Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong nước ao hồ khu vực Lâm Thao – Phú Thọ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết tiến hành nghiên cứu phân tích hàm lượng các nguyên tố Cu, Mn, Fe, Zn trong nước ao, hồ tại huyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS). Từ kết quả phân tích hàm lượng các kim loại trong mẫu nước ao, hồ tại huyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ có thể thấy vẫn còn các mẫu nước ao, hồ ô nhiễm kim loại cần phải được kiểm soát và xử lý.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong nước ao hồ khu vực Lâm Thao – Phú Thọ

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC AO HỒ KHU VỰC LÂM THAO – PHÚ THỌ Lê Ngọc Thanh*, Bùi Thị Thơi, Bùi Minh Tuân, Nguyễn Thị Minh, Trần Thị Sáu, Nguyễn Thanh Huyền Khoa Kỹ thuật Phân tích, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì *Email: lengocthanh.dhcn@gmail.com Tóm tắt Trong bài báo này chúng tôi tiến hành nghiên cứu phân tích hàm lượng các nguyên tố Cu, Mn, Fe, Zn trong nước ao, hồ tại huyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS). Kết quả phân tích 20 mẫu nước thuộc các xã của huyện Lâm Thao cho thấy hàm lượng Cu trong khoảng 0,012 ÷ 0,087 ppm., hàm lượng Fe trong khoảng 0,46 ÷ 1,36 ppm, hàm lượng Mn trong khoảng 0,016 ÷ 0,147 ppm, hàm lượng Zn trong khoảng 0,48 ÷ 1,46 ppm. Từ kết quả phân tích hàm lượng các kim loại trong mẫu nước ao, hồ tại huyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ có thể thấy vẫn còn các mẫu nước ao, hồ ô nhiễm kim loại cần phải được kiểm soát và xử lý. Từ khóa: Kim loại nặng, nước hồ, phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa DETERMINATION OF THE CONTENTS OF SOME HEAVY METALS IN LAKES OF LAM THAO DISTRICT, PHU THO PROVINCE Abstract In this paper, we conducted a study to analyze the content of elements Cu, Mn, Fe, Zn in lakes of Lam Thao district, Phu Tho province by Flame Atomic Absorption Spectrometry (F-AAS). The results of analysis of 20 water samples in the communes of Lam Thao district showed that Cu content ranged from 0.012 to 0.087 ppm, Fe content ranged from 0.46 to 1.36 ppm, and Mn content ranged from 0.016 to 0.147 ppm, Zn content ranged from 0.48 to 1.46 ppm. It can be seen from the results that the water quality in lakes of the area is still contaminated by heavy metals that need to be controlled and treated. Keywords: Heavy metals, lake water, F-AAS 1. MỞ ĐẦU Hiện nay, nguồn nước ao, hồ đang bị nhiễm kim loại nặng khá trầm trọng, nguyên nhân là do nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu đổ thẳng trực tiếp vào nguồn nước (ao, hồ, sông…). Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm nhập và cơ thể người. Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác. Để hạn chế ô nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải công 172
nghiệp, quản lý tốt vật nuôi trong môi trường có nguy cơ bị ô nhiễm như nuôi cá, trồng rau bằng nguồn nước thải [1]. Đồng và kẽm là hai kim loại cần thiết cho sự sống nhưng lại có khả năng “trở mặt” rất cao khi hàm lượng tăng lên trong nước. Hàm lượng ngoài tự nhiên của đồng và kẽm không lớn. Tuy nhiên nếu nguồn nước cấp có lẫn nước thải công nghiệp hay lượng phân bón và các hóa chất diệt khuẩn, thì lượng đồng và kẽm này có thể gây chết hàng loạt cho thủy sản. Với nồng độ 0,002 mg/l thì kim loại đồng sẽ gây chết 50% cá thí nghiệm, đồng cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của tảo, Khi nông độ kẽm tới 0,4 mg/l có thể gây tử vong cho cá trong 7 ngày tiếp xúc liên tục. Hàm lượng mangn cao bất thường gây đột biến với các động vật có thân nhiệt ổn định. Và nếu không được giải quyết kịp thời thì việc tử vong của tôm cá có thể lên tới 100%. Phèn được tạo thành từ sắt và hàm lượng cao sunfat (HS-, S2-) dưới đáy ao. Do đó, khi