Xác định hàm lượng cu, zn, cd, pb trong một số laoif nhuyễn thể ở vùng biển cửa lò và sông lam tỉnh nghệ an bằng phương pháp von ampe hòa tan xung vi phân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ QU

XáC ĐịNH HàM LƯợNG Cu, Zn, Cd, Pb TRONG MộT Số LOàI
NHUYễN THể ở VùNG BIểN CửA Lò Và SÔNG LAM - TỉNH NGHệ AN
BằNG PHƯƠNG PHáP VON - AMPE HòA TAN XUNG VI PHÂN

CHUYấN NGNH: HểA Vễ C
Mó s: 60.44.25

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

TS. PHAN THỊ HỒNG TUYẾT

NGHỆ AN - 2011


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được gửi tới giảng viên TS. Phan Thị Hồng Tuyết
lời biết ơn chân thành và sâu sắc nhất. Cô là người đã trực tiếp giao đề tài và
tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong q trình nghiên cứu và hồn
thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Hóa học, Ban giám hiệu
trường Đại Học Vinh, các anh chị và các bạn đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận
lợi cho tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng tôi xin được cảm ơn những người thân u trong gia đình, đã
ln động viên, cổ vũ để tơi hồn thành tốt luận văn của mình.

Tuy nhiên, trong luận văn sẽ không tránh được những khuyết điểm và
thiếu sót nên tơi rất mong q thầy cơ và các bạn góp ý để hồn thiện hơn
luận văn và tích lũy kinh nghiệm cho cơng tác nghiên cứu sau này.

Nghệ An, tháng 12 năm 2011

Nguyễn Thị Quế


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................ 4
I.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG VÀ TÌNH HÌNH
Ơ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG ............................................................ 4

I.1.

Nguồn gốc xuất hiện và sự di chuyển các kim loại nặng .......................... 4

I.1.1.

Trong đất ............................................................................................. 4

I.1.2.

Trong nước.......................................................................................... 4

I.1.3.

Trong khơng khí ................................................................................. 4

I.2.

Tác hại của kim loại nặng ................................................................... 4

I.3.

Sự xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể ........................................ 5

I.4.

Qui trình tích luỹ kim loại nặng theo dây chuyền thực phẩm ....................... 6

I.5.

Tình hình ơ nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam ............. 7

I.5.1.

Tình hình ơ nhiễm kim loại nặng trên thế giới ................................... 7

I.5.2.

Tình hình ơ nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam ..................................... 9

I.6.

Giới hạn an toàn của kim loại nặng: Cu, Zn, Cd, Pb ............................ 12

I.7.

Sự tích tụ các nguyên tố Cu, Zn, Cd, Pb trong một số loài
nhuyễn thể ......................................................................................... 14

II.

GIỚI THIỆU CÁC NGUYÊN TỐ ĐỒNG, KẼM, CACDIMI,
CHÌ, TÁC DỤNG SINH HỐ VÀ TÍNH ĐỘC HẠI CỦA CHÚNG ... 18

II.1.

Nguyên tố đồng................................................................................. 18

II.1.1

Vị trí, cấu tạo và tính chất của đồng ................................................. 18

II.1.2.

Ứng dụng của đồng ........................................................................... 19

II.1.3.

Độc tính của đồng ............................................................................. 19

II.1.4.

Tác dụng sinh hóa của đồng ............................................................. 20

II.2.

Nguyên tố kẽm .................................................................................. 21


II.2.1.

Vị trí, cấu tạo và tính chất của kẽm .................................................. 21

II.2.2.

Ứng dụng của kẽm ............................................................................ 22

II.2.3.

Độc tính của kẽm .............................................................................. 23

II.2.4.

Tác dụng sinh hóa của kẽm .............................................................. 24

II.3.

Nguyên tố cadimi .............................................................................. 26

II.3.1.

Vị trí cấu tạo và tính chất của cadimi ............................................... 26

II.3.2.

Ứng dụng của cadimi ........................................................................ 27

II.3.3.

Độc tính của cadimi .......................................................................... 27

II.3.4.

Tác dụng sinh hóa của cadimi .......................................................... 29

II.4.

Nguyên tố chì .................................................................................... 32

II.4.1.

Vị trí, cấu tạo và tính chất của chì .................................................... 32

II.4.2.

Ứng dụng của chì .............................................................................. 33

II.4.3.

Độc tính của chì ................................................................................ 33

II.4.4.

Tác dụng sinh hóa của chì ................................................................ 35

III.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH, ĐỒNG, KẼM, CADIMI, CHÌ.... 36

III.1.

Phương pháp trọng lượng ................................................................. 36

III.2.

Phương pháp đo quang ..................................................................... 36

III.3.

Phương pháp cực phổ ....................................................................... 37

III.3.1.

Cơ sở của phương pháp cực phổ ...................................................... 38

III.3.1.1. Quá trình xảy ra trên điện cực giọt thủy ngân .................................. 38
III.3.1.2. Điện thế bán sóng và phương trình sóng cực phổ ............................ 42
III.3.1.3. Các cực đại trên sóng cực phổ .......................................................... 43
III.3.1.4. Phương trình Inkovitch ..................................................................... 43
III.3.2.

Phạm vi ứng dụng của phương pháp cực phổ .................................. 44

III.3.3.

Quy trình của phương pháp cực phổ ................................................ 44

III.3.4.

