Phân tích, đánh giá hàm lượng pb, cd và cr trong nước biển ven bờ vùng thuận an – thừa thiên huế (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ THANH VINH

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG Pb, Cd VÀ Cr
TRONG NƢỚC BIỂN VEN BỜ VÙNG THUẬN AN
THỪA THIÊN HUẾ
Demo Version - Select.Pdf SDK

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Thừa Thiên Huế, năm 2017


ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

LÊ THANH VINH

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG Pb, Cd VÀ Cr
TRONG NƢỚC BIỂN VEN BỜ VÙNG THUẬN AN
THỪA THIÊN HUẾ

Demo Version - Select.Pdf SDK

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH
Mã số: 60.44.01.18

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. NGÔ VĂN TỨ

Thừa Thiên Huế, năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết
quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử
dụng và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Lê Thanh Vinh

Demo Version - Select.Pdf SDK

i


LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cám ơn thầy giáo PGS.TS Ngô
Văn Tứ, Trường Đại học Sư phạm Huế đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện tốt
nhất để tôi hoàn thành luận văn này.
Cảm ơn Quý thầy cô giáo khoa Hóa học, phòng Đào tạo Sau Đại học, Trường
Đại học Sư phạm Huế và Quý thầy cô trường Đại học Khoa học Huế đã giảng dạy
và giúp đỡ tôi trong thời gian học cao học.
Cảm ơn ban lãnh đạo và cán bộ Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc, Mỹ phẩm,
Thực phẩm Thừa Thiên Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian
làm việc tại trung tâm để thực hiện đề tài này.
Xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong
suốt quá trình học tập và làm luận văn.

Huế, tháng 08 năm 2017
Tác giả luận văn

Demo Version - Select.Pdf SDK
Lê Thanh Vinh

ii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
TT

Tiếng Việt

Tiếng Anh

Kí hiệu,
viết tắt
ε

1

Biên giới tin cậy

Confidence limit

2

Cadimi

Cadimium

Cd

3

Chì

Lead

Pb

4

crom

Chromium

Cr

5

Độ hấp thụ quang

Absorbance

A

6

Độ lệch chuẩn

Standard Devistion

S

7

Độ lệch chuẩn tương đối

Relative Standard Devistion

RSD

8

Độ thu hồi

Recovery

Rev

9

Giới hạn định lượng

Limit of Quantitation

LOQ

10

Giới hạn phát hiện

Limit of Detection

LOD

11

Không phát hiện

BDL-below detection limit

KPH

12

Kim loại

Metal

Me

13

Phần triệu

Part per million

ppm

14
15

16

17

Demo Version - Select.Pdf SDK

Phần tỷ

Part per billion

Quang phổ hấp thụ nguyên

Atomic Absorption

tử

Spectrometry

Quang phổ hấp thụ nguyên

Graphite Furnace Atomic

tử lò graphite

Absorption Spectrometry

Quang phổ hấp thụ nguyên

Flame Atomic Absorption

tử ngọn lửa

Spectrometry

iii

ppb
AAS

GF-AAS

F-AAS


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số đại lượng đặc trưng của Cadimi ....................................................6
Bảng 1.2. Một số đại lượng đặc trưng của Chì .........................................................7
Bảng 1.3. Một số đại lượng đặc trưng của Crom .....................................................11
Bảng 2.1. Kí hiệu mẫu, vị trí và thời gian lấy mẫu nước biển ..................................19
Bảng 2.2. Sự biến động hàm lượng Cd, Pb và Cr theo yếu tố khảo sát .................21
Bảng 2.3. Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều ..........................................................22
Bảng 3.1. Các thông số tối ưu của máy đo xác định Cd, Pb và Cr ...........................26
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ A vào nồng độ Cd.....................................26
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ A vào nồng độ Pb .....................................27
Bảng 3.4. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ A vào nồng độ Cr .....................................28

Bảng 3.5. Các giá trị b, Sy, LOD, LOQ tính theo phương trình đường chuẩn ..........28
Bảng 3.6. Kết quả đánh giá độ lặp lại của Cd trên nền mẫu thử được thêm chuẩn ở
hai nồng độ khác nhau ...........................................................................29
Bảng 3.7. Kết quả đánh giá độ lặp lại của Pb trên nền mẫu thử được thêm chuẩn ở
hai nồng độ khác nhau ...........................................................................29

Demo
Version
Select.Pdf
SDKnền mẫu thử được thêm chuẩn ở
Bảng 3.8. Kết
quả đánh
giá độ-lặp
lại của Cr trên
hai nồng độ khác nhau ...........................................................................29
Bảng 3.9. Kết quả kiểm tra độ đúng của phương pháp đo Cd, Pb và Cr ..................30
Bảng 3.10. Kết quả xác định hàm lượng Cadimi trong một số mẫu nước biển ở biển
Thuận An ...............................................................................................31
Bảng 3.11. Kết quả xác định hàm lượng Chì trong số mẫu nước biển ở biển Thuận
An ..........................................................................................................32
Bảng 3.12. Kết quả xác định hàm lượng Crom trong số mẫu nước biển ở biển
Thuận An ...............................................................................................33
Bảng 3.13. Bố trí thí nghiệm đánh giá hàm lượng Cadimi trong mẫu nước biển theo
ANOVA 1 chiều ....................................................................................34
Bảng 3.14. Độ lệch nhỏ nhất và độ lệch giữa các giá trị trung bình của hàm lượng
Cd trong các mẫu nước theo vị trí lấy mẫu ...........................................35

iv

Bảng 3.15. Bố trí thí nghiệm đánh giá hàm lượng Pb trong mẫu nước biển theo
ANOVA 1 chiều ....................................................................................36
Bảng 3.16. Độ lệch nhỏ nhất và độ lệch giữa các giá trị trung bình của hàm lượng
Pb trong các mẫu nước theo vị trí lấy mẫu ............................................37
Bảng 3.17. Bố trí thí nghiệm đánh giá hàm lượng Cr trong mẫu nước biển theo
ANOVA 1 chiều ....................................................................................38
Bảng 3.18. Độ lệch nhỏ nhất và độ lệch giữa các giá trị trung bình của hàm lượng
Cr trong các mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu ...................................39
Bảng 3.19. Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng Cd, Pb và Cr
trong mẫu nước tầng mặt ở các thời điểm ............................................40
Bảng 3.20. Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng Cd, Pb và Cr
trong mẫu nước tầng giữa ở các thời điểm ............................................42
Bảng 3.21. Các đại lượng thống kê thu được khi đánh giá hàm lượng Cd, Pb và Cr
trong mẫu nước tầng đáy ở các thời điểm .............................................45
Bảng 3.22. Hàm lượng trung bình của Cd trong nước biển ven bờ và giới hạn cho
phép của chúng so với QCVN 10-MT:2015/BTNMT. .........................48

Demo
Version
- Select.Pdf
SDK
Bảng 3.23. Hàm
lượng
trung bình
của Pb trong
nước biển ven bờ và giới hạn cho
phép của chúng so với QCVN 10-MT:2015/BTNMT ..........................48
Bảng 3.24. Hàm lượng trung bình của Cr trong nước biển ven bờ và giới hạn cho
phép của chúng so với QCVN 10-MT:2015/BTNMT ..........................49

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Bản đồ vùng Thuận An - Thừa Thiên Huế ..................................................4
Hình 1.2 Cadimi ..........................................................................................................5
Hình 1.3. Chì ...............................................................................................................7
Hình 1.4. Crom ..........................................................................................................11
Hình 2.1.Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS tại trung tâm kiểm nghiệm dược
phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm Thừa Thiên - Huế .....................................24
Hình 3.1. Đường chuẩn xác định hàm lượng Cd ......................................................27
Hình 3.2. Đường chuẩn xác định hàm lượng Pb .......................................................27
Hình 3.3. Đường chuẩn xác định hàm lượng Cr .......................................................28
Hình 3.4. Biểu đồ biểu diễn sự biến động hàm lượng Cd, Pb và Cr trong mẫu nước
biển tầng mặt ở hai đợt lấy mẫu .................................................................42
Hình 3.5. Biểu đồ biểu diễn sự biến động hàm lượng Cd, Pb và Cr trong mẫu nước
tầng giữa ở hai đợt lấy mẫu .......................................................................44
Hình 3.6. Biểu đồ biểu diễn sự biến động hàm lượng Cd, Pb và Cr trong mẫu nước

Demo
Select.Pdf
SDK
tầng
đáy ở Version
hai đợt lấy-mẫu
.........................................................................
47

vi

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................... iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... vi
MỤC LỤC .............................................................................................................. vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ............................................................4
1.1.

