan về kim loại nặng................................................................................3
1.1.1.Tính chất và độc tính của một số kim loại nặng .....................................3
1.1.1.1. Asen (As).............................................................................................4
1.1.1.2. Cadmium (Cd) .................................................................................4
1.1.1.3. Chì (Pb) ...........................................................................................5
1.1.1.4. Kẽm (Zn) .........................................................................................5
1.1.1.5. Đồng (Cu) .......................................................................................6
1.1.1.6. Thủy ngân (Hg) ................................................................................6
1.2. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng ở vùng cửa sông, ven biển Việt nam và trên thế
giới........................................................................................................................7
1.2.1. Sự ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới...................................................7
1.2.2. Sự ô nhiễm kim loại nặng ở Việt nam ..................................................10
1.3. Các phƣơng pháp phân tích kim loại nặng..........................................................14
1.3.1. Phƣơng pháp huỳnh quang....................................................................14
1.3.2. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)...............................14
1.3.3. Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (AES)...............................15
1.3.4. Phƣơng pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) …….....…..15
1.4. Các phƣơng pháp xử lý mẫu trầm tích.................................................................18
1.5. Phƣơng pháp xác định tuổi của của trầm tích, tốc độ bồi lắng đáy biển bằng kỹ
thuật đồng vị

210

Pb.....................................................................................................20

1.5.1. Xác định tuổi tuyệt đối của trầm tích.....................................................20


1.5.2. Phƣơng pháp xác định tốc độ sa lắng trầm tích sử dụng kỹ thuật
210

210

Pb,

Po

………………………………………………........……………………...…..22

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................24
2.1. Địa điểm nghiên cứu............................................................................................24
2.2. Nôi dung và phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................26
2.2.1. Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu................................................26
2.2.2. Phƣơng pháp xử lý mẫu trầm tích..........................................................27
2.3. Hóa chất và thiết bị..............................................................................................28
2.3.1. Hóa chất…………………………………..……………..……..............28
2.3.2. Dụng cụ thí nghiệm ………………………………………….……...29
2.3.3.Thiết bị………………………………….……………………………..43
2.4. Phƣơng pháp phân tích…………………………………………………………29
2.4.1. Phƣơng pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP- MS)……...……29
2.4.2 Các thông số đánh giá độ tin cậy của phƣơng pháp phân tích…………32
2.4.2.1. Khoảng tuyến tính………………………………………………..….32
2.4.2.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp phân
tích………………………………………………………………….………..33
2.4.2.3. Độ chụm (độ lặp lại) của phƣơng pháp……………………….……34
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..............................................................35
3.1. Đánh giá phƣơng pháp phân tích ........................................................................35
3.1.1. Đƣờng chuẩn phân tích các kim loại......................................................35
3.1.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng ...........................................38
3.1.3. Độ lặp lại của phép đo và quy trình phân tích mẫu trầm tích................40

3.1.3.1. Độ lặp lại của của phép đo ICP MS....................................................40
3.1.3.2. Độ lặp lại của quy trình phân tích mẫu trầm tích thực........................42
3.1.4. Đánh giá hiệu suất thu hồi trên mẫu trầm tích thực tế...........................43
3.2. Kết quả phân tích hàm lƣợng kim loại nặng trong các mẫu trầm tích ................44
3.3. Thảo luận về kết quả phân tích ...........................................................................47
3.3.1. Sự phân bố của kim loại nặng trong các lớp trầm tích............................47


3.3.1.1. Sự phân bố của kim loại nặng trong trầm tích lõi ở vị trí QN15 theo độ
sâu....................................................................................................................47
3.3.1.2. Sự phân bố các kim loại nặng trong trầm tích lõi ở vị trí QN27 theo
độ sâu. .............................................................................................................48
3.3.2. Đánh giá sơ bộ xu thế ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích ở vùng
biển Quảng Ninh..............................................................................................51
3.3.3.. So sánh mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích ở biển Quảng
Ninh so với các tiêu chuẩn, các vùng biển khác trên thế giới ........................58
KẾT LUẬN………………………………………………………….……………...63
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................64


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

MỞ ĐẦU
Biển Việt Nam có điều kiện tự nhiên tƣơng đối thuận lợi, giàu tài nguyên,
mức độ đa dạng sinh học cao với nhiều hệ sinh thái đặc thù, đại diện cho khu vực và
thế giới. Tuy nhiên, tài nguyên, các nguồn lợi biển đang bị khai thác quá mức và
thiếu bền vững. Đa dạng sinh học biển trên đà suy thoái nhanh. Chức năng sinh thái
và năng suất sinh học của các hệ sinh thái biển bị ảnh hƣởng. Nguồn lợi hải sản giảm