Các phương pháp phân tích cực phổ ................................................ 45

III.3.4.1. Phân tích định tính ............................................................................ 45


III.3.4.2. Phân tích định lượng ......................................................................... 46
a) Phương pháp mẫu tiêu chuẩn ....................................................... 46
b) Phương pháp đường chuẩn ........................................................... 46
c) Phương pháp thêm ........................................................................ 47
III.4.

Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử ................................................ 47

III.5.

Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ................................................ 48

III.6.

Phương pháp vơn ampe hồ tan xung vi phân.................................. 49

IV.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU PHÂN TÍCH KIM LOẠI
TRONG THỰC PHẨM NHUYỄN THỂ........................................... 49

IV.1.

Phương pháp vơ cơ hóa mẫu ướt ...................................................... 51

IV.2.

Phương pháp vơ cơ hóa mẫu khơ ..................................................... 51

IV.3.

Phương pháp vơ cơ hóa mẫu khơ - ướt kết hợp................................ 52

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM .................................................................... 53
I.

THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT................................................. 53

I.1.

Thiết bị và dụng cụ ........................................................................... 53

I.2.

Hóa chất ............................................................................................ 53

I.3.

Pha chế dung dịch ............................................................................. 54

I.3.1.

Pha chế dung dịch cho phép đo cực phổ .......................................... 54

I.3.1.1.

Pha chế dung dịch Cu2+ .................................................................... 54

I.3.1.2.

Pha chế dung dịch Zn2+ ..................................................................... 54

I.3.1.3.

Pha chế dung dịch Cd2+ .................................................................... 54

I.3.1.4.

Pha chế dung dịch Pb2+ ..................................................................... 54

I.3.2.

Pha chế các dung dịch khác .............................................................. 55

II.

LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHÔ
ƯỚT KẾT HỢP ................................................................................ 55

II.1.

Lấy mẫu ............................................................................................ 55

II.1.1.

Đối tượng mẫu .......................................................................................... 55


II.1.1.1. Loài Meretrix lyrata .......................................................................... 55
II.1.1.2. Loài Andara granosa ......................................................................... 56
II.1.1.3. Loài Anodonta anatina ...................................................................... 57
II.1.1.4. Loài Oxynaia micheloti..................................................................... 57
II.1.2.

Địa điểm lấy mẫu .............................................................................. 57

II.1.3.

Thời gian lấy mẫu ............................................................................. 59

II.2.

Chuẩn bị mẫu nhuyễn thể để vơ cơ hố mẫu .................................... 59

II.3.

Xử lý mẫu ......................................................................................... 59

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 61
I.

ĐIỀU KIỆN CHUNG ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI HÀM
LƯỢNG ĐỒNG, KẼM, CADIMI, CHÌ TRONG MỘT SỐ LỒI
NHUYỄN THỂ BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA
TAN XUNG VI PHÂN ...................................................................... 61

II.

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI HÀM LƯỢNG Cu, Zn,
Cd, Pb, TRONG MỘT SỐ LOÀI NHUYỄN THỂ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN XUNG VI PHÂN ........ 61

II.1.

Kết quả xác định hàm lượng đồng .................................................... 62

II.2.

Kết quả xác định hàm lượng kẽm ..................................................... 64

II.3.

Kết quả xác định hàm lượng cadimi ................................................. 66

II.4.

Kết quả xác định hàm lượng chì ....................................................... 68

III.

CÁC ĐƯỜNG CONG CỰC PHỔ THU ĐƯỢC KHI XÁC ĐỊNH
ĐỒNG THỜI HÀM LƯỢNG Cu, Zn, Pb, Cd TRONG MẪU
TRẮNG VÀ MẪU THỰC NGHIỆM ................................................ 70

KẾT LUẬN ..................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 77


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1:

Tải lượng chất gây ô nhiễm đổ ra biển Hải Phòng – Quảng Ninh .............10

Bảng 1. 2:

Tải lượng một số chất gây ô nhiễm đổ ra biển của một số hệ
thống sông ....................................................................................... 11

Bảng 1. 3:

Quy định lượng ăn vào tối đa cho phép hàng ngày và hàng
tuần của chì và cadimi trong thực phẩm ......................................... 12

Bảng 1. 4:

Giới hạn cho phép của hàm lượng đồng và kẽm trong một số
loại thực phẩm................................................................................. 13

Bảng 1. 5:

Hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở
vùng biển Senegal ........................................................................... 14

Bảng 1. 6:

Hàm lượng cadimi trong loài Brachidontes pharaonis và loài
Pinctada radiata ở vịnh Akkuyu, Thổ Nhĩ Kỳ ................................ 15

Bảng 1. 7:

Hàm lượng chì và cadimi trong một số loài nhuyễn thể ở
vùng biển Đà Nẵng năm 2007 ........................................................ 16

Bảng 1. 8:

Hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở
vùng biển Đà Nẵng năm 2008 ........................................................ 17

Bảng 2. 1:

Thành phần dinh dưỡng của nghêu (Meretrix lyrata) .................... 56

Bảng 2. 2:

Thành phần dinh dưỡng của sị huyết huyết ................................... 56

Bảng 2. 3:

Thơng tin mẫu ................................................................................. 58

Bảng 2. 4:

Các bước xử lý mẫu ........................................................................ 60

Bảng 3. 1:

Kết quả xác định hàm lượng đồng (Cu) trong một số loài
nhuyễn thể ở Nghệ An .................................................................... 62

Bảng 3. 2:

Kết quả xác định hàm lượng kẽm (Zn) trong một số loài
nhuyễn thể ở Nghệ An .................................................................... 64

