Xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong bèo tây, rong đuôi chồn và rong xương cá tại 3 nguồn neớc ở thành phố Thái Nguyên

XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG BÈO TÂY, RONG ĐUÔI CHỒN VÀ RONG XƢƠNG CÁ TẠI 3 NGUỒN NƢỚC Ở THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN Lê Hữu Thiềng*, Lê Huy Hoàng Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên TÓM TẮT Trong bài báo này, chúng tôi xác định hàm lượng một số kim loại nặng: đồng(Cu), chì(Pb), kẽm(Zn), crôm(Cr), cadimi(Cd) trong bèo tây, rong đuôi chồn, rong xương cá, sống trong ba môi trường nước khác nhau ở thành phố Thái Nguyên. Kết quả cho thấy: hàm lượng mỗi kim loại trong bèo tây nhiều hơn ở rong đuôi chồn, rong xương cá. Tổng hàm lượng các kim loại trong cả ba loài cây lấy ở suối cạnh nhà máy cơ khí Z 115 nhiều hơn ở ao dân cư phường Tân Thịnh và trong hồ Thổ Hồng. Từ khóa: Kim loại nặng, bèo tây, rong đuôi chồn, rong xương cá, Thái Nguyên. MỞ ĐẦU còn sử dụng một số thiết bị và các dụng Trên thế giới, việc sử dụng các thực vật cụ khác như tủ sấy Jeiotech (Hàn Quốc), thủy sinh để đánh giá chất lượng môi lò nung (Trung Quốc), chén thạch anh, trường nước đã đạt nhiều thành tựu có ý bình Kendan.... nghĩa khoa học và thực tiễn [2,3,4]. Ở Lấy mẫu Việt Nam hướng nghiên cứu này còn rất Bèo tây, rong đuôi chồn, rong xương cá mới mẻ, chỉ có số ít công trình nghiên cùng cứu đã công bố. lấy ở ba vị trí khác nhau trong thành phố Trong thành phố Thái Nguyên số ao, hồ, Thái Nguyên. suối chảy qua có các thực vật thủy sinh sống tương đối nhiều. Để bước đầu có - Mẫu 1: lấy ở suối cạnh nhà máy cơ cơ sở đánh giá khả năng hấp thụ, tích lũy khí Z 115. một số kim loại nặng từ môi trường nước - Mẫu 2: lấy ở ao dân cư phường Tân của bèo tây, rong đuôi chồn, rong xương Thịnh. cá, chúng tôi xác định hàm lượng đồng, - Mẫu 3: lấy ở hồ Thổ Hồng, thuộc khu chì, kẽm, crôm, cadimi có trong chúng. bắc của hồ Núi Cốc THỰC NGHIỆM Thời gian lấy các mẫu Hoá chất và thiết bị - Bèo tây: lấy tháng 5 và tháng 12 năm Hóa chất 2008 Các hoá chất được sử dụng bao gồm: - Rong đuôi chồn, rong xương cá lấy tháng HNO3, HCl, HClO4, Mg(NO3)2 , nước cất 12 năm 2008. Các mẫu cây lấy ngẫu nhiên hai lần, đều thuộc loại tinh khiết PA. được rửa sạch bằng nước máy sau đó Thiết bị bằng nước cất, đem cắt nhỏ rồi sấy khô ở 850C trong 45 giờ [4]. Hàm lượng một số kim loại nặng được xác định trên máy đo phổ hấp thụ nguyên Xác định hàm lƣợng đồng, chì, kẽm, tử Thermo của Anh. Ngoài ra chúng tôi crôm, cadimi bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS  Lê Hữu Thiềng, Tel: 0982859002 -Quy trình chuẩn bị mẫu phân tích Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Lê Hữu Thiềng và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 59(11): 28 - 31 Cân 1 gam mỗi loại mẫu cây đã nghiền đem xác định hàm lượng các kim loại mịn cho vào chén thạch anh, thêm 0,25 bằng phép đo F-AAS [4,5]. gam Mg(NO3)2, - Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên 1 ml HNO3 35%; trộn đều, đem nung 3 tử. 0 giờ đầu ở 450 C , sau đó ở nhiệt độ Theo [1], các điều kiện đo phổ hấp thụ 0 550 C trong thời gian 2 giờ. Hòa tan tro nguyên tử của đồng, chì, kẽm, crôm, thu được của bèo tây bằng dung dịch cadimi phù hợp, đã khảo sát và chọn HCl 2N, của tro rong đuôi chồn và rong ,được chỉ ra ở bảng 1. xương cá bằng hỗn hợp HNO : HClO 3 4 Mỗi mẫu phân tích được lặp lại 3 lần. theo tỉ lệ 4:1 về thể tích (hòa tan tro trong Các số liệu xử lý bằng phần mềm bình Kendan, đun sôi nhẹ để tan hết cặn) . Định mức các dung dịch thu được bằng SOLAAR AA system. Hàm lượng các nước cất hai lần đến thể tích xác định rồi kim loại được biểu diễn theo mg/kg trọng lượng tươi. Bảng 1. Các điều kiện đo phổ F-AAS của đồng, chì, kẽm, crôm, cadimi Bƣớc Khoảng Nguyên Khe đo Cƣờng độ Chiều cao Tốc độ dòng sóng tuyến tính tố (nm) đèn HCL đèn (mm) khí(ml/phút) (nm) (mg/l) Cu 324.8 0.02 - 80.00 7.00 1.20 0-3 0.50 Pb 217.0 0.20 - 80.00 7.00 1.20 0-5 0.50 Zn 232.0 0.20 - 80.00 7.00 1.20 0-5 0.50 Cr 357.9 0.20 - 80.00 7.00 1.20 0-10 0.50 Cd 213.9 0.20 - 80.00 7.00 1.20 0-5 0.50 Bảng 2. Hàm lượng đồng, chì, kẽm, crôm, cadimi trong bèo tây (mg/kg trọng lượng tươi) Thời gian Hàm lƣợng kim loại ( mg /kg) Mẫu lấy mẫu Cu Pb Zn Cr Cd 1 0,5756 1,6821 0,3624 0,6403 0,9442 Tháng 5 2 0,7135 1,2452 0,1944 0,2379 0,1238 3 0,0567 0,0256 0,0096 0,0160 0,0252 1 1,2338 2,5366 0,6110 1,0317 1,6804 Tháng 12 2 0,9395 1,7649 0,2664 0,3545 0,2729 3 0,0733 0,0401 0,0651 0,0227 0,0446 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Lê Hữu Thiềng và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 59(11): 28 - 31 Hình 1. So sánh hàm lượng một số kim loại Hình 2. So sánh hàm lượng một số kim loại (mg/kg trọng lượng tươi) trong bèo tây lấy tháng (mg/kg trọng lượng tươi) trong bèo tây lấy tháng 5 năm 2008 12 năm 2008 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN năng tích lũy các kim loại của nó khác Kết quả xác định hàm lƣợng đồng, chì, nhau [2]. kẽm, crôm, cadimi trong bèo tây Kết quả xác định hàm lƣợng đồng, chì, Các số liệu thực nghiệm của quá trình kẽm. crôm, cadimi trong rong đuôi phân tích được chỉ ra ở bảng 2, biểu diễn chồn, rong xƣơng cá trên hình 1. Các số liệu thực nghiệm được chỉ ra ở Kết quả cho thấy tổng hàm lượng các bảng 3, biểu diễn trên hình 3 và hình 4. kim loại đồng, chì, kẽm, crôm, cadimi Kết quả cho thấy tổng hàm lượng các trong bèo tây lấy ở hai thời gian khác kim loại đồng, chì, kẽm, crôm, cadimi nhau trong năm ở suối cạnh nhà máy cơ trong rong đuôi chồn, rong xương cá lấy khí Z 115 đều nhiều hơn ở ao dân cư ở suối cạnh nhà máy cơ khí Z 115 là phường Tân Thịnh và hồ Thổ Hồng (của nhiều nhất, ở hồ Thổ Hồng là ít nhất bèo tây tháng 5 nhiều hơn gấp ~ 1,7 lần (nhiều hơn gấp 15 lần trong rong đuôi ở ao dân cư phường Tân Thịnh, ~ 31 lần chồn, 19 lần trong rong xương cá). Trong ở hồ Thổ Hồng; của bèo lấy tháng 12 đó hàm lượng kẽm biến đổi rất rộng (từ nhiều hơn gấp tương ứng ~ 2 lần và 29 0,0631 mg/kg tới 1,0277 mg/kg trong lần ). rong đuôi chồn; từ 0,0685 mg/kg tới Trong bèo tây ở suối cạnh nhà máy cơ 0,6541 mg/kg trong rong xương cá). khí Z 115 và ở ao dân cư phường Tân Độ biến đổi hàm lượng đồng là ít nhất Thịnh có hàm lượng chì nhiều nhất, hàm (0,3370 mg/kg ) trong rong đuôi chồn, lượng kẽm ít nhất so với các kim loại crôm là ít nhất (0,1406 mg/kg) trong rong khác. Ở hồ Thổ Hồng hàm lượng đồng xương cá. Hàm lượng của các kim loại nhiều nhất, hàm lượng kẽm ít nhất. còn lại trong mỗi loài cây biến đổi tương So sánh hàm lượng kim loại giữa các vị đối đồng đều, ở cùng cấp hàm lượng. trí lấy mẫu cây, hàm lượng chì biến đổi So sánh hàm lượng các kim loại đồng, nhiều nhất (chì trong bèo tây lấy tháng 5 chì, kẽm, crôm, cadimi trong các cây ở suối cạnh nhà máy cơ khí Z 115 nhiều cùng lấy ở ba vị trí khác nhau nhận thấy: hơn gấp 66 lần, lấy tháng 12 nhiều hơn tổng hàm lượng các kim loại trong bèo 63 lần của bèo ở hồ Thổ Hồng ). Với tây nhiều hơn trong rong đuôi chồn và đồng, kẽm, crôm, cadimi hàm lượng biến rong xương cá. Hàm lượng đồng, chì, đổi tương ứng lần lượt là 10 và 17 lần; 38 cadimi trong bèo tây là nhiều, còn trong và 9 lần; 40 và 45 lần; 37 và 38 lần. rong đuôi chồn, rong xương cá có hàm Hàm lượng mỗi kim loại trong các mẫu lượng nhiều là kẽm, cadimi, crôm. bèo lấy tháng 12 nhiều hơn lấy tháng 5 Hàm lượng của mỗi kim loại, tổng hàm trong cùng năm, đó là do độ tuổi mà khả lượng của các kim loại trong bèo tây, rong đuôi chồn, rong xương cá lấy ở suối Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Lê Hữu Thiềng và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 59(11): 28 - 31 cạnh nhà máy cơ khí Z 115 đều cao hơn bèo tây, rong đuôi chồn, rong xương cá ở ao dân cư phường Tân Thịnh và hồ sống ở một số nguồn nước ở thành phố Thổ Hồng. Như vậy, tương quan giữa Thái Nguyên, chúng tôi rút ra kết luận: hàm lượng các kim loại trong các loài cây - Bèo tây, rong đuôi chồn, rong xương cá lấy ở cùng vị trí là mối tương quan theo lấy ở suối cạnh nhà máy cơ khí Z115, ao chiều thuận. Có thể trong nước suối cạnh dân cư thuộc phường Tân Thịnh, hồ Thổ nhà máy cơ khí Z 115 có chứa các kim Hồng thuộc thành phố Thái Nguyên có loại đồng, chì, kẽm, crôm, cadimi với hàm khả năng hấp thụ và tích lũy các kim loại lượng nhiều hơn. Đây có thể là nguyên nặng: đồng, chì, kẽm, crôm, cadimi. nhân chính để có sự hấp thụ và tích lũy - Có sự khác nhau đáng kể về hàm các kim loại nặng trên khác nhau trong lượng các kim loại nặng đồng, chì, kẽm, bèo tây, rong đuôi chồn, rong xương cá. crôm, cadimi trong bèo tây, rong đuôi Một số kết quả nghiên cứu ở Nigeria cho chồn, rong xương cá. Hàm lượng kim loại thấy: hầu hết các loại thực vật rất nhạy vượt trội trong bèo tây là đồng, chì, cảm với sự có mặt của các ion kim loại, cadimi; trong rong đuôi chồn, rong xương thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, cá là kẽm, cadimi, crôm. một số loài thực vật thủy sinh như bèo - Tổng hàm lượng các kim loại trong bèo tây, các loại rong, tảo, ..., chúng không tây, rong đuôi chồn, rong xương cá lấy ở chỉ có khả năng sống trong môi trường bị suối cạnh nhà máy cơ khí Z 115 nhiều ô nhiễm bởi các kim loại nặng mà còn có hơn đáng kể so với lấy ở ao dân cư khả năng hấp thụ và tích lũy các kim loại phường Tân Thịnh và hồ Thổ Hồng. nặng trong các bộ phận khác nhau của chúng. Dựa vào hàm lượng cao của các Các đặc điểm này là cơ sở để nghiên kim loại nặng trong thực vật thủy sinh có cứu tiếp, định lượng khả năng hấp thụ, thể cho biết mức độ ô nhiễm của các tích lũy các kim loại nặng của bèo tây, nguồn nước. [5]. rong đuôi chồn, rong xương cá và từ đó có thể dự đoán mức độ ô nhiễm môi KẾT LUẬN trường của nguồn nước ở thành phố Thái Qua phân tích hàm lượng các kim loại Nguyên. nặng: đồng, chì, kẽm, crôm, cadimi trong Bảng 3. Hàm lượng một số kim loại nặng trong rong đuôi chồn, rong xương cá ( mg/kg trọng lượng tươi) Hàm lƣợng kim loại ( mg /kg) Cây Mẫu Cu Pb Zn Cr Cd 1 0,3756 0,5168 1,0277 0,5339 0,6337 Rong đuôi chồn 2 0,2645 0,2405 0,4285 0,1038 0,2520 3 0,0386 0,0364 0,0631 0,0158 0,0477 1 0,5171 0,4230 0,6541 0,1654 0,3111 Rong xương cá 2 0,3003 0,2151 0,3503 0,1038 0,1743 3 0,0194 0,0123 0,0685 0,0248 0,0165 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Lê Hữu Thiềng và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 59(11): 28 - 31 Hình 3. So sánh hàm lượng một số kim loại Hình 4. So sánh hàm lượng một số kim loại (mg/kg trọng lượng tươi) trong rong đuôi chồn (mg/kg trọng lượng tươi) trong rong xương cá TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Phạm Luận (1998). Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ phát xạ và hấp thụ nguyên tử. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. [2]. Gabriela Jamnická, Richard Hrivnák , Helena Ot’ahel’ová , Marek Skoršepa , Milan Valachoviě (2007). “Heavy metals content in aquatic plant species from some aquatic biotopes in Slovakia”.File:http: //wwwoen- iad.org. [3]. Jorie Wilson & Dr. James Moore (1997). “Chromiun and zinc uptake in Elodea densa and Ceratophyllum demersum: Applications for bioremediation”. Oregon State University Bioresource Research 4017 Ag&Life Science Corvallis, OR 97331 – 7304. [4]. N. Osmodovskaya, V. Kurilenko (2005). “Macrophytes in phytoremediation of heavy metal contaminated water and Sediments in urban in land ponds”. Geophysical Research Abstracts, Vol.7, 10510. [5]. 5.Y. Ogunlade (2000). “Notes on untilization of water hyacinth (Eichhornia crassipes) as a means of pollution control”. Department of Chemistry, Adeyemi College of Education, Ondo, Ondo State, Nigeria Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Lê Hữu Thiềng và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 59(11): 28 - 31 SUMMARY DETERMINATION OF SOME HEAVY METALS IN EICHHORNIA CRASSIPES, CERATOPHYLLUM DEMERSUM AND MYRIOPHYLLUM SPICATUM IN THREE WATER ENVIROMENTS OF THAI NGUYEN CITY Le Huu Thieng, Le Huy Hoang College of Education - Thai Nguyen University In this paper, we determine content of some heavy metals such as copper (Cu), lead (Pb), zinc (Zn), chromium(Cr) and cadimium(Cd) containing in Eichhornia crassipes, Ceratophyllum demersum, Myriophyllum spicatum which are inhabiting in three different water environments of Thai Nguyen city. The result shows that the content of metals in Eichhornia crassipes is higher than in Ceratophyllum demersum and Myriophyllum spicatum. The total content of metals in these three kinds of plant sampled in the stream of Z115 Mechanical Engineering Factory is higher than in the ponds of the Tan Thinh district and Tho Hong Lake. Key words: Heavy metals, Eichhornia crassipes, Ceratophyllum demersum , Myriophyllum spicatum , Thai Nguyen.  Lê Hữu Thiềng, Tel:0982859002 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên