Luận văn Phân tích dạng kim loại chì (pb) và cadimi (cd) trong đất và trầm tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

H4 1M: Hòa tan 77g CH3COONH4 trong 1 lít nước cất. 2. Dung dịch CH3COONH4 1M axit hóa đến pH = 5 với HOAc: Sử dụng máy đo pH điều chỉnh đến pH=5 bằng HOAc. 3. Dung dịch CH3COOH 25%: Pha loãng 250ml axit CH3COOH nguyên chất với nước cất thành 1 lít dung dịch. 4. Dung dịch NH2OH.HCl 0,04M trong HOAc 25% (V/V): Hòa tan 2,58g NH2OH.HCl rắn trong 1 lít CH3COOH 25%. 5. Dung dịch HNO3 20%: Pha loãng 30,77ml HNO3 65% với nước cất thành 100ml dung dịch. 1. Axit HNO3 65% Merck 2. Axit HCl 37% Merck 3. CH3COONH4 rắn Merck 4. NH2OH.HCl rắn Merck 5. CH3COOH 100% Merck 6. Dung dịch chuẩn Pb 1000ppm Merck 7. Dung dịch chuẩn Cd 1000ppm Merck 8. Mẫu trầm tích chuẩn MESS-3 Canada Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 33 - 6. Dung dịch CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20%: Hòa tan 24,64 g CH3COONH4 rắn trong 100ml dung dịch HNO3 20%. 7. Dung dịch chuẩn làm việc Pb 100ppm: Pha loãng 10ml Pb 1000ppm bằng nước cất đến vạch 100ml. 8. Dung dịch chuẩn làm việc Cd 10ppm: Pha loãng 1ml Cd 1000ppm bằng nước cất đến vạch 100ml. 2.5 Xử lý thống kê kết quả thu đƣợc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 34 - CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 Khảo sát ảnh hƣởng của nền đến phép đo ngọn lửa Pha các dung dịch từ dung dịch chuẩn làm việc Pb 100mg/l, Cd 10mg/l và sử dụng các dung dịch CH3COONH4 1M, CH3COONH4 1M axit hóa đến pH = 5 với HOAc, NH2OH.HCl 0,04M trong HOAc 25%, CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20% và hỗn hợp cường thủy (Hỗn hợp (đặc) 3:1 HCl : HNO3) làm nền, tiến hành đo AAS và ghi giá trị độ hấp thụ. Kết quả được biểu diễn trong bảng 3.1  3.10 Bảng 3.1 Các dung dịch chì trong nền CH3COONH4 1M Bảng 3.2 Các dung dịch chì trong nền CH3COONH4 1M đã axit hóa Thứ tự Nồng độ Pb (mg/l) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 0,000 2 2 0,021 3 4 0,041 4 6 0,063 5 8 0,084 6 10 0,109 Thứ tự Nồng độ Pb (mg/l) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 0,000 2 2 0,020 3 4 0,040 4 6 0,062 5 8 0,084 6 10 0,108 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 35 - Bảng 3.3 Các dung dịch chì trong nền NH2OH.HCl 0,04M trong HOAc 25% Thứ tự Nồng độ Pb (mg/l) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 0,000 2 2 0,021 3 4 0,042 4 6 0,064 5 8 0,087 6 10 0,109 Bảng 3.4 Các dung dịch chì trong nền CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20% Bảng 3.5 Các dung dịch chì trong nền axit Thứ tự Nồng độ Pb (mg/l) Thể tích cường thủy (ml) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 1 0,000 2 2 1 0,020 3 4 1 0,043 4 6 1 0,065 5 8 1 0,087 Thứ tự Nồng độ Pb (mg/l) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 0,000 2 2 0,022 3 4 0,044 4 6 0,066 5 8 0,088 6 10 0,110 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 36 - 6 10 1 0,109 Bảng 3.6 Các dung dịch cadimi trong nền CH3COONH4 1M Bảng 3.7 Các dung dịch cadimi trong nền CH3COONH4 1M đã axit hóa Bảng 3.8 Các dung dịch cadimi trong nền NH2OH.HCl 0,04M trong HOAc 25% Thứ tự Nồng độ Cd (mg/l) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 0,000 2 0,2 0,038 3 0,4 0,075 Thứ tự Nồng độ Cd (mg/l) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 0,000 2 0,2 0,037 3 0,4 0,073 4 0,6 0,111 5 0,8 0,138 6 1 0,183 Thứ tự Nồng độ Cd (mg/l) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 0,000 2 0,2 0,037 3 0,4 0,074 4 0,6 0,114 5 0,8 0,150 6 1 0,184 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 37 - 4 0,6 0,115 5 0,8 0,153 6 1 0,186 Bảng 3.9 Các dung dịch cadimi trong nền CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20% Bảng 3.10 Các dung dịch cadimi trong nền axit Thứ tự Nồng độ Cd (mg/l) Thể tích cường thủy (ml) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 1 0,000 2 0,2 1 0,037 3 0,4 1 0,076 4 0,6 1 0,114 5 0,8 1 0,153 6 1 1 0,189 Kết quả được biểu diễn trong hình 3.1: Thứ tự Nồng độ Cd (mg/l) Độ hấp thụ (A) đo được 1 0 0,000 2 0,2 0,038 3 0,4 0,078 4 0,6 0,116 5 0,8 0,156 6 1 0,190 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 38 - Ảnh hƣởng của nền đến A của Cd ở nồng độ 0.2 mg/l 0.036 0.037 0.037 0.038 0.038 0.039 0.039 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Ảnh hƣởng của nền đến A của Cd ở nồng độ 0.4 mg/l 0.070 0.071 0.072 0.073 0.074 0.075 0.076 0.077 0.078 0.079 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Ảnh hƣởng của nền đến A của Cd ở nồng độ 0.6 mg/l 0.108 0.109 0.110 0.111 0.112 0.113 0.114 .115 116 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Hỗn hợp cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 39 - Ảnh hƣởng của nền đến A của Cd ở nồng độ 0.8 mg/l 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145 0.150 0.155 0.160 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Ảnh hƣởng của nền đến A của Cd ở nồng độ 1 mg/l 0.178 0.180 0.182 0.184 0.186 0.188 . 90 . 92 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Ảnh hƣởng của nền đến A của Pb ở nồng độ 2 mg/l 0.019 0.020 0.020 0.021 0.021 0.022 0.022 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 40 - Ảnh hƣởng của nền đến A của Pb ở nồng độ 4 mg/l 0.038 0.039 0.040 0.041 0.042 0.043 0.044 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Ảnh hƣởng của nền đến A của Pb ở nồng độ 6 mg/l 0.060 0.061 0.062 0.063 0.064 0.065 0.066 . 67 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Hỗn hợp cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Ảnh hƣởng của nền đến A của Pb ở nồng độ 8 mg/l 0.082 0.083 0.084 0.085 0.086 0.087 . 88 . 89 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 41 - Ảnh hƣởng của nền đến A của Pb ở nồng độ 10 mg/l 0.105 0.106 0.107 0.108 0.109 0.110 0.111 CH3COONH4 1M CH3COONH4 1M đã axit hóa NH2OH.HCl 0.04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3.2M Trong HNO3 20% Cường thủy Nền Độ hấ p t hụ A Hình 3.1 Ảnh hƣởng của các nền ở từng nồng độ Các giá trị độ hấp thụ A thu được cho thấy nhìn chung đối với các nguyên tố ở các nồng độ, giá trị A thu được không thay đổi nhiều, chúng có xu hướng tăng dần từ nền CH3COONH4 1M  CH3COONH4 1M axit hóa  NH2OH.HCl 0,04M trong HOAc 25% CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20% và hơi giảm ở nền là hỗn hợp cường thủy. Độ hấp thụ A thu được ở nền CH3COONH4 thấp nhất, với nền là CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20% cho độ hấp thụ A cao nhất. 3.2 Khảo sát tỉ lệ khí cháy trong phép đo ngọn lửa 3.2.1 Đo nguyên tố chì Lấy dung dịch Pb 5 mg/l, điều chỉnh lượng khí C2H2, giữ nguyên lượng không khí nén đưa vào theo các tỉ lệ (bảng 3.11), sau đó đo độ hấp thụ A. Bảng 3.11 Độ hấp thụ A của chì thay đổi theo tỉ lệ khí cháy Tỉ lệ khí (C2H2: không khí) Độ hấp thụ A 2:10 0,047 1,5:10 0,045 1:10 0,045 0,5:10 0,043 Kết quả cho thấy tỉ lệ khí C2H2: không khí là 2:10 cho độ hấp thụ A lớn nhất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 42 - 3.2.2 Đo nguyên tố cadimi Tiến hành tương tự như với nguyên tố chì, sử dụng dung dịch cadimi 0,5 mg/l, giữ nguyên lượng không khí nén đưa vào theo các tỉ lệ, kết quả như trong bảng 3.12: Bảng 3.12 Độ hấp thụ A của cadimi thay đổi theo tỉ lệ khí cháy Tỉ lệ khí (C2H2: không khí) Độ hấp thụ A 2:10 0,087 1,5:10 0,068 1:10 0,059 0,5:10 0,056 Kết quả cho thấy tương tự như chì, tỉ lệ khí C2H2: không khí là 2:10 cho độ hấp thụ A lớn nhất. 3.3 Khảo sát tốc độ hút mẫu trong phép đo ngọn lửa 3.3.1 Đo nguyên tố chì Điều chỉnh tốc độ hút mẫu với 2ml dung dịch chì 5mg/l, rồi đo độ hấp thụ A, kết quả được trình bày tại bảng 3.13: Bảng 3.13 Độ hấp thụ A của chì thay đổi theo tốc độ hút mẫu Thời gian hút mẫu (giây, s) Tốc độ hút (ml/phút) Độ hấp thụ A 100 1,2 0,014 75 1,6 0,035 61 2 0,039 30 4 0,048 24 5 0,046 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 43 - 20 6 0,045 19 6,3 0,045 Độ hấp thụ A đạt cực đại khi tốc độ hút mẫu là 4 ml/phút. 3.3.2 Đo nguyên tố cadimi Điều chỉnh tốc độ hút mẫu với 2ml dung dịch cadimi 0,5mg/l, rồi đo độ hấp thụ A. Kết quả được trình bày tại bảng 3.14 Bảng 3.14 độ hấp thụ A của cadimi thay đổi theo tốc độ hút mẫu Thời gian hút mẫu (giây, s) Tốc độ hút (ml/phút) Độ hấp thụ A 52 2,3 0,059 40 3 0,068 30 4 0,079 27 4,4 0,080 24 5 0,063 20 6 0,059 18 6,7 0,046 Độ hấp thụ A đạt cực đại khi tốc độ hút mẫu là 5 ml/phút. 3.4 Khảo sát chiều cao đèn nguyên tử hóa trong phép đo ngọn lửa 3.4.1 Đo nguyên tố chì Đo độ hấp thụ A của chì trong dung dịch chì 5mg/l với từng chiều cao đèn, kết quả trình bày trong bảng 3.15 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 44 - Bảng 3.15 Độ hấp thụ A của chì thay đổi theo chiều cao đèn Chiều cao đèn (mm) Độ hấp thụ A 8 0,040 7 0,041 6 0,043 5 0,034 4 0,021 Độ hấp thụ A đạt cực đại khi chiều cao đèn là 6mm. 3.4.2 Đo nguyên tố cadimi Đo độ hấp thụ A của cadimi trong dung dịch cadimi 0,5mg/l với từng chiều cao đèn, kết quả trình bày trong bảng 3.16 Bảng 3.16 Độ hấp thụ A của cadimi thay đổi theo chiều cao đèn Chiều cao đèn (mm) Độ hấp thụ A 8 0,0511 7 0,0612 6 0,0612 5 0,0813 4 0,0703 Độ hấp thụ A đạt cực đại khi chiều cao đèn là 5mm. 3.5 Khảo sát giới hạn phát hiện (GHPH) trong phép đo ngọn lửa Giới hạn phát hiện là nồng độ thấp nhất có thể phát hiện được, nồng độ này lớn hơn mẫu trắng với độ tin cậy 99%. 3.5.1 Giới hạn phát hiện nguyên tố chì Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 45 - Để xác định giới hạn phát hiện của phương pháp, chúng tôi tiến hành đo 7 lần mẫu dung dịch chuẩn chì nồng độ 1mg/l, chấp nhận sự sai khác giữa mẫu chuẩn và mẫu trắng không đáng kể các điều kiện đo như khi lập đường chuẩn. Kết quả như trong bảng 3.17: Bảng 3.17 Kết quả phân tích mẫu chì 1mg/l Thứ tự Hàm lượng Chì đo được (mg/l) Độ thu hồi (%) Đo lần 1 1,02 102 Đo lần 2 1,00 100 Đo lần 3 1,04 104 Đo lần 4 1,07 107 Đo lần 5 1,04 104 Đo lần 6 0,91 91 Đo lần 7 1,03 103 Trung bình 7 lần đo 1,02 101,57 Từ đó ta có: Độ lệch chuẩn (S): 0,05 Giá trị trung bình: 1,02 Bậc tự do (n-1): 6 Giá trị t tra bảng với độ tin cậy 99%: 3,143 GHPH= t X S = 3,143 X 0,05 = 0,16(mg/l). 3.5.2 Giới hạn phát hiện nguyên tố cadimi Tương tự như với nguyên tố chì, chúng tôi tiến hành đo 7 lần mẫu dung dịch chuẩn cadimi nồng độ 0,1mg/l, chấp nhận sự sai khác giữa mẫu chuẩn và mẫu trắng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 46 - không đáng kể các điều kiện đo như khi lập đường chuẩn. Kết quả được trình bày trong bảng 3.18: Bảng 3.18 Kết quả phân tích cadimi 0,1mg/l Thứ tự Hàm lượng cadimi đo được (mg/l) Độ thu hồi (%) Đo lần 1 0,089 103 Đo lần 2 0,103 103 Đo lần 3 0,102 102 Đo lần 4 0,101 101 Đo lần 5 0,102 102 Đo lần 6 0,103 103 Đo lần 7 0,102 102 Trung bình 7 lần đo 0,100 100,29 Từ đó ta có: Độ lệch chuẩn (S): 0,005 Giá trị trung bình: 0,100 Bậc tự do (n-1): 6 Giá trị t tra bảng với độ tin cậy 99%: 3,143 GHPH= t X S = 3,143 X 0,005 = 0,0158(mg/l). 3.6 Xây dựng đƣờng chuẩn trong phép đo ngọn lửa 3.6.1 Xây dựng đƣờng chuẩn định lƣợng nguyên tố chì Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn chì có nồng độ 1mg/l, 2mg/l, 4mg/l, 6mg/l, 10mg/l từ dung dịch chuẩn gốc chì 1000ppm và một mẫu trắng. Dung dịch được chuẩn bị trong nền axit HCl đặc. Tiến hành ghi đo phổ hấp thụ nguyên tử của chì Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 47 - theo kĩ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ và nồng độ chì được đưa ra ở hình 3.2: y = 0.0102x R 2 = 0.9971 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0 2 4 6 8 10 12 Nồng độ chì (mg/l) Độ h ấp th ụ (A ) Hình 3.2 Đƣờng chuẩn định lƣợng chì Đường chuẩn xác định chì có độ dốc 0,0102, hệ số tương quan 0,9971, khoảng tuyến tính của đường từ 1mg/l đến 10 mg/l. 3.6.2 Xây dựng đƣờng chuẩn định lƣợng nguyên tố cadimi Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn cadimi có nồng độ 0,5mg/l, 1mg/l, 2mg/l, 4mg/l, 5mg/l từ dung dịch chuẩn gốc cadimi 1000ppm và một mẫu trắng. Dung dịch được chuẩn bị trong nền axit HCl đặc. Tiến hành ghi đo phổ hấp thụ nguyên tử của cadimi theo kĩ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ và nồng độ cadimi được đưa ra ở hình 3.3: y = 0.1964x R 2 = 0.9978 0.000 0.200 0.400 0.600 .800 1.000 1.200 0 2 4 6 Nồng độ Cadimi (mg/l) Độ h ấp th ụ (A ) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 48 - Hình 3.3 Đƣờng chuẩn định lƣợng cadimi Đường chuẩn xác định cadimi có độ dốc 0,1964, hệ số tương quan 0,9978, khoảng tuyến tính của đường từ 0,5mg/l đến 5 mg/l. 3.7 Xây dựng đƣờng chuẩn trong phép đo lò Graphit 3.7.1 Xây dựng đƣờng chuẩn định lƣợng nguyên tố chì Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn chì có nồng độ 5g/l, 10g/l, 20g/l, 30g/l, 50g/l từ dung dịch chuẩn gốc chì 1000ppm và một mẫu trắng. Dung dịch được chuẩn bị trong nền axit HNO3 10%. Tiến hành ghi đo phổ hấp thụ nguyên tử của chì theo kĩ thuật nguyên tử hóa bằng lò Graphit. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ A và nồng độ chì được đưa ra ở hình 3.4: y = 0.0013x R 2 = 0.9948 0 0.02 0. 4 0.06 0.08 0 10 20 30 40 50 60 Nồng độ chì (ug/l) Độ h ấp th ụ (A) Hình 3.4 Đƣờng chuẩn định lƣợng chì Đường chuẩn xác định chì có độ dốc 0,0013, hệ số tương quan 0,9948, khoảng tuyến tính của đường từ 5g/l đến 50 g/l. 3.7.2 Xây dựng đƣờng chuẩn định lƣợng nguyên tố cadimi Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn cadimi có nồng độ 1g/l, 2g/l, 4g/l, 8g/l, 10g/l từ dung dịch chuẩn gốc cadimi 1000ppm và một mẫu trắng. Dung dịch được chuẩn bị trong nền axit HNO3 10%. Tiến hành ghi đo phổ hấp thụ nguyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 49 - tử của cadimi theo kĩ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa. Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ và nồng độ cadimi được đưa ra ở hình 3.5: y = 0.0019x R 2 = 0.9968 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0 2 4 6 8 10 12 Nồng độ cadimi (ug/l) Độ hấ p t hụ (A ) Hình 3.5 Đƣờng chuẩn định lƣợng cadimi Đường chuẩn xác định cadimi có độ dốc 0,0019, hệ số tương quan 0,9968, khoảng tuyến tính của đường từ 1/l đến 10 g/l. 3.8 Khảo sát giới hạn phát hiện (GHPH) trong phép đo không ngọn lửa 3.8.1 Đo nguyên tố chì Để xác định giới hạn phát hiện của phương pháp, chúng tôi tiến hành đo 7 lần mẫu dung dịch chuẩn chì nồng độ 5g/l, các điều kiện đo như khi lập đường chuẩn. Chấp nhận sự sai khác giữa mẫu chuẩn và mẫu trắng không đáng kể. Kết quả như trong bảng 3.19: Bảng 3.19 Kết quả phân tích chì 5 g/l Thứ tự Hàm lượng Pb đo được (g/l) Độ thu hồi (%) Đo lần 1 4,92 89 Đo lần 2 4,96 103 Đo lần 3 5,03 102 Đo lần 4 5,07 101 Đo lần 5 4,12 102 Đo lần 6 5,08 103 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 50 - Đo lần 7 6,01 102 Trung bình 7 lần đo 5,03 100,29 Từ đó ta có: Độ lệch chuẩn (S): 0,5492 Giá trị trung bình: 5,03 Bậc tự do (n-1): 6 Giá trị t tra bảng với độ tin cậy 99%: 3,143 GHPH= t X S = 3,143 X 0,5492 = 1,73(g/l). 3.8.2 Đo nguyên tố cadimi Để xác định giới hạn phát hiện của phương pháp, chúng tôi tiến hành đo 1 mẫu trắng và 7 lần mẫu dung dịch chuẩn cadimi nồng độ 0,5g/l, các điều kiện đo như khi lập đường chuẩn. Kết quả như trong bảng 3.20: Bảng 3.20 Kết quả phân tích cadimi 0,5 g/l Thứ tự Hàm lượng Cd đo được (g/l) Độ thu hồi (%) Mẫu trắng 0 Đo lần 1 0,25 50 Đo lần 2 0,32 64 Đo lần 3 0,35 70 Đo lần 4 0,42 84 Đo lần 5 0,57 114 Đo lần 6 0,6 120 Đo lần 7 0,64 128 Trung bình 7 lần đo 0,45 90 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 51 - Từ đó ta có: Độ lệch chuẩn (S): 0,1532 Giá trị trung bình: 0,45 Bậc tự do (n-1): 6 Giá trị t tra bảng với độ tin cậy 99%: 3,143 GHPH= t X S = 3,143 X 0,153 = 0,48(g/l). 3.9 Phân tích dạng chì và cadimi trong mẫu trầm tích và mẫu đất 3.9.1. Phân tích xác định dạng chì và cadimi trong mẫu đất và trầm tích Chúng tôi đã tiến hành phân tích xác định hàm lượng các dạng cadimi và chì trong mẫu đất và trầm tích theo quy trình (như trong hình 1.2): Cân chính xác 1 g mẫu sau khi đã sấy khô vào ống li tâm 50 ml, thêm 10 ml CH3COONH4 1M, lắc đều trong 1 giờ bằng máy lắc ở nhiệt độ phòng rồi li tâm với tốc độ 3000 vòng/phút trong 15 phút để thu phân đoạn trao đổi (F1) trong dịch chiết. Cặn còn lại tiếp tục cho 20 ml CH3COONH4 1M đã axit hóa đến pH=5 với CH3COOH, lắc đều trong 5 giờ bằng máy lắc ở nhiệt độ phòng rồi li tâm với tốc độ 3000 vòng/phút trong 15 phút để thu phân đoạn liên kết với cacbonat (F2) trong dịch chiết. Phần cặn còn lại cho thêm 20 ml NH2OH.HCl 0,04M trong (v/v) HOAc 25 %, lắc đều trong 5 giờ ở 950C bằng máy lắc sau đó li tâm với tốc độ 3000 vòng/phút trong 15 phút để thu phân đoạn liên kết với sắt - mangan oxit (F3) trong dịch chiết. Cho tiếp 10 ml CH3COONH4 3,2M trong HNO3 20% vào phần cặn, lắc đều ở nhiệt độ phòng trong 0,5 giờ sau đó li tâm với tốc độ 3000 vòng/ phút trong 15 phút để thu phân đoạn liên kết với các hợp chất hữu cơ (F4) trong dịch chiết. Phần cặn dư còn lại được chuyển sang cốc thủy tinh 50 ml cho thêm 21 ml axit clohidric, sau đó cho thêm từ từ 7 ml axit nitric (hỗn hợp cường thủy), ngâm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 52 - trong 16 giờ ở nhiệt độ phòng sau đó đun hoàn lưu ở 800C trong 2 giờ đến khi gần cạn. Để nguội, định mức bằng nước cất đến 25 ml rồi tiến hành lọc lấy dung dịch chứa kim loại chì và cadimi ở dạng cặn dư (F5). 3.9.2. Phân tích xác định hàm lƣợng tổng số chì và cadimi trong trầm tích và đất Mẫu đất và trầm tích cũng được phân hủy bằng cường thủy: Cân 1g mẫu khô cho vào cốc thủy tinh 50 ml rồi tiến hành giống như phần cặn dư. Xác định hàm lượng theo phương pháp HTNT với kĩ thuật ngọn lửa và không ngọn lửa. Tiến hành làm 3 lần, ở mỗi lần làm tại mỗi vị trí lấy mẫu tiến hành làm 2 mẫu song song trong cùng điều kiện, loại bỏ sai số thô và xử lí kết quả thu được. Kết quả được trình bày trong bảng 3.21 và 3.22: Bảng 3.21 Hàm lƣợng các dạng và tổng kim loại chì và cadimi trong trầm tích Vị trí lấy mẫu Các dạng Pb(mg/kg) Cd(mg/kg) Cầu Diễn F1 0,090,01 0,2540,013 F2 23,810,29 0,6090,030 F3 20,000,23 0,4060,020 F4 3,810,19 0,0360,002 F5 43,951,20 0,1580,008 Tổng 5 dạng 91,671,28 1,4630,073 Tổng phá cường thủy 86,5 ± 0,31 1,193±0,006 Thanh Liệt F1 0,030,01 0,9900,049 F2 7,620,38 4,5690,228 F3 15,240,76 2,1830,109 F4 1,870,09 0,5080,025 F5 52,151,61 0,8250,041 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 53 - Vị trí lấy mẫu Các dạng Pb(mg/kg) Cd(mg/kg) Tổng 5 dạng 76,901,85 9,0740,454 Tổng phá cường thủy 64,77±0,23 7,898±0,055 Khe Tang F1 0,060,01 0,4820,024 F2 7,620,38 1,8780,094 F3 14,290,71 1,0660,053 F4 3,330,17 0,2280,011 F5 40,421,02 0,5710,029 Tổng 5 dạng 65,711,31 4,2260,211 Tổng phá cường thủy 61,36±0,25 3,409±0,014 Ba Đa F1 0,050,01 0,2030,010 F2 10,480,52 0,0600,003 F3 12,380,23 0,4570,023 F4 2,380,12 0,1260,006 F5 40,432,02 0,0710,004 Tổng 5 dạng 65,712,10 0,9170,012 Tổng phá cường thủy 56,82±0,20 0,682±0,002 Quế F1 0,020,01 0,0060,001 F2 2,560,13 0,1140,006 F3 7,620,18 0,4570,023 F4 2,860,14 0,1900,010 F5 22,421,12 0,0070,001 Tổng 5 dạng 35,481,15 0,7730,026 Tổng phá cường thủy 32,95±0,16 0,739±0,003 Tế Tiêu F1 0,030,01 0,0150,001 F2 2,650,13 0,0580,003 F3 6,670,33 0,1290,005 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 54 - Vị trí lấy mẫu Các dạng Pb(mg/kg) Cd(mg/kg) F4 2,860,14 0,1220,007 F5 16,370,52 0,1360,008 Tổng 5 dạng 25,700,64 0,4610,012 Tổng phá cường thủy 26,14±0,09 0,398±0,001 Mai lĩnh F1 0,09±0,00 0,001±0,000 F2 22,381±0,85 0,008±0,000 F3 28,571±0,83 0,457±0,016 F4 9,52±0,48 0,221±0,011 F5 45,714±1,37 0,147±0,004 Tổng 5 dạng 106,19±1,88 0,834±0,020 Tổng phá cường thủy 89,77±0,54 0,455±0,002 Đập Phùng F1 0,03±0,00 0,014±0,000 F2 2,38±0,09 0,001±0,000 F3 15,24±0,76 0,457±0,014 F4 10,48±0,30 0,166±0,003 F5 38,10±1,45 0,003±0,000 Tổng 5 dạng 66,19±1,67 0,640±0,014 Tổng phá cường thủy 55,68±0,19 0,739±0,003 Cầu Đọ F1 0,18±0,00 0,015±0,001 F2 6,23±0,12 0,268±0,013 F3 8,74±0,12 0,383±0,015 F4 7,63±0,38 0,266±0,011 F5 14,85±0,53 0,788±0,019 Tổng 5 dạng 37,62±0,68 1,719±0,030 Tổng phá cường thủy 33,38±0,20 1,788±0,012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 55 - Sự phân bố của các dạng chì và cadimi trong trầm tích của từng điểm được trình bày dưới dạng đồ thị 3.6 dưới đây. Trầm tích cầu Diễn 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb CdNguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Trầm tích Thanh Liệt 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb CdNguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Trầm tích Khe Tang 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb Cd Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Trầm tích Ba Đa 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb Cd Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Trầm tích Đập Phùng 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb Cd Nguyên tố % 5 F4 F3 F2 F1 Trầm tích Mai Lĩnh 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb Cd Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Trầm tích Tế Tiêu 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb Cd Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Trầm tích Quế 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb Cd Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 56 - Trầm tích cầu Đọ 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pb Cd Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Hình 3.6: Sự phân bố các dạng kim loại trong trầm tích Một bức tranh tổng quát về hàm lượng tổng số kim loại chì và cadimi của các điểm khảo sát trên sông Nhuệ và Đáy từ thượng lưu xuống hạ lưu được trình bày trên đồ thị trong hình 3.7 Tổng hàm lượng chì tại các điểm trên sông Nhuệ 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 Địa điểm lấy mẫu H àm lư ợn g m g/ kg Diễn Thanh Liệt Khe Tang Ba Đa Tổng hàm lượng chì tại các điểm trên sông Đáy 0.00 50.00 100.00 150.00 Địa điểm lấy mẫu H àm lư ợn g m g/ kg Phùng Mai Lĩnh Tế Tiêu Quế Đọ Tổng hàm l ợng cadimi tại các điểm trên sông Nhuệ 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 Địa điểm lấy mẫu H àm lư ợn g m g/ kg Diễn Thanh Liệt Khe Tang Ba Đa Tổng hàm lượng cadimi tại các điểm trên sông Đáy 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 Địa điểm lấy mẫu H àm lư ợn g m g/ kg Phùng Mai Lĩnh Tế Tiêu Quế Đọ Hình 3.7 Tổng hàm lƣợng các kim loại trong trầm tích dọc lƣu vực sông Nhuệ và sông Đáy Bảng 3.12 và hình 3.7 cho thấy tổng hàm lượng chì tại các điểm nghiên cứu trên lưu vực sông Nhuệ dọc theo lưu vực sông từ thượng nguồn giảm dần theo thứ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 57 - tự Cầu Diễn Thanh Liệt Khe Tang = Ba Đa. Kết quả này tương đồng với nghiên cứu trước đó [35, 36] rằng tổng số hàm lượng chì tại Cầu Diễn lớn hơn tại Thanh Liệt. Mặt khác, tổng hàm lượng chì tại Khe Tang bằng tổng hàm lượng chì tại Ba Đa mặc dù Khe Tang nằm gần Thanh Liệt và Cầu Diễn hơn, điều này ngoài nguyên nhân do nước khu vực Khe Tang có chứa nhiều nước thải sinh hoạt có hàm lượng kim loại thấp, nó còn do ảnh hưởng của nguồn thải tại Ba Đa chứa lượng chì cao hơn từ nguồn thải của khu công nghiệp Đồng Văn. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu kim loại nặng trong nước [6], hàm lượng chì trong cặn lơ lửng tại Khe Tang thấp, do đó, sự sa lắng chì từ cặn lơ lửng xuống trầm tích và sự lan truyền ô nhiễm theo dòng nước cũng vì thế mà thấp. Tổng hàm lượng cadimi tăng từ Cầu Diễn đến Thanh Liệt, sau đó giảm dần theo thứ tự Thanh Liệt Khe Tang  Ba Đa. Trong các nghiên cứu trước đó [35, 36, 37] cũng chỉ ra rằng hàm lượng tổng cadimi tại Thanh Liệt lớn hơn Cầu Diễn, cadimi trong cặn lơ lửng của sông Tô Lịch tại điểm Thanh Liệt trước khi hợp lưu với sông Nhuệ là rất lớn, hàm lượng cadimi từ 1,1 đến 25 mg/kg. Như vậy đã có sự lan truyền ô nhiễm từ sông Tô Lịch đến sông Nhuệ thông qua sự hấp phụ trên cặn lơ lửng và sa lắng xuống trầm tích khiến cho hàm lượng tổng cadimi tại Khe Tang lớn hơn Cầu Diễn. Tuy nhiên, từ Khe Tang đến Ba Đa, tổng số hàm lượng cadimi lại giảm, điều này có thể giải thích do nước khu vực Khe Tang như đã nêu ở trên chứa chủ yếu là nước thải sinh hoạt có hàm lượng kim loại thấp [6], đồng thời, cadimi trong dạng trao đổi (F1) tại Ba Đa so với hàm lượng tổng số tại đó tương đối lớn (22,1%), lớn nhất trong tất cả các điểm nghiên cứu, nên cadimi dễ dàng thoát vào cột nước, dẫn đến làm giảm lượng cadimi trong trầm tích ở Ba Đa. Trên lưu vực sông Đáy, hàm lượng tổng của cả chì và cadimi tăng từ Đập Phùng đến Cầu Mai Lĩnh, sau đó giảm ở Tế Tiêu và tăng dần từ Tế Tiêu  Cầu Quế  Cầu Đọ (hình 3.7). Hàm lượng kim loại được tìm thấy tại Cầu Mai Lĩnh lớn có thể giải thích là do tại đây có nhiều cơ sở thu gom, xử lý, tái chế các thùng phuy kim loại, nước thải không được xử lý mà đổ thẳng xuống sông [6]. Mặt khác, đoạn nước sông chảy qua cầu Mai Lĩnh chảy với lưu lượng rất nhỏ, mực nước thấp, lòng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 58 - sông nhỏ như một con mương và có những thời điểm trong năm đoạn sông chảy qua đây gần như đứng yên, thậm chí còn chảy ngược dòng. Đây là đặc điểm khiến cho hàm lượng kim loại nặng ở đây rất cao và ít bị lan truyền theo dòng nước nên lượng kim loại nặng giảm từ Cầu Mai Lĩnh đến Tế Tiêu. Từ Tế Tiêu  Cầu Quế  Cầu Đọ, có thể giải thích hàm lượng kim loại nặng tăng dần là do các cơ sở sản xuất, các nhà máy, các khu công nghiệp tại Hà Nam thải nước thải thẳng ra sông mà không qua xử lý. Đồng thời, Cầu Đọ còn là điểm giao nhau của hai con sông Nhuệ và Đáy nên chịu ảnh hưởng của cả hai con sông này. Hình 3.6 cho thấy hàm lượng chì trên cả sông Nhuệ và sông Đáy đều tập trung chủ yếu ở dạng cặn dư (F5) với hàm lượng  40%. Tiếp đến là phân bố ở dạng liên kết với oxit sắt- mangan với hàm lượng  20%, duy nhất chỉ có ở Cầu Diễn, hàm lượng chì phân bố nhiều thứ hai ở dạng liên kết với cacbonat, chiếm 26%. Tuy nhiên hàm lượng chì tại Cầu Diễn trong dạng liên kết với oxit sắt- mangan cũng chiếm tới hơn 20% (21,8%). Hàm lượng chì thấp nhất ở dạng trao đổi, đều  0,5% so với tổng hàm lượng của chúng. Điều này cho thấy mức đáp ứng sinh học của chì không cao so với hàm lượng tổng trong trầm tích tại các điểm nghiên cứu trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy. Hàm lượng cadimi tại các vị trí lấy mẫu trên sông Nhuệ tập trung chủ yếu trong dạng cacbonat (hơn 40%), sau đó đến dạng liên kết với oxit sắt - mangan (lớn hơn 20%), duy nhất tại Ba Đa hàm lượng lớn nhất lại nằm trong dạng liên kết với oxit sắt- mangan (50%) sau đó là dạng trao đổi (22,1%). Tổng 2 dạng trao đổi và liên kết với cacbonat tại Ba Đa là 28,7%, còn lại tại các vị trí lấy mẫu đều lớn hơn 55%. Dạng trao đổi tại các vị trí lấy mẫu trên sông Nhuệ đều lớn hơn 0,2mg/kg (lớn hơn 10% so với hàm lượng tổng tương ứng), dạng liên kết với cacbonat đều có hàm lượng lớn hơn 0,06mg/kg, đặc biệt tại Thanh Liệt dạng trao đổi có hàm lượng 1mg/kg (chiếm 10%), dạng liên kết với cacbonat có hàm lượng  4,6 mg/kg (chiếm 50%). Điều này cho thấy nguy cơ ảnh hưởng tới môi trường sinh thái của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 59 - cadimi trong trầm tích lưu vực sông Nhuệ do khả năng đáp sinh học cao của nguyên tố này. Trên sông Đáy, hàm lượng cadimi tập trung chủ yếu trong 3 dạng liên kết với oxit sắt- mangan+ liên kết với các hợp chất hữu cơ + cặn dư (F3+F4+F5), tổng 3 dạng này đều  84%. Dạng cadimi trao đổi hàm lượng đều nhỏ hơn 0,02mg/kg (nhỏ hơn 4% so với hàm lượng tổng tương ứng). Dạng cacbonat cao nhất cũng chỉ  0,27mg/kg trong trầm tích Cầu Đọ, còn lại đều nhỏ hơn 0,12mg/kg. Điều này cho thấy khả năng đáp ứng sinh học của cadimi trong trầm tích sông Đáy không cao bằng sông Nhuệ. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong đất được trình bày trong bảng 3.22, hình 3.8 và hình 3.9 Bảng 3.22 Hàm lƣợng các dạng và tổng kim loại chì và cadimi trong đất Vị trí lấy mẫu Các dạng Pb(mg/kg) Cd(mg/kg) Đất trồng Cải ngồng - Đông Anh F1 0,29±0,01 0,058±0,002 F2 3,91±0,16 0,280±0,007 F3 3,13±0,03 0,280±0,014 F4 2,64±0,07 0,080±0,004 F5 14,29±0,21 0,150±0,002 Tổng 5 dạng 24,25±0,28 1,4630,073 Tổng phá cường thủy 20,24±0,10 0,968±0,007 Đất trồng Cải canh - Đông Anh F1 0,25±0,01 0,019±0,001 F2 5,86±0,23 0,240±0,010 F3 2,91±0,14 0,320±0,012 F4 2,53±0,13 0,069±0,001 F5 20,24±0,26 0,375±0,019 Tổng 5 dạng 31,78±0,40 1,259±0,025 Tổng phá cường thủy 32,02±0,17 1,145±0,010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 60 - Vị trí lấy mẫu Các dạng Pb(mg/kg) Cd(mg/kg) Đất trồng rau Muống cạn - Đông Anh F1 0,120±0,00 0,158±0,006 F2 2,780±0,14 0,312±0,012 F3 15,240±0,59 0,406±0,020 F4 4,760±0,15 0,174±0,007 F5 34,520±1,62 0,275±0,010 Tổng 5 dạng 65,711,31 1,325±0,027 Tổng phá cường thủy 55,95±0,20 1,215±0,008 Đất trồng rau Muống cạn- Thanh Liệt F1 0,053±0,002 0,166±0,003 F2 11,79±0,55 0,497±0,021 F3 13,33±0,27 0,690±0,020 F4 5,71±0,08 0,579±0,015 F5 47,62±1,81 0,123±0,004 Tổng 5 dạng 78,51±1,91 2,055±0,033 Tổng phá cường thủy 72,22±0,13 1,904±0,018 Đất trồng rau Muống cạn - Cầu Diễn F1 0,04±0,00 0,305±0,009 F2 7,62±0,24 0,508±0,025 F3 9,52±0,20 0,609±0,023 F4 1,46±0,02 0,250±0,004 F5 46,43±2,00 0,375±0,012 Tổng 5 dạng 65,08±2,02 2,046±0,038 Tổng phá cường thủy 63,89±0,63 2,030±0,005 Sự phân bố hàm lượng các dạng của kim loại chì và cadimi trong đất trồng rau trên địa bàn nghiên cứu được trình bày dưới dạng đồ thị trên hình 3.8. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 61 - Đất trồng rau Cải ngồng- Đông Anh 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Chì Cadimi Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Đất trồng rau Cải canh- Đông Anh 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Chì Cadimi Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Đất trồng rau Muống cạn- Đông Anh 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Chì Cadimi Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Đất trồ g rau Muống cạn_ Cầu Diễn 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Chì Cadimi Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Đất trồng rau Muống cạn_Thanh Liệt 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Chì Cadimi Nguyên tố % F5 F4 F3 F2 F1 Hình 3.8 Sự phân bố các dạng kim loại trong đất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 62 - Tổng kim loại Chì trong đất 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 ĐA-Cải ngồng ĐA-Cải canh ĐA- Muống cạn TL- Muống cạn CD- Muống cạn Các vị trí lấy mẫu H àm lƣ ợn g (m g/ kg ) Tổng kim loại Cadimi trong đất 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 ĐA-Cải ngồng