nhanh, ở nhiều vùng biển gần bờ đang bị suy kiệt. Chất lƣợng nƣớc biển đang có xu
hƣớng suy giảm.
Tài nguyên và môi trƣờng biển đã đóng góp phần quan trọng cho những thành
tựu chung của đất nƣớc, nhƣng cũng đang phải đối mặt với suy thoái, cạn kiệt, ô
nhiễm và mất cân bằng sinh thái, sụt giảm năng suất sinh học. Hoạt động dân
cƣ ven biển phát sinh nhiều loại chất thải ra môi trƣờng và thải đổ vào biển qua hệ
thống sông ngòi, kênh rạch. Lƣợng chất thải này liên tục gia tăng, mạnh nhất là ở các
đô thị ven biển, nơi tập trung các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội và thu hút lao
động từ các tỉnh, thành phố trong cả nƣớc. Chất thải và nƣớc thải sinh hoạt từ các
dịch vụ du lịch là nguyên nhân trực tiếp làm ô nhiễm nguồn nƣớc mặt ở khu vực gần
các khách sạn, nhà nghỉ, nơi cung ứng dịch vụ du lịch. Ở Việt Nam, nƣớc thải khu
vực ven biển, trong đó du lịch là nguồn đóng góp chính, chiếm 1/4 tổng lƣợng nƣớc
thải trên cả nƣớc. Khả năng gây ô nhiễm từ hoạt động hàng hải là rất lớn, đặc biệt là
ô nhiễm do nƣớc thải từ các phƣơng tiện vận tải. Nƣớc thải thƣờng phát sinh từ
phƣơng tiện hàng hải, nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu biển, cảng biển, bãi và kho
chứa hàng. Trong đó, nƣớc thải công nghiệp từ tàu biển thƣờng chứa hàm lƣợng dầu
khoáng, hóa chất tẩy rửa và kim loại nặng cao đe dọa làm giảm chất lƣợng nƣớc biển
khu vực tiếp nhận nƣớc thải.
Trong số các tác nhân gây ô nhiễm, kim loại nặng là đối tƣợng đƣợc các nhà
khoa học quan tâm nhiều hơn bởi tính độc, tính bền vững và sự tích lũy sinh học của
chúng trong môi trƣờng. Các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong các lƣu vực
sông trên thế giới đã cho thấy hàm lƣợng các chất ô nhiễm này trong trầm tích
thƣờng rất cao so với trong nƣớc. 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. Do

1


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

đó, để có thể xem xét một cách đầy đủ mức độ ô nhiễm kim loại nặng của một nguồn
nƣớc không thể chỉ dựa trên các kết quả phân tích mẫu nƣớc mà cần tập trung nghiên
cứu cả trong các mẫu trầm tích. Tuy nhiên các nghiên cứu về kim loại nặng trong
trầm tích biển ở Việt Nam hiện nay vẫn còn rất ít. Các nghiên cứu này vẫn còn chƣa
đẩy đủ, tỷ lệ nghiên cứu nhỏ nên kết quả còn nhiều hạn chế. Sự thiếu hụt thông tin
này đã gây khó khăn cho công tác quy hoạch sử dụng bền vững tài nguyên thiên
nhiên vùng ven biển Việt Nam.
Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và phổ khối plasma cao tần cảm ứng (ICP-MS)
là 2 trong số các phƣơng pháp đƣợc dùng để xác định hàm lƣợng các kim loại nặng
trong các mẫu trầm tích. Trong đó ICP-MS là phƣơng pháp phân tích hiện đại nhất
hiện nay dùng để xác định đồng thời hàm lƣợng kim loại nặng trong các mẫu trầm
tích với độ đúng cao và tốn ít thời gian phân tích. Chính vì vậy trong luận văn này tôi
dùng phƣơng pháp ICP- MS để xác định hàm lƣợng các kim loại nặng trong mẫu
trầm tích lõi ở một số vùng ven biển.
Đứng trƣớc thực trạng ô nhiêm môi trƣờng ngày càng gia tăng và sự cần thiết
của việc nghiên cứu sự ô nhiễm các kim loại nặng trong trầm tích mà chúng tôi chọn
nghiên cứu đề tài: “Phân tích và đánh giá xu hướng ô nhiễm của một số kim loại
nặng trong trầm tích lõi tại vùng ven biển Quảng Ninh và Huế”. Tuy nhiên trong
quá trình lấy mẫu gặp rất nhiều khó khăn do việc lấy mẫu trầm tích ở xa biển khơi
nên chúng tôi chỉ lấy mẫu trầm tích ở vùng biển Quảng Ninh. Tôi hy vọng rằng kết
quả nghiên cứu của mình có thể phần nào đánh giá sơ bộ hàm lƣợng kim loại nặng
trong trầm tích lõi vùng ven biển Quảng Ninh, góp phần nhỏ vào việc xây dựng cơ sở
dữ liệu khoa học cho việc định hƣớng sử dụng bền vững tài nguyên, bảo vệ môi
trƣờng ở vùng ven biển.