Vài nét về vùng biển ven bờ Thuận An, tỉnh Thừa Thiên Huế .................4

1.2.

Hàm lượng các nguyên tố trong nước biển tự nhiên .................................4

1.3.

Nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng ở vùng biển Thuận An, Thừa Thiên
Huế...........................................................................................................5

1.4.

Sơ lược về các nguyên tố Cd, Pb, Cr và ảnh hưởng của sự nhiễm độc bởi
các kim loại nặng tới sức khỏe con người ...............................................5

1.4.1.

Cadimi ........................................................................................................5

1.4.2.

Chì..............................................................................................................7

1.4.3.

Crom ........................................................................................................10

1.5.

Các phương pháp phân tích công cụ dùng để định lượng vết Cd, Pb và Cr

Demo Version - Select.Pdf SDK

...............................................................................................................13
1.5.1.

Phương pháp phân tích điện hóa..............................................................13

1.5.2.

Các phương pháp trắc quang ...................................................................14

1.5.2.1.

Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử AES ...............................................15

1.5.2.2.

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS ..............................................15

CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................18
2.1.

Nội dung nghiên cứu ...............................................................................18

2.2.

Phương pháp nghiên cứu: .......................................................................18

2.2.1.

Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ..................................................18

2.2.2.

Phương pháp định lượng..........................................................................20

2.3.

Xử lí số liệu thực nghiệm ........................................................................20

vii


2.4.

Thiết bị, dụng cụ, hóa chất.......................................................................24

2.4.1.

Thiết bị và dụng cụ ..................................................................................24

2.4.2.

Hóa chất ...................................................................................................25

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................26
3.1.

Đánh giá chất lượng phương pháp phân tích Cd, Pb và Cr .....................26

3.1.1.

Điều kiện thực nghiệm để đo phổ Chì, Cadimi và Crom: .......................26

3.1.2.

Xây dựng đường chuẩn, của Cd, Pb và Cr ..............................................26

3.1.2.1.

Đường chuẩn của Cd ...............................................................................26

3.1.2.2.

Đường chuẩn của Pb ................................................................................27

3.1.2.3.

Đường chuẩn của Cr ................................................................................28

3.1.3.

Khảo sát giới hạn phát hiện LOD, giới hạn định lượng LOQ của phương
pháp .......................................................................................................28

3.1.4.

Đánh giá độ lặp lại của phép đo ..............................................................29

3.1.5.

Đánh giá độ đúng của phép đo ...............................................................30

3.2.

Kết quả phân tích hàm lượng Cd, Pb và Cr trong các mẫu nước biển ở
biển Thuận An .......................................................................................31

3.3.

Demo
- Select.Pdf
SDKCd, Pb và Cr ở vùng nước biển
Đánh
giá Version
mức độ biến

động hàm lượng
Thuận An theo không gian và thời gian. ...............................................34

3.3.1.

Đánh giá hàm lượng Cd, Pb và Cr trong các mẫu nước biển theo vị trí
lấy mẫu ..................................................................................................34

3.3.1.1.

Đánh giá hàm lượng Cd trong các mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu....34

3.3.1.2.

Đánh giá hàm lượng Pb trong các mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu ....36

3.3.1.3.

Đánh giá hàm lượng Cr trong các mẫu nước biển theo vị trí lấy mẫu. ...38

3.3.2.

Đánh giá hàm lượng Cd, Pb và Cr trong các mẫu nước theo thời gian lấy
mẫu ........................................................................................................40

3.3.2.1.

Đánh giá hàm lượng Cd, Pb và Cr trong mẫu nước tầng mặt theo thời
gian lấy mẫu ..........................................................................................40

3.3.2.2.

Đánh giá hàm lượng Cd, Pb và Cr trong mẫu nước tầng giữa theo thời
gian lấy mẫu ..........................................................................................42

viii


3.3.2.3.

Đánh giá hàm lượng Cd, Pb và Cr trong mẫu nước tầng đáy theo thời
gian lấy mẫu ..........................................................................................45

3.4.

So sánh hàm lượng Cd, Pb và Cr trong nước biển ở vùng biển Thuận An,
thừa Thiên Huế với Quy chuẩn chất lượng nước ven bờ [9] ................47

CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................52
PHỤ LỤC

Demo Version - Select.Pdf SDK

ix


MỞ ĐẦU
Việt Nam có vị thế đặc biệt quan trọng ở Đông Nam Á nhờ có vùng lãnh thổ
rộng lớn gồm phần đất liền rộng trên ba trăm ngàn kilômét vuông nằm dọc bờ Tây

Biển Đông theo hướng á kinh tuyến và phần biển rộng trên một triệu kilômét vuông,
gấp ba lần diện tích đất liền. Biển Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa,
có các sông lớn cỡ thế giới mà lưu vực nằm trên sáu nước đổ vào. Biển Việt Nam giữ
vai trò quan trọng về môi trường, sinh thái Biển Đông và khu vực, là vùng chuyển
tiếp giữa Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương về mặt địa lý sinh vật và hàng hải. Theo
vị trí và hình thái, biển Việt Nam có thể được chia thành các vùng biển nửa kín
(vùng biển Vịnh Bắc Bộ và vùng biển Vịnh Thái Lan), các vùng biển hở ven bờ(vùng
biển ven bờ Nam Trung Bộ, vùng biển ven bờ phía đông Nam Bộ) và vùng biển khơi
(vùng biển quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa). Với hơn 3000 km bờ biển cùng hơn
90 cảng biển và 215 bãi biển có cảnh quan đẹp nhiều bãi biển đã được bình chọn đẹp
nhất Đông Nam Á, cùng với nhiều vịnh nổi tiếng như vịnh Hạ Long, vịnh Cam
Ranh…cùng tài nguyên biển phong phú. Vùng biển Việt Nam có hơn 2.458 loài cá,
gồm nhiều bộ, họ khác nhau, trong đó có khoảng 110 loài có giá trị kinh tế cao[1].

Select.Pdf
SDK
Trữ lượng cáDemo
ở vùngVersion
biển nước- ta
khoảng 5 triệu
tấn/năm, trữ lượng cá có thể đánh
bắt hàng năm khoảng 2,3 triệu tấn. Các loài động vật thân mềm ở Biển Đông có hơn
1.800 loài, trong đó có nhiều loài là thực phẩm được ưa thích, như: mực, hải sâm…
[1]. Một số đảo như Thổ Chu, Cồn Cỏ, v.v. có giá trị nối đường cơ sở để tính lãnh
hải. Hai quần đảo xa bờ Hoàng Sa và Trường Sa mang lại lợi ích nhiều mặt và lâu dài
cho đất nước. Nhiều vũng vịnh, cửa sông và đầm phá là tâm điểm phát triển cơ sở
hậu cần khai thác biển, các khu chế xuất, mậu dịch tự do, đặc biệt là các cảng biển.
Nhiều vùng cửa sông, đầm phá, vũng vịnh, đảo, bãi cát biển, v.v. xứng đáng là các kỳ
quan thiên nhiên, có tiềm năng lớn phát triển du lịch-dịch vụ. Các bãi đẹp nổi tiếng
như Trà Cổ, Cửa Lò, Lăng Cô, Nha Trang, Bãi Dài (Phú Quốc), v.v. và các vịnh đẹp

như Hạ Long, Nha Trang, Lăng Cô, v.v. đã góp phần thu hút mỗi năm hàng triệu
khách trong và ngoài nước đến du lịch biển, ước tính 70% tổng lượng khách của cả
nước[20]. Bờ biển dài có nhiều bãi cát, vịnh, hang động tự nhiên đẹp là tiềm năng về
du lịch lớn của nước ta. Do đặc điểm kiến tạo khu vực, các dãy núi đá vôi vươn ra sát
bờ biển tạo nhiều cảnh quan thiên nhiên sơn thủy rất đa dạng, nhiều vụng, vịnh, bãi
1


cát trắng, hang động, các bán đảo và các đảo lớn nhỏ liên kết với nhau thành một
quần thể du lịch hiếm có trên thế giới như di sản thiên nhiên Hạ Long được UNESCO
xếp hạng[23].
Trong bối cảnh loài người đang phải đối mặt và nỗ lực ứng phó với những tác
động khôn lường của biến đổi khí hậu, thì biển và đại dương một lần nữa lại chứng tỏ
vai trò quan trọng toàn cầu của nó. Theo các nhà nghiên cứu, tác động của con người
đối với môi trường biển có thể được phân chia thành các nhóm chính như sau: các
hoạt động phát triển trên đất liền, đặc biệt trên các lưu vực sông như đô thị hóa, phát
triển các khu công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng và khai thác thủy sản nước lợ, các
khu dân cư, khai khoáng,.... Lượng thải từ đất liền ra biển ở nước ta chiếm khoảng
50-60%.. Từ trên biển: các hoạt động trên biển như hàng hải, nuôi trồng và đánh bắt
hải sản, phát triển cảng và nạo vét đáy biển, du lịch biển, thăm dò và khai thác
khoáng sản biển (chủ yếu dầu, khí), nhận chìm tàu và các sự cố môi trường biển
khác[1]. Đặc biệt với các vùng ven biển miền Trung từ Thanh Hóa đến Ninh Thuận,
nơi cuộc sống người dân phụ thuộc vào việc đánh bắt hải sản và làm du lịch biển thì
biển đóng vai trò càng quan trọng.
Một thực
trạng đáng
báo động
là tài nguyên
biển đang bị khai thác bừa bãi làm
Demo

Version
- Select.Pdf
SDK
cho môi trường biển bị suy thoái trầm trọng, làm giảm tính đa dạng sinh học của
biển, các vùng rừng ngập mặn, rặng san hô bị suy giảm. trong đó có khoảng 70 loài
đã được đưa vào sách đỏ Việt Nam .Đặc biệt, vào những ngày đầu tháng 4/2016,
hiện tượng cá chết xuất hiện hàng loạt và tấp vào bờ biển các tỉnh ven biển miền
Trung, khởi đầu từ Vũng Áng, Hà Tĩnh sau lan rộng xuống Quảng Bình, Quảng Trị,
Thừa Thiên Huế. Chiều 30/6/2016, bộ Tài Nguyên Môi trường công bố nguyên
nhân cá chết, trong đó đã xác định được nguồn thải lớn nhất tại khu vực Vũng Áng,
Hà Tĩnh, chứa độc tố như phenol, xyanua, một số kim loại độc kết hợp với hidroxit
sắt, tạo thành một dạng phức hỗn hợp (mixel) theo dòng hải lưu đến Thừa Thiên Huế làm hải sản và sinh vật biển chết hàng loạt.

2


Một trong những nguyên nhân làm ô nhiễm môi trường biển là do ô nhiễm kim
loại nặng (trọng lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3) trong nước biển. Các cation kim loại
nặng như Hg,, Cd, Pb, Cu, Zn, As, Sb, Cr, Mn….thường không tham gia hoặc ít tham
gia vào các quá trình sinh hóa trong cơ thể hải sản, chúng thường tích lũy trong hải
sản biển. Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn xâm nhập vào cơ thể con người.
Nước từ sông, hồ… đã bị ô nhiễm kim loại nặng sẽ gây ô nhiễm nước gần bờ và xa
bờ. Biểu hiện của sự ô nhiễm kim loại nặng là độc tố cao trong cơ thể sinh vật biển,
đặc biệt là trong những cơ thể sinh vật biển như hiện tượng cá và sinh vật thủy sinh
chết hàng loạt. Việc phân tích hàm lượng và sự phân bố kim loại nặng có thể giúp
đánh giá mức độ ô nhiễm và tìm ra nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng[2]
Với các nguyên nhân trên tôi chọn đề tài: “Phân tích, đánh giá hàm lượng Pb,
Cd và Cr trong nước biển ven bờ vùng Thuận An – Thừa Thiên Huế”
Với nội dung:
- Kiểm soát chất lượng của phương pháp phân tích Pb, Cd và Cr băng phương

pháp AAS.
- Đánh giá hàm lượng Pb, Cd và Cr trong nước biển ven bờ Thuận An, Thừa

Demo
Version
- Select.Pdf
SDK
Thiên Huế theo
không
gian và thời
gian.

3