Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Nghiên cứu phân tích hàm lượng thủy ngân trong động vật hai mảnh tại Quảng Ninh bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp kỹ thuật hóa hơi lạnh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:83

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung Luận văn này nghiên, xây dựng phương pháp phân tích hàm lượng tổng thủy ngân trong động vật hai mảnh vỏ bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hoá hơi lạnh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Nghiên cứu phân tích hàm lượng thủy ngân trong động vật hai mảnh tại Quảng Ninh bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp kỹ thuật hóa hơi lạnh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC PHẠM THỊ THU THỦY NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG THỦY NGÂN TRONG ĐỘNG VẬT HAI MẢNH TẠI QUẢNG NINH BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KẾT HỢP KỸ THUẬT HÓA HƠI LẠNH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2016 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC PHẠM THỊ THU THỦY NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG THỦY NGÂN TRONG ĐỘNG VẬT HAI MẢNH TẠI QUẢNG NINH BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ KẾT HỢP KỸ THUẬT HÓA HƠI LẠNH Chuyên ngành: Hoá phân tích Mã số: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. DƯƠNG TUẤN HƯNG THÁI NGUYÊN-2016 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành đến với TS. Dương Tuấn Hưng. Thầy đã giao đề tài, nhiệt tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp tôi thực hiện và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Hóa phân tích nói riêng và trong khoa Hóa học nói chung đã dạy dỗ, chỉ bảo và động viên tôi trong thời gian tôi học tập tại trường Đại học Khoa Học - Đại Học Thái Nguyên. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ phòng Hóa phân tích của Viện Hóa học -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong thời gian làm thực nghiệm. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, các bạn học viên Cao học của Bộ môn Hóa phân tích đã luôn động viên, tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và thực hiện luận văn này. Quảng Ninh, ngày 15/10/2016 Tác giả luận văn Phạm Thị Thu Thủy a Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................a MỤC LỤC ......................................................................................................... b DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .........................................................................e DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...................................................................... f DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. g DANH MỤC SƠ ĐỒ ........................................................................................ h MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 5 1.1. Giới thiệu vài nét về biển Quảng Ninh ...................................................... 5 1.2. Vài nét về động vật hai mảnh vỏ................................................................ 6 1.2.1. Sò điệp ..................................................................................................... 7 1.2.2. Ốc móng tay ............................................................................................ 7 1.2.3. Ngán ........................................................................................................ 8 1.2.4. Ngao (Nghêu) .......................................................................................... 8 1.2.5. Hàu .......................................................................................................... 