2

Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về kim loại nặng
1.1.1. Tính chất và độc tính của một số kim loại nặng
Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học không độc khi ở dạng nguyên tố tự
do nhƣng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết với
các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm. Đối
với con ngƣời các nguyên tố kim loại nặng gây độc nhƣ chì, thủy ngân, nhôm, asen,
cadimi, niken… Một số kim loại nặng đƣợc tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho
sức khỏe con ngƣời, chẳng hạn nhƣ sắt, kẽm, magie, coban, molipden và đồng mặc dù
với lƣợng rất ít nhƣng nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa. Tuy nhiên, ở mức
thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh vật. Các
nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính
cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi
thức ăn. Các nguyên tố này bao gồm thủy ngân, niken, chì, asen, cadimi, nhôm, platin
và đồng ở dạng ion kim loại. Chúng đi vào cơ thể qua các con đƣờng hấp thụ của cơ
thể nhƣ hô hấp, tiêu hóa và qua da. Nếu kim loại nặng đi vào cơ thể và tích lũy bên
trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất
hiện. Do vậy ngƣời ta bị ngộ độc không những với hàm lƣợng cao của kim loại nặng
mà cả khi với hàm lƣợng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lƣợng gây độc. Tính
độc hại của các kim loại nặng đƣợc thể hiện qua:
(1) Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn
trong một vài điều kiện môi trƣờng, ví dụ thủy ngân.
(2) Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuổi thức ăn có
thể làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thƣờng và sau cùng gây nguy hiểm cho sức
khỏe của con ngƣời.
(3) Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng

0.1-10 mg.L-1 [52], [15], [50].
Những năm gần đây, ảnh hƣởng nghiêm trọng của As đối với sức khỏe con
ngƣời cũng đã đƣợc báo cáo ở Ấn Độ, Trung Quốc, Bangladesh. Ƣớc tính có đến hàng
triệu ngƣời có nguy cơ bị ngộ độc do ngộ độc As. Việt Nam có khoảng 10 triệu ngƣời ở

3


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

đồng bằng sông Hồng, 500 ngàn đến 1 triệu ngƣời ở Đồng Bằng Sông Cửu Long bị ngộ
độc mãn tính do uống nƣớc giếng khoang có chứa arsen. Tƣơng tự, sự tích tụ Cd trong
gan và thận của động vật chăn thả ăn cỏ ở Úc và New Zealand gây ảnh hƣởng đến tiêu
thụ sản phẩm thịt trong nƣớc và xuất khẩu ra nƣớc ngoài. Dƣới đây là nguồn phát sinh,
sự phân bố và độc tính của các kim loại nặng [18], [35].
1.1.1.1. Asen (As)
Asen phân bố nhiều nơi trong môi trƣờng, chúng đƣợc xếp thứ 20 trong những
nguyên tố hiện diện nhiều trong lớp vỏ của trái đất, hiện diện ít hơn Cu, Sn nhƣng nhiều
hơn Hg, Cd, Au, Ag, Sb, Se.
Tác hại của asen đối với sức khỏe con ngƣời: Tính độc của asen phụ thuộc rất
nhiều vào bản chất của các hợp chất mà nó hình thành, đặc biệt là hoá trị. Asen hoá trị 3
độc hơn rất nhiều so với asen hoá trị 5. Tính độc của asen vô cơ (tri ôxit asen) đối với
con ngƣời đã đƣợc biết từ lâu. Liều lƣợng gây chết ngƣời khoảng 50-300 mg nhƣng
phụ thuộc vào từng cá thể. Những biểu hiện của ngộ độc asen mãn tính bao gồm: yếu
ớt, mất phản xạ, mệt mỏi, viêm dạ dày, viêm ruột kết, chán ăn, giảm cân, rụng tóc,...
Con ngƣời bị nhiễm độc asen lâu dài qua thức ăn hoặc không khí dẫn đến bệnh tim
mạch, rối loạn hệ thần kinh, rối loạn tuần hoàn máu, móng giòn dễ gãy với những vạch
trắng ngang móng, rối loạn chức năng gan, thận. Ngộ độc asen cấp tính có thể gây buồn

nôn, khô miệng, khô họng, rút cơ, đau bụng, ngứa tay, ngứa chân, rối loạn tuần hoàn
máu, suy nhƣợc thần kinh,… [22], [19].
1.1.1.2. Cadimi (Cd)
Cd hiện diện khắp nơi trong lớp vỏ của trái đất với hàm lƣợng trung bình khoảng
0,1 mg.kg-1. Tuy nhiên hàm lƣợng cao hơn có thể tìm thấy trong các loại đá trầm tích
nhƣ đá trầm tích phosphate biển thƣờng chứa khoảng 15 mg.kg-1. Hàng năm sông ngòi
vận chuyển một lƣợng lớn Cd khoảng 15000 tấn đổ vào các đại dƣơng. Hàm lƣợng Cd
đã đƣợc báo cáo có thể lên đến 5 mg.kg-1 trong các trầm tích sông và hồ, từ 0,03 đến 1
mg.kg-1 trong các trầm tích biển. Hàm lƣợng Cadimi trung bình trong đất ở những vùng
không có sự hoạt động của núi lửa biến động từ 0,01 đến 1 mg.kg-1, ở những vùng có
sự hoạt động của núi lửa hàm lƣợng này có thể lên đến 4,5 mg.kg-1. Tuy nhiên theo
Murray (1994) hàm lƣợng Cd trong đất hiện diện trung bình 0,06 -1,1 ppm [56], [37].