Bảng 3. 3:

Kết quả xác định hàm lượng cadimi (Cd) trong một số loài
nhuyễn thể ở Nghệ An .................................................................... 66

Bảng 3. 4:

Kết quả xác định hàm lượng chì (Pb) trong một số loài
nhuyễn thể ở Nghệ An .................................................................... 68


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Quy trình tích luỹ kim loại theo dây chuyền thực phẩm................. 7
Hình 2.1: Nghêu ............................................................................................ 55

Hình 2.2: Sị huyết ......................................................................................... 56
Hình 2.3: Trai ................................................................................................ 57
Hình 2.4: Trùng trục ...................................................................................... 57
Hình 2.5: Bản đồ địa điểm............................................................................. 57
Hình 3.1 : Biểu đồ hàm lượng Cu .................................................................. 63
Hình 3.2 : Biểu đồ hàm lượng Zn................................................................... 65
Hình 3.3 : Biểu đồ hàm lượng Cd .................................................................. 67
Hình 3.4 : Biểu đồ hàm lượng Pb ................................................................... 69
Hình 3.5 : Đường cong cực phổ mẫu trắng .................................................... 70
Hình 3.6 : Đường cong cực phổ mẫu nghêu .................................................. 70
Hình 3.7 : Đường cong cực phổ mẫu nghêu nhỏ ........................................... 71
Hình 3.8 : Đường cong cực phổ mẫu nghêu to .............................................. 71
Hình 3.9 : Đường cong cực phổ mẫu sị nhỏ.................................................. 72
Hình 3.10 : Đường cong cực phổ mẫu sị to..................................................... 72
Hình 3.11 : Đường cong cực phổ mẫu trùng trục ............................................ 73
Hình 3.12 : Đường cong cực phổ mẫu trai ....................................................... 73
Hình 3.13 : Đường cong cực phổ mẫu trai 1 .................................................... 74
Hình 3.14 : Đường cong cực phổ mẫu trai 2 .................................................... 74


1
MỞ ĐẦU
Sự phát triển công nghiệp ở nước ta hiện nay đã đem lại những thành
tựu to lớn cho sự phát triển đất nước trên các lĩnh vực kinh tế, văn hóa, xã hội
làm cho đời sống của con người ngày càng được nâng cao. Tuy nhiên q
trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa cũng mang lại những hậu quả đáng lo
ngại cho môi trường sống và sức khỏe con người. Ở nước ta việc khai thác
khoáng sản bừa bãi, xây dựng ồ ạt các nhà máy xí nghiệp, các khu công
nghiệp, khu chế xuất đã đào thải ra môi trường một lượng không nhỏ các chất
độc hại, đặc biệt là các kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường nước cũng như

nguồn thức ăn. Phần lớn chúng là những nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự
sinh trưởng và triển của con người và động thực vật. Tuy nhiên khi tồn tại
trong cơ thể với một lượng lớn vượt quá giới hạn cho phép chúng sẽ gây ra sự
nhiễm độc nguy hiểm. Chính vì vậy, việc điều tra, phân tích, xác định nồng
độ, hàm lượng của các nguyên tố này trong môi trường mà đặc biệt là trong
các loại thực phẩm, rau quả và nguồn nước là một trong các nguồn gây độc
cho con người thông qua mạng lưới thức ăn là một việc làm vô cùng cần thiết
để đảm bảo sức khỏe con người.
Các kim loại nặng như: Mn, Cu, Zn, Pb, Cd, Ni…. được biết đến,
chúng nguy hiểm và gây ô nhiễm môi trường, nguyên nhân gây ra do các quá
trình khai thác dầu mỏ, sản xuất nơng nghiệp, cơng nghiệp, sản xuất hóa
chất…. Có những ngun tố được xem là vi lượng cần thiết cho sinh vật,
nhưng khi hàm lượng của chúng quá cao thì trở thành chất độc hại, một vài
trong số nguyên tố đó thì gây độc hại ở nồng độ thường như Cd, Pb.
Có những lồi sinh vật có khả năng đặc biệt tích tụ những chất gây ơ
nhiễm trong mơ của chúng, vì hàm lượng cao hơn nhiều lần so với mơi trường
bên ngoài, nơi chúng sinh sống và được xem là ô nhiễm của khu vực nghiên cứu.


2
Có nhiều cơng trình nghiên cứu về sự tích lũy kim loại nặng trong mơ của
một số lồi sinh vật thân mềm, sự tập trung cao của hàm lượng ở dạng vết của
các kim loại nặng được tìm thấy trong một vài loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ.
Tùy thuộc vào dạng sống và cơ chế lấy thức ăn của mỗi lồi sinh vật
mà tích lũy kim loại nặng trong mơ cơ thể của chúng khác nhau. Các kim loại
nặng trong mơi trường biển thường được quan tâm hơn vì nó tồn lưu trong cơ
thể sinh vật biển và có khả năng tích lũy, khuếch đại trong mơ cơ thể chúng.
Tính độc hại của các kim loại nặng tồn tại lâu dài trong chuỗi thức ăn, là
nguyên nhân gây ô nhiễm mơi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của con
người.