8 1.2.6. Bàn mai (Sò mai) .................................................................................... 9 1.2.7. Vạng ........................................................................................................ 9 1.2.8. Sò quéo .................................................................................................... 9 1.2.9. Sò tai ...................................................................................................... 10 1.3. Giới thiệu về nguyên tố thuỷ ngân ........................................................... 10 1.3.1. Tính chất vật lý ...................................................................................... 10 1.3.2. Tính chất hoá học .................................................................................. 11 1.3.3. Trạng thái tự nhiên ................................................................................ 12 1.3.4. Ứng dụng ............................................................................................... 13 1.3.5. Độc tính của thủy ngân ......................................................................... 15 1.3.6. Quá trình tích lũy sinh học của thủy ngân ............................................ 17 b Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.3.7. Tình hình ô nhiễm thủy ngân ................................................................ 19 1.4. Các phương pháp phân tích thuỷ ngân ..................................................... 21 1.4.1. Các phương pháp phân tích tổng thuỷ ngân.......................................... 21 1.4.2. Phương pháp phân tích hàm lượng thủy ngân bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kế hợp kỹ thuật hóa hơi lạnh ........................... 27 1.5. Một số phương pháp xử lý mẫu trước khi phân tích................................ 31 1.6. Một số nghiên cứu phân tích hàm lượng tổng thủy ngân trong động vật hai mảnh vỏ ............................................................................................... 35 Chương 2. THỰC NGHIỆM ........................................................................ 38 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu............................................................. 38 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................. 38 2.1.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 38 2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 38 2.2.1. Phương pháp tổng hợp tài liệu .............................................................. 38 2.2.2. Phương pháp thực nghiệm .................................................................... 39 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 39 2.3. Các thông số đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích ................. 39 2.3.1. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) ................... 39 2.3.2. Độ chụm (độ lặp lại) của phương pháp ................................................. 40 2.3.3. Độ đúng (độ thu hồi) của thiết bị, của phương pháp ............................ 40 2.4. Thực nghiệm ............................................................................................ 40 2.4.1. Lấy mẫu ................................................................................................. 40 2.4.2. Tiền xử lý và bảo quản mẫu .................................................................. 44 2.4.3. Trang thiết bị và hóa chất phục vụ nghiên cứu ..................................... 44 2.4.4. Chuẩn bị hoá chất và dung dịch chuẩn ................................................. 45 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 47 3.1. Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thủy ngân .......................... 47 c Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
3.2. Quy trình phân tích tổng thủy ngân ......................................................... 47 3.3. Đánh giá phương pháp phân tích ............................................................. 48 3.3.1. Xây dựng đường chuẩn ......................................................................... 48 3.3.2. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) ................... 50 3.3.3. Độ lặp lại ............................................................................................... 52 3.3.4. Độ chính xác ......................................................................................... 53 3.3.5. Độ thu hồi .............................................................................................. 53 3.4. Kết quả phân tích hàm lượng tổng thủy ngân trong mẫu của 9 loài động vật hai mảnh thu được tại Quảng Ninh .................................................. 54 KẾT LUẬN .................................................................................................... 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 66 d Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AAS Atomic Absorption Spectroscopy AES Atomic Emission Spectroscopy AFS Atomic Fluorescence Spectrometry CV Cold Vapor CV-AAS Cold Vapor-Atomic Absorption Spectroscopy DCP-AES Direct Current Plasma-Atomic Emission Spectroscopy ECD Electron Capture Detector EPMA Electron Probe Micro Analysis ICP-AES Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy ICP-MS Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry MIP-AES Microwawe Induced Plasma-Atomic Emission Spectrometry MS Mass Spectrometry e Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Một số hằng số vật lý của thủy ngân .......................................... 10 Bảng 1.2. Một số hợp chất thủy ngân hữu cơ điển hình ............................. 14 Bảng 1.3. Đặc tính sinh hóa của các hợp chất thủy ngân ........................... 16 Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu và kí hiệu mẫu ..................................................... 43 Bảng 3.1. Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của thủy ngân ............ 47 Bảng 3.2. Xây dựng đường chuẩn xác định tổng thủy ngân....................... 49 Bảng 3.3. Kết quả phân tích mẫu chuẩn thủy ngân nồng độ 0,1 µg/l ......... 51 Bảng 3.4. Kết quả đánh giá độ lặp lại của phương pháp phân tích tổng thủy ngân ............................................................................ 52 Bảng 3.5. Kết quả phân tích thủy ngân trong mẫu chuẩn ........................... 53 Bảng 3.6. Độ thu hồi của thủy ngân trong mẫu .......................................... 54 Bảng 3.7. Kết quả phân tích hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu động vật hai mảnh tại Cẩm Phả, Hạ Long, Vân Đồn ......... 55 f Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Chu trình biến đổi thủy ngân trong sinh quyển ........................... 18 Hình 1.2. Mô hình hệ thống hóa hơi lạnh cải tiến ....................................... 28 Hình 1.3. Phổ hấp thụ của thủy ngân trước và sau khi cải tiến thiết bị ....... 29 Hình 1.4. Phổ hấp thụ của thủy ngân nồng độ 2 μg/l................................... 29 Hình 1.5. Phổ hấp thụ của thủy ngân nồng độ từ 0,1 đến 2,0 μg/l .............. 30 Hình 1.6. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật hóa hơi lạnh phân tích thủy ngân bán tự động Model HG - 201 ...................... 30 Hình 2.1. Bản đồ vị trí lấy mẫu tại 3 khu vực: Cẩm Phả, Vân Đồn, Hạ Long ..... 42 Hình 3.1. Phổ AAS của thủy ngân khi xây dựng đường chuẩn ................... 49 Hình 3.2. Đường chuẩn xác định tổng thủy ngân ........................................ 50 Hình 3.3. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu động vật hai mảnh thu được tại Cẩm Phả, Hạ Long, Vân Đồn .................................. 56 Hình 3.4. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Bàn mai .................... 57 Hình 3.5. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Ngán ......................... 58 Hình 3.6. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Quéo ......................... 58 Hình 3.7. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Vạng ......................... 59 Hình 3.8. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Hàu ........................... 59 Hình 3.9. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Móng tay .................. 60 Hình 3.10. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Sò điệp...................... 60 Hình 3.11. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Sò tai ........................ 61 Hình 3.12. Hàm lượng tổng thủy ngân trong các mẫu Ngao ......................... 61 g Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1. Quy trình phân tích tổng thủy ngân trong động vật hai mảnh ....... 48 h Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
MỞ ĐẦU Thủy ngân là một kim loại nặng có độc tính cao, có trong tự nhiên và là một chất gây ô nhiễm thải ra môi trường. Thủy ngân có nhiều ứng dụng rộng rãi như làm điện cực trong quá trình điện phân NaCl sản xuất Cl2 và NaOH, sử dụng làm bóng đèn huỳnh quang, các thiết bị siêu dẫn, đồng hồ đo, pin oxit thủy ngân, các thiết bị định hướng, các dụng cụ do nhiệt độ và áp suất, làm thành phần trong hỗn hống để chữa các bệnh sâu răng và hàn răng, thuốc sát trùng, làm chất bảo quản cho nhiều loại thực phẩm, chống nấm mốc, thuốc trừ sâu; nguồn thải thủy ngân ra môi trường xuất phát từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch ngày càng báo động do độc tính cao và đặc biệt là khả năng tích lũy sinh học và chuyển hoá thủy ngân trong môi trường, động thực vật khiến cho vấn đề ô nhiễm thủy ngân trong môi trường và thực phẩm cần được quan tâm đặc biệt [1, 2]. Độc tính của thủy ngân phụ thuộc rất nhiều vào dạng hoá học của nó. Nhìn chung, thủy ngân ở dạng hợp chất hữu cơ (thủy ngân hữu cơ) độc hơn thủy ngân vô cơ. Thủy ngân nguyên tố và thủy ngân sunfua là dạng ít độc nhất. Dạng độc nhất của thủy ngân là metyl thủy ngân, dạng này được tích lũy trong tế bào cá và động vật. Các hoạt động chính phát thải thủy ngân ra môi trường bao gồm đốt than (chủ yếu trong các nhà máy nhiệt điện đốt than chiếm 50% nguồn phát thải thủy ngân), các nhà máy công nghiệp sản xuất clo và xút, các hoạt động khai thác vàng. Thực tế đã ghi nhận nhiều trường hợp nhiễm độc thủy ngân, chủ yếu tại các vùng khai thác vàng sử dụng công nghệ tạo hỗn hống với thủy ngân.Trên thế giới đã có nhiều trường hợp nhiễm độc thủy ngân xảy ra ở quy mô lớn. Vào năm 1953 - 1960 tại thành phố Minamata tỉnh Kumamoto, Nhật Bản đã có 2955 người nhiễm độc thủy ngân trong đó 1706 người chết [3, 4] vì ăn phải cá nhiễm thủy ngân tại vịnh Minamata, những khuyết tật về gen đã 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
được quan sát thấy ở trẻ em sơ sinh mà mẹ của chúng sau khi ăn hải sản được khai thác từ vịnh Minamata. Trong cá của vịnh người ta phát hiện thấy có chứa từ 27 - 102 ppm thủy ngân dưới dạng metyl thủy ngân, nguồn thủy ngân này được thải ra từ nhà máy hoá chất Chisso của thành phố. Tiếp đó năm 1972, tại Irac đã có 459 nông dân bị chết sau khi ăn phải lúa mạch nhiễm độc thủy ngân do thuốc trừ sâu. Bệnh Minamata và những bệnh tương tự do bị nhiễm độc thủy ngân, cũng xảy ra ở Trung Quốc, Canada, lưu vực sông Mekong hay ở sông hồ vùng Amazon, Brazil và Tanzania... Trong môi trường, thủy ngân vô cơ có thể bị metyl hoá thành muối metyl thủy ngân, đặc biệt trong đất. Người ta đã tìm thấy các vi khuẩn và vi sinh vật trong đất và nước có chứa metylcobanamin. Khi metylcobanamin gặp các ion thủy ngân vô cơ, metyl thủy ngân dễ dàng sinh ra bởi các quá trình hoá học và sinh học. Chính metyl thủy ngân đã tham gia vào dây chuyền thực phẩm thông qua vi sinh vật trôi nổi và được tập trung ở cá với nồng độ lớn gấp hàng nghìn lần so với ban đầu. Trong môi trường, thủy ngân được tích lũy trong chuỗi thức ăn. Do đó các sinh vật có vị trí dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn càng cao thì có chứa nồng độ thủy ngân càng cao. Quá trình sản sinh và tích lũy metyl thủy ngân trong nước là một quá trình quan trọng trong tích lũy sinh học của thủy ngân, metyl thủy ngân thường chiếm một phần tương đối lớn trong tổng lượng thủy ngân ở các động vật có mức dinh dưỡng cao, sau đó được sử dụng bởi các loài chim ăn cá, động vật và con người. Nguồn tiếp xúc và nhiễm độc thủy ngân ở người chủ yếu thông qua thực phẩm, đặc biệt là thủy sản. Từ tính chất độc hại và nguy cơ ô nhiễm và tích lũy sinh học của thủy ngân trong thực phẩm (cá và các loài động vật có vỏ) tổ chức Y tế thế giới (WHO) và tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) [5] cùng ra thông báo chung xác định giới hạn hàm lượng thủy ngân trong cá săn mồi và cá không săn mồi lần lượt là 0,5 µg/g (500 µg/kg) và 1,0 µg/g (1000 µg/kg); Ủy ban Châu Âu (COMMISSION REGULATION (EC) No 1881/2006) [6] quy 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
định giới hạn hàm lượng thủy ngân trong các sản phẩm cá và động vật có vỏ (động vật thân mềm và động vật giáp xác) là 0,5 mg/kg (khối lượng tươi (500 µg/kg); Đạo luật về Vệ sinh an toàn thực phẩm của Nhật cũng quy định tiêu chuẩn tạm thời về hàm lượng tổng thủy ngân trong cá và động vật có vỏ là 0,4 mg/kg (khối lượng tươi) [7]. Theo QCVN 8-2:2011/BYT [8] quy định giới hạn ô nhiễm thủy ngân trong thực phẩm (giáp xác, thủy sản và sản phẩm thủy sản khác) là 0,5 mg/kg. Chính vì vậy việc phân tích xác định và giám sát hàm lượng của thủy ngân trong các loài cá và động vật có vỏ đòi hỏi những phương pháp phân tích định lượng có độ nhạy và độ chính xác cao, có thể thực hiện nhanh chóng, dễ thao tác và chi phí thấp. Hiện nay có nhiều phương pháp nhạy và chọn lọc được sử dụng để xác định thủy ngân. Tuy nhiên phương pháp phổ biến nhất để xác định thủy ngân trong tất cả các đối tượng mẫu là phương pháp dựa trên phép đo phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hoá hơi lạnh (Cold Vapor-Atomic Absorption Spectroscopy - CV-AAS) hoặc phương pháp ICP-MS. Chính vì vậy đề tài “Nghiên cứu phân tích hàm lượng thủy ngân trong động vật hai mảnh tại Quảng Ninh bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp kỹ thuật hóa hơi lạnh” sẽ được thực hiện với mong muốn xây dựng phương pháp tối ưu xác định hàm lượng thủy ngân trong một số loại động vật hai mảnh vỏ nhằm xác định mức độ ô nhiễm và tích lũy thủy ngân trong thủy sản, giúp cho người tiêu dùng an tâm khi sử dụng. Mục tiêu chính của luận văn là: - Nghiên cứu, xây dựng phương pháp phân tích hàm lượng tổng thủy ngân trong động vật hai mảnh vỏ bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kết hợp với kỹ thuật hoá hơi lạnh. - Ứng dụng quy trình phân tích vừa xây dựng xác định và đánh giá hàm lượng tổng thủy ngân trong một số mẫu động vật hai mảnh thu được tại một 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
số khu vực trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh. Để thực hiện được mục tiêu trên, luận văn có nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu các phương pháp phân tích hàm lượng tổng thuỷ ngân hiện đang áp dụng trên thế giới. - Nghiên cứu các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu, ghi đo phổ để nâng cao độ nhạy, độ chọn lọc và độ chính xác của phương pháp xác định hàm lượng tổng thủy ngân trong động vật hai mảnh. Luận văn được thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm. Các nội dung chính của luận văn được thực hiện tại Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu vài nét về biển Quảng Ninh Quảng Ninh là tỉnh ven biển thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam. Trong quy hoạch phát triển kinh tế, Quảng Ninh vừa thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc vừa thuộc vùng duyên hải Bắc Bộ. Đây là tỉnh khai thác than đá chính của Việt Nam. Di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long và cửa khẩu quốc tế Móng Cái nằm ở tỉnh này. Quảng Ninh là tỉnh có nhiều đô thị nhất Việt Nam với 4 thành phố: Hạ Long, Móng Cái, Uông Bí, Cẩm Phả và 1 thị xã Quảng Yên. Biển Quảng Ninh có hơn 2.000 hòn đảo, chiếm 2/3 số đảo cả nước (2078/2779), trong đó có 1.030 đảo có tên. Tổng diện tích các đảo là 619,913 km2. Một số hòn đảo thuộc tỉnh Quảng Ninh là: đảo Trần và quần đảo Cô Tô (thuộc huyện Cô Tô). Vùng nội thuỷ từ bắc xuống nam có những đảo chính như đảo Vĩnh Thực, đảo Miễu, đảo Cái Chiên, đảo Thoi Xanh, đảo Vạn Vược, đảo Thoi Đây, đảo Sậu Nam, đảo Co Bầu, đảo Trà Ngọ, đảo Cao Lô, đảo Trà Bàn, đảo Chén, đảo Thẻ Vàng, đảo Cảnh Cước, đảo Vạn Cảnh, đảo Cống Tây, đảo Phượng Hoàng, đảo Nấc Đất, đảo Thượng Mai và đảo Hạ Mai cùng vô số những đảo nhỏ trong vịnh Bái Tử Long và Hạ Long. Bên cạnh các thành tựu đã đạt được về nhiều mặt của kinh tế - xã hội, tỉnh Quảng Ninh đang đối mặt với nhiều thách thức cần giải quyết như cạn kiệt và suy thoái các dạng tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm môi trường, suy giảm đa dạng sinh học các hệ sinh thái cửa sông ven biển, mất rừng ngập mặn...Trong bối cảnh tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, suy thoái môi trường diễn ra gay gắt trên địa bàn tỉnh và đã trở thành những vấn đề nóng, là mối quan tâm của xã hội. Các kết quả quan trắc những năm gần đây cho thấy, chất lượng nước biển ven bờ tỉnh Quảng Ninh đang có dấu hiệu bị ô nhiễm, gây ảnh hưởng đến phát triển nuôi trồng thủy sản, du lịch và đe dọa đến sự sinh tồn của các loài sinh vật biển. Vì vậy, nghiên cứu đánh giá diễn biến chất 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
lượng nước biển ven bờ ở Quảng Ninh là vấn đề cấp thiết giúp cho các nhà quản lý đưa ra giải pháp hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm trong chiến lược phát triển bền vững kinh tế - xã hội. 1.2. Vài nét về động vật hai mảnh vỏ Động vật hai mảnh vỏ hay động vật thân mềm hai mảnh là loài động vật nhuyễn thể hai mảnh vỏ (danh pháp khoa học: Bivalvia, trước đây gọi là Lamellibranchia hay Pelecypoda) xuất hiện khoảng 400 triệu năm trước đây. Chúng không có đầu, cũng như dải răng kitin. Chúng có hai vỏ gắn với nhau ở một cạnh và có thể khép chặt khi bị đe dọa hoặc ra khỏi nước. Lớp này gồm các loài nghêu, hàu, sò nữa, trai, điệp và một số loài khác; một phần sống ở nước mặn, phần còn lại ở nước ngọt. Đa số là động vật ăn lọc. Chúng ăn bằng cách lọc nước để thu chất dinh dưỡng từ các sinh vật nhỏ và chất thải ăn được khác. Mang tiến hóa thành một bộ phận gọi là ctenidiu, một cơ quan dùng để ăn và thở. Chúng thường chôn mình trong trầm tích, nơi chúng tương đối an toàn trước kẻ thù. Một số ở nguyên một chỗ, gắn chặt với nền (hàu, vẹm), một số đào hang và di chuyển xung quanh đáy (nghêu, sò), một số loài như điệp có thể bơi. Vỏ được cấu tạo từ canxi cacbonat và gồm hai mảnh được dính với nhau. Hai mảnh vỏ thường đối xứng hai bên kích thước vỏ biến thiên từ dưới một milimet tới hơn một mét, dù đa số không vượt quá 10 cm (4 inches). Y học cổ truyền đã khẳng định các loài động vật hai mảnh có vị ngọt, mặn, tính lạnh. Các món ăn chế biến từ động vật hai mảnh có tính thanh nhiệt, trừ thấp, giải độc. Tính chất này dùng để giải độc rượu. Người bị tiểu đường cũng nên ăn nghêu, sò, ốc, hến. Ăn động vật hai mảnh còn giúp bổ gân, bổ thận…Theo dược sĩ Bùi Kim Tùng, ăn động vật hai mảnh còn là giải pháp bổ sung kẽm và iod. Các loài động vật hai mảnh có nhiều iot gấp 200 lần so với trứng và thịt, thịt động vật hai mảnh có thể dùng làm thực phẩm hỗ trợ cho các bệnh tim mạch, bướu cổ, làm loãng đờm giãi, tăng tính miễn nhiễm, tăng chuyển hóa chất dinh dưỡng và tăng nội tiết tố. Như vậy, động vật hai mảnh 6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