ĐA-Cải canh ĐA- Muống cạn TL- Muống cạn CD- Muống cạn Các vị trí lấy mẫu H àm lƣ ợn g (m g/ kg ) Hình 3.9 Hàm lƣợng tổng các kim loại trong đất Hình 3.9 cho thấy tổng hàm lượng nguyên tố cadimi trong 3 mẫu đất tại Đông Anh đều 2 mg/kg cho thấy đất tại Thanh Liệt và Cầu Diễn ô nhiễm cadimi hơn tại Đông Anh. Mặc dù điểm Đông Anh gần khu công nghiệp, nhưng tại Cầu Diễn và Thanh Liệt, các điểm này lại được vớt bùn từ sông Tô Lịch và Sông Nhuệ đổ lên, nên đây có thể là một trong những nguyên nhân làm tăng hàm lượng kim loại trong đất tại 2 điểm này (xem hình 3.7). Tổng 2 dạng F1+F2 (trong hình 3.8) tại tất cả các điểm lấy mẫu đều rất cao (>25% so với hàm lượng tổng tương ứng), thấp nhất là 25,3% (0,26mg/kg). Dạng F1 có hàm lượng thấp nhất là 0,019 mg/kg tại Đông Anh trên đất trồng cải canh, Điều này cho thấy nguy cơ ảnh hưởng của cadimi vào cây trồng lớn do khả năng đáp ứng sinh học cao của cadimi trong đất trồng tại cả 3 điểm nghiên cứu: Cầu Diễn, Đông Anh và Thanh Liệt. Tuy nhiên nếu tính riêng từng điểm thì tổng cadimi trong dạng F1+F2 của đất tại Đông Anh nằm trong khoảng 25 ÷ 40% (cao nhất là 39,86% tại đất trồng cải ngồng, cao hơn cả tổng F1+F2 trong đất CD: 39,69% và TL: 32,28%) dù hàm lượng tổng số cadimi trong đất Đông Anh thấp hơn CD và TL. Điều này cho thấy nguy cơ nhiễm cadimi từ đất trồng rau tại cả ba điểm xấp xỉ nhau. Có thể giải thích kết quả này có được do giá trị pH đất tại các điểm là khác nhau. Tại phòng Hóa phân tích (Viện Hóa học) cũng đã nghiên cứu sâu hơn về vấn đề này (bảng 3.23), cho thấy đất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 63 - tại Đông Anh có pH (6,10) thấp hơn đất Cầu Diễn (6,90) và Thanh Liệt (8,80). Theo như E, E Golia và CCs [33], nếu đất có pH axit sẽ dẫn đến việc hòa tan kim loại dễ và các ion có khả năng trao đổi tốt hơn những đất có độ pH trung tính hoặc kiềm. Trên địa bàn nghiên cứu, pH ở Thanh Liệt mang tính kiềm, do vậy dạng kim loại tan và trao đổi sẽ thấp hơn 2 điểm Cầu Diễn và Đông Anh (hình 3.8), pH tại Đông Anh chỉ là 6,10 nên cho giá trị tổng 2 dạng trao đổi và cacbonat cao nhất. Bảng 3.23 Giá trị pH của các mẫu đất nghiên cứu Địa điểm CD - MC ĐA - MC TL - MC ĐA - CC ĐA - CN pH(H20) 7,06  0,18 6,08  0,26 9,58  0,34 5,72  0,33 5,80  0,33 CC = cải canh; CN = cải ngồng; MC = muống cạn Hàm lượng F1 trong đất trồng rau muống tại cả ba điểm nghiên cứu nói chung và tại Đông Anh nói riêng đều lớn hơn trong đất trồng rau cải. Nguyên nhân có thể do quy trình canh tác, bón phân, tưới tiêu, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật cho từng loại rau là khác nhau, dẫn đến kim loại trong đất có thể thay đổi với mức độ khác nhau. Đối với nguyên tố chì, hàm lượng cao nhất nằm trong dạng cặn dư (F5), ở tất cả các mẫu, hàm lượng trong dạng này đều lớn hơn 55%. Tổng 2 dạng F1+F2 đều < 20% tổng hàm lượng tương ứng. Hàm lượng cao nhất trong F1 là 0,29mg/kg (1,2%) tại Đông Anh (đất trồng cải ngồng). Theo đó, mức độ đáp ứng sinh học của chì là không cao bằng cadimi. Điều này phù hợp với các công bố khác đã tham khảo được [30, 33]. Mặt khác, ta còn nhận thấy cả ba mẫu đất lấy từ Đông Anh đều có lượng chì trong F1 lớn hơn 0,1mg/kg, (lớn hơn hai mẫu đất Thanh Liệt và Cầu Diễn: Hàm lượng chì trong F1 đều nhỏ hơn 0,05mg/kg) mặc dù tổng hàm lượng chì trong ba mẫu đất tại Đông Anh thấp hơn trong đất tại Cầu Diễn và Thanh Liệt. Điều này cho thấy khả năng đáp ứng sinh học của chì trong đất Đông Anh cao hơn Thanh Liệt và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 64 - Cầu Diễn. Có thể giải thích là do cấu tạo địa chất, do độ pH, hoặc do thành phần cơ giới của đất dẫn đến hàm lượng chì trong F1 cao hơn. Một điều nữa là hai mẫu đất trồng cải tại Đông Anh có tổng lượng chì thấp hơn nhiều so với đất trồng rau muống, tuy nhiên hàm lượng trong F1 của hai mẫu đất trồng cải lại cao hơn, thậm chí còn lớn hơn cả lượng chì trong F1 ở đất Cầu Diễn và Thanh Liệt. Điều này cũng có thể giải thích là với loại rau trồng khác nhau, quy trình chăm bón, tưới tiêu khác nhau tác động đến chất lượng đất trồng trọt và làm thay đổi các dạng tồn tại của kim loại. Kết quả phân tích dạng trao đổi và dạng cacbonat của Cd và Pb thu được khá tương đồng với kết quả của những công bố khác [30, 33, 40, 47]. Nhưng riêng kết quả của dạng cacbonat thì mẫu trên địa bàn nghiên cứu lớn hơn nhiều. Chỉ có thể giải thích rằng, khu vực nghiên cứu có tính chất đa dạng hơn [45], nên thành phần cấu tạo của đất có nhiều tính chất khác. Do vậy để so sánh các dạng đòi hỏi phải có những thông số khác như : Thành phần cấu tạo hóa học cơ bản (sét, cát, Si, Ca, Mg, Na, K…) của đất cũng như các thông số hóa lý khác (pH, Eh…). Dưới đây là một số kết quả về thành phần đa lượng mà nhóm nghiên cứu của phòng Hóa phân tích đã thực hiện cho các mẫu trên địa bàn nghiên cứu để minh chứng thêm sự phân bố của các dạng kim loại nặng. Bảng 3.24 Kết quả phân tích nguyên tố đa lƣợng trong đất TT Mẫu % CHC % P % N % Mùn K (g/kg) Na (mg/kg) Ca (mg/kg) Mg (mg/kg) 1 CD-MC 4,823 0,217 0,804 8,311 2,939 786,29 4009,95 6444,4 2 ĐA-MC 2,241 0,055 0,419 3,862 1,554 184,86 141,59 1500,0 3 TL-MC 2,437 0,096 0,462 4,200 3,514 297,53 84,07 7222,2 4 ĐA-CC 1,008 0,035 0,250 1,737 0,517 152,90 155,97 259,70 5 ĐA-CN 1,011 0,048 0,273 1,742 1,081 205,94 128,32 398,61 CC=cải canh; CN=cải ngồng; MC= muống cạn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 65 - Nhìn chung, đánh giá về mặt dinh dưỡng cho thấy đất Cầu Diễn có chất lượng tốt, sau đó là đất TL, còn đất Đông Anh khá cằn cỗi. Trên đây là kết quả bước đầu nghiên cứu của chúng tôi tại thời điểm nghiên cứu, để biết rõ ràng hơn tiềm năng ảnh hưởng của các kim loại nặng cadimi và chì đến môi trường đất về lâu dài thì đòi hỏi cần phải có nghiên cứu thường xuyên và sâu hơn nữa. 3.10 Đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp Để đánh giá độ chính xác của phương pháp, chúng tôi sử dụng mẫu trầm tích chuẩn MESS-3. Kết quả được trình bày tại bảng 3.25: Bảng 3.25 Kết quả phân tích chì và cadimi trong mẫu trầm tích chuẩn Nguyên tố Giá trị chứng chỉ (ppm) Kết quả phân tích KL tổng số (ppm) Độ thu hồi (%) chì 21,1 22,1 104,74 cadimi 0,24 0,21 87,50 Kết quả cho thấy phương pháp phân tích có độ chính xác cao, độ thu hồi từ 87,50% đến 104,74% đáp ứng được yêu cầu phân tích lượng vết chì và cadimi trong mẫu môi trường. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 66 - KẾT LUẬN Từ những kết quả thu được của đề tài “Phân tích dạng kim loại chì (Pb) và cadimi (Cd) trong đất và trầm tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử” chúng tôi rút ra kết luận sau: 1. Đã tách được 5 dạng của các kim loại Pb và Cd trong đất và trầm tích bằng quy trình chiết liên tục. 2. Đã xác định được hàm lượng các dạng và tổng số Pb và Cd trong các mẫu trầm tích và đất bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. 3. Đánh giá mức độ ô nhiễm và khả năng đáp ứng sinh học của cadimi và chì tại những điểm nghiên cứu: - Các mẫu trầm tích tại các điểm nghiên cứu: + Khả năng gây ô nhiễm môi trường sinh thái của chì không cao trong trầm tích tại các điểm nghiên cứu trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy, mặc dù hàm lượng tổng số cao. + Trên lưu vực sông Nhuệ, nguy cơ ô nhiễm đến môi trường sinh thái thủy sinh do khả năng đáp ứng sinh học cao của cadimi trong trầm tích. + Khả năng gây ô nhiễm môi trường sinh thái (đáp ứng sinh học) của cadimi trong trầm tích sông Đáy thấp hơn tại sông Nhuệ. - Các mẫu đất tại các điểm nghiên cứu: + Khả năng đáp ứng sinh học của cadimi cao hơn của chì. + Khả năng đáp ứng sinh học của chì trong đất Đông Anh cao hơn Thanh Liệt và Cầu Diễn. Tổng hàm lượng chì trong ba mẫu đất tại Đông Anh thấp hơn trong đất tại Cầu Diễn và Thanh Liệt. + Đất trồng rau cải ở Đông Anh có tổng lượng chì thấp hơn nhiều so với đất trồng rau muống. + Cadimi trong đất trồng rau tại cả ba điểm nghiên cứu đều có khả năng đáp ứng sinh học cao. Đất trồng rau tại Thanh Liệt và Cầu Diễn có hàm lượng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 67 - cadimi tổng cao hơn tại Đông Anh. Song nguy cơ nhiễm cadimi từ đất trồng rau tại 3 điểm lại xấp xỉ nhau do pH của đất Đông Anh axit hơn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 68 - CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Vũ Đức Lợi, Nguyễn Thanh Nga, Trần Thị Lệ Chi và các cộng sự (2010), "Phân tích dạng một số kim loại nặng trong trầm tích thuộc lưu vực sông Nhuệ và Đáy", Tạp chí phân tích Hóa - Lý - sinh học, số ĐB (4), tập 15, trang 26 - 33. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 69 - Tài liệu tham khảo Tiếng Việt 1. Lê Lan Anh, Nguyễn Bích Diệp, Vũ Đức Lợi và CCs (2007), “Phân tích dạng Cr (VI) trong đất và trầm tích bằng phương pháp HTNT”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 12(1), tr. 59-62. 2. Lê Lan Anh, Vũ Đức Lợi, Nguyễn Thị Minh Lợi và CCS (2009), “Nghiên cứu phân tích hàm lượng một số kim loại nặng trong rau, nước và đất khu vực Hà nội”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý, Sinh học, 14(3), tr. 52-57. 3. Lê Huy Bá (chủ biên) (2000), Độc học môi trường, Nxb ĐH Quốc gia TP. HCM. 4. Bộ tài nguyên và môi trường, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (2006), Xây dựng chương trình và tiến hành quan trắc môi trường nước mặt lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy. 5. Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích, phần III - Các phương pháp phân tích định lượng hóa học, NXB Giáo dục. 6. Phạm Thị Hiên (2010), Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong môi trường nước sông Nhuệ - Đáy, Đồ án tốt nghiệp, Đại học Phương Đông. 7. Phạm Thị xuân Lan (1979), Xác định chì bằng phương pháp trắc quang, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học tổng hợp Hà Nội. 8. R. A. Liđin, V. A. Molosco, L. L. Anđreeva (Người dịch: Lê Kim Long, Hoàng Nhuận) (2001), Tính chất lý hóa học các chất vô cơ, Nxb khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 9. Lê Đức Liêm (2003), Nghiên cứu xác định hàm lượng và dạng liên kết vết chì (Pb) và đồng (Cu) trong nước biển bằng phương pháp Von - Ampe hòa tan, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện khoa học và Công nghệ Việt nam. 10. Vũ Đức Lợi (2008), Nghiên cứu xác định một số dạng thủy ngân trong các mẫu sinh học và môi trường, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 70 - 11. Phạm Luận (1999/2003), Vai trò của muối khoáng và các nguyên tố vi lượng đối với cuộc sống của con người, Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội. 12. Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nxb Đại học quốc gia Hà nội, Hà nội. 13. Hoàng Nhâm (2001), Hóa vô cơ tập ba, Nxb Giáo dục, Hà Nội. 14. Hồ Viết Quý (2007), Các phương pháp phân tích công cụ trong hóa học hiện đại, NXB Đại học sư phạm, Hà Nội. 15. Trịnh Thị Thanh (2001), Độc học, môi trường và sức khoẻ con người, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội. 16. Bùi Thị Thư (2008), Nghiên cứu phân tích xác định hàm lượng một số kim loại trong nước sinh hoạt và nước thải khu vực Từ Liêm - Hà Nội bằng phương pháp chiết trắc quang, Luận văn thạc sĩ. 17. Nguyễn Đình Thuất (2008), Nghiên cứu phân tích liên tục (on - line) dạng asen trong một số đối tượng môi trường biển bằng phương pháp liên hợp sắc kí lỏng và hấp thụ nguyên tử, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam. 18. Phạm Ngọc Thụy và CCS (2006), “Hiện trạng kim loại nặng (Hg, As, Cd, Pb) trong đất, nước và một số rau trồng trên khu vực huyện Đông Anh - Hà Nội”, Trường ĐH Nông nghiệp I- TC KHCNNN, 5. 19. Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 4046:1985: Đất trồng trọt - Phương pháp lấy mẫu. 20. Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN-2:2005: 1. TCVN 7538-2:2005: Chất lượng đất - Lấy mẫu, phần 2: Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu. 21. Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 6647:2007: Chất lượng đất- xử lý sơ bộ để phân tích Lý – Hóa. 22. Nguyễn Đức Vận (2004), Hóa vô cơ tập 2: Các kim loại điển hình, Nxb Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 71 - Tiếng Anh 23. H. Akcay, A. Oguz, and C. Karapire (2003), “Study of heavy metal pollution and speciation in Buyak Menderes and Gediz river sediments”, Water Research, 37, pp. 813–822. 24. Herbert E. Allen (1993), “The significance of trace metal speciation for water, sediment and soil quality criteria and standards”, The Science of the Total Environment, Supplement, pp. 23-45. 25. P. Álvarez - Iglesias, B. Rubio and F. Vilas (2003), “Pollution in intertidal sediments of San Simón Bay (Inner Ria de Vigo, NW of Spain): total heavy metal concentrations and speciation”, Marine Pollution Bulletin, 46, pp. 491- 521. 26. Antonio Dell’Anno , Francesca Beolchini, Massimo Gabellini, Laura Rocchetti, Antonio Pusceddu and Roberto Danovaro (2009), “Bioremediation of petroleum hydrocarbons in anoxic marine sediments: Consequences on the speciation of heavy metals”, Marine Pollution Bulletin, 58, pp. 1808 - 1814. 27. Ano, A. O. Odoemelam, S. A. and Ekwueme, P. O. (2007), “Lead and Cadmium levels in soils and Cassava along ENUGU - Port Harcourt Expressway in Nigeria”, Electronic journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry, ISSN: 1573-4377, 6(5), pp. 2024 - 2031. 28. N. K. Baruah, P. Kotoky, K.G. Bhattacharyyab and G. C. Borah (1996), “Metal speciation in Jhanji River sediments”, The Science of the Total Environment, 193, pp. 1 - 12. 29. Christine M. Davidson, Rhodri P. Thomas, Sharon E. McVey, Reijo Perala, David Littlejohn and Allan M . Ure (1994), “Evaluation of a sequential extraction procedure for the speciation of heavy metals in sediments”, Analytica Chimica Acta, 291, pp. 277 - 286. 30. Fytianos K, Katsianis G et al. (2001), Bull environ contam toxicol, 67, pp. 423 - 430. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 72 - 31. K. Fytianos and A. Lourantou (2004), “Speciation of elements in sediment samples collected at lakes Volvi and Koronia, N. Greece”, Environment International, 30, pp. 11 - 17. 32. Ranu Gadh, S.N. Tandon, R.P. Mathur and O. V. Singh (1993), “Speciation of metals in Yamuna river sediments”, The Science of the Total Environment, 136, pp. 229 - 242. 33. E, E Golia, A, Dimirkou, I, K, Mitios (2008), Bull environ contam toxicol, 81, pp. 80-84. 34. Samira Ibrahim Korfali and Brian E. Davies (2004), “Speciation of metals in sediment and water in a river underlain bylimestone: Role of Carbonate Species for purification capacity ofrivers”, Advances in Environmental Research, 8, pp. 599 - 612. 35. Vu Duc Loi, LLA et al. (2003), “Initial estimation of heavy metal pollution in river water and sediment in Hanoi, Vietnam”, Journal of Chemistry, 41 (special), pp. 143 - 148. 36. Vu Duc Loi, LLA et al. (2005), “Speciation of heavy metals un sediment of Nhue and Tolich rivers”, Journal of Chemistry, 44(5), pp. 600 - 604. 37. Vu Duc Loi, LLA et al. (2006), “Contamination by Cadmium and Mercury of the water, sediment and biological component of Hydrosystems around Hanoi”, Journal of Chemistry, 44(3), pp. 382 - 386. 38. Helle Marcussena, Anders Dalsgaard and Peter E. Holm (2008), “Content, distribution and fate of 33 elements in sediments of rivers receiving wastewater in Hanoi, Vietnam”, Journal of Environmental Pollution, 1(155), pp. 41- 45. 39. Luo Mingbiao, Li Jianqiang, Cao Weipeng, and Wang Maolan (2008), “Study of heavy metal speciation in branch sediments of Poyang Lake”, Journal of Environmental Sciences, 20, pp. 161- 166. 40. Agnieszka Mocko, Witold Walawek (2004), Anal Bioanal Chem, 380, pp. 813 - 817. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 73 - 41. Abolfazl Naji, Ahmad Ismail and Abdul Rahim Ismail (2010), “Chemical speciation and contamination assessment of Zn and Cd by sequential extraction in surface sediment of Klang River, Malaysia”, Microchemical Journal, 95, pp. 285 - 292. 42. Li-Siok Ngiam and Poh-Eng Lim (2001), “Speciation patterns of heavy metals in tropical estuarine anoxic and oxidized sediments by different sequential extraction schemes”, The Science of the Total Environment, 275, pp. 53 - 61. 43. Rafael Pardo, Enrique Barrado, Lourdes Pẽrez and Marisol Vega (1990), “Determination and speciation of heavy metals in sediments of the Pisuerga River”, WaL. Res., 24(3), pp. 373 - 379. 44. Marco Ramirez, Serena Massolo, Roberto Frache and Juan A. Correa (2005), “Metal speciation and environmental impact on sandy beaches due to El Salvador copper mine, Chile”, Marine Pollution Bulletin, 50, pp. 62 - 72. 45. I. Riba, T.A. DelValls, J.M. Forja, A. Gómez-Parra (2002), “Influence of the Aznalcóllar mining spill on the vertical distributionof heavy metals in sediments from the Guadalquivir estuary (SW Spain)”, Marine Pollution Bulletin, 44, pp. 39 - 47. 46. Ion Suciu, Constantin Cosma, Mihai Todică, Sorana D. Bolboacă et al. (2008), “Analysis of soil heavy metal pollution and pattern in Central Transylvania”, International journal of Molecular Sciences, ISSN 1422 - 0067, 9, pp. 434 - 453. 47. A. Tessier et al. (1979), “Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals”, Analytical Chemistry, 51, pp. 844 - 850. 48. Zhifeng Yang, YingWang, Zhenyao Shen, Junfeng Niu and Zhenwu Tang (2009), “Distribution and speciation of heavy metals in sediments from the mainstream, tributaries, and lakes of the Yangtze River catchment of Wuhan, China”, Journal of Hazardous Materials, 166, pp.1186 - 1194. 49. C.K. Yap, A. Ismail, S. G. Tan and H. Omar (2002), “Correlations between speciation of Cd, Cu, Pb and Zn in sediment and their concentrations in total Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 74 - soft tissue of green-lipped mussel Perna viridis from the west coast of Peninsular Malaysia”, Environment International, 28, pp. 117 - 126. 50. Chun-gang Yuan, Jian-bo Shi, Bin He, Jing-fu Liu, Li-na Liang and Gui-bin Jiang (2004), “Speciation of heavy metals in marine sediments from the East China Sea by ICP-MS with sequential extraction”, Environment International, 30, pp. 769 - 783. 51. J. Zerbe (1999), “Speciation of Heavy Metals in Bottom Sediments of Lakes”, Polish Journal of Environmental Studies, 8(5), pp. 331- 339.