Vì những đặc tính vốn có như: lấy thức ăn theo kiểu lọc nước, có khả
năng tích lũy một hàm lượng lớn các kim loại nặng mà không bị ngộ độc, di
chuyển chậm để đảm bảo rằng chất ô nhiễm mà nó tích tụ có liên quan đến
khu vực nghiên cứu, phân bố rộng, có số lượng phong phú, dễ thu mẫu, có
kích thước phù hợp dễ cung cấp những mơ đủ lớn cho việc phân tích…
Những lồi nhuyễn thể hai mảnh vỏ đã được nghiên cứu sử dụng làm sinh vật
quan trắc môi trường nước bị ô nhiễm bởi kim loại nặng và mang lại hiệu quả
cao. Mức độ tích lũy kim loại nặng chịu ảnh hưởng nhiều các yếu tố sinh lý
như tốc độ hấp thu và khả năng đồng hóa kim loại trong nước, tốc độ làm
sạch, khả năng hút trong mang và tốc độ quay vòng của kim loại trong mô.
Ở Việt Nam, vấn đề nghiên cứu về sinh vật điển hình, như các lồi sinh
vật tích tụ đang là vấn đề nghiên cứu khá mới mẻ. Một vài nghiên cứu về sự
tích lũy các kim loại nặng được tiến hành trên các loài thực vật như các loại
rau. Các lồi động vật như: ngao, sị huyết cũng đã được sử dụng như những
sinh vật tích tụ để nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường đất và
nước. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chưa nhiều. Các kim loại nặng được
chọn để khảo sát là Zn, Cd, Pb, Cu. Chúng được đánh giá là các nguyên tố


3
độc ở dạng vết và có thể gây ngộ độc tức thời hoặc ảnh hưởng lâu dài đến
sinh vật và con người.
Có nhiều phương pháp để xác định hàm lượng kim loại trong đó
phương pháp von - ampe hịa tan xung vi phân, Phương pháp này có thể xác
định đồng thời Cd, Cu, Zn và Pb trong cùng một mẫu với độ lặp lại và độ
nhạy khá cao. Chính vì những lý do trên mà tôi chọn đề tài: “Xác định hàm
lượng Cu, Zn, Cd, Pb trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển Cửa Lị
và Sơng Lam - Tỉnh Nghệ An bằng phương pháp von - ampe hòa tan
xung vi phân”, để làm đề tài luận văn của mình.

4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG VÀ TÌNH HÌNH
Ơ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
I.1. Nguồn gốc xuất hiện và sự di chuyển các kim loại nặng: [15]
I.1.1. Trong đất:
Nguồn gốc xuất hiện các kim loại nặng trong đất là do: chất thải công
nghiệp, kỹ nghệ pin, hoạt động khai thác khống sản, cơ khí, giao thơng, chất
thải sinh hoạt và phân bón, các hố chất dùng trong các ngành cơng nghiệp. Ở
Việt Nam tình hình ơ nhiễm đất bởi kim loại nặng nhìn chung khơng phổ
biến. Tuy nhiên trường hợp cục bộ gần khu công nghiệp, đặc biệt ở những
làng nghề tái chế kim loại, tình trạng ô nhiễm kim loại nặng diễn ra khá trầm
trọng.
I.1.2. Trong nước:
Kim loại nặng tồn tại trong môi trường nước từ nhiều nguồn khác nhau
như: nước thải từ các khu công nghiệp và nước thải sinh hoạt, giao thông, y
tế, sản xuất nơng nghiệp (phân bón, thuốc trừ sâu), khai thác khống sản,
cơng nghệ mạ kim loại. Nguồn nước mặt bị ô nhiễm kim loại nặng sẽ kéo
theo ô nhiễm môi trường đất, ô nhiễm nguồn nước ngầm, ô nhiễm khơng khí.
I.1.3. Trong khơng khí:
Kim loại nặng tồn dư trong khơng khí do các nguồn sau: Cơng nghiệp
luyện kim, cơ khí thải ra nhiều khói bụi kim loại, khói thải do dùng nhiên liệu
hoá thạch, hoá chất độc hại trong q trình luyện gang, thép, nhiệt luyện kim
loại, khí thải ở các nhà máy luyện kim thường có nhiệt độ cao 300 – 4000C
nên dễ dàng được phân tán ra nếu kết hợp được với ống khói cao.
I.2. Tác hại của kim loại nặng:
Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể một phần bị đào thải, một phần
được giữ lại trong cơ thể. Các kim loại nặng là nguồn chất độc nguy hiểm đối

5
với hệ sinh thái đất, chuỗi thức ăn và con người. Những kim loại nặng có tính
độc cao nguy hiểm là: thuỷ ngân (Hg), cadimi (Cd), chì (Pb), niken (Ni). Các
kim loại nặng có tính độc mạnh là asen (As), crôm (Cr), kẽm (Zn), thiếc (Sn),
đồng (Cu).
Trong thực tế, các kim loại nặng nếu ở hàm lượng thích hợp rất cần cho
sự sinh trưởng và phát triển của thực vật, động vật và con người. Tuy nhiên
chúng tích luỹ nhiều trong đất thì rất độc hại đối với động thực vật và con
người, các kim loại nặng nếu tồn tại dư trong thực phẩm với hàm lượng quá
cao sẽ gây tác hại cho sức khoẻ người tiêu dùng. Biểu hiện trước hết là ngộ
độc mãn tính.
- Đối với người:
Gây độc hại cấp tính, thí dụ thuỷ ngân hay asen với liều cao có thể gây
ngộ độc chết người ngay.
Gây độc hại mãn tính hoặc tích luỹ thí dụ chì với liều lượng nhỏ hàng
ngày, liên tục, sau một thời gian sẽ gây nhiễm độc chì, rất khó chữa, các kim
loại khác gây sỏi thận.
- Đối với thức ăn:
Làm hư hỏng thức ăn, thí dụ chỉ cần cho lượng vết đồng sẽ kích thích
q trình oxi hố và tự oxi hố của dầu mỡ. Làm giảm giá trị dinh dưỡng của
thực phẩm, thí dụ chỉ cần cho lượng vết kim loại nặng cũng đủ để kích thích
sự phân huỷ vitaminC, vitaminB1…
I.3. Sự xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể:
Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể người và sinh vật thông qua
con đường sau:
- Hô hấp: Không khí được cơ thể sống hít vào có những chất ơ
nhiễm khơng chỉ ở dạng khí mà cịn ở dạng lỏng, bụi rắn có khả năng bay

6
hơi. Các chất độc sau khi được hấp thụ qua màng nhầy sẽ lan toả đi vào
máu, gây ngộ độc.
Các chất độc ở dạng rắn hay lỏng, lơ lửng trong khơng khí như sương
mù, khói,… với hạt nhỏ hơn 1 micron có thể vào phổi. Bụi khí độc có kích
thước phân tử từ 1 – 5 micron đi vào các phế quản hay phế nang. Tồn bộ phế
nang có diện tích rất lớn với một mạng lưới mao mạch dày đặc giúp chất độc
khuếch tán nhanh vào máu, không qua gan và khơng được giải độc như theo
đường tiêu hố mà đi ngay qua tim để đi đến các phủ tạng, đặc biệt hệ thần
kinh trung ương. Do đó, chất độc xâm nhập qua đường hô hấp tác động gây
độc nhanh và rất nguy hiểm.
- Tiêu hoá: Thức ăn và nước uống bị nhiễm bẩn không đảm bảo qui tắc
an toàn vệ sinh thực phẩm hay bản thân thức ăn và nước uống có chứa kim
loại nên kim loại nặng dễ xâm nhập vào cơ thể sinh vật và gây bệnh. Chỉ có
một số độc chất đi vào não, cịn lại độc chất chủ yếu đi qua gan, thận, qua sữa
mẹ, tuyến mồ hôi và tuyến sinh dục.
- Tiếp xúc: Da có vai trị bảo vệ chống tác động của yếu tố hoá học, vật
lý và sinh học. Do một số yếu tố nhạy cảm với lớp mỡ dưới da nên kim loại
nặng có thể đi qua da, vào hệ tuần hoàn chung của cơ thể. Nhiễm độc qua da
càng xảy ra dễ dàng nếu da bị tổn thương về mặt cơ học (chấn thương), lý học
(bỏng), các chất hoá học (các chất kích thích và ăn da, gây bỏng). Nếu nhiễm
qua niêm mạc càng nguy hiểm hơn vì niêm mạc có mật độ mao mạch dày.
I.4. Qui trình tích luỹ kim loại nặng theo dây chuyền thực phẩm: [12]
Dây chuyền thực phẩm là con đường chuyển năng lượng từ cơ thể sinh
vật này sang cơ thể sinh vật khác. Nếu trong cơ thể sinh vật của một mắt xích
trong dây chuyền thực phẩm nào đó có chất độc thì chất độc này sẽ được
chuyển sang sinh vật khác có bậc dinh dưỡng cao hơn, kế đó trong dây
chuyền. Trong dây chuyền thực phẩm ở hình 1. 1, con người là sinh vật có

7
bậc cao nhất trong các bậc dinh dưỡng. Điều này có nghĩa là con người có khả
năng tích luỹ nhiều nhất các chất độc cao nhất trong dây chuyền thực phẩm.
Con người
0,6

Chim ăn cá
3,15

Động vật có vú

Chim ăn thịt
4,0

Cá
0,17 – 2,07

Tôm
0,16

Ốc sên bùn

Mảnh vỡ
hữu sinh

Sinh vật hữu sinh
0,03

Trai, hến
0,42

Phiêu sinh
0,04

Côn trùng
0,23 – 0,3

Thực vật vùng
đầm lầy

Hình 1.1: Quy trình tích luỹ kim loại theo dây chuyền thực phẩm
I.5. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam: [15]
I.5.1. Tình hình ơ nhiễm kim loại nặng trên thế giới:
Tình trạng ơ nhiễm kim loại nặng thường gặp ở các khu công nghiệp,
các thành phố lớn, khu vực hoạt động nơng nghiệp và khu vực khai thác
khống sản. Từ các nguồn phát thải các kim loại nặng đi vào môi trường đất,


8
nước, khơng khí gây ơ nhiễm mơi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe, đời sống
sinh vật và tốn kém chi phí để khắc phục, xử lý. Hiện nay, tình trạng ô nhiễm
Pb, Cd, Zn, Cu cũng như các kim loại nặng khác diễn ra ở nhiều nơi, từ các
nước phát triển đến các nước đang phát triển, tuy nhiên mức độ trầm trọng
thường xảy ra cục bộ tại một số khu vực. Hoạt động công nghiệp đặc biệt là
công nghiệp khai khoáng, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, sử dụng phân bón,
giao thơng, từ tự nhiên … đã đưa vào môi trường một lượng lớn kim loại
nặng.
Mỏ crom lộ thiên lớn nhất thế giới ở Sukinda (Ấn Độ) theo ước tính
của một nhóm y tế Ấn Độ khoảng 84,75% số người chết ở khu mỏ này đều
liên quan đến các bệnh do crom gây ra, ở đây 60% nước uống bị nhiễm Cr+6

cao gấp 2 lần tiêu chuẩn quốc tế. Còn ở Thiên Tân Trung Quốc nơi sản xuất
hơn một nửa lượng chì cho Trung Quốc do cơng nghệ thấp và quản lí kém
nên một lượng lớn chì và các kim loại độc hại khác từ mỏ và các quá trình
khai thác chế biến từ mỏ đã thải ra mơi trường một lượng lớn, lượng chì tìm
thấy trong lúa mì ở đây cao gấp 24 lần tiêu chuẩn cho phép gây ảnh hưởng
nghiêm trọng cho khoảng 140.000 người.
Ở thành phố La Oraya – một thành phố mỏ của Peru, 99% số trẻ em có
hàm lượng chì nhiễm vào trong máu vượt quá mức cho phép, theo khảo sát
năm 1999, hàm lượng Pb, Cu, Zn ở đây cao gấp 3 lần so với giới hạn cho
phép và chúng sẽ tồn tại trong đất của thành phố này hàng thế kỷ nữa. [theo
thống kê năm 2006 của tổ chức nghiên cứu môi trường quốc tế Viện
Blacksmith].
Ở tỉnh Creuse (Pháp) từ năm 1905 – 1955 hoạt động khai thác vàng đã
thải ra 550.000 tấn cianua và thuỷ ngân gây ô nhiễm nặng cho một vùng rộng
lớn và nước sông Tardes. Ở Irắc, đất bị ô nhiễm metyl thuỷ ngân từ thuốc bảo
vệ thực vật đã làm hơn 6.000 người nhiễm độc và 88 người chết.


9
Ở Nhật Bản trong những năm 1950 – 1960, hoạt động khai khoáng Zn – Pb
tại vùng Valley thuộc tỉnh Toyama đã gây ô nhiễm nặng nước sông Jinzu và
đất ruộng làm cho hàm lượng Cd trong gạo lên đến 0,7 mg/kg cao gấp 10 lần
cho phép đã làm hàng trăm người dân sống trong khu vực bị bệnh do nhiễm
độc cadimi có tên gọi là "itai - itai", nghĩa là "đau đau" trong tiếng Nhật. Hầu
hết nạn nhân đều bị tổn thương thận, loãng xương và nhiều người đã chết.
Năm 1953 ở Nhật Bản, một nhà máy sản xuất hóa chất đã thải metyl thủy
ngân ra vịnh Minamata, thơng qua con đường thực phẩm đã gây ra các triệu
chứng bệnh thần kinh và được biết đến như là bệnh "Minamata". Tại Thái
Lan, theo báo cáo của Viện Quốc tế Quản lý Nước (IWMI) (2004) thì ruộng
lúa thuộc tỉnh Tak đã bị nhiễm Cd cao gấp 94 lần tiêu chuẩn, hàm lượng Cd

trong gạo, tỏi, đậu nành sản xuất tại đây cao hơn khoảng từ 16 – 126 lần tiêu
chuẩn cho phép.
I.5.2. Tình hình ơ nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam:
Việt Nam là nước đang trên đà phát triển các q trình cơng nghiệp
hóa, đơ thị hóa, các khu công nghiệp ngày càng xây dựng nhiều với quy mô
rộng lớn cùng với vấn đề phát triển đó thì sự ô nhiễm môi trường ngày càng
xảy ra trầm trọng trong đó các kim loại nặng cũng rất ảnh hưởng tới môi
trường sống xung quanh ta.
Ở Quỳ Hợp (Nghệ An) các cơng trình khai thác thiếc đã làm ơ nhiễm
nguồn nước do nhiễm độc kim loại nặng làm cho cá chết hàng loạt, hơn 100
con trâu, bò, ngựa ở xã Châu Cường cũng đã chết do uống nước nhiễm độc.
Nhiều người dân địa phương bị mắc bệnh tâm thần, viêm da, tay chân tê
cứng, nhức mỏi khớp xương.
Ô nhiễm As tại Việt Nam thường phân bố rộng và là một trong những
quốc gia ô nhiễm As cao trên thế giới. Từ năm 1995 – 2000, nhiều nghiên cứu
đã cho thấy nồng độ As trong các mẫu nước khảo sát ở thượng lưu sông Mã,


10
Sơn La, Phú Thọ, Bắc Giang, Hưng Yên, Nam Định, Thanh Hoá… Đều vượt
tiêu chuẩn cho phép nước sinh hoạt quốc tế và Việt Nam. Ngồi ra, tình trạng
ơ nhiễm kim loại nặng Cd và Pb cũng gia tăng nhanh chóng, mức độ ơ nhiễm
nghiêm trọng nhất vẫn là các thành phố lớn, các khu dân cư, khu công nghiệp,
các làng nghề truyền thống…
Theo Lê Huy Bá (2004) tại huyện Tân Trụ (Long An), hàm lượng Cd
trong nước từ 2 – 8 mg/l gấp 40 – 60 lần tiêu chuẩn cho phép, Pb từ 0,7 – 2,7
mg/l gấp 7 - 27 lần tiêu chuẩn cho phép. Đất ở khu vực xung quanh nhà máy
Pin Văn Điển và nhà máy phân lân Văn Điển (Hà Nội) có hàm lượng kim loại
nặng là: Pb: 17,44 – 2047 ppm, Cu: 12,85 – 49,69 ppm; Mn: 172,7 – 2018,05
ppm, Zn: 25,190 – 243,477 pmm.

Một số khu vực biển đã có biểu hiện ơ nhiễm kim loại nặng, Theo số
liệu năm 2000 của các trạm quan trắc biển, các trầm tích chủ yếu bị ơ nhiễm
bởi các kim loại nặng như: Zn, Cu, Cd, As và Hg.
Bảng 1. 1: Tải lượng chất gây ô nhiễm đổ ra biển Hải Phịng – Quảng Ninh
Chất gây ơ nhiễm (đơn vị tấn/năm)
Cu

Pb

Zn

Hg

As

Cd

65,29

45,12

840,73

5,13

45,89

9,44

(Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam 2003, Phạm Văn Ninh)

11
Bảng 1. 2: Tải lượng một số chất gây ô nhiễm đổ ra biển của một số hệ thống
sông:
Thông số (đơn vị tấn/năm)

Hệ thống
sơng

Cu

Pb

Zn

As

Hg

Cd

Thái Bình

4101

154

3352

120

17

164

Hồng

2817

730

2015

448

11

18

Hàn

37

15

79

Thu Bồn

62

16

192

102

2921

Sài GịnĐồng Nai

26

Mê Kơng

1825

190

12775

982

13

128

Cả nước

14184

2063

21739

2407

133

1082

(Nguồn: Chương trình Nghiên cứu biển cấp nhà nước KT.03.07).
Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm là vấn đề cần được
quan tâm vì kim loại nặng chủ yếu xâm nhập vào cơ thể con người qua con
đường tích luỹ sinh học. Theo kết quả phân tích vào tháng 4 năm 2004 tại
thơn Bằng B, xã Hồng Liệt, huyện Thanh Trì, Hà Nội qua các mẫu rau dùng
để phân tích như: mồng tơi, hành, cải xanh, muống cạn, ngải cứu, muống
nước thì hàm lượng các kim loại nặng như Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, As là cao hơn
so với tiêu chuẩn của WHO. Ở thành phố Hồ Chí Minh nhiều hệ thống kênh
rạch, ao mương đã phải hứng chịu một cách lâu dài các chất thải độc hại từ
hàng ngàn nhà máy, cơ sở sản xuất trên địa bàn. Điển hình như năm 2008,
Nhà máy bột ngọt Vedan đã bị phát hiện việc đổ nước thải chưa xử lí ra sông
Thị Vải đã gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước và thiệt hại nặng nề cho
người dân trong khu vực đã bị cơ quan nhà nước xử lý.


12
Những cơng trình nghiên cứu gần đây của một số nhà khoa học cho
thấy rau bán ở các chợ trong thành phố Hồ Chí Minh, nhiều loại nhiễm kim

loại nặng đặc biệt chì có hàm lượng cao hơn mức cho phép 30 lần. Theo
nghiên cứu của Phó giáo sư tiến sĩ Bùi Cách Tuyến (Đại học Nông Lâm
TPHCM) hàm lượng kẽm trong các mẫu rau muống ở quận Bình Chánh cao
gấp 30 lần mức cho phép.
Các dẫn liệu trên cho thấy tình hình ơ nhiễm kim loại nặng trên thế giới
và Việt Nam đã và đang gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ, chất lượng cuộc
sống của con người. Mặc dù tình trạng ơ nhiễm kim loại nặng ở nước ta tuy
chưa ở mức phổ biến và trầm trọng, song một số vùng nhất là các vùng gần
khu công nghiệp đã có dấu hiệu ơ nhiễm kim loại nặng cục bộ. Vì vậy việc
nghiên cứu cơng cụ nhằm nâng cao hiệu quả đánh giá ô nhiễm kim loại nặng
là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn nhằm quan trắc và kiểm sốt các ảnh hưởng của
nó đến đời sống con người và mơi trường.
I.6. Giới hạn an tồn của kim loại nặng: Cu, Zn, Cd, Pb: [20], [21]
Ủy ban chuyên viên quốc tế FAO/WHO 1998 đã quy định hàm lượng
ăn vào tối đa cho phép hàng ngày (PTDL) và hàng tuần (PTWI) của chì và
cadimi trong thực phẩm được thể hiện ở bảng 1. 3
Bảng 1. 3: Quy định lượng ăn vào tối đa cho phép hàng ngày và hàng tuần
của chì và cadimi trong thực phẩm.
Nguyên tố

PTWI (mg.kg-1wbweek-1)

PTDI (µg.kg-1wbday-1)

Pb

0,025

3,6

Cd

0,007

1,0


13
Trong đó :
PTWI: Lượng ăn vào tối đa cho phép hàng tuần, đơn vị tính: mg/kg
trọng lượng cơ thể trên một tuần.
PTDI: Lượng ăn vào tối đa cho phép hàng ngày, đơn vị tính: µg/kg
trọng lượng cơ thể trên một ngày.
Theo qui định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực
phẩm (kèm quyết định số 46/2007/QĐ - BYT), hàm lượng chì và cadimi cho
phép trong thực phẩm không vượt quá giới hạn:
+ Đối với cadimi: < 1 µg/g thực phẩm.
+ Đối với chì: < 1,5 µg/g thực phẩm.
Theo Qui định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực
phẩm (kèm quyết định số 46/2007/QĐ - BYT), hàm lượng đồng và kẽm cho
phép trong một số loại thực phẩm không vượt quá giới hạn sau:
Bảng 1. 4: Giới hạn cho phép của hàm lượng đồng và kẽm trong một số loại
thực phẩm:
Thực phẩm

Cu (mg/kg)

Zn (mg/kg)

Sữa và sản phẩm sữa

30

40

Rau, quả

30

40

Thịt và sản phẩm thịt

20

40

Cá và sản phẩm cá

30

100

Nhuyễn thể hai mảnh vỏ

20

50

14
I.7. Sự tích tụ các nguyên tố Cu, Zn, Cd, Pb trong một số loài nhuyễn thể:
[18], [21], [22], [25]
Trong một số lồi nhuyễn thể cũng có chứa kim loại nặng. Việc nghiên
cứu kiểm soát kim loại nặng trong nhuyễn thể được thực hiện ở nhiều nước,
với nhiều khu vực biển khác nhau.
Hàm lượng đồng, kẽm đã được tìm thấy trong một số loài nhuyễn thể
năm 2006 ở vùng biển Senegal thu được trong bảng sau :
Bảng 1. 5: Hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển
Senegal:
Tên lồi

Cu (µg/g)

Zn (µg/g)

Vẹm (Perna Perna) ở Morocco coast

7,2 ± 0,73

121,6 ± 6,1

Ngao (Tridacna squamosa) ở Cap Timiris

8,4 ± 0,87

49,8 ± 4,2

Ngao (Tridacna squamosa) ở M. Hejral

26,17 ± 6,74

59,97 ± 7,16

Hàu (Crassostrea gasar) ở Wet season

47,16 ± 7,35

2320 ± 180

Điệp (Chlamys varia) ở Cameroom

3,83 ± 0,55

39,04 ± 0,8


15
Hàm lượng cadimi cũng đã được tìm thấy trong một số loài nhuyễn thể
vào giữa tháng 5/1999 ở vịnh Akkuyu, Thổ Nhĩ Kỳ thu được trong bảng sau:

Bảng 1. 6: Hàm lượng cadimi trong loài Brachidontes pharaonis và loài
Pinctada radiata ở vịnh Akkuyu, Thổ Nhĩ Kỳ:

Cá thể

Hàm lượng Cd (µg/g)

Brachidontes pharaonis (một lồi trai)

0,0058 ± 0,00034

Pinctada radiata (một lồi sị)

0,0605 ± 0,00467

Tại vùng biển Đà Nẵng (Việt Nam )người ta tiến hành nghiên cứu một
số loài nhuyễn thể và kết quả cũng thu được hàm lượng một số kim loại nặng
như trong bảng sau:


16
Bảng 1. 7: Hàm lượng chì và cadimi trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển
Đà Nẵng năm 2007:
Địa
điểm
lấy
mẫu

Ngày lấy
mẫu

Pb

Cd

12/05/2007

Hàu (Ostrea Rivularis)

75

0,3868

0,0406

12/05/2007

Nghêu trắng
(Mertrix Lyrata)

44

0,5170

0,0802

Nghêu lụa
(Paphia Undulata)

45

0,3568

0,1152

14/05/2007

Nghêu dầu
(Mertrix Mertrix LinnĐ)

45

0,3878

0,1092

14/05/2007

Điệp
(Chlamys Nobylis)

85

1,2257

0,8508

05/05/2007

Nghêu dầu
(Mertrix Mertrix LinnĐ)

45

0,1662

-

05/05/2007

Nghêu trắng
(Mertrix Lyrata)

44

0,0650

-

Biển 12/05/2007
Nam Ơ

Biển
Thành
Bình

Loại nhuyễn thể

Chiều
dài vỏ
(mm)

Hàm lượng kim
loại (µg/g khối
lượng ướt)


17
Bảng 1. 8: Hàm lượng đồng và kẽm trong một số loài nhuyễn thể ở vùng biển

Đà Nẵng năm 2008.
Địa
điểm
lấy mẫu

Ngày lấy
mẫu

Nam Ô

Nghêu lụa
(Paphia Undulata)

04/04/2008

Vẹm xanh
(Perna Viridis)
Nghêu dầu (Mertrix
Mertrix LinnĐ)

dài vỏ
(mm)

Hàm lượng kim loại
(µg/g khối lượng ướt)
Pb

Cd

43 – 45

13,66 ± 0,14

28,70
± 1,72

100 –
105

19,17 ± 0,26

33,72
± 1,12

34 – 38

15,27 ± 0,31

24,13
± 0,58

05/04/2008

Nghêu trắng
(Mertrix Lyrata)

34 – 41

19,32 ± 0,26

34,60
± 0,61

12/04/2008

Sị lơng (Anadara
Subcrenata)

50 – 58

16,27 ± 0,22

29,09
± 0,34

72 – 76

19,54 ± 0,16

82 – 85

19,15 ± 0,86

06/04/2008

Sị lơng
(Anadara
Subcrenata)

52 – 56

14,24 ± 0,37

25,60
± 0,42

14/04/2008

Nghêu lụa
(Paphia Undulata)

42 – 47

12,40 ± 0,22

24,70
± 0,17

14/04/2008

Nghêu dầu (Mertrix
Mertrix LinnĐ)

35 – 37

12,49 ± 0,42

20,47
± 0,54

06/04/2008
07/04/2008

Biển
Thành
Bình

Loại nhuyễn thể

04/04/2008

12/04/2008
Biển

Chiều

Hàu
(Ostrea Rivularis)
Điệp
(Chlamys Nobylis)

38,22
± 0,92
32,42
± 0,92

Như vậy, hàm lượng kim loại nặng chì, cadimi, đồng và kẽm trong các
loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ khác nhau là khác nhau. Điều này được giải
thích trên cơ sở đời sống sinh lý từng lồi và tính phàm ăn của chúng thể hiện
qua khả năng lọc nước.