Hàm lượng chì trong trầm tích, nước sông và trong loài cá trê trên sông Sài Gòn đoạn chảy qua thành phố Thủ Dầu Một - Lê Thị Phơ

HÀM LƯỢNG CHÌ TRONG TRẦM TÍCH, NƯỚC SÔNG VÀ TRONG LOÀI CÁ TRÊ TRÊN SÔNG SÀI GÒN ĐOẠN CHẢY QUA THÀNH PHỐ THỦ DẦU MỘT Lê Thị Phơ(1) (1) Trường Đại học Thủ Dầu Một Ngày nhận bài 12/3/2018; Ngày gửi phản biện 25/3/2018; Chấp nhận đăng 30/05/2018 Email: pholt@tdmu.edu.vn Tóm tắt Bài báo trình bày kết quả xác định hàm lượng chì (Pb) trong 12 mẫu trầm tích, 12 mẫu nước, 12 mẫu cá trên sông Sài Gòn đoạn chảy qua thành phố Thủ Dầu Một (năm 2015). Hàm lượng chì được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS. Kết quả cho thấy, tại các vị trí nghiên cứu, hàm lượng chì trong trầm tích dao động từ 14.9367 mg/kg đến 60.2828 mg/kg đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 43:2012/BTNMT; hàm lượng chì trong nước dao động từ 0.0017 mg/L đến 0.0148 mg/L đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08:2008; hàm lượng chì trong vây cá là cao nhất. Riêng mẫu thịt cá, 66.67% số mẫu (8/12 mẫu) có hàm lượng Pb vượt quá ngưỡng an toàn của QCVN 8-2:2011/BYT. Từ khóa: kim loại chì, trầm tích, nước sông, cá trê, Thủ Dầu Một Abstract CONTENTS OF Pb IN SEDIMENTS, RIVER WATER AND THE CLAM CLARIAS MACROCEPHALUS ON THE SAI GON RIVER IN THU DAU MOT CITY The results of lead determination in 12 sediment samples, 12 river water samples, 12 fish samples on the Sai Gon River in Thu Dau Mot city in 2015 are presented. Lead is determined by flame atomic absorption spectrometry analytical methods. The obtained results, the soluble level of Pb2+ in the sediment sample changed from 14.9367 to 60.2828 mg/kg, it is within the permitted limit of QCVN 43:2012/BTNMT; the soluble level of Pb2+ in the river water sample changed from 0.0017 to 0.0148 mg/L, it is within the permitted limit of QCVN 08:2008/BTNMT; the soluble level of Pb2+ in the oar fish sample is highest. For the muscle tissue of fish, eight of twelfth samples (66.67%) did not meet the guidelines (QCVN 8-2:2011/BYT). 1. Giới thiệu Quá trình đô thị hóa tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là về vấn đề suy giảm chất lượng môi trường. Nguồn ô nhiễm tại các đô thị ở nước ta đang có xu hướng phát triển ngày càng cao do nhu cầu sinh sống của con người ngày càng được nâng cao và thường tập trung ở các thành phố lớn, nơi phải hứng chịu nguồn ô nhiêm này nhiều nhất đó là những dòng sông. Hầu như các nguồn thải từ hoạt động sản xuất đều được các con sông lớn nhỏ hứng chịu. Sông Sài Gòn cũng nằm trong số đó nó phải tiếp nhận các nguồn ô nhiễm tư các khu công nghiệp (KCN) ở thành phố Hồ Chí Minh như KCN Lê Minh Xuân (Bình Chánh), Tân Tạo (Tân Bình) và môt số KCN tại Bình Dương như VSIP 2, An Hòa, nước thải sinh hoạt của người dân trên địa bàn thành phố Thủ Dầu Một, nước rỉ rác từ khu xử lý rác thải như khu xử lý Tâm Sinh Nghĩa tại Củ Chi gây ô nhiễm nước sông trầm trọng. Với tốc độ ô nhiễm ngày càng nhanh, mức độ ngày càng trầm trọng đã ảnh hưởng lớn đến hệ sinh thái toàn cầu và vấn đề ô nhiễm kim loại nặng như cadimi, chì, asen, thủy ngân... trong các môi trường đất, nước, không khí đặc biệt môi trường nước, đã tác động đến sức khỏe con người và các sinh vật, do độc tính và khả năng tích luỹ của chúng. Các kim loại này sẽ được các loài sinh vật như tôm, cua, cá.. trên sông hấp thụ tích lũy trong cơ thể và chúng cũng là nguồn thực phẩm được nhiều người dân sử dụng cho bữa ăn. Theo Lê Văn Khoa và nnk (2007) và Florence (2007), khi xâm nhập vào cơ thể, kim loại nặng có khả năng làm thay đổi hoạt tính của enzyme và gây rối loạn quá trình chuyển hóa trong cơ thể sinh vật và gây nên những ảnh hưởng có hại cho sức khỏe của sinh vật và con người. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu hàm lượng chì có trong môi trường nước, trầm tích và trong các bộ phận mang, gan, tim và thịt của cá trê, phân tích mối tương quan giữa môi trường và khả năng tích lũy chì trong cá trê. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Phương pháp lấy mẫu Lấy mẫu nước: Thông qua việc tổ hợp các nguồn thải trên sông, tiến hành lựa chọn các vị trí lấy mẫu hợp lý nhất. Tại mỗi mặt cắt, lấy mẫu ở độ sâu 50cm và 100 cm dưới mặt nước bằng thiết bị lấy mẫu kiểu ngang (Wildco, Mỹ). cách lấy mẫu và phương pháp bảo quản mẫu tuân thủ các quy định trong các Tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành TCVN 6663- 6:2008 (lấy mẫu) và TCVN 6663-3:2008 (bảo quản mẫu). Lấy mẫu hiện trường theo 3 đợt: Đợt 1 (15/01/2016), đợt 2 (17/02/2016), đợt 3 (04/03/2016). Hình 1. Bản đồ vị trí lấy mẫu trên sông Sài Gòn đoạn chảy qua Thủ Dầu Một Bảng 1. Vị trí lấy mẫu và tọa độ STT Ký hiệu mẫu Vị trí lấy mẫu Tọa độ Vĩ độ Kinh độ 1 VT1 Ngã 3 sông Sài Gòn - Thị Tính, phường Hiệp An (TP.TDM) 1102,292’ 106036,171’ 2 VT2 Cách ngã 3 sông Sài Gòn - Thị Tính khoảng 5 km, ấp 2, phường Tương Bình Hiệp (TP.TDM) 11000,375’ 106037,267’ 3 VT3 Cách cầu Phú Cường 100 m về phía nhà máy cấp nước, phường Phú Cường (TP.TDM) 10058,621’ 106038,985’ 4 VT4 Cảng Bà Lụa, phường Phú Thọ (TP.TDM) 10056,813’ 106031,187’ Mẫu trầm tích được lấy bằng gầu chuyên dụng Eckman với độ sâu 20 cm từ bề mặt của trầm tích theo TCVN 6663-13:2015. Mẫu được lấy khoảng 500g cho vào túi nilon và kí hiệu vi trí mẫu. Mẫu cá trê được thu từ các loại ngư cụ (lưới kéo, chài, vợt, câu,...) và kết hợp thu tại các chợ địa phương dọc theo tuyến sông của khu vực nghiên cứu. Bảo quản mẫu: mẫu cá sau khi thu được giữ cho cá sống trong môi trường nước sông tại vị trí lấy mẫu để mang về phòng thí nghiệm. 2.2. Phương pháp phân tích Phân tích mẫu nước: Mẫu nước sông sau khi được axit hóa, dùng giấy lọc có đường kính 0.45µm để lọc mẫu. Sau đó, lấy ra 1000ml nước vừa lọc cho vào cốc thủy tinh dung tích 1000ml, tiến hành đun nhẹ mẫu trên bếp điện cho đến gần khô, để nguội và dùng HNO3 5% để hòa tan cặn mẫu. Chuyển định lượng dung dịch mẫu vào bình định mức có dung tích 10ml, định mức tới vạch bằng HNO3 5%. Tiến hành đo F_AAS với nguyên tố Pb sau khi xây dựng đường chuẩn ứng với bước sóng 283,3nm. Chuẩn bị mẫu trắng ta tiến hành tương tự như trên, sử dụng 1000ml