4


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

Cadimi đƣợc biết gây tổn hại đối thận và xƣơng ở liều lƣợng cao. Nghiên cứu
1021 ngƣời đàn ông và phụ nữ bị nhiễm độc Cd ở Thụy Điển cho thấy nhiễm độc kim
loại này có liên quan đến gia tăng nguy cơ gãy xƣơng ở độ tuổi trên 50. Bệnh itai-itai là
bệnh do sự ngộ độc Cd trầm trọng. Tất cả những bệnh nhân với bệnh này điều bị tổn hại
thận, xƣơng đau nhức trở nên giòn và dễ gãy [56].
1.1.1.3. Chì (Pb)
Hàm lƣợng chì trung bình trong thạch quyển ƣớc khoảng 1,6x10 -3 phần trăm
trọng lƣợng, trong khi đó trong đất trung bình là 10-3 phần trăm và khoảng biến động
thông thƣờng là từ 0,2x10-3 đến 20x10-3 phần trăm. Chì hiện diện tự nhiên trong đất với
hàm lƣợng trung bình 10-84 ppm [37].

Trong cơ thể ngƣời, chì trong máu liên kết với hồng cầu, và tích tụ trong xƣơng.
Khả năng loại bỏ chì ra khỏi cơ thể rất chậm chủ yếu qua nƣớc tiểu. Chu kì bán rã của
chì trong máu khoảng một tháng, trong xƣơng từ 20-30 năm. Các hợp chất chì hữu cơ
rất bền vững độc hại đối với con ngƣời, có thể dẫn đến chết ngƣời [58], [44].
Những biểu hiện của ngộ độc chì cấp tính nhƣ nhức đầu, tính dễ cáu, dễ bị kích
thích, và nhiều biểu hiện khác nhau liên quan đến hệ thần kinh. Con ngƣời bị nhiễm độc
lâu dài đối với chì có thể bị giảm trí nhớ, giảm khả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, xáo trộn
khả năng tổng hợp hemoglobin có thể dẫn đến bệnh thiếu máu. Chì cũng đƣợc biết là
tác nhân gây ung thƣ phổi, dạ dày và u thần kinh đệm Nhiễm độc chì có thể gây tác hại
đối với khả năng sinh sản, gây sẩy thai, làm suy thoái nòi giống [30], [51], [24].
1.1.1.4 Kẽm (Zn)
Hàm lƣợng kẽm trung bình trong đất và đá thông thƣờng gia tăng theo thứ tự:
cát (10-30 mg.kg-1), đá granic (50 mg.kg-1), sét (95 mg.kg-1), và bazan (100 mg.kg-1).
Theo Murray (1994) hàm lƣợng kẽm hiện diện tự nhiên trong đất 17-125 ppm. Cháy
rừng phát tán một lƣợng lớn kẽm vào không khí. Khoảng 7600 tấn kẽm mỗi năm ở mức
độ toàn cầu phán tán vào không khí do cháy rừng. Sự phong hoá địa chất là một trong
những nguyên nhân phóng thích kẽm vào môi trƣờng [37].
Hấp thụ nhiều kẽm có thể gây nôn, tổn hại thận, lách làm giảm khả năng hấp thu
đồng và gây bệnh thiếu máu liên quan đến sự thiếu hụt đồng. Hấp thụ kẽm trong khẩu
phần ăn hàng ngày > 1000 mg gây nôn, sốt, tổn hại thận và lách, từ 200-500 mg/ngày

5


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

gây xáo trộn dạ dày, buồn nôn, hoa mắt. Hấp thụ kẽm > 100 mg/ngày gây giảm sự hấp
thụ đồng [21].

1.1.1.5 Đồng (Cu)
Đồng đƣợc tìm thấy tự nhiên trong các khoáng nhƣ cuprite (Cu2O), malachite
(Cu2CO3.Cu(OH)2), azurite (2CuCO3.Cu(OH)2), chalcopyrite (CuFeS2), chalcocite
(Cu2S), và bornite (Cu5FeS4) và trong nhiều hợp chất hữu cơ. Ion đồng (II) gắng kết
qua ôxy đối với các tác nhân vô cơ nhƣ H2O, OH-, CO32-, SO42-,...đối với các tác nhân
hữu cơ qua các nhóm nhƣ phenolic và carboxylic. Vì vậy hầu hết đồng trong tự nhiên
phức hợp với các hợp chất hữu cơ.
Trong đá nham thạch đồng biến động từ 4-200 mg.kg-1, trong đá trầm tích 2-90
mg.kg-1 [55].
Đồng đƣợc xem là một trong những nguyên tố cần thiết đối với sự phát triển của
con ngƣời, tuy nhiên sự tích tụ đồng với hàm lƣợng cao có thể gây độc cho cơ thể.
Cumings (1948) đã phát hiện đồng thực sự là tác nhân độc hại đối với các bệnh nhân
Wilson và khám phá rằng gan và não của những bệnh nhân này có chứa hàm lƣợng kim
loại này rất cao [57].
1.1.1.6 Thủy ngân (Hg)
Thủy ngân hiện diện và tồn tại trong tự nhiên ở nhiều dạng khác nhau: kim loại,
vô cơ và hữu cơ (metyl và etyl thủy ngân). Tất cả những dạng này có tính độc khác
nhau và có thể ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời. Trong môi trƣờng đất, dạng cation
Hg2+ hiện diện là phổ biến nhất. Sự tích tụ thủy ngân trong đất có khuynh hƣớng tƣơng
quan với hàm lƣợng vật chất hữu cơ. Hàm lƣợng thủy ngân trong tự nhiên cao nhất đã
đƣợc báo cáo trong đất ngập nƣớc và đất than bùn. Hàm lƣợng thủy ngân trong đất trên
thế giới trung bình 0,02-0,41 ppm Nồng độ thủy ngân trong nƣớc đại dƣơng trung bình
0,001-0,004 μ.L-1 và nồng độ Hg gia tăng gần các cửa sông chịu ảnh hƣởng từ công
nghiệp
Khi thủy ngân kết hợp với các hợp chất hữu cơ và bị biến đổi bởi các vi khuẩn
và vi sinh vật trong nƣớc và trầm tích hình thành các hợp chất khác nhất là metyl thủy
ngân rất độc, bền và tích tụ trong chuỗi thức ăn. Trong môi trƣờng biển, hệ vi sinh vật
có thể chuyển nhiều hợp chất thủy ngân vô cơ thành metyl thủy ngân và hợp chất này

6

Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

dễ dàng phóng thích từ trầm tích vào nƣớc, sau đó có thể tích tụ trong các sinh vật sống.

LUẬN
Luận văn “Phân tích và đánh giá xu hướng ô nhiễm của một số kim loại
nặng trong trầm tích lõi tại vùng ven biển Quảng Ninh và Huế” đã thực hiện thu
thập thông tin, khảo sát, lấy mẫu, phân tích mẫu và bƣớc đầu sơ bộ đánh giá mức độ ô
nhiễm kim loại nặng trong các mẫu trầm tích ven biển Quảng Ninh. Luận văn đã áp
dụng việc phân tích xác định một số kim loại nặng để nghiên cứu ô nhiễm môi trƣờng
và các xu hƣớng thời gian của các chất gây ô nhiễm trong trầm tích của khu vực ven
biển Quảng Ninh. Tổng hợp các quá trình nghiên cứu ở trên, luận văn đã thu đƣợc
những kết quả cụ thể nhƣ sau:
1. Thẩm định quy trình xác định hàm lƣợng của 10 kim loại nặng (Cu, Pb, Cd,
Zn, Fe, Co, Ni, Cr, As, Hg) trong mẫu trầm tích bằng phƣơng pháp ICP-MS bao gồm :
Xây đƣờng chuẩn các kim loại, xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng, độ lặp
lại, hiệu xuất thu hồi của phƣơng pháp phân tích. Áp dụng quy trình phân tích này định
lƣợng các kim loại nặng trong 18 mẫu trầm tích lõi.
2. Bƣớc đầu đánh giá sơ bộ xu thế ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích ở vùng
biển Quảng Ninh. Hàm lƣợng As, Fe, Pb có xu hƣớng tăng từ năm 1972 -2014. Hàm
lƣợng Cr trong 30 năm trở lại đây khá cao khoảng 290mg/kg (cao gấp 1,8 lần so với
QCVN). Các kim loại còn lại Ni, Co, Cd, Cu, Zn, Hg đều không thấy xu thế tăng lên,
hoặc có hàm lƣợng rất nhỏ.
3. So sánh hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích ở biển Quảng Ninh với các
tiêu chuẩn, với các vùng biển khác trên thế giới.
Hàm lƣợng kim loại Cr vùng biển miền Quảng Ninh cao 2,5 lần so với tiêu

chuẩn của Canada, Hoa Kỳ và Trung Quốc. Các kim loại nặng Cu, Pb, Cd, Zn, Hg, As
trong trầm tích đều thấp hơn so với QCVN, Tiêu chuẩn Canada, Hoa Kỳ, Trung Quốc.
Nhìn chung hàm lƣợng kim loại trong trầm tích ở biển Quảng Ninh ở mức độ trung
bình so với các vùng biển California (Hoa Kỳ), Vịnh Quanzhou, biển Bắc Hải (Trung
Quốc), biển Aegean…
Cuối cùng chúng tôi rất hy vọng kết quả của luận văn này sẽ góp phần nhỏ vào
quá trình đánh giá hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích biển Việt Nam, từ đó có thể

7


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

đóng góp một phần vào công tác nghiên cứu bảo vệ môi trƣờng.