hàm lượng sắt cao sẽ đồng nghĩa với việc phèn cao, cộng với điều kiện pH thấp (ion H+ có nồng độ cao) và chất hữu cơ lơ lửng quá nhiều, ở khu vực yếm khí là cơ hội thuận lợi cho khí H 2S phát sinh mạnh mẽ. Cũng giống như đồng và kẽm, sắt cũng là nguyên tố rất quan trọng cho sự phát triển của các động vật sống. Nhưng với nồng độ quá cao, cùng với sự kết hợp của pH và một số chất khác như CO2, O2, chúng sẽ oxi hóa hay khử sắt và làm cho cho sắt có có thể tồn tại ở dạng tan hay kết tủa. Ở dạng kết tủa, sắt cũng phát tán độc tính, ảnh hưởng đến một số hoạt động sinh lý trong cơ thể thủy sản, thêm nữa cũng làm cho nước ao nuôi có màu vàng và có mùi tanh rất khó chịu [2]. Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm nhập và cơ thể người. Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác. Để hạn chế ô nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải công nghiệp, quản lý tốt vật nuôi trong môi trường có nguy cơ bị ô nhiễm như nuôi cá, trồng rau bằng nguồn nước thải [3]. Theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT [4] giới hạn nồng độ các kim loại trong nước mặt dùng cho các mục đích khác nhau được quy định trong Bảng 1. Bảng 1: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt Giá trị giới hạn TT Thông số Đơn vị A B A1 A2 B1 B2 1 Đồng (Cu) mg/l 0,1 0,2 0,5 1 2 Kẽm (Zn) mg/l 0,5 1,0 1,5 2 3 Mangan (Mn) mg/l 0,1 0,2 0,5 1 4 Sắt (Fe) mg/l 0,5 1 1,5 2 Để góp phần đánh giá mức độ ô nhiễm các kim loại Cu, Fe, Mn, Zn trong nước ao hồ khu vực huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ giúp các ngành chức năng đưa ra các biện 173
pháp quản lý hữu hiệu và những khuyến cáo đúng đắn về việc sử dụng nước ao, hồ trong nuôi trồng thủy sản, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong nước ao, hồ tại khu vực huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Dụng cụ và hóa chất Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử NoVVA350 và một số dụng cụ thủy tinh. Các loại dung dịch chuẩn 1000 ppm của các ion Cu2+, Mn2+, Fe3+, Zn2+ cho máy AAS. Dung dịch axit HNO3 đặc, HCl đặc. Tất cả các dung dịch đều được pha chế bằng nước cất 2 lần, các dung dịch loãng được pha hàng ngày trước khi dùng. 2.2. Các bước tiến hành 2.2.1. Lấy mẫu và xử lý mẫu phân tích Lấy mẫu theo TCVN 6663-1, chất lượng nước– Lấy mẫu – Phần 1: Hướng dẫn kỹ thuật lấy [5], TCVN 6663-3:2003 (ISO 5667-3:1985) Chất lượng nước – Lấy mẫu – Phần 3: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu [6]. TCVN 5994:1995 (ISO 5667-4:1987) - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo [7]. 2.2.2. Quy trình phân tích Khảo sát các điều kiện tối ưu để định lượng các nguyên tố bằng thiết bị đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa NoVVA350 trang bị tại Phòng thí nghiệm, trường Đại học Công nghiệp Việt Trì. Xây dựng đường chuẩn của từng nguyên tố trong khoảng tuyến tính bằng dung dịch tiêu chuẩn pha từ dung dịch gốc 1000 ppm. Đo nồng độ nguyên tố trong mẫu sau khi đã xử lý theo quy trình xử lý mẫu phần 2.2.1. Tính kết quả hàm lượng nguyên tố phân tích trong mẫu đất theo công thức sau: Cx (mg/l) X = .f V Trong đó: Cx là nồng độ dung dịch mẫu đo được theo phương pháp đường chuẩn (mg/l). V là thể tích mẫu nước phân tích (ml). f là hệ số pha loãng. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khảo sát các điều kiện đo Các điều kiện đo phổ F-AAS được trình bày trong Bảng 2. 174
Bảng 2: Kết quả khảo sát điều kiện đo phổ F- AAS Thông số tối ưu trên máy đo Cu Mn Fe Zn Bước sóng λmax (nm) 324,8 279,5 248,3 213,9 Độ rộng khe đo (nm) 0,2 0,2 0,2 0,2 Cường độ dòng đèn HCL (mA) 2 5 4 2 Tốc độ bơm khí (l/h) 50 60 65 50 Chiều cao Burnner (mm) 4 - 10 5-9 5 - 11 4 - 10 Khoảng tuyến tính (ppm) 0,05 ÷ 2,5 0,05 ÷ 4 0,1 ÷ 8 0,1 ÷ 2,5 LOD (ppm) 0,0152 0,0138 0,0299 0,0406 LOQ (ppm) 0,051 0,0459 0,0495 0,135 3.2. Xây dựng đường chuẩn Đường chuẩn đo các nguyên tố như Hình 1. Đường chuẩn Cu Đường chuẩn Fe 1 1.2 y = 1.5412x + 0.0022 1 y = 0.4842x - 0.0013 0.8 R² = 0.9993 R² = 0.9994 0.8 Abs 0.6 AbS 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 𝐂 𝐂𝐮 (𝐩𝐩𝐦) 𝐂 𝐅𝐞 (𝐩𝐩𝐦) 0 0 0 0.2 0.4 0.6 0 1 2 3 Đường chuẩn Zn Đường chuẩn Mn 0.5 0.7 y = 0.4502x + 0.0227 y = 0.1572x + 0.0045 R² = 0.9997 0.6 R² = 0.9993 0.4 0.5 0.3 0.4 Abs AbS 0.2 0.3 0.2 0.1 0.1 𝐂 𝐙𝐧 (𝐩𝐩𝐦) 𝐂 𝐌𝐧 (𝐩𝐩𝐦) 0 0 0 0.5 1 1.5 0 2 4 6 Hình 1: Đường chuẩn xác định các nguyên tố Cu, Fe, Zn. Mn 3.3. Kết quả phân tích Kết quả phân tích hàm lượng các kim loại Cu, Fe, Zn. Mn trong mẫu nước ao, hồ tại các xã trong địa bàn huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ được trình bày trong Bảng 3. 175
Bảng 3: Kết quả phân tích các kim loại trong mẫu nước ao, hồ huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ Ký Hàm lượng Hàm lượng Hàm lượng Hàm lượng Địa điểm lấy hiệu Zn Fe Fe Mn mẫu mẫu (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) TK1 0,650 0,620 0,012 0,027 Xã Tiên Kiên TK2 0,550 0,780 0,017 0,038 XL1 0,480 0,780 0,050 0,016 Xã Xuân Lũng XL2 0,650 0,540 0,060 0,045 XH1 0,870 0,460 0,045 0,031 Xã Xuân Huy XH2 0,730 0,590 0,083 0,058 TS1 1,230 1,360 0,027 0,024 Xã Thạch Sơn TS2 1,460 0,980 0,032 0,067 CX1 0,780 0,850 0,063 0,102 Xã Cao Xá CX2 0,930 1,240 0,049 0,098 Xã PN1 1,050 0,670 0,015 0,078 Phùng Nguyên PN2 0,870 0,920 0,028 0,147 CM1 1,350 0,780 0,014 0,052 Xã Cao Mại CM2 1,070 0,830 0,027 0,039 SV1 0,870 0,760 0,018 0,086 Xã Sơn Vy SV2 0,920 0,580 0,025 0,075 BN1 0,830 0,720 0,027 0,091 Xã Bản Nguyên BN2 0,670 0,890 0,012 0,128 Xã Kinh Kệ KK1 0,630 0,820 0,087 0,075 KK2 0,820 0,670 0,056 0,032 176
Kết quả đo với số lần đo lặp lại là 3 lần và xử lý bằng phương pháp thống kê xác xuất, cho thấy trong tổng số 20 mẫu khảo sát có hàm lượng kim loại vượt quá quy chuẩn cho phép cụ thể như sau: Theo giới hạn A1: Đối với kim loại Cu không có mẫu vượt quá giới hạn cho phép, đối vơi kim loại Mn có 3 mẫu vượt quá giới hạn cho phép là mẫu CX1, PN2, BN2 chiếm 15%, đối với kim loại Fe chỉ có 1 mẫu XH1 không vượt quá giới hạn cho phép còn lại 19 mẫu chiếm 95% mẫu vượt quá giới hạn cho phép, đối với kim loại Zn có 1 mẫu XL1 không vượt quá giới hạn cho phép còn lại 19 mẫu chiếm 95% mẫu vượt quá giới hạn cho phép. Theo giới hạn A2: Đối với kim loại Cu và Mn không có mẫu vượt quá giới hạn cho phép, đối với kim loại Fe có 2 mẫu mẫu vượt quá giới hạn cho phép (TS1, CX2) chiếm 10%, đối với kim loại Zn có 5 mẫu vượt quá giới hạn cho phép (TS1, TS2, PN1, CM1, CM2) chiếm 25% . Theo giới hạn B1 và B2 thì không có mẫu nước nào vượt quá giới hạn cho phép như vậy có thể dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi. 4. KẾT LUẬN Với thiết bị sẵn có tại Trường Đại học công nghiệp Việt Trì có thể dùng để xác định hàm lượng các kim loại ô nhiễm trong nước mặt với độ chính xác và độ tin cậy cao. Từ kết quả hàm lượng hàm lượng các kim loại trong mẫu nước ao, hồ tại huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ.có thể thấy vẫn còn các mẫu nước ao, hồ ô nhiễm kim loại nên chỉ nên dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phùng Thị Quỳnh Trang (2014), “Thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước”, Tạp chí Môi trường, số 2, 57-64. 2. Trịnh Bảo Ngọc (2012), Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nuôi tới nhiễm kim loại nặng và vi sinh vật trên thủy sản được nuôi tại một số ao, hồ Hà Nội, Luận án Tiến sỹ Y học. 3. Dương Danh Mạnh (2014), Ô nhiễm nguồn nước và vấn đề sức khỏe, Báo Nhân dân. 4. QCVN 08-MT:2015/BTNMT 5. TCVN 6663-1, chất lượng nước– Lấy mẫu – Phần 1 6. TCVN 6663-3:2003 (ISO 5667-3:1985) Chất lượng nước – Lấy mẫu – Phần 3. 7. TCVN 5994:1995 (ISO 5667-4:1987) - Chất lượng nước - Lấy mẫu. 177