nước cất. Phân tích mẫu trầm tích: Các mẫu được nhặt sạch rễ, lá, gạch đá... rồi sau đó đem phơi khô tự nhiên, thoáng gió trong khay nhựa sạch trong 72 giờ. Mẫu sau khi khô được nghiền và rây qua rây cỡ lỗ 2 mm, sau đó mẫu tiếp tục được nghiền mịn đến qua rây cỡ 0,16 mm. Sau khi nghiền mẫu đến < 0,16 mm, mẫu được đem trộn và bỏ mẫu bằng phương pháp đường chéo, cân 2g mẫu cho vào bình kendan 50ml, cho thêm vào hỗn hợp các axit đặc có tính oxi hóa mạnh ( 30ml HCl + 10ml HNO3 + 3ml H2O2) ngâm trong axit khoảng 20 giờ rồi đun mẫu cho đến khi mẫu trong. Hòa tan và định mức mẫu bằng dung dịch HNO3 (5%) đến 10ml . Lọc cặn, lấy dịch trong đem đo hàm lượng kim loại nặng Pb bằng máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử. Phân tích mẫu cá: Trước khi mổ lấy phần thịt cá, mang cá, gan cá cần phải rửa kỹ lớp vỏ bên ngoài bằng nước sạch để loại bỏ hết các chất bẩn bám trên da của chúng. Mẫu được mổ tại phòng thí nghiệm đảm bảo độ sạch tiêu chuẩn, tay đeo găng polyetylen, dùng dao có lưỡi dùng từ thép không gỉ, thớt gỗ cứng không tạo mùn. Khi kết thúc mổ một mẫu, trước khi mổ mẫu thứ tiếp theo phải rửa kỹ dụng cụ bằng nước sạch. Cá sau khi mổ lấy phần thịt cá, mang cá, gan cá và vây cá. Dùng bình tia tráng kỹ phần mẫu vừa thu được, dùng giấy lọc sạch thấm khô kiệt hết nước bám bên ngoài, đồng nhất mẫu bằng cách băm nhuyễn các phần thịt cá, mang cá, gan cá riêng biệt. Sau đó sấy khô mẫu ở 1000C đến khối lượng không đổi, nghiền mẫu tới mịn, trộn đều được mẫu đồng nhất. Cân 5g mẫu đã nghiền mịn và trộn đều vào bình Kendan, thêm 15 ml HNO3 + 3 ml HClO4 + 3ml H2O2 cắm phễu nhỏ vào bình Kendan, lắc đều ngâm mẫu trong axit khoảng 20 giờ. Tiến hành đun nhẹ cho mẫu sôi và phân hủy, cho đến khi dung dịch mẫu trong không màu và gần cạn để nguội. Hòa tan cặn mẫu bằng dung dịch HNO3 5% rồi chuyển dung dịch mẫu vào bình định mức thành 10 ml bằng dung dich HNO3 5%. Lọc cặn, lấy dịch trong đem đo hàm lượng kim loại nặng Pb bằng máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử. 2.3. Chứng minh phương pháp bằng phương pháp thêm chuẩn Để chứng minh phương pháp bằng phương pháp thêm chuẩn, tiến hành thêm chính xác hàm lượng chì với 3 mức nồng độ 1ppm, 2ppm, 4ppm vào mẫu nước, mẫu trầm tích và mẫu vây cá (xác định hàm lương mẫu trước khi thêm hàm lượng chì, bằng máy đo phổ F-AAS) sau đó lắc đều rồi đem đo phổ. Bảng 2. Độ thu hồi mẫu của phương pháp Mẫu Nồng độ ban đầu (ppm) Nồng độ thu được sau khi thêm chuẩn (ppm) Độ thu hồi N1 + 1 ppm 0.3601 +1.000 1.2786 91.8500 N1 + 2 ppm 0.3601 +2.000 2.2415 94.0700 N1 + 4 ppm 0.3601 +4.000 4.1106 93.7625 V1+ 1 ppm 3.9914 +1.000 4.8970 90.5600 V1+ 2 ppm 3.9914 +2.000 5.8522 93.0400 V1+ 4 ppm 3.9914 +4.000 7.7091 92.9425 Đ1 + 1 ppm 3.9572 +1.000 4.8715 91.4300 Đ1 + 2 ppm 3.9572 +2.000 5.8508 94.6800 Đ1 + 4 ppm 3.9572 +4.000 7.6502 92.3250 Nhận xét: Nhìn vào bảng số liệu trên ta có thể thấy rằng độ thu hồi mẫu trong phương pháp phân tích trên là khá cao > 90 %, độ chính xác cao của phương pháp là điều kiện thuận lợi cho việc phân tích kim loại chì có hàm lượng rất thấp (hàm lượng vết) trong mẫu, đạt được độ chính xác cần thiết phục vụ cho quá trình nghiên cứu được tốt nhất. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Kết quả phân tích hàm lượng chì trong nước Bảng 3. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong nước (mg/l) STT Kí hiệu mẫu Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 1 VT1 0.0107 ± 0.0017 0.0046 ± 0.0006 0.0036 ± 0.0005 2 VT2 0.0055 ± 0.0010 0.0078 ± 0.0011 0.0017 ± 0.0004 3 VT3 0.0040 ± 0.0007 0.0148 ± 0.0013 0.0017 ± 0.0006 4 VT4 0.0045 ± 0.0008 0.0025 ± 0.0004 0.0028 ± 0.0005 Hàm lượng Pb hiện diên trong tất cả các mẫu nước dao động từ 0,0017 – 0,0107 ppm, trong 4 vị trí ở hai đợt lấy mẫu thứ nhất và thứ hai tương đối cao so với 3 đợt lấy mẫu. Cao nhất ở vị trí 3 đợt lấy mẫu thứ hai. Tuy nhiên nhìn chung thì hàm lượng Pb trong nước sông, của các vi trí qua 3 đợt thì không có vị trí nào vượt quá quy định của QCVN 80:2008 ở cột A1 về hàm lượng Pb trong nước sông, nên có thể sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như tưới tiêu thủy lợi và khả năng tích tụ Pb trong cá từ nước sông là tương đối thấp. Dựa vào số liệu bảng 3, vẽ đồ thị biểu diễn hàm lượng Pb2+ trong nước đo được tại 4 vị trí lấy mẫu trên lưu vực sông nghiên cứu qua 3 đợt so với QCVN Hình 2. Biểu đồ hàm lượng Pb trung bình trong nước của các vi trí qua ba đợt 3.2. Kết quả phân tích hàm lượng chì trong trầm tích Bảng 4. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong trầm tích sông STT Kí hiệu mẫu Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 1 VT1 23.3988 ± 3.4803 60.2828 ± 2.9425 14.9367 ± 2.6588 2 VT2 31.9633 ± 3.2637 37.1253 ± 2.9798 16.5092 ± 2.7893 3 VT3 35.1946 ± 4.9309 37.7908 ± 2.4807 22.6443 ± 1.6731 4 VT4 30.9384 ± 4.6872 36.9035 ± 2.0913 20.1308 ± 3.2515 Dựa vào kết quả số liệu bảng 4 và đồ thị hình 2, ta thấy được hàm lượng Pb tích lũy nhiều trong trầm tích, dao động từ 14.93 - 60.28 (mg/kg khô) chỉ riêng có vị trí 1 đợt 2 hàm lượng khá cao 60.2828 (mg/kg khô) so với các vị trí khác. Hình 3. Biểu đồ hàm lượng Pb trong trầm tích của các vi trí qua 3 đợt Theo quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng trầm tích (QCVN 43:2012/BTNMT) thì hàm lượng chì cho phép tối đa là 91.3 mg/kg khô. Như vậy, tại khu vực nghiên cứu các mẫu trầm tích hầu như chưa bị tác động nhiều từ các hoạt động sản xuất công nghiệp. 3.3. Kết quả phân tích hàm lượng chì trong cá Bảng 5. Kết quả hàm lượng Pb trong cá tính theo trọng lượng (mg/kg) STT Kí hiệu mẫu Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 1 VT1 Mang 0.3583 ± 0.0491 1.3842 ± 0.1996 0.4163 ± 0.0654 Vây 2.4152 ± 0.2604 0.4281 ± 0.0766 3.7899 ± 0.4859 Gan - - - Thịt 0.4451 ± 0.0884 0.1706 ± 0.0303 0.0883 ± 0.0173 2 VT2 Mang 0.6814 ± 0.1477 0.2067 ± 0.0272 0.1252 ± 0.0210 Vây 1.7845 ± 0.3738 0.6621 ± 0.1044 6.1137 ± 0.4533 Gan - - - Thịt 0.4823 ± 0.0926 0.3673 ± 0.0671 0.3100 ± 0.0564 3 VT3 Mang 0.6103 ± 0.1031 1.9424 ± 0.1945 0.2660 ± 0.0620 Vây 2.2980 ± 0.4132 0.3550 ± 0.0714 0.3984 ± 0.0858 Gan - - - Thịt 0.9401 ± 0.1336 0.3283 ± 0.0353 0.3132 ± 0.0326 4 VT4 Mang 1.4176 ± 0.2832 0.1964 ± 0.0427 0.4374 ± 0.1306 Vây 2.4538 ± 0.5196 0.3777 ± 0.0663 2.4134 ± 0.3567 Gan - - - Thịt 0.4632 ± 0.0668 0.2469 ± 0.0513 0.2930 ± 0.0412 Số liệu bảng 5 và đồ thị hình 4 cho thấy hàm lượng Pb trong cá trung bình tích lũy khá cao. Hàm lượng Pb trong vây cá là cao nhất dao động từ 0.3550 - 6.1137 mg/kg; hàm lượng Pb trong mang cá dao động từ 0.1252 - 1.9424 mg/kg; hàm lượng Pb trong thịt cá dao động từ 0.0883 -0.9401 mg/kg. Như vậy, một số mẫu có hàm lượng Pb vượt QCVN 8-2:2011/BYT (giới hạn cho phép hàm lượng Pb trong cơ thịt cá là 0.3 mg/kg). Bởi vì cá trê là loài sống ở tầng đáy và ăn tạp nên sự tích lũy Pb trong Cá phụ thuộc vào môi trường sống và tích lũy từ chuỗi thức ăn (theo Prasuna Solomon và cộng sự năm 2012). Hình 4. Biểu đồ hàm lượng Pb trung bình trong thịt cá của các vi trí qua 3 đợt 3.4. Mối trương quan giữa hàm lượng chì trong trầm tích, nước và cá Sau khi xây dựng đồ thị mối tương quan hàm lượng Pb trong cá với môi trường nước và trầm tích ta thấy hệ số tương quan của cá- nước R2CÁ - NƯỚC = 0,082, cá - trầm tích R2CÁ - TRẦM TÍCH = 0,28. Kết quả xử lý từ Minitab 17 cho thấy, hàm lượng chì trong cá không phụ thuộc vào hàm lượng chì trong nước và trong trầm tích tại vị trí lấy mẫu. Mặc dù hàm lượng chì tích lũy trong cá là từ môi trường nhưng do đặc điểm của loài cá di chuyển tự do trong môi trường nên không phụ thuộc vào vị trí lấy mẫu phân tích. Hình 5. Biểu đồ mối tương quan hàm lượng Pb trong cá - trầm tích Hình 6. Biểu đồ mối tương quan hàm lượng Pb trong cá - nước 4. Kết luận Hàm lượng Pb trong các mẫu nước và trầm tích đều chưa vượt qua giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam, nước vẫn còn sử dụng tốt cho mục đích tưới tiêu và thủy lợi. Hàm lượng Pb trong các bộ phận vây, mang, thịt cá thì khá cao gây mất an toàn về sức khỏe và có thể gây rủi ro cho con người và động vật ăn thịt cá. Cá Trê là một loài di động và sống tầng đáy nên cần tiến hành nghiên cứu trên toàn sông để xác định được nguồn gốc tích lũy Pb kim loại trong cá cũng như đưa ra khuyến cáo hữu ích cho người dân sử dụng cá làm thực phẩm. TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Thị Lệ Chi (2010). Phân tích dạng kim loại chì và Cadimi trong đất và trầm tích, luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyên Văn Ri, Nguyên Xuân Trung (1999). Các phương pháp phân tích công cụ - phần 2. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc Gia Hà Nội). Nguyễn Thị Vinh Hoa (2014). Xác định hàm lượng kim loại nặng trong động vật nhuyễn thể ở khu vực Hồ Tây”. Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội). Huỳnh Tấn Hồng (2009). Thử nghiệm sản xuất giống cá trê vàng đa bội (Clarias macrocephalus Gunther). Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Cần Thơ. Võ Thành Toàn, Trần Đắc Định và Nguyễn Thị Kim Liên (2014). “Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng của cá bống dừa phân bố dọc theo sông Hậu”. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, số thủy sản 2014.