Đánh giá hàm lượng một số kim loại độc trong động vật thân mềm hai mảnh vỏ tiêu thụ ở thành phố quy nhơn

Xuất phát từ các vấn để trên, để tài “Đánh giá hàm lượng một số kim loại độc trong động vật thân mêm hai mảnh vỏ tiêu thụ ở thành phố Quy Nhơn" được thực hiện nhằm đánh giá được mức tích

BO GIAO DUC VA DAO TAO

DAI HOC HUE TRUONG DAI HOC KHOA HOC

DANG HOANG PHI PHUNG

TEN DE TAI

DANH GIA HAM LUONG MOT SO KIM LOAI DOC TRONG DONG

VAT THAN MEM HAI MANH VO TIEU

THU O THANH PHO QUY NHƠN

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC

HOA PHAN TICH

Thira Thién Hué, 2019

Tai naavli!! Ban co the xoa dong chu nav!!! 17049876192? 371000000

Năm 2018, Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật Môi trường (thuộc Sở Tài nguyên

và Môi trường tỉnh Bình Định) đã thực hiện chương trình quan trắc môi trường với 6 điểm quan trắc nước mặt, 6 điểm quan trắc nước thải với tần xuất quan trắc 6 lần/năm Song chủ yếu là quan trắc các thông số chất lượng nước và nước thải, chưa có số liệu quan trắc hàm lượng các kim loại độc trong tram tích và trong sinh vật chỉ thị (trong

đó có các động vật thân mềm hai mảnh vỏ) Mặt khác, trong những năm gần đây, đã

có một số đề tài nghiên cứu liên quan như: N Tú và cộng sự (năm 2010) đã nghiên cứu mức tích lũy Cd, As, Cr, Pb, Cu, Zn trong loài nghêu (Meretrix lyrata) ở vùng

cửa sông Gò Công, tỉnh Tiền Giang [48],N C Trung (năm 2012) Hàm lượng một số

kim loại nặng trong hàu đá và ngao vùng biển ven bờ Hải Phòng [17], H T Hải (năm 2013) đã nghiên cứu khả năng sử đụng một số loài DVHMV dé giam sát ô nhiễm kim

loại nặng tại khu vực cửa sông Kôn và đầm Thị Nại tỉnh Bình Định [16] P.N Anh (2014) đã nghiên cứu đánh giá hàm lượng một số kim loại độc trong động vật thân

mềm hai mảnh vỏ ở đầm Thị Nại [1], L.C Quốc (2016) nghiên cứu hàm lượng Zn,

Cd, Hg, Pb trong Hau 6 khu we Dam Dé Gi huyén Phu Cat tinh Binh Dinh [14]

Nói chung, các nghiên cứu về mức tích lãy các kim loai déc trong DVHMV tiéu thu

ở thành phố Quy Nhơn còn rất hạn chế và do vậy, việc thực hiện các nghiên cứu đó

là rất cần thiết

Xuất phát từ các vấn để trên, để tài “Đánh giá hàm lượng một số kim loại độc

trong động vật thân mêm hai mảnh vỏ tiêu thụ ở thành phố Quy Nhơn" được thực

hiện nhằm đánh giá được mức tích lũy các kim loại độc trong DVHMV tiêu thụ ở

thành phố Quy Nhơn, góp phần cung cấp thông tin cho công tác quản lý môi trường

và bảo vệ sức khỏe cộng đồng ở địa phương

LOI CAM DOAN

Luan van thac si nay duoc hoan thanh tai Labo Khao nghiém Hoa chất - Thực phẩm

thuộc khoa Sinh học phân tử của Viện Sốt rét - Ký sinh trùng - Côn trùng Quy Nhơn, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Hợp Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi Tất cả các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, chưa được người khác công bố trong bất cứ một công trình nghiên

cứu nào

Học viên

Dang Hoang Phi Phung

LOI CAM ON

Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn hết sức tận tình và đầy nhiệt

tâm của Thầy Nguyễn Văn Hợp Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy và gia đình

Toi xin gui loi cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học Huế,

Phòng Sau đại học, Khoa Hóa học và bộ môn hóa phân tích cùng quý thầy cô giáo

giảng dạy lớp thạc sĩ đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời

gian học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Sốt rét - Ký sinh trùng - Côn trùng Quy Nhơn,

Khoa Sinh học phân tử, Labo Khảo nghiệm Hóa chất - Thực phẩm và anh chị đồng

nghiệp cùng cơ quan đã tạo điều kiện thuận lợi và tốt đẹp trong thời gian tôi đi học

tại trường đại học Khoa học Huế và làm nghiên cứu tại Labo

Cuối cùng, tôi xin dành tình cảm đặc biệt đến gia đình, người thân và các người bạn của tôi, những người đã luôn mong mỏi, động viên và tiếp sức cho tôi hoàn thành luận văn này

MUC LUC

Danh mục các bảng 2 HH Hà Họ HH Ho Hà HH Ho He Danh mục các hình .- nh HH HH Hà HH HH Ho He Danh mục các chữ viết tắt 522222222 1222121222212 re

MỞ ĐẦU 22222 22222222112222112222112212212212221221221212222 se 1

CHƯƠNG I TÔNG QUAN 222222222222221122111122211122111122111122122212 e6 3

1.1 NGUÒN PHÁT SINH CÁC KIM LOẠI ĐỘC TRƠNG MÔI TRƯỜNG 3

1.1.1 Khái niệm .-22222 222222 222111222112211122211122122222212222 se 3

1.1.2 Nguồn phát sinh các kim loại độc trong môi trường -2 4

1.1.3 Các dạng tồn tại của KLĐ -2-22222 2221122221122 se 5

1.1.4 Độc tính của các kim loại đỘc L5 2222112111211 255E 1511111185525 1xx 6

1.2 TONG QUAN CAC NGHIEN CUU VE KIM LOAI DOC TRONG CAC LOAI 2)9)/€A1⁄.00:7.e v09 7

1.2.1 Sơ lược về các loài động vật hai mảnh vỏ cccccccsscxsxsrerrrre 7

1.2.2 Các nghiên cứu về đánh giá mức tích lũy các kim loại độc trong DVHMV 9

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LƯỢNG VÉT CÁC KIM LOẠI ĐỘC 12

1.3.1 Phương pháp von-ampe hòa tan anOf St sen shnrrnrrrrerrrrrre 12 1.3.2 Phương pháp quang phô hấp thụ nguyên tử (AAS) 2 2 13

14 SƠ LƯỢC VẺ TÌNH HÌNH TIEU THU CAC LOAI DVHMV G THANH PHO QUY NHƠN VÀ CÁC NGHIÊN CUU LIEN QUAN -:ccccccccccccsrrrrrrrtee 17 CHƯƠNG 2 NOI DUNG VA PHUONG PHÁP NGHIÊN CỨU - 18 2.1.NỘI DỰNG NGHIÊN CỨU .222222222222222222222222221212112122222222222222222 6 18 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .22222222222222222222222222222222222222222.26 18

2.2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu -2222222221122221222222.22 xe 18 2.2.2 Chuẩn bị mẫu cho phân tích .©22222222222222122222112222122221.22 2e 18 2.2.3 Phương pháp phân tích -:cc S22 1E hhege 20 2.2.4 Phương pháp kiểm soát chất lượng của phương pháp phân tích 23

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu ©2222222212222211222212272.22 2 xe 24

2.2.6 Thiét bi, dung cu va hoa CDA Lec cecceccecsecscssessesrecseceesssessessesseestesesseeseeensaee 24

CHƯƠNG 3 KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN .- 55 225 2122212E.EEE.Eerrrere 26 3.1.ĐƯỜNG CHUẨN ĐỀ ĐỊNH LƯỢNG CÁC KIM LOẠI 26 3.2 KIỀM SOÁT CHẤT LƯỢNG CỬA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 30

3.2.1 Khoảng tuyến tính, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng 30

3.2.2 Độ lặp lại và độ đúng nh Hee 31

3.3 HAM LUONG CAC KIM LOAI DOC TRONG DONG VAT HAI MANH VO DANG TIEU THU G THÀNH PHÓ QUY NHƠN . -2222222222222ccrrrrrrrrrrrrtee 35

3.3.1 Hàm lượng kim loại độc trong Xa và Hàu óc ccccsccsxscee2 35

3.3.2 Biến động hàm lượng các kim loại độc theo không gian và thời gian 40

KẾT LUẬN -©2222222222221112211222111221111221111211112111121121211122 xe 44 TAI LIEU THAM KHẢO -©22222222222211122111211112211112211112111121121 xe 45

PHỤ LỤC 2222222221511221221112220222 2221111222202 222222 PLI

Phụ lục bảng 1 D6 âm ctla DVHMV Xia và Hàu 22552 2222222221122 se PLI

Phu lục bảng 2 Một số kết quả phân tích ANOVA 2 yếu tố PLI

Phụ lục hình 1 Mức ô nhiém KLD trong Xia va Hau so wr6i quy chuẩn PL5

Phụ lục hình 2 Thiết bị tại Labo Khảo nghiệm Hóa chất - Thực phẩm "¬ PL7

Danh muc cac bang

Bang 1.1 Xac dinh Cu, Zn, Cr, Ni, Cd, Pb va As theo phuong phap AAS [35], [36] 14

Bảng 2.1 Thông tin về mẫu và kí hiệu mẫu © 19

Bảng 2.2 Các điều kiện đo Cu, Zn và As bằng phương pháp F-AAS, F-AAS kết hợp Key that by Gra hae sreesxzeviototostltoeiGIGSEDNEDGENSGDIGIEAIBEIEISRD-GSRGGDEBRSDSSi0nE9tzsage 21 Bảng 2.3 Các điều kiện đo Cr, Ni, Pb và Cd bằng phương pháp GF-AASfO 21

Bang 3.1 Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ quang (A) và nồng độ Cu, Zn? 26

Bảng 3.2 Sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ quang (A) và nồng độ Cr, Ni? 28

Bảng 3.3 Sự phụ thuộc giữa độ hap thu quang (A) va néng dé Pb, Cd va As™ 28

Bảng 3.4 Các kết quả xác định LOD và LOQ”) ceee cesses cesses ttteeeteeees 31 Bảng 3.5 Kết quả kiểm tra độ lặp lại khi phan tich mau X-KS1 Bảng 3.6 Kết quả kiểm tra độ lặp lại khi phân tích mẫu H-CĐÐ2 Bảng 3.7 Kết quả xác định độ đúng của phương pháp AAS phân tích các KLĐf).34 Bảng 3.8 Hàm lượng các kim loại độc trong các mẫu ÐĐVHMV (mg/kg khô)® 35

Bảng 3.9 Hàm lượng các kim loại độc trong các mẫu DVHMV (mg/kg ut) .37

Bảng 3.10 Hàm lượng kim loại độc trong Xìa và Hàu (mg/kg khô và mg/kg ướt).38 Bang 3.11 Kết quả phân tích phương sai (ANOVA 2 yếu tố) đối với các kim loại độc "D"›U S9: a4 40

Bảng 3.12 Kết quả phân tích phương sai (ANOVA 2 yếu tố) đối với các kim loại độc trong KằM::s:csscsssccnrinrrsrripinnniinsenindtgg11011115061011011561400006603611136885511159800000715 694600070680 41 Bảng 3.13 Hệ số tương quan giữa hàm lượng các kim loại trong Xia 42

Bảng 3.14 Hệ số tương quan giữa hàm lượng các kim loại trong Hàu 43

Danh muc cac hinh

Anh chụp loài Hàu (sfreq riVHÏ4FÏS) 5à àcStSsrsrEerrrsrrerrrrrrrsres 8

Ảnh chụp loài Xia (Ngao dầu) (Meretrix merefrix ) -ccccc-ce 9

Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ nguyên tử -2- 22 2222221222122212222 22.2 15

Các vị trí lầy mẫu ĐVHMV ở thành phố Quy Nhơn JØ

Phương trình đường chuẩn xác định Cu 27 Phương trình đường chuẩn xác định Zn 222222 222222122212221222 e6 27 Phương trình đường chuẩn xác định Cr 222222 222222122212221222e6 28 Phương trình đường chuẩn xác định Ni 22222 2222221222122122cee 29 Phương trình đường chuẩn xác định Pb 222222222222122212221222ee 29 Phương trình đường chuẩn xác định Cd 2-©222222222222122122xee 29 Phương trình đường chuẩn xác định As 5522222 22222212221222122 e6 30 Hàm lượng (mg/kg ướt) kim loại độc trong XÌa ccccsc cà: 39 Hàm lượng (mg/kg ướt) kim loại độc trong Hàu -.5s: 5255: 39

GF-AAS: Graphite Fumace Atomic Absorption Spectroscopy — Phổ hấp thu

nguyên tử / nguyên tử hóa bằng ống than chi

HVG-AAS: Hydride vapor generator Atomic Absorption Spectroscopy — Phé hap thu nguyên tử sử dụng kỹ thuật hidrua hóa

ISO: International Organization for Standardization — Tổ chức Quốc tế về Tiêu

chuẩn hóa

IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry - Hiệp hội Quốc tế

về Hóa lý thuyết và Hóa ứng đụng

KL: Kim loai

KLD: Kim loại độc

LOD: Limit of detection - Gidi han phát hiện

LOQ: Limit of quantitation - Gidi han dinh lwong

QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam

QD: Quyét dinh

TCVN: Tiéu chuan Viét Nam

MO DAU

Quy Nhơn có lịch sử hình thành phát triển cùn g voi nén van hoa Champa tw thé

kỷ 11 Năm 1471, vua Lê Thánh Tông cho thành lập phủ Hoài Nhơn gồm đất 3 huyện

Bồng Sơn, Phù Ly và Tuy Viễn, quy tụ cư dân của nhiều vùng miền khác nhau đến đây khai phá Đến năm 1602, chúa Nguyễn Hoàng đã đổi tên phủ Hoài Nhơn thành phủ Quy Nhơn (có địa giới tương ứng với Bình Định hiện nay) [53]

Ngày nay Quy Nhơn được công nhận là đô thị loại II, với ưu thế về vị trí địa

lý, có cảng biển và cơ sở hạ tầng đô thị phát triển Quy Nhơn được xác định là một

trong ba trung tâm thương mại và du lịch của vùng duyên hải Nam Trung Bộ (cùng

với Đà Nẵng và Nha Trang) [53]

Thành phố Quy Nhơn đa đạng về địa hình; bao gồm đổi núi (như núi Đen cao

361 m), rừng nguyên sinh (khu vực đèo Cù Mông), biển (đường bờ biển dài 42 km),

sông (sông Hà Thanh, sông Kôn ), đầm (đầm Thi Nai), hồ, bán đảo (bán đảo Phương

Mai) và đảo (đảo Nhơn Châu - Củ lao xanh) Vùng biển Quy Nhơn có tài nguyên sinh vật biển phong phú với nhiều loại đặc sản quý có giá trị kinh tế cao [53]

Các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và dân sinh xả nước thải vào các sông

và chảy ra biển, gây lo lắng về ô nhiễm nước sông và nước biển ven bờ, đặc biệt là

các kim loại độc (As, Cd, Pb, Cr, Ni, Cu, Zn) Nếu hàm lượng các kim loại độc trong nước cao và mức tích lũy các kim loại độc trong trầm tích cao, sẽ đi vào cơ thể sinh vật, đặc biệt là các động vật đáy như động vật thân mềm hai mảnh vỏ (ŒXia, Sò điệp, Hàu, Nghêu .) và do vậy, có thể tác động xấu đến sức khỏe người tiêu thụ Các động vật thân mềm hai mảnh vỏ (DVHMV) la một trong những thực phẩm được tiêu thụ

phô biến ở tỉnh Bình Định nói chung và ở ở thành phố Quy Nhơn nói riêng Nguồn

DVHMV tiéu thu ở đây cũng khá phong phú, được khai thác tại đầm Thị Nại, vùng cửa sông và biển ven bờ tại địa phương: được nhập về từ các tỉnh lân cận như Khánh

Hòa, Phú Yên, Quảng Ngãi Vấn đề đặt ra là hàm lượng các kim loại độc DVHMV

được tiêu thụ ở thành phố Quy Nhơn đã vượt quá mức cho phép chưa ? Nếu vượt quá, sẽ tác động bất lợi đến sức khỏe cộng đồng ở địa phương Song cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào về đánh giá mức tích lũy các kim loại độc trong DVHMV được tiêu thụ ở thành phố Quy Nhơn

Năm 2018, Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật Môi trường (thuộc Sở Tài nguyên

và Môi trường tỉnh Bình Định) đã thực hiện chương trình quan trắc môi trường với 6 điểm quan trắc nước mặt, 6 điểm quan trắc nước thải với tần xuất quan trắc 6 lần/năm Song chủ yếu là quan trắc các thông số chất lượng nước và nước thải, chưa có số liệu quan trắc hàm lượng các kim loại độc trong tram tích và trong sinh vật chỉ thị (trong

đó có các động vật thân mềm hai mảnh vỏ) Mặt khác, trong những năm gần đây, đã

có một số đề tài nghiên cứu liên quan như: N Tú và cộng sự (năm 2010) đã nghiên cứu mức tích lũy Cd, As, Cr, Pb, Cu, Zn trong loài nghêu (Meretrix lyrata) ở vùng

cửa sông Gò Công, tỉnh Tiền Giang [48],N C Trung (năm 2012) Hàm lượng một số

kim loại nặng trong hàu đá và ngao vùng biển ven bờ Hải Phòng [17], H T Hải (năm 2013) đã nghiên cứu khả năng sử đụng một số loài DVHMV dé giam sát ô nhiễm kim

loại nặng tại khu vực cửa sông Kôn và đầm Thị Nại tỉnh Bình Định [16] P.N Anh (2014) đã nghiên cứu đánh giá hàm lượng một số kim loại độc trong động vật thân

mềm hai mảnh vỏ ở đầm Thị Nại [1], L.C Quốc (2016) nghiên cứu hàm lượng Zn,

Cd, Hg, Pb trong Hau 6 khu we Dam Dé Gi huyén Phu Cat tinh Binh Dinh [14]

Nói chung, các nghiên cứu về mức tích lãy các kim loai déc trong DVHMV tiéu thu

ở thành phố Quy Nhơn còn rất hạn chế và do vậy, việc thực hiện các nghiên cứu đó

là rất cần thiết

Xuất phát từ các vấn để trên, để tài “Đánh giá hàm lượng một số kim loại độc

trong động vật thân mêm hai mảnh vỏ tiêu thụ ở thành phố Quy Nhơn" được thực

hiện nhằm đánh giá được mức tích lũy các kim loại độc trong DVHMV tiêu thụ ở

thành phố Quy Nhơn, góp phần cung cấp thông tin cho công tác quản lý môi trường

và bảo vệ sức khỏe cộng đồng ở địa phương

CHUONG 1 TONG QUAN

1.1 NGUON PHAT SINH CAC KIM LOAI DOC TRONG MOI TRUONG

1.1.1 Khái niệm

Kim loại xuất hiện tự nhiên trong lớp vỏ trái đất và hàm lượng của chúng trong môi trường có thể khác nhau giữa các vùng khác nhau Sự phân bố kim loại trong môi trường bị chi phối bởi các tính chất của kim loại và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường Trong số 92 nguyên tố xuất hiện tự nhiên, có khoảng 30 kim loại và kim loại

có khả năng gây độc cho con người, Be, B, L¡, AI, T1, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, As, Se,

Sr, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, Cs, Ba, W, Pt, Au, Hg, Pb, va Bi [33]

Thuật ngữ kim loại nặng được các nha khoa học định nghĩa với nhiều ý nghĩa khác nhau nhưng đến năm 1989, 1991, 1992 Parker, Lozet, Mathieu va Morris chon

kim loại nặng là những kim loại có mật độ nguyên tô 16n hon 5 g/cm} Cho đến nay quan điểm này vẫn đang được nhiều người chấp nhận và sử dụng [29]

Kim loại nặng được chia ra thành: Cac kim loai doc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni,

Cd, As, Co, Sn, ); cac kim loai quy (Pt, Au, Ag, Ru, ); va cac kim loai phóng xạ (U, Th, Ra ) Hầu hết các kim loại độc đều có thể tham gia vào quá trình sinh hóa

trong cơ thê, gây tinh lity sinh học và gây độc cho co thé người Các kim loại độc gây

lo lắng về môi trường và sức khỏe như Hg, Cd, As, Cr, Ni, Pb, Cu và Zn thường tổn tại trong tự nhiên của vỏ trải đất, xả thải công nghiệp, dòng chảy đô thị, nước thải, chất gây hại, bụi ô nhiễm không khí và một số loại khác [9]

Các kim loại độc (KLĐ) xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp, hấp

thụ qua da, qua thực phẩm và nước, chúng được tích tụ trong các mô, theo thời gian

sẽ đạt tới hàm lượng gây độc cho cơ thể người Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra ring KLD

có thể gây rối loạn hành vi của con người do tác động trực tiếp đến chức năng tư duy

và thần kinh; Gây độc cho các bộ phân như gan, thận, cơ quan sản xuất hoocmon, cơ

quan sinh sản, hệ thần kinh, gây rối loại chức năng sinh hóa trong cơ thé va do đó, có thé làm tăng khả năng bị dị ứng, gây biến đổi gen Các KLN còn làm tăng độ axit trong máu, cơ thể sẽ rút canxi từ xương để duy tri pH thích hợp trong máu dẫn đến bệnh loãng xương [13] Do đó, để bảo vệ môi trường cũng như sức khỏe của con

người, cần thiết phải giám sát chặt chẽ hàm lượng các KLĐ trong nước và thực phâm nhằm phát hiện và ngăn chặn kịp thời các vấn đề gây rủi ro cho sức khỏe cộng đồng 1.1.2 Nguồn phát sinh các kim loại độc trong môi trường

KLĐ được phát tán từ nhiều nguồn khác nhau vào môi trường, có thê là từ các

hoạt động tự nhiên hoặc là nhân tạo Nguồn tự nhiên phát tán các KLĐ bao gồm: hoạt động của núi lửa, sự xói mòn các lớp đá trầm tích hoặc các mỏ kim loại, Trong khi

đó, KLĐ có nguồn gốc nhân tạo được phát tán từ những hoạt động như: hoạt động

công nghiệp, nông nghiệp và dân sinh thường là nguyên nhân chính làm ô nhiễm môi trường [39] Thông thường, có năm nguồn phát thải kim loại độc có nguồn gốc từ hoạt động của con người, bao gồm [33]:

Khai thác khoáng sản và luyện kim (As, Cd, Pb va Hg);

Cong nghiép (As, Cd, Cr, Co, Cu, Hg, Ni va Zn);

Tich tu tr khi thai (As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg va U);

Nông nghiép (As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg va Zn);

Nước thai (As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg va Zn)

Trong các nguồn phát thải KLĐ nêu trên thì nước thải từ các hoạt động nhân tạo sẽ dễ dàng hòa vào nguồn nước tự nhiên và gây nguy hại cho sức khỏe của con người cũng như các sinh vật thủy sinh Ở Việt Nam, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường

đã ban hành danh sách cụ thể những ngành sản xuất, chế biến có nước thải chứa KLĐ (Thông tư số 06/2013/TT-BTNMT ngày 7 tháng 5 năm 2013), bao gồm: Thuộc da,

Tái chế da; Khai thác than; Khai thác và chế biến khoáng sản kim loại; Nhuộm vải, sợi; Sản xuất hóa chất, Đối với các KLĐ được đề cập trong phạm vi của nghiên

cứu, chúng có thê phát sinh từ những nguồn như [37]: Thành phần trong nhiễu loại

hop kim; Xi ma bề mat, Chat chéng ăn mòn; Điện cực cua cac loai pin; Thuốc trừ sâu; Thuốc diệt cỏ,

Sự ô nhiễm môi trường nước bởi các chất thải chứa KLĐ sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống của nhiều loài sinh vật thủy sinh, tiếp theo đó là những ảnh hưởng gián tiếp đến các sinh vật ở những môi trường khác thông qua sự tích lũy độc chất trong chuỗi thức ăn Sinh vật khi tích lũy một lượng lớn các KLĐ sẽ dần thoái hoá

4

hoặc biến dị làm ảnh hưởng đến sự tổn tại của giống loài Con người có vị trí cuối

cùng trong chuỗi thức ăn sẽ không thể tránh khỏi những nguy cơ về sức khỏe từ sự ô nhiễm đo chính mình gây ra [25] Do đó, để bảo vệ môi trường cũng như sức khỏe của con người, cần thiết phải giám sát chặt chẽ hàm lượng các KLĐ trong ÐĐVHMV

(động vật chỉ thị) nhằm phát hiện và ngăn chặn kịp thời các vấn để về ô nhiễm môi

trường, an toàn thực phẩm cho con người

1.1.3 Các dạng tồn tại của KLĐ

Trong nước, KLĐ có hàm lượng thấp và tồn tại ở nhiều dang hoa tan có tính

chất lý - hóa khác nhau, và được tách ra làm 2 nhóm: Các dạng kém bên (labile form)

- là những phức kém bền được tạo thành giữa ion kim loại và các phối tử vô cơ

(cacbonat, clorua, sunphat, ); Các dạng bền (bound form) - là dạng phức bên của 1on kim loại với các phối tử vô cơ và/hoặc hữu cơ tự nhiên hoặc nhân tạo (humic,

fulvie, EDTA, DTPA, ) [44] Tuy nhiên, không phải tat cả các đạng KLĐ hòa tan trong nước đều có khả năng tích lũy vào sinh vật, chỉ những đạng kém bền mới có

tính linh động cao và do đó dễ dàng được hấp thu bởi sinh vật [22] [43] [50] Đối

với những nghiên cứu liên quan đến sinh vật thủy sinh, chẳng hạn như các loài động

vật hai mảnh vỏ có tập tính ăn lọc (lọc các hạt lơ lửng trong nước làm thức ăn) thì

hàm lượng KLĐ ở dạng kém bền được quan tâm nghiên cứu

Trong trầm tích, các KLĐ tổn tại 5 dang sau: Dang dễ trao đổi, đạng liên kết với cacbonat, dạng liên kết với Fe-Mn oxit, Dạng liên kết với sunfua-chất hữu cơ và dang can du Cac KLD 6 dang dé trao déi (exchangable form) được xem là dạng linh

động sẽ dễ dàng được giải phóng vào môi trường nước xung quanh, dẫn đến làm tăng

sự tích lũy vào cơ thé sinh vật từ đó đi vào cơ thể con người thông qua chuỗi thức ăn

Trong khi đó các KLĐ tổn tại ở dạn ø cặn dư (dạng liên kết chặt với các khoáng silicat

trong trầm tích) rất khó tan vào nước, nên hầu như không tích lũy sinh hoạc và rất ít ảnh hưởng đến sức khỏe con người [7] Trong nước, trong đất hay trong tram tích, chỉ có dạng kém bền của KLĐ mới bị sinh vật thủy sinh hấp thụ và tích lãy lượng lớn KLD vào cơ thể chúng qua quá trình tích lũy sinh học Chính vì vậy, nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã sử đụng động vật thân mềm hai mảnh vỏ làm chỉ thị sinh

học để đánh giá hàm lượng KLĐ trong cơ thể sinh vật và qua đó đánh giá hàm lượng chất ô nhiễm (dạng dễ hấp thu) trong môi trường sống của sinh vật

1.1.4 Độc tính của các kim loại độc

Khi đi vào cơ thể người, mỗi KLĐ sẽ có những tác động khác nhau tới sức

khỏe con người [24] [36] [37] [40]:

Đồng: Tác hại phổ biến nhất của đồng đến sức khỏe con người là gây đau dạ dày Khi cơ thê hấp thu một lượng đồng cao thông qua hệ tiêu hóa sẽ gây ra các triệu chứng như đau bụng, chóng mặt, nôn mửa và tiêu chảy Tiếp xúc với bụi đồng trong thời gian dai sẽ gây kích ứng đường hô hấp, ho, hắt hơi, chảy nước mũi, xơ hóa phôi

và tăng tưới máu niêm mạc mũi gây ra bệnh chảy máu mũi Nặng hơn, có thé bị ngộ

độc mãn tính đồng dẫn tới mắc bệnh Wilson với các biểu hiện đặc trưng như: xơ gan,

tốn thương não, suy thận và lắng đọng đồng trong giác mạc;

Kẽm: Kẽm là nguyên tế vi lượng thiết yếu đối với cơ thé, việc thiếu hụt kẽm

sẽ gây ra các tác động tiêu cực đối với sức khỏe Tuy nhiên, quá trình hấp thu một lượng kẽm quá mức cần thiết sẽ làm giảm chức năng của Fe và gây rối loạn quá trình

chuyển hóa Cu, gây suy giảm hệ miễn dịch, buồn nôn, loét dạ day;

Crom: Crom xâm nhập vào cơ thể qua các con đường như hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc trên da Khi vào cơ thể, crom sẽ thấm qua màng tế bào vào máu và gây các chứng bệnh như thủng và loét vách ngăn phổi, viêm phế quản, suy giảm chức năng phôi, viêm phổi, tổn thương giác mạc, gây ung thư Bên cạnh đó, khả năng gây độc

của crom còn phụ thuộc vào dạng tổn tại hóa trị, theo đó Cr(ITT có độc tính thấp hơn

so với Cr(VI) do khả năng xâm nhập qua màng tế bào của Cr(II) kém hơn;

Niken: Tiếp xúc lâu đài với niken (thường có trong lớp xi mạ trang sức) sẽ gây viêm da và có thể gây sốc phản vệ Khi niken xâm nhập cơ thể qua đường hô hấp sẽ gây buồn nôn, nếu quá trình phơi nhiễm kéo dai sẽ làm tổn thương phổi, hệ thần kinh trung ương, gan, thận Trong số các hợp chất của niken thì khí Nikencacbonyl có tính

độc rất mạnh, cao gấp 100 lần so với khí CO;

Chi: Chì là một chất độc không đặc hiệu, có khả năng ức chế hoạt tính của nhiều loại enzym Cách thức mà chỉ xâm nhập vào cơ thể phu thuộc vào hình thức

hóa học và vật lý của nó Chì vô cơ được hấp thu chủ yếu theo đường hô hấp và tiêu hóa mà không trải qua sự chuyển đổi sinh học, trong khi chì hữu cơ như tetraethyl Pb (được sử dụng làm chất tăng hệ số chống kích nỗ trong xăng) đi vào cơ thể chủ yếu

là đo tiếp xúc với da và đường hô hấp, sau đó được chuyền hóa ở gan Các triệu chứng

điển hình của nhiễm độc chì bao gồm mệt mỏi nói chung, run, nhức đầu, buồn nôn,

động kinh, xuất hiện các đường màu xanh - đen trên mô nướu và đau bụng Chì cũng cản trở tông hợp hemoglobin và nghiêm trọng nhất là làm cản trở chức năng của thận Chỉ còn ảnh hưởng đến khả năng tổn tại và sự phát triển của bào thai;

Cadmi: cadmi xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu qua đường tiêu hóa,

khi sử dụng các thức ăn nhiễm cadmi Bên cạnh đó, cadmi trong bụi, khí còn có khả

năng xâm nhập qua hệ hô hấp và gây ra các tôn thương cho phổi, đồng thời cadmi từ phôi sẽ thấm vào máu và phân tán khắp các cơ quan Khi xâm nhập vào cơ thể, phần

lớn cadmi được đào thải thông qua thận, chỉ một phần nhỏ (khoảng 1%) được lưu

chuyền và tích lũy trong các mô Khi lượng cadmi tồn lưu tăng lên sẽ gây ra quá trình thay thé ion Zn(II) trong các enzym thiết yếu cho sự sống và gây ra quá trình rối loạn tiêu hóa, rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, gây tôn thương tủy sống, gây ung thư;

Asen: Trong số các hợp chất của asen thì As(II) vô cơ có tính độc cao nhất, tiếp theo đó là As(V), các dạng asen hữu cơ có tính độc kém hơn hắn 2 dạng asen vô

cơ này Asen có tính độc do khả năng tấn công vào các nhóm hoạt động -SH của enzym làm vô hiệu hoá chức năng của enzym gây biến đổi gen, ung thư, các bệnh tim

mạch, bệnh ngoài da, rối loạn hệ thần kinh, bệnh tiểu đường, gan và các vấn để liên

quan đến hệ tiêu hoá

1.2 TONG QUAN CAC NGHIÊN CUU VE KIM LOẠI ĐỘC TRONG CÁC LOAI DONG VAT HAI MANH VO

1.2.1 Sơ lược về các loài động vật hai mảnh vỏ

Động vật hai mảnh vỏ (ÐVHMV) là lớp động vật không xương sống thuộc ngành Thân mềm (Ä⁄oliusea), bao trong vỏ cứng tương đối đối xứng hai bên và có mang tấm đề thở (hay gọi là bộ mang tấm), mặt trong có lớp xà cử màu trắng, xanh nối với nhau bằng hệ thống cơ DVHMV song vii trong bùn cát ở đáy nước, chỉ để

lộ hai xi phông ở cuối cơ thể, khi bò chân thò ra có dạng hình rìu (do đó còn có tên gọi là Mang tắm Lamellibranehia hay lớp Chân rìu Peie) Hiện đã biết khoảng 8 100 loài đang sống và 12.000 loài hóa thạch; Phần lớn sống ở biển, số loài sống ở nước

ngọt chiếm tỉ lệ 12 - 16% Trong thủy vực nước ngọt Việt Nam, thường gặp các đại diện thuộc các bộ $cjizodotana va Heterodonta O Viét Nam, gặp khoảng 200 loài, trong đó nhiều loài có giá trị kinh tế cao như trai sông, trai cánh, trai điệp, trai có,

trùng trục, tu hài Vỏ của ÐVHMV thường được dùng làm đồ mỹ nghệ, thịt của chúng

là nguồn thực phâm được nhiều người ưa chuộng và một số loài cho ngọc như trai ngọc đang được gây nuôi ở nhiều nơi trên thế giới và ở nước ta [1]

Trong số các loài ÐĐVHMV, hai loài khá phổ biến và được tiêu thụ nhiều là Hàu và

Xia (ngao dau)

Hau: Tén khoa hoc ctia Hau 1a Ostrea rivularis, thudc ho Ostreidae, b6 mang

soi (Fillibranchia), \sp Hai manh vé (Bivalvia), nganh Than mém (Mollusca)

Hinh 1.1 Anh chup loai Hau (Ostrea rivularis)

Hàu sống 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 biên

Hàu có cơ thể được bao bọc bởi hai lớp vỏ chắc cứng, vỏ trái lớn hơn và thường bám chắc vào nền đá, có dạng hình chén; Vỏ phải nhỏ và phẳng, đỉnh vỏ ở phía trên

có bản lề sừng gắn giữ hai vỏ với nhau; Vỏ Hàu có 3 lớp: Lớp sừng ngoài mỏng, dễ bóc, cầu trúc toàn bộ là protein; Lớp giữa dày nhất là tầng đá vôi với cấu trúc chủ yếu

là canxi cacbonat kết tinh gắn chắc trên thể protein; Lớp trong cùng mỏng, bóng, sáng

và rất cứng là tầng xà cừ, hình dạng của vỏ rất khác nhau phụ thuộc vào môi trường

sinh sống [3] [15].

Xia _(Ngao dau): Xìa có tên khoa học là Meretrix meretrix L thudc ho Veneroidae, thuộc bộ Veneroidea, lớp Hai mảnh vỏ (Bivalvia), ngành Thân mềm

(Mollusca)

Hinh 1.2 Anh chup loai Xia (Ngao dau) (Meretrix meretrix L.)

Xia (Ngao dau) la loài có kích thước lớn, vỏ có dạng hình tam giác Cá thể lớn

có chiều dài vỏ là 130 mm, chiều cao vỏ 110 mm và chiều rộng vỏ 58 mm Hai vỏ

bằng nhau, mép bụng của vỏ cong đều, mặt nguyệt hẹp dài hình bắp chuối, mặt thuẫn lớn Bản lề ngắn màu đen nhô lên mặt ngoài của vỏ, đa vỏ có màu vàng nâu, trơn bóng, đường sinh trưởng mịn, rõ rang Xia séng ở vùng triều, vùi mình trong cát bùn

(60 - 80% cat) Thuong thi sau mot nim Xia có thé thanh thuc va tham gia sinh san;

Mùa vụ sinh sản của Xa như diễn ra quanh năm, nhưng tập trung vào các tháng đầu

mùa mưa; Thức ăn chính của Xìa là các vật chất hữu cơ lơ lửng, tảo và các vi sinh

vật [3] [15]

1.2.2 Các nghiên cứu về đánh giá múc tích lũy các kim loại độc trong ĐVHMV

Trên thế giới: ĐVHMV được sử dụng làm chỉ thị để đánh giá ô nhiễm kim loại nặng nói chung và kim loại độc nói riêng, do chúng đã được định loại rõ ràng, dễ nhận dạng, có kích thước vừa phải, số lượng nhiễu, dễ tích tụ chất ô nhiễm, có thời

gian sống dài và có đời sống tĩnh tại Nhiều nghiên cứu nhằm mục đích thiết lập quy chuẩn quốc tế về lấy mẫu và phân tích hàm lượng các KLĐ trong ÐVHMV, cũng như thiết lập mức tối đa cho phép của các kim loại độc trong ÐVHMV Nhiều nghiên cứu lại tập trung vào xác định khả năng tích lãy các KLĐ trong từng loài ĐVHMV và cho thấy ở các loài khác nhau có khả năng tích lũy KLĐ khác nhau Các loài sò, vẹm, trai

được sử dụng rộng rãi để chỉ thị cho mức ô nhiễm kim loại nặng (Phillip, 1994)

9

Năm 2007, Munir Ziya Lugal Goksu đã nghiên cứu về sự tích lũy Cd, Fe, Zn, Cu

trong hai loai Trai (Pinctaza Radiate) va Vem (Brachidontes Phaaraonis) tai vinh Akkuyu Thổ Nhĩ Kỳ [27] Trong một nghiên cứu của Megan E Brown và các

cộng sự năm 2005 tại Khoa Sinh học, Đại học Công nghệ Virginia, Mỹ, các tác giả

đã sử dụng loài trai nước ngọt dé đánh giá ô nhiễm Hg tại sông Fork, phía Bắc Holston bằng cách phân tích hàm lượng Hg tích lũy trong cơ thể của loài trai được thu thập từ nhiều khu vực khác nhau trên sông Fork [32]

Nghiên cứu của Anodonta woodian va Dreissena polymorpha để xác định

nông độ kim loại Mn, Fe, Cr, Zn, Pb, C trong ÐĐVHMV tại kênh xả nhà máy Patnów

và Konin, tác giả Elzbieta Królak đã chỉ ra rằng chúng có khả năng tích lũy Cr, Zn,

Pb cao và với những con có tuổi thọ cao thường có sự tích lãy cao hơn [22]

Sari Airas từ Viện Thủy sản và sinh vật biển đại học Bergen Nauy nghiên cứu

để tài phân tích Cu, Zn, Ag, As, Hg, Cd trong loài vẹm xanh Mytilus edulis và nhận

thấy rằng loài này có sự tích lũy kim loại nặng trong mô cơ thể với hàm lượng tích lũy Cu: 1,2 - 4,2 mg/kg, Zn: 23 - 5I mg/kg va Pb: 1,0 - 1,7 mg/kg trong luong tuoi [34] lon Böhlmark (2003) sử dụng loài Ngao dầu Meretrix meretrix L để đánh giá

ô nhiễm kim loại nặng tại vịnh Maputo - Thụy Điển [30]

Ở Việt Nam: Những nghiên cứu về sử dụng DVHMV lam chi thi sinh học cho

sự ô nhiễm KLĐ còn khá hạn chế Trong những năm gần đây, ở Việt Nam đã có nhiều

nhà khoa học thực hiện các để tài nghiên cứu về đánh giá hàm lượng KLĐ và khả

năng hấp thu KLĐ của ĐVHMV

Phạm Kim Phượng (2008) [13] đã tiến hành nghiên cứu khả năng hấp thu, đào

thải và sự chuyển đổi dạng hóa học sau khi hấp thu của các kim loại As, Cd, Pb trên

loài Nghêu (M.lyrata) Công trình nghiên cứu đã làm sáng tỏ được mức độ hấp thu

và đào thải của Nghêu đối với từng kim loại (khả năng hấp thu: Cd > Pb > As; khả năng đào thai: As > Pb > Cd), kha nang hap thu của Cd khi tổn tại ở các đạng phức khác nhau như CáC1;, Cd-EDTA, Cd-Humic (khả năng hấp thu: CáCl› > Cd-Humic

> Cd-EDTA) Bên cạnh đó, các dạng tổn tại của kim loại sau khi được Nghêu hấp

thu vào cơ thể cũng được tác giả xác định (các hợp chất methyl arsen, metalloothionein-Cd và chì phosphat)

10

Ngô Văn Tứ và Nguyễn Kim Quốc Việt (2009), đã nghiên cứu về hàm lượng

Pb, Cd, Zn trong Vem xanh (Pera viridis) 6 dam Lăng Cô - Thừa Thiên Huế Kết

quả cho thấy, hàm lượng trung bình của Pb, Cd và Zn (mg/kg tươi) trong Vẹm xanh tương ứng là 0,22 + 0,19 đến 0,67 + 0,52; 0,06 + 0,04 đến 0,14 + 0,10 và 22,9 + 10,6 đến 33,2 + 16,9 và các hàm lượng đó của Pb và Cd đều thấp hơn mức cho phép theo

quy định của Châu Âu, Australia - New Zealand và tiêu chuẩn Việt Nam [18]

Nghiên cứu về hàm lượng các kim loại độc ở vùng cửa sông và ven bờ biển

của Việt Nam, Lưu Đức Hải và Nguyễn Chu Hồi cho rằng, hàm lượng kim loại độc

trong trầm tích đang ở mức ngưỡng ô nhiễm và đã có sự tích lũy kim loại độc trong các sản phẩm thủy sản đánh bắt và nuôi trồng trong các vùng đó; Nồng độ kim loại độc trong ÐĐVHMV vùng cửa sông và biên ven bờ đang ở mức độ cao, các kim loại

như Cu, Pb đã vượt giới hạn cho phép trong thực phẩm Bên cạnh đó, sự xuất hiện

các biểu hiện bệnh lý đối với sức khỏe của người đân sống trong vùng có nồng độ

kim loại độc cao với các triệu chứng như nhiễm độc Pb, bệnh thần kinh [9]

Năm 2006, Đặng Thúy Bình, Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Thị Thu Nga, Trường Đại học Nha Trang đã nghiên cứu sự tích lũy kim loại độc trong Ốc Hương

và một số đối tượng thuy san (Vem, Hai S4m, Rong) va cho rang, có sự tích lũy kim

loại độc theo thời gian trong các đối tượng thủy sản nghiên cứu [4]

Nghiên cứu về hàm lượng kim loại độc trong Nghêu Lụa (Paphia undulata) 6 vùng ven biển Bình Thuận năm 2005, Dương Ngọc Kiểm cho rằng, hàm lượng các

kim loại độc Cu, Cr, Pb, Zn, Cd, As, Hg trong Nghêu Lụa không vượt quá giới hạn cho phép về vệ sinh an toàn thực phẩm của một số nước như Australia, Canada, Malaysia, Hồng Kông, Nhật Bản, Anh [12]

Năm 2014, Phạm Anh Tú đã nghiên cứu và đánh giá hàm lượng kim loại độc

Cu, Zn, Pb và Cd trong Hàu, Sò huyết, Xia/Ngao dầu ở khu vực đầm Thị Nại - tỉnh

Bình Định thỏa mãn yêu cầu giới hạn cho phép về vệ sinh an toàn thực phẩm theo

Quy chuân Kỹ thuật Quốc gia của Bộ Y tế (QCVN 8 - 2:2011/BYT) và Quy định của

FAO (năm 2005) Riêng hàm lượng Zn trong Hàu ở khu vực Vĩnh Quang vượt mức cho phép so với Quy định của FAO năm 2005 [1] Ngoài các nghiên cứu trên, còn nhiều nghiên cứu đánh giá hàm lượng các KLĐ tích lũy trong các loài ÐVHMV khác

11

nhau và đánh giá rủi ro của các KLĐ trong ÐĐVHMV đến sức khỏe người tiêu thụ Song, chưa có bất kì nghiên cứu nào về xác định hàm lượng các KLĐ trong Xa và Hàu đang tiêu thụ đánh giá rủi ro sức khỏe đối với người tiêu dùng ở thành phố Quy

Nhơn, tỉnh Bình Định

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LƯỢNG VÉT CÁC KIM LOẠI ĐỘC

Các kim loại độc Cu, Zn, Cr, Ni, Pb, Cd va As throng tổn tai trong môi trường

ở lượng vết hoặc siêu vết trong DVHMV Vi vay, để xác định được chúng, cần phải

có những phương pháp phân tích có độ nhạy cao (hay có giới hạn phát hiện thấp) Hiện nay, có nhiều phương pháp khác nhau đề phân tích KLĐ như: chuẩn độ, kết tủa, điện hóa, sắc ký ion, phổ huỳnh quang tia X, phổ kích hoạt nơtron, phổ hấp thu nguyên tử, phố phát xạ nguyên tử, khối phổ, Tuy nhiên, để phân tích các KLĐ ở hàm lượng vết và siêu vết thì chỉ có nhóm các kỹ thuật thuộc phương pháp phô hấp thu nguyên tử và phương pháp các phương pháp phân tích điện hóa, chủ yếu là phương pháp von-ampe hòa tan anot mới đáp ứng được

1.3.1 Phương pháp von-ampe hòa tan anot

Phương pháp von-ampe hòa tan anot (ASV) với các loại điện cực làm việc

khác nhau đã được đùng khá phô biến trên thế giới để xác định riêng hoặc đồng thời

lượng vết các KLĐ trong các đối tượng sinh hoá, môi trường, thực phẩm Phương pháp von-ampe hòa tan anot xung vi phan (DP-ASV) với điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE) đã được thừa nhận là phương pháp chuẩn để phân tích đồng thời các Me trong các mẫu môi trường, trong đó có mẫu trầm tích [49] Dưới đây, sẽ giới thiệu nguyên tắc của phương pháp ASV dùng điện cực HMDE

Nguyên tắc của phương pháp von-ampe hòa tan anot [51], [52]

Quá trình phân tích theo phương pháp von-ampe hòa tan anot (ASV) gồm hai giai đoạn: giai đoạn làm giàu và giai đoạn hòa tan kim loại cần phân tích Phương pháp

này sử dụng tế bào điện hoá (hay bình điện phân) gồm 3 điện cực: điện cực làm việc (HMDE); điện cực so sánh (RE - Reference Electrode), thường dùng điện cực bạc - bạc clorua bão hoà (Ag/AgCl/KClu) và điện cực phụ trợ (CE - Counter Electrode hoặc

AE - Auxiliary Electrode), thuong la dién cuc Pt

12

- Giai đoạn lam giau: KL dugc lam giau trén bề mặt điện cực HMDE ở một thế và

thời gian xác định, phản ứng điện hoá:

Me*t + ne Quá trình catot Me/HMDE

- Giai đoạn hòa tan: Hòa tan KL khỏi bề mặt điện cực HMDE bằng cách quét thế

tuyến tính theo chiều anot (quét đương dần) và ghi tín hiệu hòa tan bằng kỹ thuật von- ampe xung vi phân (DP) hoặc von-ampe sóng vuông (SqW)

Ở giai đoạn này, trong dung dịch xây ra phản ứng điện hoá:

Me/HMDE -—ne —°“”” "#Ở š Me"!

Đường von-ampe hòa tan thu được có dạng đỉnh (peak) Trong điều kiện thí

nghiệm xác định, thế đỉnh (E;) đặc trưng cho bản chất điện hóa của kim loại cần phân tích và do đó, dựa vào Ep có thể phân tích định tính I; tỉ lệ thuận với nồng do KL trong

dung dịch phân tích (C) theo phương trình: I, = kC; trong dé k 1a hé sé ti lé

Với nguyên tắc trên, phương pháp ASV có thể xác định đồng thời nhiều ion kim loại trong cùng một dung dịch phân tích Trong trường hợp đó, đường von-ampe

hòa tan sẽ xuất hiện nhiều đỉnh ở các thế đỉnh khác nhau và độ lớn mỗi đỉnh tỉ lệ với

nông độ của ion kim loại tương ứng có mặt trong dung dịch phân tích

1.3.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Đề xác định các KL theo phương pháp AAS, trước hết kim loại cần phân tích trong mẫu phải được nguyên tử hóa bằng một trong các kỹ thuật sau: ngọn lửa (ŒF-

AAS), lo graphit (GF-AAS) hay nhiệt điện (ET-AAS), Kỹ thuật tạo khí Hydrua

(HVG-AAS), rồi chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng (1) thích hợp đi qua đám hơi nguyên tử đó và đo sự suy giảm cường độ bức xạ điện từ do hơi nguyên tử hấp thu

dé nó chuyên từ trạng thái co bản sang trang thái kích hoạt Xác định nồng độ kim loại theo phương pháp đường chuẩn hoặc phương pháp thêm chuẩn Phương pháp GF-AAS, HVG-AAS đạt được LOD thấp hơn so với phương pháp F-AAS khi phân tích cac kim loai (Bang 1.1)

13

Bang 1.1 Xac dinh Cu, Zn, Cr, Ni, Cd, Pb va As theo phuong phap AAS [40], [41]

| Phương pháp phân Bước sóng - À Khoảng nồng Giới hạn

tich (nm) độ tôi ưu phát hiện F-AAS 0,1 - 2 ppm 0,01 ppm

Trang bị của một máy đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) bao gồm các phần cơ bản sau (hình 1.4):

1/ Nguồn bức xạ: Đèn catôt rỗng (HCL) hay đèn phóng điện không điện cực

(EDL) hoặc nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điệu;

2/ Hệ thống nguyên tử hoá mẫu: ngọn lửa, lò graphit, bộ tạo hơi hydrua, bộ

hóa hơi lạnh;

3/ Hệ đơn sắc;

14

4/ Detector: Tế bào quang điện, nhân quang điện, diot mảng:

5/ BO ghi, đo tín hiệu: Điện kế có độ nhay cao, máy ghi phô dang píc, bộ ghi

tín hiệu hién sé (digital), ghép nối với máy tính (PC)

Light Source | Sample Cell Specific Light Measurement

- Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa: Về nguyên tắc, đùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích Trước hết, mẫu được

xử lý về dạng dung dịch, sau đó bơm (phun) vào ngọn lửa để nguyên tử hoá mẫu Quá trình nguyên tử hoá mẫu trong ngọn lửa xảy ra theo hai bước kế tiếp nhau

Đước 1: Phun dung dịch mẫu thành dạng các hạt nhỏ sương mù cùng với khí mang và khí cháy; dạng này được gọi là các sol khí (aerosol); giai đoạn này được gọi

là giai đoạn aerosol hoá Tốc độ dẫn dung dịch, dẫn khí và kĩ thuật của quá trình này

ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích

Bước 2: Dẫn hỗn hợp aerosol vào ngọn lửa để nguyên tử hoá Khí mang là một trong hai khí của hỗn hợp khí đốt, thường là không khí và axetylen hoặc không khí (hay oxi) và NzO Tác dụng nhiệt của ngọn lửa trước hết là làm khô dung địch mẫu và bay hơi chất hữu cơ (nếu có) Lúc đó mẫu còn lại là các hạt rắn rất nhỏ trong ngọn lửa Tiếp đó là quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá các hạt mẫu khô đó

- Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa (dùng năng lượng điện): Về

15

nguyên tắc, đây là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn 200 - 500 A, tín hiệu hấp thu tăng lên, giảm xuống dưới dạng peak do các nguyên tử tạo thành và khuếch tán ra khỏi lò bởi khí trơ (thường dùng khí Ar)

- Kỹ thuật Hydrua hóa: Về nguyên tắc, đây là quá trình tạo hợp chất hydrua

dạng khí với các nguyên tố (As, Bi, Ge, Pb, Sb, Se, Sn, Te) voi chất khử mạnh là natri

tetrahydroborua (NaBH;) trong môi trường HCI Hợp chất hydrua này sẽ được dẫn đến

tế bào đo bởi dòng khí mang (khí trơ argon) và đo lấy tín hiệu dạng peak

Ngoài các phương pháp quang phổ trên, người ta còn sử đụng các phương pháp khác để xác định các KL như: quang phổ phát xạ nguyên tử (AES), quang phổ huỳnh quang nguyên tử (AFS), quang phổ phát xạ nguyên tử plasma (ICP-AES), phổ khối plasma (ICP-MS), Trong nhiều trường hợp, các phương pháp này có độ nhạy cao (hay LOD thấp), nhưng do chỉ phí thiết bị đắt, nên không được trang bị trong nhiều phòng thí nghiệm phân tích

Cuối cùng cần chú ý rằng, khi nghiên cứu phân tích vết bằng bất kì phương pháp phân tích công cụ nào, phải thường xuyên chú ý đến độ sạch của dụng cụ, nước

cất, hóa chất, môi trường nơi làm việc và đặt máy đo, nhằm loại trừ tới mức thấp

nhất những nguyên nhân gây nhiễm bân hoặc làm mắt chất phân tích, gây ra sai số hệ thống và nhiều khi mắc sai số nghiêm trọng Sự nhiễm bắn và mất chất phân tích cũng

có thể phát sinh trong quá trình chuẩn bị mẫu cho phân tích, chẳng hạn khi xử lý mẫu:

lọc, axit hóa, kiềm hóa, tách chiết, kết tủa, hay phân huỷ mẫu bằng các hỗn hợp axIt, tro hóa khô, Vì vậy, cần hạn chế tới mức tối đa việc đưa nhiều hóa chất vào

mẫu trong giai đoạn phân hủy mẫu Mặt khác, bắt buộc phải tiến hành song song thí nghiệm trắng để hiệu chỉnh kết quả phân tích Thí nghiệm trắng là thí nghiệm được tiến hành hoàn toàn tương tự (từ khâu đầu đến khâu cuối) như khi phân tích mẫu thực

tế, nhưng ở đây mẫu trắng là mẫu được chuẩn bị sao cho có thành phần giống với mẫu thực tế, nhưng không chứa chất phân tích Thông thường, đề phân tích các KLĐ, mẫu trắng được chọn là nước cất 2 lần đã được deion hóa trong phòng thí nghiệm

16

1.4 SO LUGC VE TINH HINH TIEU THU CAC LOAI DVHMV O THANH PHO QUY NHON VA CAC NGHIEN CUU LIEN QUAN

Là thành phố đu lịch, Thành phố Quy Nhơn đa dạng về địa hình; bao gồm đôi núi

(như núi Đen cao 361 m), rừng nguyên sinh (khu vực đèo Cù Mông), biển (đường bờ biển

dài 42 km), sông (sông Hà Thanh, sông Kôn ), đầm (đầm Thị Nại), hồ, ban dao (ban dao

Phương Mai) và đảo (đảo Nhơn Châu - Củ lao xanh) Vùng biên Quy Nhơn có tài nguyên sinh vật biển phong phú với nhiều loại đặc sản quý có giá trị kinh tế cao [53]

Là thành phố ven biên, hải sản và sản phẩm hải sản là nguồn thực phẩm chính yếu

của người đân thành phố với hơn hàng trăm nghìn tấn thủy hải sản được đánh bắt và tiêu

thụ Trong đó, ÐĐVHMV là một trong những thực phâm được yêu thích, được sử dụng nhiều

trừ tôm, cá, và lượng DVHMV tiéu thu ngay càng nhiều khi du khách đến đông nên nguồn khai thác chính ĐVHMV ở Quy Nhơn tại đầm Thị Nại không đủ đáp ứng được nhu cầu

tiêu thụ Chính vì vậy, nhu cầu nhập thêm hài sản (có ÐVHMV) từ một số địa phương phía

Nam như Phú Yên, Khánh Hòa và phía Bắc như Quảng Ngãi, Quảng Nam là thiết yếu dé

cung cấp cho nhà hàng, khách sạn, quán ăn Ở Quy Nhơn có khoảng 20 chợ, trong đó có

khoảng 5 chợ lớn: Chợ Khu Sáu, Chợ Đầm, chợ Khu Hai, Chợ Quan Trần, chợ Tháp Đôi

Các chợ lớn này là nguồn cung cấp chính các ÐĐVHMV cho các khách hàng ở thành phố Quy Nhơn

Trước tình hình sử dụng DVHMV làm thực phẩm ngày càng phổ biến nhưng các cơ quan y tế địa phương hay sở Tài nguyên- Môi trường chỉ quan trắc và phân tích mẫu nước với một số chỉ tiêu hóa lý và vi sinh cơ bản theo chương trình hằng năm với tần suất 6

lần/năm Một số luận văn thạc sỹ nghiên cứu về ÐĐVHMV như: H T Hải (năm 2013) đã

nghiên cứu khả năng sử dụng một số loài ĐVHMV để giám sát ô nhiễm kim loại nặng tại

khu vực cửa sông Kôn và đầm Thị Nại tỉnh Bình Định [16] P.N Anh (2014) đã nghiên cứu đánh giá hàm lượng một số kim loại độc trong động vật thân mềm hai mảnh vỏ ở đầm Thị Nai [1], L.C Quéc (2016) Nghiên cứu hàm lượng Zn, Cd, Hg, Pb trong Hàu ở khu vực

Đầm Đề Gi huyện Phù Cát tỉnh Bình Định [14] Nói chung, các nghiên cứu xác định mức

tích lũy các KLĐ trong ĐVHMV được tiêu thụ ở Quy Nhơn con rất hạn chế và do Vậy, các

nghiên cứu liên quan đến điều đó là cần thiết, không chỉ cung cấp thông tin cho quản lý môi trường, mà còn cho ngành y tế địa phương nhằm giảm rủi ro sức khỏe cộng đồng

17

CHUONG 2 NOI DUNG VA PHUONG PHAP NGHIEN CUU

2.1 NOI DUNG NGHIEN CUU

Đề đạt được mục đích đặt ra của dé tài, các nội dung nghiên cứu bao gồm: 1) Xây dựng đường chuẩn để định lượng 7 kim loại độc (Cu, Zn, Cr, Ni, Pb,

Cd và As) khi phân tích theo phương pháp quang phô hấp thụ nguyên tử (AAS)

2) Kiểm soát chất lượng phương pháp phân tich (AAS) qua độ lặp lại, độ đúng, giới hạn phát hiện (LOD) và khoảng tuyến tinh;

3) Lấy mẫu và phân tích các kim loại độc (Cu, Zn, Cr, Ni, Pb, Cd và As) trong

hai loài ĐVHMV (Hau, Xia/Ngao dau) tại 3 chợ lớn ở thành phố Quy Nhơn, tỉnh

Bình Định;

4) Đánh giá mức tích lũy các kim loại độc trong các loài ĐVHMV khảo sát

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Đỗ tượng nghiên cứu của đề tài là một số kim loại

độc trong hai loài ĐVHMV (Hàu và Xia) đang tiêu thụ phô biến ở một số chợ lớn thuộc thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định

- Phạm vi nghiên cứu: Hai loài ĐVHMV đang tiêu thụ ở 3 chợ lớn (chợ Đầm,

chợ Tháp Đôi và chợ Khu Sáu) thuộc thành phố Quy Nhơn

Thời gian nghiên cứu: từ tháng 11 năm 2018 đến tháng 4 năm 20 19

2.2.2 Chuẩn bị mẫu cho phân tích

2.2.21 Vitri lấy mẫu và loại mẫu

Tiến hành lay mau 2 loai DVHMV (Xia va Hau) trong hai đợt ở 3 chợ lớn (chợ Đầm, chợ Tháp Đôi và chợ Khu Sáu) thuộc thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định:

- Đợt 1: ngày 2 — 4/12/2018; Trời quang; Nhiệt độ không khí 30 °C;

- Dot 2: ngay 2 — 4/4/2019; Trời quang; Nhiệt độ không khi 32 °C

18

Các thông tin về mẫu và vị trí lầy mẫu được nêu ở bảng 2.1 Cac vi tri lay mau

được chỉ ra ở hình 2 l1

Bang 2.1 Thông tin về mẫu và kí hiệu mẫu ©

1 Cho Dam (viét tat la CD) `

X-CD1, X-CD2 X: Xia (Ngao dau)

- H-TĐI, H-TĐ2 H: Hàu

2 Chợ Tháp Đôi (TĐ)

X-TD1, X-TD2 X: Xia H-KS1, H-KS2 H: Hau

3 Cho Khu Sau (KS)

X-KS1, X-KS2 X: Xia

© Ky hiéu mau 6 day bao gém: Tén

thứ tự chỉ dot lay mau (1: dot 1, 2: dot 2)

loài ĐVHMV, tên chợ lay mẫu, kèm theo số

Hình 2.1 Cac vi tri lay mau DVHMV 6 thanh phé Quy Nhon

19

2.2.2.2 Quy cách lấy và bảo quản mẫu

Trong một đợt lấy mẫu, tiến hành lấy mẫu ngẫu nhiên ÐVHMV ở mỗi vị trí lấy mẫu (mỗi chợ) theo quy cách sau: Lấy khoảng 20 - 50 con mỗi loài ĐVHMV

(Hàu hoặc Xa) với các kích thước khác nhau từ 2 — 3 tiểu thương; Tổ hợp lại thành

thành một mẫu/một loài ÐĐVHMV với khối lượng khoảng 2 kg Mẫu được bảo quản lạnh trong bao nilon sạch (đặt trong hộp xốp chứa đá lạnh) và đem về phòng thí nghiệm trong vòng 2 giờ sau khi lấy mẫu Mẫu được phân tích trong vòng 1 -2 ngày

2.2.2.3 Xứ lý mẫu và phân húy mẫu

- Xử ]ý mẫu: Rửa sạch mẫu ÐĐVHMV bằng nước sạch, tách vỏ và lay phan thịt bằng dao titan sạch, rồi rửa phần thịt 3 lần bằng nước khử ion (deionized water) Để

ráo nước ở nhiệt độ phòng, rồi đem cân xác định khối lượng mẫu ban đầu (mẫu ướt)

Đem sấy khô mẫu (phần thịt) ở nhiệt độ 80°C đến khối lượng không đổi (khoảng 24

giờ) Đề nguội đến nhiệt độ phòng và cân mẫu đã sấy khô đề xác định độ âm của mẫu (A %) Đồng nhất hóa mẫu bằng cách nghiền mịn trong cối chày sứ Bảo quản mẫu trong bao PE (polyetylen) sạch ở nhiệt độ -20 °C cho đến khi phân tích (đây là mẫu đầu cho phân tích các kim loại độc trong DVHMV)

- Phân hủy mẫu: Đề xác định hàm lượng các KLĐ trong thị ĐVHMV, tiến

hành phân hủy mẫu theo phương pháp của Cục quản lý Thực phẩm và Dược phâm

My (FDA-EAM - Food and Drug Administration - Elemental Analysis Manual) method 4.7: 250 mg mau thit ÐĐVHMV (mẫu đầu cho phân tích) được đun phân hủy trong 8 mL HNOa 65% va 1 mL H2O2 30% trong bình teflon (dat trong lo vi song) theo chuong trinh: i) nang nhiét độ đến 200°C trong 25 phút; ii) giữ ở 200°C trong

15 phút; 11) giảm nhiệt độ đến 50°C Hàm lượng KLĐ trong thị ĐVHMV được xác

định bằng phương pháp AAS và được tính theo khối lượng khô và khối lượng ướt

Mẫu trắng được chuẩn bị theo cách tương tự như đối với mẫu thực tế (thi

ĐVHMV) và được chuẩn bị từ nước khử ion (0,25 mL)

2.2.3 Phương pháp phân tích

Phân tích Cu, Zn bằng phương pháp quang phố hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và phân tích Cr, Ni, Pb, Cd bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên

20

tử không ngọn lửa (GF-AAS) Phân tích As bằng phương pháp F-AAS kết hợp với

hệ hydrua hóa Các điều kiện thí nghiệm thích hợp đề xác định các KLĐ theo phương pháp AAS được nêu ở bảng 2.2 và bảng 2.3

kết hợp kỹ thuật hydrua hóa? Bảng 2.2 Các điều kiện đo Cu, Zn và As bằng phương pháp F-AAS, F-AAS

5 | Khí sử dụng Argon Argon Argon Argon

6_ | Nhiệt độ nguyên tử hóa (°C) 2300 2500 2000 2000

7 | Nhiệt độ làm sạch lò (°%C) 2500 2500 2500 2400

21

- Đối với Cu và Zn (xác định theo phương pháp F-AAS):

Trong do, m: khối lượng mẫu (th ĐVHMV khô), gam; Vạm : thể tích bình định mức chứa dung dịch mau, mL; Co: nồng độ kim loại trong mẫu trắng, mg/L;

C: nồng độ kim loại trong dung dich mau, mg/L;

- Đối với Cr, Ni, Pb và Cd (xác định theo phương pháp GF-AAS$) va As (xác định theo phương pháp F-AAS kết hợp với kỹ thuật hydrua hóa):

(Cc ~~ Co) x Vam

X (ug/Kgkho) = TT" (2.2) Trong đó: m, Vam, Co va C như ở (2.1): đơn vị đo Co và C ở day 1a ug/L

- Tính chuyên hàm lượng kim loại trong mẫu từ khối lượng khô (X) thành khối lượng ướt (Y) theo công thức (2.3):

Y (mg/kg ướt) = X (mg/kg khô)/K (2.3) Trong đó, X: Hàm lượng kim loại (mg/kg khô đối với Cu và Zn; ug/kg khô

đối với Cr, Ni, Pb, Cá và As); K: Hệ số kiệt = 100/(100 — A), voi A là độ âm của mau (%)

22

2.2.4 Phương pháp kiểm soát chất lượng của phương pháp phân tích

- Khoảng huyễn tính được đánh giá qua hệ số tương quan (R) hoặc hệ số xác định (R?) giữa độ hấp thụ quang (A) và nồng độ kim loại (C)

- Giới hạn phát hiện (LOD) của phương pháp được xác định theo quy tic “30”

Có nhiều cách xác định LOD, song một trong những phương pháp thường được dùng

là xác định LOD là dựa vào hồi quy tuyến tính [31] [34]:

Trong đó, Sy là độ lệch chuẩn của tín hiệu đo y (trên trục tung), chính là độ

hấp thu quang A; Sy = [E (vi — Yi)2/(n — 2)]U?: y¡ và Y¡ tương ứng là các giá trị thực

nghiệm và giá trị lý thuyết của y (hay Yi là giá trị của y trên đường hồi quy tuyến tính); b là độ dốc của đường hồi quy tuyến tính

- Giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp được xác định theo công thức:

LOQ = @ - 4)xLOD (2.5)

- Độ lặp lai duoc danh gia qua d6 1éch chun trong d6i (RSD, %) khi phan

tích mẫu thực tế n lần và so sánh với độ lệch chuẩn tương đối tính theo phương trình Horwitz (ký hiệu là RSDw) Phương pháp phân tích đạt được độ lặp lại tốt (hay thỏa mãn yêu cầu) khi RSD < 1⁄2 RSDu [31] [34]:

một mẫu, rồi phân tích được kết quả là xị; thêm chuẩn vào mẫu đó (nồng độ thêm

chuẩn là xo, dung dịch chuân được pha từ hóa chất tinh khiết ở phòng thí nghiệm),

rồi lại phân tích mẫu đã được thêm chuẩn, được kết quả Xa;

23