là một loài thực phẩm thuốc quý nhưng cho đến nay những nghiên cứu cơ bản về loài nhuyễn thể còn quá ít ỏi. Động vật có vỏ nói chung và động vật thân mềm hai mảnh vỏ có khả năng lọc một lượng lớn và có thể tích lũy nồng độ các kim loại nặng cao. Năng lực tích lũy các kim loại tùy thuộc vào khả năng lọc của từng loài và vị trí của chúng trong cột nước. Nồng độ của kim loại trong động vật thân mềm bị ảnh hưởng bởi các yếu tố: kích thước, tuổi, cách chăn nuôi [9]. 1.2.1. Sò điệp Sò điệp (danh pháp hai phần: Mimachlamys nobilis) là loài động vật nhuyễn thể thuộc lớp hai mảnh vỏ, họ Pectinidae sống ở vùng nước mặn. Sò điệp còn có tên gọi là Điệp quạt hay sò quạt do ngoại hình bên ngoài của chúng gần giống cái quạt. Sò điệp sống ở biển có độ sâu khoảng 10 mét. Chúng sống ở dưới đáy biển hoặc trong các rạn đá. Chúng thường sống hợp lại thành những vùng, những vùng này thường có ở dòng hải lưu chậm. Sò điệp nước mặn có hai mảnh vỏ hình tròn, đường kính gần bằng nhau, dính cùng với một khớp nối thẳng, nhỏ và cơ khép. Nắp sò dưới màu trắng hoặc màu kem, nắp trên thường màu đỏ. Bên trong lớp vỏ là thịt (cơ kép). 1.2.2. Ốc móng tay Ốc móng tay (danh pháp khoa học: Solenidae) hay còn gọi là ốc mã đao, ốc ngón tay là một họ động vật thân mềm (nhuyễn thể) có 2 mảnh vỏ thuộc họ ốc sống ở vùng bãi biển nằm sâu trong lớp đất bùn hay cát, sống trong cát bùn ở cửa biển, quanh vùng biển gần với các cửa sông lớn đều có thể bắt gặp ốc móng tay. Nhìn chung, các loài ốc họ này sống ở nền đáy theo tư thế thẳng đứng, chân phía dưới. Các loài ốc móng tay có chiều dài của cơ thể khoảng 6 - 10 cm (thân dài chừng mười lăm cm), lớn vừa bằng 1 ngón tay hình dáng thon dài như nóng tay và móng tay của thiếu nữ vì vậy được người Việt Nam gọi là ốc móng tay), ốc có dáng dấp giống với sá sùng, màu trắng sữa, vỏ ốc khép hờ màu vàng nâu, bên trong có lớp thịt trắng, phần thân trắng phau lộ ra ngoài được bao bọc bởi lớp màng trong và mịn. Ốc móng tay có cùng một hệ thức ăn 7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
giống với ngao, chủ yếu ăn phiêu sinh vật, hay sinh vật phù du, khi thủy triều xuống, ốc móng tay sẽ rời khỏi chỗ ẩn nấp để tìm thức ăn. 1.2.3. Ngán Ngán (danh pháp hai phần: Austriella corrugata) là loài nhuyễn thể, hai mảnh vỏ sống ở vùng nước mặn và nước lợ. Tại Việt Nam, loại ngán to và ăn được duy nhất chỉ có tại khu vực cửa sông Bạch Đằng nơi giáp ranh giữa Quảng Ninh và Hải Phòng. Ngán là một loài đặc sản của biển Quảng Ninh. 1.2.4. Ngao (Nghêu) Ngao hay nghêu là tên gọi dùng để chỉ các loài động vật thân mêm hai mảnh vỏ (nhuyễn thể) thuộc học Veneridae chuyên sống ở vùng nước ven biển có độ mặn cao, nhiều đất cát sỏi, phân bố khá phổ biến ở vùng biển nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới. Ngao có thân hình tròn, màu trắng hoặc vàng nhạt. Đây là loài hải sản có giá trị kinh tế cao, dễ nuôi, không tốn nhiều công chăm sóc. Dù quá trình trưởng thành của nghêu có rất nhiều rủi ro, nhưng với số lượng trứng nhiều, nên loài nghêu hiện đã trở thành vật nuôi khá dễ dàng, ít tốn kém. Ngao là động vật ăn lọc, không có khả năng chủ động săn mồi và chọn lọc thức ăn, 90% thức ăn là mùn bã hữu cơ, còn lại là sinh vật phù du - chủ yếu là tảo silic, tảo giáp, tảo lam, tảo lục và tảo kim. 1.2.5. Hàu Hàu là loài động vật nhuyễn thể thuộc nhóm thân mềm hai mảnh vỏ trong họ hàng nghêu, sò nhỏ sống ở bờ biển, ở các ghềnh đá ven bờ biển hay các cửa sông, sống bám vào một giá thể như bám vào đá thành tảng, các rạn đá, móng cầu ăn sinh vật phù du và các sinh vật trong bùn, cát, nước biển....Hàu cũng được coi là một loại hải sản sống dưới nước. Thịt hàu ngon và ngọt, rất giàu chất dinh dưỡng, có chứa protein, gluxit, chất béo, kẽm, magiê, canxi...Hàu có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái vì chúng lọc tạp chất từ nước và là nguồn thực phẩm cho cộng đồng dân cư ven biển. 8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1.2.6. Bàn mai (Sò mai) Bàn mai hay sò mai, còn gọi là sò biên mai là một loài động vật thân mềm hai mảnh vỏ thuộc họ sò, sống ở sâu dưới đáy biển. Một số nơi ngư dân còn gọi là con bắp chuối vì nó có thân lớn, vỏ phình ra giống như bắp chuối. Bàn mai là một loại sò biển có hình dáng to gần bằng con ốc cánh tiên, hình tam giác, to cỡ mu bàn tay người lớn, nó có thân lớn, vỏ phình ra giống như bắp chuối, có màu nâu thẫm, dạng nan quạt dẹp, suôn dài như cây quạt khép hờ, trọng lượng hơn cả ký (nặng gấp nhiều lần sò huyết). Nhìn chung, về hình dáng, bàn mai có hai mảnh vỏ giống hình tam giác úp lại, bên trong là phần thịt sò. 1.2.7. Vạng Vạng (hay vọp) còn có tên gọi khác là vọp chong (danh pháp khoa học: Geloina coaxans) là loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ, thuộc họ Corbiculidea, chúng sinh sống ở môi trường nước ngọt. Đây là một thủy sản có giá trị kinh tế. Chúng phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ thích hợp từ 15 - 32°C. Vạng sống ở nguồn nước sạch không bị ô nhiễm, độ mặn thích hợp từ 10 - 30‰, độ trong < 60 cm, pH 7,5 - 8,5, chất đáy bùn nhão… Địa điểm loài hai mảnh vỏ này sinh sống thường có nền đáy là bùn cát (70 - 90% bùn). Chúng thường vùi mình ở độ sâu 4 - 6 cm dưới lớp mặt đáy, độ mặn nơi cư trú thường tương đối biến động (10 - 30 ‰). Thức ăn chủ yếu của vạng là nguồn thực vật đơn bào, phù du thực vật, tảo đáy, ấu trùng của động vật khác, mùn bã hữu cơ, muối khoáng. Loài động vật thân mềm này tiêu thụ cá sản phẩm mùn bã hữu cơ từ rừng đước đồng thời với các loại tảo khuê khác. 1.2.8. Sò quéo Sò quéo (danh pháp khoa học: Anadara antiquata) hay có tên gọi khác là sò dẹo, sò vẹo, sò méo bắt nguồn từ hình dáng bên ngoài của nó, là một động vật thân mềm hai mảnh vỏ trong họ sò. Chúng sinh trưởng trong môi trường tự nhiên, chủ yếu là sống trong các ghềnh đá, rặng san hô. Sò quéo 9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
thường sống trong các gành đá hoặc đu bám trên các bè nuôi tôm để tìm kiếm thức ăn. Sò quéo được người dân địa phương tại Quảng Ninh gọi tắt là quéo. 1.2.9. Sò tai Sò tai là một loài động vật thân mềm hai mảnh vỏ thuộc họ Điệp (tương tự như Sò điệp) (danh pháp khoa học: Pectinidae). Vỏ gồm hai mảnh hình quạt gần bằng nhau, khá phẳng, vỏ phía trái nằm phía trên, màu đỏ hay nâu tươi, vỏ phía phải màu trắng nằm phía dưới, tiếp xúc với nền đáy. Cơ khép vỏ phía sau rất phát triển, gọi là cồi Đ. Sống ở những vùng biển sâu đến 500 m. 1.3. Giới thiệu về nguyên tố thuỷ ngân 1.3.1. Tính chất vật lý Thủy ngân là một nguyên tố hóa học ký hiệu Hg (từ tiếng Hy Lạp hydrargyrum, tức là thủy ngân hay nước bạc). Trong ngôn ngữ châu Âu, nguyên tố này được đặt tên là Mercury, lấy theo tên thần Mercury của người La Mã, được biết đến với tính linh động và tốc độ [10]. Trong bảng tuần hoàn, Hg thuộc ô 80, nhóm IIB, chu kì 6, nguyên tử khối trung bình: 200,59 [10]. Bảng 1.1. Một số hằng số vật lý của thủy ngân Cấu hình electron [Xe]4f145d106s2 Năng lượng ion hoá (eV) I1 10,43 I2 18,56 I3 34,30 Nhiệt độ nóng chảy -38,87°C Nhiệt độ sôi 357°C Nhiệt bay hơi 61,5 kJ mol-1 Thế điện cực chuẩn 0,854 V Bán kính nguyên tử 1,60 Å 10 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn