BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯƠNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
NĂM HỌC 2014 - 2015

TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CHÌ TRONG TRAI NƯỚC NGỌT
Thuộc nhóm ngành khoa học: Quan trắc môi trường

ơ

HÀ NỘI, THÁNG 5 - 2015

1


MỞ ĐẦU
Ngày nay, nhiều nghiên cứu đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim
loại có vai trò cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con người. Tuy nhiên
nếu hàm lượng lớn chúng sẽ gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay mất cân
bằng của nhiều kim loại vi lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc,
máu, huyết thanh, ... là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau
hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong. Thậm chí, đối với một số kim loại
người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của chúng đến cơ thể.
Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua
đường tiêu hóa và hô hấp. Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công
nghiệp và sự đô thị hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm
trọng. Các nguồn thải kim loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào

trình tìm hiểu và phân tích.

Hình 1. Trai nước ngọt

Vì những lý do trên nên nhóm nghiên cứu chúng em chọn đề tài: “Nghiên
cứu khả năng tích lũy chì của trai nước ngọt trong phòng thí nghiệm.”

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Độc tính của các kim loại nặng

Kim loại nặng phân bố rộng rãi trên vỏ trái đất. Chúng được phong hóa từ
các dạng đất đá tự nhiên, tồn tại trong môi trường dưới dạng bụi hay hòa tan
trong nước sông hồ, nước biển, sa lắng trong trầm tích. Trong vòng hai thế kỷ
qua, các kim loại nặng được thải ra từ hoạt động của con người như: hoạt động
sản xuất công nghiệp (khai khoáng, giao thông, chế biến quạng kim loại...),
nước thải sinh hoạt, hoạt động sản xuất nông nghiệp (hóa chất bảo vệ thực vật,
thuốc trừ sâu diệt cỏ)… đã khiến cho hàm lượng kim loại nặng trong môi trường
tăng lên đáng kể.
Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người. Chúng là
các nguyên tố vi lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các này có ảnh hưởng
trực tiếp tới sức khỏe của con người. Sắt giúp ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là tác
nhân quan trọng trong hơn 100 loại Enzyme. Trên nhãn của các lọ thuốc
vitamin, thuốc bổ xung khoáng chất thường có Cr, Cu, Fe, Zn, Mn, Mg, K,
chúng có hàm lượng thấp và được biết đến như lượng vết. Lượng nhỏ các kim
loại này có trong khẩu phần ăn của con người vì chúng là thành phần quan trọng

của thế kỷ trước do hậu quả của việc sử dụng ngày càng nhiều các kim loại nặng
trong các ngành sản xuất công nghiệp. Ngày nay sự nhiễm độc mãn tính có thể
xuất phát từ việc dùng chì trong sơn, nước máy, các hóa chất trong quá trình chế
biến thực phẩm, các sản phẩm “chăm sóc con người” (mỹ phẩm, dầu gội đầu,
thuốc nhuộm tóc, thuốc đánh răng, xà phòng…). Trong xã hội ngày nay, con
người không thể tránh được sự nhiễm các hóa chất độc và các kim loại.
Độc tính của các kim loại nặng chủ yếu do chúng có thể sinh các gốc tự
do, đó là các phần tử mất cân bằng năng lượng, chứa những điện tử không cặp
đôi chúng chiếm điện tử từ các phân tử khác để lặp lại sự cân bằng của chúng.
Các gốc tự do tồn tại tự nhiên khi các phân tử của tế bào phản ứng với O 2 (bị ôxi
hóa ) nhưng khi có mặt các kim loại nặng – tác nhân cản trở quá trình ôxi hóa, sẽ
sinh ra các gốc tự do vô tổ chức, không kiểm soát được. Các gốc tự do này phá
hủy các mô trong toàn cơ thể gây nhiều bệnh tật. [6]

5


1.2. Chì và độc tính của chì
1.2.1 Khái quát chung về chì
a. Khái quát
Chì là một nguyên tố hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố
hóa học, viết tắt là Pb (Latin: Plumbum) và có số nguyên tử là 82. Chì có 2
trạng thái oxi hóa bền là Pb (II) và Pb (IV) và có bốn đồng vị là
207

204

Pb,

206

thể lực, các rối loạn thần kinh tâm lý, thiếu máu, giảm vitamin D trong máu ...
[4]


Con đường xâm nhập

6


-

Qua con đường hô hấp: do hít phải bụi, không khí, khói, hơi có chì.Trẻ

em tiếp xúc với các chất độc trong khí thở nhiều hơn so với người lớn (diện tích
tiếp xúc ở đường hô hấp và thể tích khí hít thở cho mỗi đơn vị cân nặng của trẻ
lớn hơn), Tốc độ lắng đọng chì ở phổi ở trẻ em cao gấp 2,7 lần so với người lớn.

Hình 1.1. Cơ quan hô hấp ở người
- Qua đường tiêu hóa: qua ăn uống. Trẻ em hấp thụ 0-50% lượng chì trong
thức ăn trong khi người lớn chỉ hấp thu 10-15%. Chế độ ăn thiếu dinh dưỡng
đặc biệt thiếu các ion như sắt, canxi, kẽm làm hấp thu chì qua đường tiêu hóa
tăng lên. Như vậy, những người sống ở khu vực ô nhiễm chì nếu chế độ ăn thiếu
các chất khoáng trên thì càng dễ bị ngộ độc chì.

7


Hình 1.2. Cơ quan tiêu hóa ở người
- Qua da: Tuy kém hơn so với hô hấp và tiêu hóa nhưng vẫn gây ngộ độc,
đăc biết khi tiếp xúc kéo dài. Oxit chì (thường gặp ở dạng hồng đơn, được dung

Pearl, của tác giả Fang Zhar qiang.[11]
Nghiên cứu đánh giá kim loại nặng trong nhuyễn thể trong hệ thống thủy
sinh ô nhiễm.[15]
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Tình hình nghiên ở Việt Nam.
- Nghiên cứu sự tích lũy các kim loại nặng Pb, Cd, Zn, Cu trong một số loài
nhuyễn thể ở khu vực sông Đồng Nai, Tỉnh Đồng Nai.[7]
- Theo nghiên cứu của Đào Việt Hà (2002), hàm lượng các KLN trong Vẹm
(Perma viridis) tại đầm Nha Phu (Khánh Hòa): từ 0,03 - 0,21 ppm (tính theo
khối lượng tươi) đối với Cd; từ 0,14 - 1,13 ppm đối với Pb; và từ 0,54 - 1,81
ppm đối với Cu.
- Các nghiên cứu của Đặng Thúy Bình, (2006) cho thấy Ốc hương tích lũy
As với hàm lượng từ 0,052 -2,54 ppm, Cd từ 0,001 – 0,083 ppm, Cu từ 0,21 1,99 ppm; trong Vẹm xanh As tích lũy cao nhất ở nồng độ 1,76 ppm. [1]
- Theo nghiên cứu của Lê Thị Mùi (2007) về sự tích tụ chì và đồng của một
số loài nhuyễn thể tại một số điểm ven biển Đà Nẵng cho thấy hàm lượng
trung bình trong khoảng 1,13 – 2,12 đối với Pb và 7,15 – 16,52 đối với Cu.
[5]
- Trần Tứ Hiếu, Lê Hồng Minh, Nguyễn Viết Thức (2008) “Xác định lượng
vết các kim loại nặng trong các loài trai ốc Hồ Tây – Hà Nội bằng phương
pháp ICP – MS”, Tạp chí phân tích hóa , lý và sinh học 2/2008 [9]
1.4.

Các phương pháp xác định chì hiện nay
1.4.1. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS
Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng

UV-VIS. Ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử của chất bền vững và
nghèo năng lượng. Đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với
năng lượng thích hợp chiếu vào thì các điện tử hoá trị trong các liên kết (л, ∂ , n)
sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng

của nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng
lượng phù hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích
phổ AES như ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm
ứng (ICP)…
Nhìn chung, phương pháp AES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.10 -3 đến
n.10-4%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng
một mẫu. Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất,
10


nguyên liệu tinh khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương
thực, thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần
nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu.
1.4.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử
Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thì
nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng
thái cơ bản. Song nếu nguyên tử đang tồn tại ở trạng thái này mà chúng ta kích
thích nó bằng một chùm tia sáng đơn sắc có năng lượng phù hợp, có độ dài sóng
trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố đó, thì chúng sẽ hấp thụ
các tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp
thụ của nguyên tử. [8]
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên sự xuất hiện của phổ hấp thụ
nguyên tử khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và trong mức năng lượng
cơ bản.
Phương pháp này có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại
và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Do đó
nó được sử dụng rộng rãi trong các nghành: địa chất, công nghiệp hoá học, hoá
dầu, y học, sinh hoá, công nghiệp dược phẩm, nông nghiệp và thực phẩm…
1.5. Một số phương pháp xử lý mẫu động vật nhuyễn thể
Tác giả Lê Thị Mùi đã vô cơ hóa mẫu động vật nhuyễn thể theo phương

1.6.

Phương pháp áp dụng để nghiên cứu( Phương pháp quang phổ hấp
thụ nguyên tử -AAS)
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử là phương pháp xác định đặc

hiệu đối với hầu hết các nguyên tố kim loại, giới hạn định lượng của phương
pháp ở mức ppm đối với kỹ thuật ngọn lửa (F – AAS) và ở mức ppb đối với kỹ
thuật không ngọn lửa (GF – AAS). Do đó trong luận văn này chúng tôi chọn
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật không ngọn lửa để xác định
hàm lượng As, Cd và Pb trong động vật nhuyễn thể.
Đối với phương pháp xử lý mẫu, chúng tôi lựa chọn phương pháp vô cơ
hóa ướt. Đối với phương pháp này có thể xử lý mẫu trong kín với áp suất cao (lò
vi sóng) hoặc hệ hở ở điều kiện bình thường.
1.6.1. Nguyên tắc của phương pháp AAS.
Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản,
thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng
thái cơ bản. Song nếu nguyên tử đang tồn tại ở trạng thái này mà chúng ta kích
thích nó bằng một chùm tia sáng đơn sắc có năng lượng phù hợp, có độ dài sóng
trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố đó, thì chúng sẽ hấp thụ
các tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp
thụ của nguyên tử. [8]
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên sự xuất hiện của phổ hấp
thụ nguyên tử khi nguyên tử tồn tại ở trạng thái khí tự do và trong mức năng
lượng cơ bản.
Phương pháp này có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim
loại và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử.
Do đó nó được sử dụng rộng rãi trong các nghành: địa chất, công nghiệp hoá
học, hoá dầu, y học, sinh hoá, công nghiệp dược phẩm, nông nghiệp và thực
phẩm …

lamp – D2).
14


Hình 1.4. Cấu tạo đèn catot rỗng

Hình 1.5. Cấu tạo đèn D2

Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng hệ đèn As – HCL, Cd – HCL, Pb –
HCL và đèn D2 (shimadzu)
* Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích theo kỹ thuật không ngọn lửa.
 Hệ lò graphite gồm có:
- Hộp lò, giá kẹp, cuvet graphite
- Hệ ống dẫn khí trơ Argon
- Hệ ống dẫn nước làm sạch hộp lò và cuvet
 Cuvet đựng mẫu để nguyên tử hóa ( trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng
cuvet graphite).

Hình 1.4. Cuvet graphite

Hình 1.5.Bộ phận nguyên tử hóa mẫu

 Nguồn năng lượng để nung cuvet: thế dùng 1 – 12V, dòng 10-600A
15


* Hệ thống quang học và Detector dùng để thu, phân li toàn bộ phổ của mẫu
và chọn vạch phổ hấp thụ cần đo hướng vào nhân quang điện để phát tín
hiệu của vạch phổ.
*Hệ thống chỉ thị kết quả: máy tính, máy in,…

17


2.6. Chuẩn bị cho nuôi trai
2.6.1. Khảo sát,lựa chọn địa điểm, vị trí lấy nước để phục vụ quá trình nghiên
cứu.
Bảng 2.1. Khảo sát và lựa chọn địa điểm lấy bùn.
Vị trí
1
2
3
4

5
6
7
8
9

Địa điểm
Hồ nước gần khu vực nhà văn
hóa Từ Liêm
Ao tù gần đường tàu Phú Diễn
Ao nhà dân – Làng Vân Trì,
Minh Khai
Ao tù thuộc khu vực đất canh
tác

Hiện trạng
Không chọn vì nước hồ sâu không

nhiễm, gần địa điểm nuôi trai => Chọn lấy nước hồ Phú Diễn để phục vụ mục
đích nuôi trai.
Ao làng Đình Thôn: nước trong, ao sâu, xa khu vực nuôi trai.
2.6.3.Mô tả thí nghiệ nuôi trai
* Khái quát: Tiến hành nuôi trai trong môi trường nước ngọt, với mật độ
trai ở khác nhau vào mỗi thùng. Tiến hành phân tích định kì hàm lượng Chì (Pb)
trong trai,từ đó đưa ra các kết luận về khả năng tích lũy Chì trong trai nước ngọt.
* Chuẩn bị: Các dụng cụ, trang thiết bị cần thiết để nuôi trai
Bảng 2.2: Dụng cụ, thiết bị.
STT

Nội dung

Kích thước

Số lượng

1

Thùng xốp.

Chiều dài: 580mm
Chiều rộng: 440mm
Chiều cao: 365mm
Diện tích mỗi thùng:
744600(mm2) =74,46(cm2)

04 cái

2

Nội dung

01 cái.
01 cái.
6kg xấp xỉ 20
con/kg

04 thùng
Kích thước

Số lượng

19


Hình 2.3. Bùn

Hình 2.2.Thùng xốp

Hình 2.4. So sánh trai có kích thước
Hình 2.5. Số lượng trai
to nhất và bé nhất
a.Tiến hành nuôi trai đợt 1
*Quá trình lấy bùn
-Thời gian: Ngày 26/10/2014
-Quy trình tiến hành
Tiến hành đi lấy bùn, bùn được lấy tại ao, đựng trong thùng xốp và vận
chuyển về vị trí nuôi trai.
Số lượng bùn lấy là 04 thùng xốp có kích thước như trên.
Bùn lấy về đổ ra chậu, xô để nhào, trộn nhuyễn, nhặt sạch rác như: nilon,

4

Độ cao nước (mm)
135
135
125
115

Hình 2.6. Đo lượng nước và bùn trong mỗi thùng

21


* Quá trình thả trai
- Để nước tĩnh trong vòng 10 ngày để tạo môi trường ổn định cho quá trình nuôi
trai, sau 10 ngày đó bổ sung thêm nước vào đầy các thùng trước khi tiến hành
thả trai.
- Trước khi thả trai phải khuấy đều bùn với nước.
- Số lượng: Số lượng trai thả vào mỗi thùng là 33-34 con /thùng.
- Kích thước trai dao động trong khoảng sau:
Bảng 2.5. Kích thước của trai
Kích thước nhỏ nhất (mm)
Kích thước lớn nhất (mm)
Chiều dài
580
900
Chiều ngang
400
500
Chiều cao

Thùng

Thể tích nước (lít)

1

34,5

2

34,5

3

32

4

32

2.6.4. Quá trình thêm hóa chất
*Chuẩn bị
- Hóa chất cần thêm vào mỗi thùng là Pb
- Chuẩn bị Pb gốc 1000 ppm
- Chuẩn bị dung dịch chì làm việc 100ppm
Thể tích nước trong mỗi thùng được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.7. Thể tích nước trong mỗi thùng.
24