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
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

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

Vũ Tiến Thành

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ XU HƢỚNG 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
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

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

Vũ Tiến Thành

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ XU HƢỚNG 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


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
bảng

Tên bảng

Trang

Hàm lƣợng kim loại nặng (mg/kg) trong trầm tích bề mặt ở phía tây
1.1

Vịnh Bắc Bộ, biển Nam Trung Quốc

8

Hàm lƣợng kim loại (mg/kg) trong trầm tích biển ở phía tây Vịnh
1.2

Bắc Bộ, biển Nam Trung Quốc so với những biển khác trên thế giới

9

Nồng độ kim loại (mg/kg) trong mẫu trầm tích lõi ở sông Châu
1.3

Giang, Trung Quốc

9

Tổng hàm lƣợng kim loại nặng (mg/kg) trong trầm tích sông Nhà Bè
1.4

và sông Sài Gòn so với Tiêu chuẩn Tham chiếu độc của Hoa Kỳ

12

1.5

Giá trị giới hạn của các thông số trong trầm tích.

13

2.1

Tỷ số khối lƣợng/điện tích (M/Z) của các kim loại

31

2.2

Các thông số tối ƣu cho máy đo ICP-MS

32

Phƣơng trình hồi quy, hệ số tƣơng quan của các đƣờng chuẩn phân
3.1

tích

37

3.2

Giá trị LOD và LOQ thiết bị ICP-MS của các nguyên tố kim loại

39

3.3

Giá trị LOD, LOQ của thiết bị và phƣơng pháp phân tích

39

3.4

Nồng độ các ion kim loại trong dung dịch chuẩn kiểm tra

41

Kết quả phân tích các kim loại trong mẫu trầm tích lặp BD807
3.5

(mg/kg)

42

Kết quả phân tích các kim loại trong mẫu trầm tích lặp
3.6
3.7

BD1005(mg/kg)
Đánh giá hiệu suất thu hồi đối với mẫu BD 807 (ppb)

43
44

Kết quả phân tích 7 mẫu trầm tích lõi tại vị trí QN15 có độ sâu 0cm
3.8

đến 36 cm (mg/kg)

45

Kết quả phân tích các mẫu trầm tích lõi tại vị trí QN27 có độ sâu
3.9

0cm đến 30 cm (mg/kg)

46


Kết quả phân tích các mẫu trầm tích lõi tại vị trí QN27 có độ sâu
3.10

30cm đến 64 cm (mg/kg)

46

3.11

Kết quả thu đƣợc trên phổ alpha trong các mẫu trầm tích vị trí QN15

53

3.12

Ƣớc tính khoảng thời gian ứng với từng lớp trầm tích ở vị trí QN15

54

3.13

Ƣớc tính khoảng thời gian ứng với từng lớp trầm tích ở vị trí QN27

54

So sánh hàm lƣợng các kim loại năng ở biển Quảng ninh với các tiêu
3.14

chuẩn của Việt Nam ,Canada và Hoa kỳ (mg/kg)

58

So sánh hàm lƣợng trung bình một số kim loại nặng trong trầm tích
3.15

ở vị trí QN15 và QN27 với một số khu vực trên thế giới

59


DANH MỤC CÁC HÌNH
STT
hình

Tên hình

Trang

Hàm lƣợng Pb trong trầm tích sông Châu Giang từ năm 1977 đến

1.1

năm 1997

10

1.2

Ứng dụng phƣơng pháp phân tích ICP-MS trong các lĩnh vực

17

2.1

Vị trí QN15 có tọa độ 21°01.446N 108°02.249E

24

2.2

Vị trí QN27 có tọa độ : 20°28.560N 108°12.385E

25

2.3

Quy trình phân tích kim loại trong mẫu mẫu trầm tích

28

2.4

Sơ đồ khối về nguyên tắc cấu tạo của hệ ICP- MS

30

2.5

Hình ảnh máy ICP – MS (ELAN 9000)

30

3.1

Đƣờng chuẩn các kim loại Cu, Pb, Cd, Zn

36

3.2

Đƣờng chuẩn các kim loại Co, Fe, Ni, Cr

36

3.3

Đƣờng chuẩn kim loại As, Hg

37

3.4

Sự phân bố của Cu, Zn, Cr trong mẫu trầm tích ở vị trí QN15

47

Sự phân bố của Pb, Co, Ni, As,Cd trong các mẫu trầm tích ở vị trí
3.5

QN15

47

3.6

Sự phân bố của Fe trong mẫu trầm tích ở vị trí QN15

48

3.7

Sự phân bố của Cu, Zn, Cr trong mẫu trầm tích ở vị trí QN27

48

3.8

Sự phân bố của Pb, Co, Ni, As, Cd trong mẫu trầm tích ở vị trí QN27

49

3.9

Sự phân bố của Fe trong mẫu trầm tích ở vị trí QN27

49

Hàm lƣợng các kim loại Co, Ni, Cu, Zn, Pb trong mẫu trầm
3.10

tích lõi ở cửa sông Châu Giang – Trung Quốc theo độ sâu từ 0-185cm

50

Sự phân bố của Pb, Cd, Zn và PAH theo độ sâu trầm tích lõi hồ
3.11

Constance

50

Hàm lƣợng Ni, Co, Cd, Cu trong trầm tích lõi theo độ sâu tƣơng ứng
3.12

với các năm

55


3.13

Hàm lƣợng Zn trong trầm tích lõi theo độ sâu tƣơng ứng với các năm

56

Hàm lƣợng Pb, Fe, As, Cr trong trầm tích lõi theo độ sâu tƣơng ứng
3.14

với các năm

57

3.15 So sánh hàm lƣợng Cd trong trầm tích biển ở các khu vực trên thế giới

60

3.16 So sánh hàm lƣợng Cu trong trầm tích biển ở các khu vực trên thế giới

60

3.17 So sánh hàm lƣợng Cr trong trầm tích biển ở các khu vực trên thế giới

61

3.18 So sánh hàm lƣợng Zn trong trầm tích biển ở các khu vực trên thế giới

61

3.19 So sánh hàm lƣợng Pb trong trầm tích biển ở các khu vực trên thế giới

62

3.20 So sánh hàm lƣợng As trong trầm tích biển ở các khu vực trên thế giới

62


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết
tắt

Tên đầy đủ

AES

Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử

AAS

Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

ICP-MS

Phƣơng pháp phổ khối Plasma cảm ứng

ICP-OES

Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử plasma

LOD

Giới hạn phát hiện

LOQ

Giới hạn định lƣợng

ppb

Parts per billion: phần tỉ

ppm

Parts per million: phần triệu

%RSD

% độ lệch chuẩn tƣơng đối

SD
UV-VIS

Độ lệch chuẩn
Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam


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

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

6


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

Metyl thủy ngân độc hại đối với hệ thần kinh trung ƣơng và ngoại vi. Hít thở hơi thủy
ngân có thể ảnh hƣởng tổn hại đến hệ thần kinh, tiêu hóa và miễm nhiễm, phổi, thận và
có thể tử vong. Các muối vô cơ của thủy ngân có thể phá hủy da, mắt, đƣờng tiêu hóa,
và có thể gây ra sự tổn hại thận nếu hấp thụ. Thảm họa ngộ độc metyl thủy ngân (bệnh
Minamata) năm 1956 có hơn 2000 ngƣời bi ngộ độc trong số này có 43 ngƣời chết, hơn
700 ngƣời với tàn tật nghiêm trọng suốt đời [22], [60].
1.2. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng ở vùng cửa sông, ven biển Việt nam và trên thế
giới
1.2.1. Sự ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới

Ô nhiễm kim loại ở môi trƣờng biển đã gia tăng trong những năm gần đây do
dân số toàn cầu gia tăng và sự phát triển công nghiệp. Ô nhiễm kim loại nặng ở nhiều
vùng cửa sông, ven biển trên thế giới đã đƣợc biết từ lâu bởi tính độc hại đe dọa đến sự
sống của sinh vật thủy sinh, gây nguy cơ cho sức khỏe của con ngƣời.
Ô nhiễm Pb và Zn là một trong những điều đáng quan tâm do ảnh hƣởng độc hại
của chúng lên hệ sinh thái tại các cửa sông ở Úc, với hàm lƣợng rất cao 1000μg.g -1 Pb,
2000 μg.g-1 Zn có thể tìm thấy trong các trầm tích bị ô nhiễm. Bryan et al đã xác định
hàm lƣợng chì vô cơ trong trầm tích cửa sông ở Anh biến động từ 25 μg.g-1 trong khu
vực không bị ô nhiễm đến hơn 2700 μg.g-1 trong cửa sông Gannel nơi nhận chất thải từ
việc khai thác mỏ chì. Hàm lƣợng của các hợp chất chì này có lẽ có nguồn gốc do sử
dụng xăng dầu pha chì [20].
Tƣơng tự nhƣ Pb, hàm lƣợng As cũng đã đƣợc xác định ở nhiều vùng cửa sông,
vùng ven biển trên thế giới. Hàm lƣợng As trong trầm tích cửa sông đã đƣợc xác định
từ 5 μg.g-1 ở cửa sông Axe đến lớn hơn 1000 μg.g-1 trong các cửa sông Restronguet
Creek, Cornwall nơi nhận nƣớc thải từ các khu vực khai thác quặng mỏ kim loại .
Hàm lƣợng Cd cũng đƣợc xác định ở Anh tại các cửa sông không bị ô nhiễm với
hàm lƣợng 0.2 μg.g-1, tại các cửa sông bị ô nhiễm nặng hàm lƣợng này có thể lên đến
10 μg.g-1. Sông Deule ở Pháp là một trong những con sông bị ô nhiễm rất nặng do hứng
chịu chất thải từ nhà máy luyện kim. Hàm lƣợng kim loại trong trầm tích sông này rất
cao khoảng 480 mg.kg-1 [20].
Hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích tại vùng cửa sông, vùng ven biển trên
thế giới nơi có rừng ngập mặn cũng đã đƣợc xác định từ ít bị ô nhiễm cho đến ô nhiễm

7


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

nặng. Tam & Wong (1995) đã xác định hàm Pb trong trầm tích rừng ngập mặn Sai
Keng, Hong Kong với hàm lƣợng 58,2 μg.g-1. Zheng & Lin (1996) đã xác định hàm
lƣợng Pb và Cd trong trầm tích rừng ngập mặn Avicennia marina, vịnh Shenzhen với
hàm lƣợng tƣơng ứng 28,7 μg.g-1và 0,136 μg.g-1 tƣơng ứng [50].
Yanguang Dou v à c ộ n g s ự ( 2 0 1 3 ) đ ã p h â n t í c h h à m l ƣ ợ n g các kim
loại trong 69 mẫu trầm tích bề mặt (ở độ sâu 0-5 cm) ở phía tây Vịnh Bắc Bộ, biển
Nam Trung Quốc để kiểm tra các nguồn ô nhiễm với kết quả đƣợc ghi trong bảng dƣới
đây [62].
Bảng 1.1: Hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) trong trầm tích
bề mặt ở phía tây Vịnh Bắc Bộ, biển Nam Trung Quốc [53]
Cu

Zn

Cd

Pb

Hg

As

Trung bình

58,26

67,28

0,16

27,99

0,06

9,53

Độ lệch
chuẩn

20,17

26,56

0,05

8,69

0,03

3,99

Nhỏ nhất

29,75

4,55

0,03

7,12

0,01

2,40

Lớn nhất

145,70

112,54

0,28

49,33

0,16

23,09

Tác giả đã so sánh các nồng độ các kim loại nặng ở khu vực này với những khu
vực biển lân cận và trên thế giới. Kết quả cho thấy hầu hết các kim loại, bao gồm cả Pb
(27,99 mg/kg) , Zn (67,28 mg/kg) và As ( 9,53 mg/kg) có nồng độ tƣơng đối cao hơn so
với những khu vực bãi biển Bắc Hải, Trung Quốc, biển California, Hoa Kỳ; nhƣng thấp
hơn so với vịnh Quanzhou, Trung Quốc và biển Aegean . Ngoại trừ Cu (58,26 mg/ kg),
hàm lƣợng các kim loại khác so với các tiêu chí của tiêu chuẩn Trung Quốc(CSBTS,
2002) ở Vịnh Bắc Bộ đều thấp hơn nhiều [62].

8

Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

Bảng 1.2: Hàm lượng kim loại (mg/kg) trong trầm tích biển ở phía tây Vịnh Bắc Bộ,
biển Nam Trung Quốc so với những biển khác trên thế giới [53].
Địa điểm

Hg

Cd

Cu

Pb

As

Zn

Nồng độ trung bình

0,06

0,16

58,26

27,99

9,53

67,28

Biển Bắc Hải

0,07

0,22

12,71

16,6

9,08

–

0,09

0,08

68,4

34,2

18,1

57,4

0,4

0,59

71,4

67,7

21,7

179,6

0,05

0,33

15,0

10,9

5,1

59

–

0,15

30,0

46,0

–

85,9

0,20

0,50

35,0

60,0

20,0

150,0

Cửa sông Vịnh Bắc
Bộ
Vịnh Quanzhou
Biển California Hoa Kỳ
Biển Aegean
Tiêu chuẩn Trung

Quốc
Tác giả Xiangdong Li và cộng sự (2000) đã nghiên cứu và cung cấp nhiều
thông tin về lịch sử ô nhiễm kim loại trong 21 mẫu trầm tích lõi (core sediment) ở cửa
sông Châu Giang – Trung Quốc. Kết quả cho thấy hàm lƣợng các kim loại Pb, Cu và
Zn nhƣ sau [61]:

Bảng 1.3: Nồng độ kim loại (mg/kg) trong mẫu trầm tích lõi ở sông Châu Giang Trung
Quốc [52]
Nồng độ kim loại (mg/kg)

Độ sâu (cm)
Pb

Zn

Cu

0 - 40

55,1

110

39,1

40 - 80

50,0

107

38,1

80 - 120

49,8

100

37,1

120 - 160

48,1

98,2

37,2

Qua việc tính toán hàm lƣợng kim loại theo độ sâu và theo năm, tác giả nhận
định: Các kim loại Cu, Pb, Zn đều có xu hƣớng tăng từ năm 1977 đến năm 1997, nhƣ

9


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

hàm lƣợng Pb tăng 7 mg/kg trong 20 năm và có xu hƣớng tiếp tục tăng.

Hình 1.1. Hàm lượng Pb trong trầm tích sông Châu Giang từ năm 1977 đến năm 1997
Hàm lƣợng và sự phân bố của các nguyên tố kim loại nặng trong trầm tích biển
đã thu hút đƣợc rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới. Sự tập trung
cao của nguyên tố kim loại nặng trong trầm tích biển có thể gây ảnh hƣởng đến các hệ
sinh thái biển và con ngƣời thông qua quá trình sinh địa hóa. Hàm lƣợng các kim loại

trong trầm tích có xu thế gia tăng hàm lƣợng so với trầm tích 50 - 100 năm trƣớc. Các
nghiên cứu cho thấy có mối liên hệ giữa sự gia tăng hàm lƣợng kim loại nặng trong
trầm tích biển với sự gia tăng phát triển kinh tế trên đất liền. Sự ô nhiễm này gây lên sự
suy thoái môi trƣờng, suy giảm đa dạng sinh học và gia tăng sự tích lũy trong sinh vật
[59]. Các nghiên cứu về kim loại nặng trong trầm tích cần phải tiếp tục thực hiện vì
trầm tích là nguồn thứ cấp phát tán kim loại ra môi trƣờng nƣớc và có thể chỉ ra lịch
sử ô nhiễm môi trƣờng biển do trầm tích có tính ổn định hơn nƣớc.
1.2.2. Sự ô nhiễm kim loại nặng ở Việt nam
Những năm gần đây, do tác động của biến đổi khí hậu và nguyên nhân chủ quan
từ ý thức con ngƣời đã khiến môi trƣờng sinh thái biển Việt Nam đứng trƣớc nguy cơ ô
nhiễm cao trong tƣơng lai. Việt Nam là một quốc gia đƣợc ƣu ái nhiều lợi thế về phát
triển du lịch và kinh tế biển với đƣờng bờ biển dài hơn 3.000 km bao bọc lãnh thổ ở 3
hƣớng Đông, Nam, Tây Nam cùng 90 cảng biển lớn nhỏ, 215 bãi biển có cảnh quan
đẹp, nhiều vịnh nổi tiếng tầm cỡ thế giới nhƣ vịnh Hạ Long, Nha Trang, Cam Ranh,
Vân Phong… Bên cạnh đó còn có rất nhiều tài nguyên thiên nhiên phong phú và đa
dạng, gồm tài nguyên sinh vật, tài nguyên không sinh vật, tài nguyên trong khối nƣớc,

10


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

trên đáy và trong lòng đất dƣới đáy biển. Đặc biệt là khu vực các tỉnh duyên hải miền
trung Việt Nam từ Thanh Hóa đến Ninh Thuận [1], [13].
Tuy nhiên, một thực trạng hiện nay là tài nguyên biển đang bị khai thác bừa
bãi, nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải công nghiệp khiến cho môi trƣờng sinh thái biển
đang đứng trƣớc nguy cơ ô nhiễm trầm trọng. Những tác động đó đã khiến môi
trƣờng sinh thái biển Việt Nam tiếp tục suy giảm, tính đa dạng sinh học, nhất là

vùng ven bờ ngày càng bị đe dọa nhƣ rừng ngập mặn, rặng san hô.
Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng biển là ô nhiễm kim
loại nặng. Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v thƣờng không
tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa của các thể sinh vật
Công tác nghiên cứu thành phần hóa học trong trầm tích biển có mục đích là
phác họa bức tranh phân bố của các nguyên tố và xác định vùng tập trung của chúng
trong trầm tích. Cụ thể là nghiên cứu đặc điểm phân bố của nguyên tố và hợp chất hoá
học tồn tại dƣới dạng anion-cation hấp thụ trao đổi. Nhiều nguyên tố hoá học, đặc biệt
là nhóm các kim loại nặng nhƣ Hg, Cd, Cu, Pb… khi tồn tại dƣới dạng anion-cation sẽ
rất linh động. Chúng gây ô nhiễm môi trƣờng trầm tích lõi và thâm nhập vào cơ thể
sinh vật thông qua con đƣờng tiêu hoá, sau đó sẽ trực tiếp hoặc gián tiếp tác động đến
sức khoẻ con ngƣời.
Tổng quan về các nghiên cứu kim loại nặng trong trầm tích ở Việt Nam
Tác giả Phạm Thị Thu Nga và các cộng sự (2007) đã tiến nghiên cứu để kiểm
tra mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích và hệ sinh vật trong hồ và thấy rằng
hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích và hầu hết 24 mẫu trong Hồ Tây vƣợt quá giá
trị ngƣỡng do tổ chức môi trƣờng Ontaria, Canada qui định (OMESL - Ontario
Ministry of Environment Screening Level) đối với các kim loại crom, đồng, mangan ,
chì và kẽm [42].
Tác giả Hoàng Thị Thanh Thủy và cộng sự (2007) đã phân tích 33 mẫu trầm tích
đƣợc lấy từ hai con sông chính của thành phố Hồ Chí Minh là sông Sài Gòn và sông
Nhà Bè và phát hiện nồng độ các kim loại Cd, Cu, Zn ở mức rất cao. Nồng độ các kim
loại trên hầu hết đã vƣợt quá Tiêu chuẩn tham chiếu độc của Cơ quan Bảo vệ Môi
trƣờng Hoa Kỳ với hàm lƣợng các kim loại đồng (Cu), kẽm (Zn) [4].

11


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

Bảng 1.4: Tổng hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) trong trầm tích sông Nhà Bè và sông
Sài Gòn so với Tiêu chuẩn Tham chiếu độc của Hoa Kỳ [26]

Sông Nhà bè
Sông Sài Gòn
Tiêu chuẩn
tham chiếu
độc Hoa Kỳ

Cu

Pb

Zn

Cd

(11,9 – 25,1)

(2,59 – 28,6)

(68,5 – 256)

(0,07 – 0,09)

16,8

14,5

137

0,08

(14,3 – 58,8)

(3,31 – 63,1)

(79,8 – 237)

(0,03 – 0,24)

31,6

23,8

157

0,10

16

31

110

0,6

Tác giả Phạm Kim Phƣơng và cộng sự (2011) đã tiến hành lấy mẫu và phân tích

40 mẫu trầm tích ở 2 mùa là mùa khô và mùa mƣa tại khu Sinh Quyền Cần Giờ, Thành
Phố Hồ Chí Minh tại 20 vị trí khác nhau. Kết quả cho thấy hàm lƣợng các kim loại
nặng trong lớp trầm tích (bùn đáy) ở khu Sinh Quyền Cần Giờ về mùa khô cao hơn
mùa mƣa ngoại trừ Cd không đƣợc phát hiện ở mùa khô nhƣng lại có mặt trong tất cả
các mẫu trong mùa mƣa các kim loại nặng nhƣ Cr, Pb, Cu, As, Zn đều đƣợc phát hiện
thấy trong tất cà các mẫu ở 2 mùa. Và các kim loại này hầu hết đều nằm trong ngƣỡng
cho phép của Việt Nam [9].
Tiêu chuẩn Việt Nam và thế giới về hàm lƣợng kim loại trong trầm tích
Giá trị giới hạn của hàm lƣợng kim loại trong trầm tích ở nƣớc ngọt và nƣớc
biển đã đƣợc quy định trong Quy chuẩn Việt Nam và thế giới nhƣ sau.

12


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

Bảng 1.5. Giá trị giới hạn của các thông số trong trầm tích [2]

TT

Kim loại

Đơn vị

Giá trị giới hạn theo

Giá trị giới hạn

QCVN

(PEL) theo Canada

Trầm tích

Trầm tích

Trầm tích

Trầm

nƣớc ngọt

nƣớc mặn,

nƣớc

tích

nƣớc lợ

ngọt

nƣớc
mặn

1

Asen (As)

mg/kg

17,0

41,6

17,0

41,6

2

Cadimi (Cd)

mg/kg

3,5

4,2

3,5

4,2

3

Chì (Pb)

mg/kg

91,3

112

91,3

112

4

Kẽm (Zn)

mg/kg

315

271

315

271

5

Thủy ngân

mg/kg

0,5

0,7

0,486

0,7

mg/kg

197

108

197

108

(Hg)
6

Đồng (Cu)

Nhìn chung các nghiên cứu về kim loại nặng trong trầm tích ở Việt Nam hiện
nay vẫn còn rất ít. Vấn đề này đã đƣợc chú trọng trong thời gian gần đây nhƣng các
nghiên cứu này vẫn còn chƣa đẩy đủ, tỷ lệ nghiên cứu nhỏ nên kết quả còn ít. Sự thiếu
hụt thông tin này đã gây khó khăn cho công tác quy hoạch sử dụng tài nguyên thiên
nhiên vùng cửa sông ven biển, nhằm hƣớng tới việc sử dụng bền vững tài nguyên thiên
nhiên. Đặc biệt các nghiên cứu phân tích đánh giá sự ô nhiễm của các kim loại nặng
trong trầm tích biển ở Việt Nam còn rất hạn chế. Do việc lấy mẫu trầm tích lõi ở các
vùng ngoài khơi xa khó khăn và việc phân tích xác định tuổi của trầm tích cũng là một

kĩ thuật ít phòng thí nghiệm ở Việt nam thực hiện đƣợc. Trong nghiên cứu này với sự
cộng tác của Viện Khoa học và kĩ thuật hạt nhân trong việc lấy mẫu trầm tích và đo
đồng vị phóng xạ, chúng tôi đã sơ bộ đánh giá hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích
ven biển Quảng Ninh.
1.3. Các phƣơng pháp phân tích kim loại nặng
Hiện nay có rất nhiều phƣơng pháp xác định kim loại nặng nhƣ phƣơng pháp
trọng lƣợng, chuẩn độ, các phƣơng pháp điện hóa, trắc quang, quang phổ hấp thụ
nguyên tử (F-AAS,GF-AAS, CV-AAS), huỳnh quang tia X (XRF), kích hoạt nơtron
(NAA), quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-AES)…Các phƣơng pháp đƣợc sử

13


Lớp K24 - Hóa phân tích

Vũ Tiến Thành

dụng tùy thuộc theo từng đối tƣợng mẫu phân tích, hàm lƣợng kim loại nặng trong mẫu,
điều kiện cụ thể của phòng thí nghiệm, cũng nhƣ yêu cầu về độ chính xác của kết quả
phân tích.
1.3.1. Phƣơng pháp huỳnh quang
Một chất khi hấp thụ một năng lƣợng ở giới hạn nào đó sẽ làm kích thích hệ
electron của phân tử. Khi ở trạng thái kích thích, phân tử chỉ tồn tại ≤ 10-8s, nó lập tức
trở về trạng thái cơ bản ban đầu và giải phóng năng lƣợng đã hấp thụ. Khi năng lƣợng
giải toả đƣợc phát ra dƣới dạng ánh sáng thì gọi là hiện tƣợng phát quang. Hoá học
phân tích sử dụng hiện tƣợng này để định tính và định lƣợng các chất và gọi là phƣơng
pháp phân tích huỳnh quang.
Dong Yan-Jie và Ke Gai [23] sử dụng phƣơng pháp huỳnh quang để xác định
lƣợng vết Pb trên cơ sở cho Pb2+ tạo phức với axit gibberellic theo tỉ lệ Pb2+: axit là 1:
2 với pH = 7-8. Bƣớc sóng kích thích và phát xạ lớn nhất là 205,0nm và 308,8nm.

Phƣơng pháp cho giới hạn phát hiện là 0,52ng Pb/ml.
Chongqiu Jiang, Hongjian Wang, Jingzheng Wang [21] đã xác định lƣợng vết Cr
với thuốc thử 2-hydroxy-1-naphtaldehyene-8-aminoquinoline (HNAAQ) bằng phƣơng
pháp huỳnh quang. Độ nhạy của phép xác định tăng lên trong môi trƣờng nƣớc-ancol
với tỉ lệ 4/1 theo thể tích, pH =9,4. Trong điều kiện đó phức Cr-HNAAQ bị kích thích
và phát xạ ở bƣớc sóng từ 397-450nm. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp là 77ng/ml.
Khoảng tuyến tính của phƣơng pháp lên đến 25µg/ml. Phƣơng pháp này đƣợc áp dụng
để xác định lƣợng vết Cr trong thịt và gan lợn.
1.3.2. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
Khi chiếu một chùm tia sáng có bƣớc sóng xác định ứng đúng với tia phát xạ nhạy
của nguyên tố cần xác định vào đám hơi nguyên tử tự do thì các nguyên tử tự do sẽ hấp
thụ năng lƣợng của các tia chiếu vào và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử củ nó. Đo phổ này
ta xác định đƣợc nguyên tố cần phân tích. Trong phƣơng pháp này thì quá trình chuyển
hoá chất thành hơi (nguyên tử hoá mẫu) là quan trọng nhất. Tuỳ thuộc vào kĩ thuật
nguyên tử hoá mà ta có phƣơng pháp với độ nhạy khác nhau. Đây là phƣơng pháp đƣợc
sử dụng khá phổ biến để phân tích các kim loại nặng. Hầu hết các kim loại nặng đều có
thể xác định đƣợc bằng kĩ thuật này. Có thể xác định trƣc tiếp các kim loại bằng kĩ

14