8


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, Tổng cục biển và hải đảo Việt nam, Cục điều tra và
kiểm soát tài nguyên môi trƣờng biển (2013), dự án: Kiểm soát ô nhiễm môi trường
biển do các hoạt động kinh tế - xã hội vùng biển Quảng Ninh – Hải Phòng, Đà nẵngQuảng Nam và Bà Rịa Vũng Tàu- Thành phố Hồ Chí Minh, tr. 26-29 .
2. Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, Tổng cục Môi trƣờng, Vụ Khoa học và Công nghệ, vụ

Pháp chế (2012), QCVN 43: 2012/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng trầm tích, Công báo/Số 639 + 640, tr. 64 - 65.
3. Bùi Phƣơng Thúy (2014), Phân tích hàm lượng và đánh giá sự phân bố một số kim
loại nặng trong nước biển và trầm tích ở vùng biển miền Trung, Việt Nam, Luận văn
thạc sĩ, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, tr. 33 - 38.
4. Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, Nguyễn Nhƣ Hà Vy (2007), Nghiên cứu
địa hóa môi trường một số kim loại nặng trong trầm tích sông rạch TP Hồ Chí Minh,
Tạp trí Phát Triển Khoa Học và Công Nghệ, tập 10 số 0 .
5. Nguyễn Quang Long (2013), Nghiên cứu định lượng mức độ ô nhiễm trong trầm tích
biển ở vịnh Hạ Long bằng kỹ thuật hạt nhân, đề tài cấp bộ, tr. 4 - 10.
6. Phạm Luận (2004), Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ khối nguyên tử
(ICP-MS), Khoa Hóa, Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội, tr. 123 - 128.
7. Phạm Luận (2004), “Giáo trình những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân
tích”. Khoa Hóa, Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội, tr. 37 - 39.
8. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc Gia
Hà Nội, Hà Nội tr. 4 - 10.
9. Phạm Kim Phƣơng, Nguyễn Đình Tứ, Nguyễn Vũ Thanh (2001), Hiện trạng kim loại
nặng trong trầm tích tại Khu Sinh Quyền Cần giờ, Tạp trí Sinh Học số 33, tr. 1 - 2.
10. Tạ Thị Thảo (2010), Giáo trình Thống kê trong hóa phân tích, Đại học Khoa học tự
Nhiên -Đại học Quốc gia Hà Nội tr. 4 - 14.
11. Trần Hoàng Mai (2012), Nghiên cứu sự ô nhiễm Mangan trong nước giếng khoan và
sự tích lũy trong cơ thể người dân tại xã Thượng Cát, huyện Từ Liêm, Hà Nội, Luận
văn thạc sĩ, Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội, tr. 30 - 31.

9


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

12. Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức (2008)“Xác định lượng vết kim
loại nặng trong các loài trai ốc Hồ Tây – Hà Nội bằng phương pháp ICP – MS”.
Tạp chí phân tích hóa, lý và sinh học 2/ 2008 tr. 32 - 35.
13. Trung tâm Thông tin công tác tƣ tƣởng, Cục Chính trị Quân chủng Hải quân (2007),
Biển và hải đảo Việt Nam, Hà Nội tr. 10 - 14.
Tiếng Anh
14. Al Moaruf Olukayode Ajasa, Muibat Olabisi Bello, Asiata Omotayo Ibrahim, Isiaka
Ajani Ogunwande, Nureni Olayide Olawore (2004), “Heavy trace metals and
acronutrients status in herbal plants of Nigeria”, Food Chemistry, No. 85, p. 67–71
15. Alkorta I, Hernández-Allica Becerril JM, Amezaga I, Albizu I, Garbisu C. (2004),
Recent findings on the phytoremediation of soils contaminated with environmentally
toxic heavy metals and metalloids such as zinc, cadmium, lead, and arsenic, Rev
Environ Sci Biotechnol 3, pp. 71-90.
16. AOAC Official Methods of Analysis (2012), Guidelines for Standard Method
Performance Requirements, Appendix F, AOAC International.
17. A.T. Townsend and I. Snape (2008), “Multiple Pb sources in marine sediments near the
Australian Antarctic Station, Casey”, Science of The Total Environment, Volume 389,
Issues 2-3, Pages 466-474
18. Berg Michael, Caroline Stengel, Pham Thi Kim Trang, Pham Hung Viet, Mickey
L.Sampson, Moniphea Leng, Sopheap Samreth, David Fredericks (2007), Magnitude of
arsenic pollution in the Mekong and Red River Deltas -Cambodia and Vietnam,
Science of the Total Environment 372, pp. 413–425
19. Bissen M, Frimmel F. H (2003), Arsenic- a Review, Part 1: Occurrence, Toxicity,
Speciation, Mobility, Acta hydrochim, hydrobiol: 31, pp. 1, 9-18
20. Bryan G. W, Langstone W.J. (1992), Bioavailability, accumulation and effects of heavy
metals in sediments with special reference to United Kingdom estuaries: a review,
Environmental Pollution 76, pp. 89-131
21. Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang. (2001). “Highly sensitive
spectrofluorimetric determination of trace amount of Chromium with 2-hydroxy- 1naphtaldehyene- 8- aminoquinoline”, Analytical letters, 34(8), p.1341- 1352

22. Clark R. B, Chris Frid, Martin Attrill (1997), Marine Pollution, 4th Edition.

10


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành
OxfordUniversity Press.

23. Dong Yan-Jie, Ke Gai (2006), “The application of gibberellic acid to the determination
of trace amounts of lead by spectrofluorimetry”, Journal of the Chinese Chemical
Society, Vol 52, no 6, pp. 1131-1135
24. Ernest Hodgson, Patricia E. Levi (2000), Modern Toxicology, 2nd Edition. McGraw
Hill.
25. F.Queirolo, S.Stegen, M.Restovic, M.Paz, P.Ostapzuk, M.J.Schwuger, L.Munoz (2000)
“ Total arsenic, lead, anh cadmium levels in vegetables cultivated at the Andean
villages of northern Chile”.vol 255, issues 1-3, p 75-84.
26. G. Grimmer and H. Bohnke (1977), Sedimentary Record

of Heavy

Metals and

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Lake Constance, Biochemisches Institut fur
Umweltcarcinogene
27. Hoang Thi Thanh Thuy, Nguyen Nhu Ha Vy, Tu Thi Cam Loan (2007),
"Anthropogenic Input of Selected Heavy Metals (Cu, Cr, Pb, Zn and Cd) in the Aquatic
Sediments of Hochiminh City, Vietnam", Water Air Soil Pollut, 182, pp.
28. Ivor E Dreosti (1996), Zinc: Nutritional aspects, report of international meeting,

Adelaide pp. 89-92.
29. Jozep Szkoda and Jan Zmudzki (2005), “Determination of lead and cadmium in
biological material by graphite furnace atomic absorption spectrometry method”, Bull
Vet Inst Pulawy 49, pp. 89-92.
30. Lars Jarup (2003), Hazards of heavy metal contamination, British Medical Bulletin
68, pp. 167-182.
31. M. Bettinellia, G. M. Beone, S. Speziaa and C. Baffi, “Determination of heavy
metals in soils and sediments by microwave-assisted digestion and inductively
coupled plasma optical emission spectrometry analysis”, Analytica Chimica Acta,
424 (2), p. 289-296; 10/2000.
32. MacFarlane G. R, Burchett M. D (2002), Toxicity, growth and accumulation
relationships of copper, lead and zinc in the grey mangrove Avicennia marina (Forsk.)
Vierh
33. Matschullat. J (2000), Arsenic in the Geosphere -A Review, Sci. Total Environ. 249,
pp.297-312.

11


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

34. Marcos Pérez-López, María Hermoso de Mendoza, Ana López Beceiro and Francisco
Soler Rodríguez (2008), “Heavy metal (Cd, Pb, Zn) and metalloid (As) content in
raptor species from Galicia (NW Spain)”, Ecotoxicology and Environmental
Safety, Volume 70, Issue 1, Pages 154-162.
35. McLaughlin M J, Hamon R E, McLaren R G, Speir T W, Roger S L (2000), A
bioavailability-based rationale for the controlling metal and metalloid contaminants of
agricultural land in Australia and New Zealand, New Zealand Journal of Agricultural

Research 38, pp. 1037-1048.
36. Mohamed Maanan (2008), “Heavy metal concentrations in marine molluscs from the
Moroccan coastal region”, Environmental Pollution, Volume 153, Issue 1, Pages 176183
37. Murray B. McBride (1994), Environmetal Chemistry of Soils, Oxford University Press.
38. Mustafa Soylak, Sibel Saracoglu, Umit Divrikli and Latif Elcic, “Coprecipitation of
heavy metals with erbium hydroxide for their flame atomic absorption spectrometric
determinations in environmental samples”, Talanta, 66 (5), p. 1098-1102 ; 2/2005.
39. Mustafa Türkmen, Aysun Türkmen, Yalçın Tepe, Alpaslan Ateş and Kutalmış Gökkuş
(2008), “Determination of metal contaminations in sea foods from Marmara, Aegean
and Mediterranean seas: Twelve fish species”, Food Chemistry, Volume 108, Issue
2, Pages 794-800
40. N. Pourreza and K. Ghanemi (2009), “Determination of mercury in water and fish
samples by cold vapor atomic absorption spectrometry after solid phase extraction on
agar modified with 2-mercaptobenzimidazole”, Journal of Hazardous
Materials, Volume 161, Issues 2,9 February 2009, page 928-987
41. Neda

Vdovic,

Gabriel

Billon,

Cedric

Gabelle,

Jean-Luc

Potdevin

(2006),

Remobilization of metals from slag polluted sediments (Case Study: The canal of the
Deule River, northern France), Environmental Pollution 14, pp. 359-369.
42. Nga Thi Thu Pham, , Alexandra Pulkownik and Rodney T. Buckney (2007), "
Assessment of heavy metals in sediments and aquatic organisms in West Lake (Ho
43. Tay), Hanoi, Vietnam", Lakes and Reservoirs, 12, pp. 285 - 294.
44. Peter A. Tanner, Lai Shing Leong, Shao Minh Pan (2000), "Contamination of
Heavy Metals in Marine Sediment Cores from Victoria Harbour,

12

Hong Kong",


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành
Marine Pollution Bulletin, 40, pp. 769-779.

45. Peter Castro and Michael E. Huber (2003), Marine Biology, 4th Edition. McGraw-Hill.
46. P.H. Santchi, B.J. Presley, T.L.Wade, B.Garcia-Romero, M. Baskaran (2001),
Historical Contamination of pAHs, PCPs, DDTS, and heavy metals in Mississippi river
deltal, galveston bay and Tampa bay sediment core,52, pp. 68-72
47. 46. P. Martin and G. Hancock (1992) ,“Routine analysis of Naturally occurring
radionuclides in environmental samples by alpha particle”
48. Potter I. C, Bird D. J, Claridge P. N, Clarke K. R, Hyndes G. A, Newton L. C
(2001), Fish fauna of the Severn Estuary. Are there long-term changes in abundance
and species composition and are the recruitment patterns of the main marine species

correlated ?, Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 258, pp. 15-37.
49. Robert AHC, Longhust RD, Brown MW (1994), Cadmium status of soils, plant and
grazing animals in New Zealand, New Zealand Journal of Agricultural Research 37,
pp. 119-129.
50. Simone Griesel, Antje Kakuschke, Ursula Siebert and Andreas Prange (2008), “Trace
element concentrations in blood of harbor seals (Phoca vitulina) from the Wadden
Sea”, Science of The Total Environment, Volume 392, Issues 2-3, Pages 313-323
51. Shahidul Islam Md, Tanaka M (2004), Impacts of pollution on coastal and marine
ecosystems including coastal and marine fisheries and approach for management: a
review and synthesis, Marine Pollution Bulletin 48, pp. 624-649.
52. Steenland K, Boffetta P (2000), Lead and cancer in humans: where are we now?,
Am J Ind Med 38, pp. 295-299
53. Tam N. F. Y and Wong Y. S (1995), Spatial and Temporal Variations of Heavy Metal
Contamination in Sediments of a Mangrove Swamp in Hong Kong, Marine Pollution
Bulletin, Vol. 31, Nos 4-12, pp. 254-261.
54. Tam, N. F. Y., Wong, Y. S., Lan C. Y., Wang, L. N., (1998), Litter production and
decomposition in Subtropical mangrove swamp receiving wastewater. J. Exp. Mar.
Biol. Ecol. 226, pp. 1-18.
55. Tamaki, S. and Frankenberger, W. T., Jr (1992), Environmental biochemistry of
arsenic, Rev. Environ. Contam. Toxicol. 124, pp. 79-110.

13


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

56. Tessieretal, A., Campell, P.G.C., Blsson, M, “Squential extraction procedure forr the
speciation of particulate trace metal”, Anal. Chem, 51, 844 – 851, 1979.

57. WHO (1992), Environmental Health Criteria 135: Cadmium - Environmental Aspects,
World Health Organization, Geneva.
58. WHO (1998), Environmental Health Criteria 200: Copper, World Health Organization,
Geneva.
59. WHO (1985), Environmental Health Criteria 85: Lead, Environmental Aspects,
World Health Organization, Geneva.
60. WHO (2001), Environmental Health Criteria 221: Zinc, World Health Organization,
Geneva.
61. 60. WHO (2007), Preventing Disease Through Healthy Environments, Exposure To
Mercury: A Major Public Health Concern, World Health Organization, Geneva.
61. Xiangdong

Li,

Onyx W.H. Wai,

Y.S.Li

Barry J.Coles ,

metal distribution

Michael

H.Ramsey,

Iain Thornto (2000), "Heavy

in sediment

profiles of

the Pearl River estuary, South China", Applied Geochemistry,15,

567-581.
62. Yangguang Dou, Jun Li, Jingtao Zhao, Bangqi Hu, Shouye Yang (2013), "Distribution,
enrichmen and source of heavy metals in surface sediments of the eastern Beibu
Bay, South China Sea ", Marine Pollution Bulletin, 67, pp. 137-145.
63. Yanhong Wu, Xinhua Hou, Xiaoying Cheng, Shuchun Yao, Weilan Xia, Sumin Wang
(2006), “Combining geochemical and statistical methods to distinguish anthropogenic
source of metals in lacustrine sediment: a case study in Dongjiu Lake, Taihu Lake
catchment, China”, Environ Geol, 52: 1467 – 1474,.
64. Zheng W J, Lin P (1996), Accumulation and distribution of Cu, Pb, Zn, and Cd
in Avicennia marina mangrove community of Futian in Shenzen, Oceanol Limnol
Sin, pp. 386-393.

14