ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********** BÙI THỊ BÍCH NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TÍCH LŨY MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG CÁ CHÉP CYPRINUS CARPIO NUÔI TẠI TRẠI QUANG TRU
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
**********
BÙI THỊ BÍCH
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TÍCH LŨY MỘT SỐ KIM LOẠI TRONG CÁ CHÉP (CYPRINUS CARPIO) NUÔI TẠI TRẠI QUANG TRUNG, TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG
NGHIỆP HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2015
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
**********
BÙI THỊ BÍCH
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TÍCH LŨY MỘT SỐ KIM LOẠI
TRONG CÁ CHÉP (CYPRINUS CARPIO) NUÔI TẠI TRẠI
QUANG TRUNG, TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH
MÃ SỐ: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ ĐỨC LỢI
Trang 3
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả đƣa ra trong luận văn này là trung thực và chƣa từng công bố trong bất kỳ công trình nào
Hà Nội, tháng 01 năm 2015
Tác giả
Bùi Thị Bích
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn thạc sỹ này, không chỉ bằng sự cố gắng hết mình của bản thân mà tôi còn nhận được sự ủng h ộ, giúp đỡ nhiệt tình từ phía Vi ện, nhà trường, thầy cô, gia đình và bạn bè
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thàn h tới các cán b ộ trong Phòng phân tích - Viện Hóa học, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam Đặc biệt, tôi xin được bày tỏ lòng biết sâu sắc tới TS Vũ Đức Lợi, người đã tận tình chỉ bảo , hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiê ̣n đề tài
Qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo Khoa Chăn nuôi và Nuôi trồng Thủy sản, ĐH Nông nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ tôi rất nhiệt tình trong quá trình thực hiện đề tài
Tôi cũng xin gửi lời biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã luôn ở bên động viên và tạo điều kiê ̣n giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành đề tài
Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 01 năm 2015
Học viên
Bùi Thị Bích
Trang 5MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC HÌNH ix
MỞ ĐẦU 10
Chương 1: TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined.
1.1 Những nghiên cứu liên quan đến đề tài Error! Bookmark not defined.
1.1.1 Trên thế giới Error! Bookmark not defined.
1.1.2 Ở Việt nam Error! Bookmark not defined.
1.2 Cá chép và sự tích lũy kim loại trong cá Error! Bookmark not defined.
1.2.1 Một số đặc điểm sinh học của cá chép Error! Bookmark not defined.
1.2.2 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào cá [49]Error! Bookmark not defined.
1.3 Giới thiệu về kim loại nặng Error! Bookmark not defined.
1.3.1 Kim loại Đồng [10, 21, 25, 35] Error! Bookmark not defined.
1.3.2 Kim loại Kẽm [10, 21, 25,, 33, 38] Error! Bookmark not defined.
1.3.3 Kim loại Chì Error! Bookmark not defined.
1.3.4 Kim loại Cadimi Error! Bookmark not defined.
1.4 Một số phương pháp hiện đại để phân tích lượng vết các ion kim loại
nặng Error! Bookmark not defined.
1.4.1 Các phương pháp điện hóa [7] Error! Bookmark not defined.
1.4.2 Phương pháp phổ khối lượng sử dụng nguồn cảm ứng cao tần ICP – MS [13]Error! Bookmark not defined 1.4.3 Các phương pháp quang phổ Error! Bookmark not defined.
1.5 Giới hạn cho phép của kim loại trong nước, trầm tích, cá chépError! Bookmark not defined.
1.6 Mức độ tích lũy lũy sinh học của các kim loại trong cá [52]Error! Bookmark not defined.
1.7 Khu vực nghiên cứu [2] Error! Bookmark not defined.
Trang 6Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not defined 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.2 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.3 Trang thiết bị, hóa chất Error! Bookmark not defined.
2.3.1 Thiết bị, dụng cụ Error! Bookmark not defined.
2.3.2 Hóa chất Error! Bookmark not defined.
2.4 Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.5 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.5.1 Vị trí lấy mẫu Error! Bookmark not defined.
2.5.2 Phương pháp lấy mẫu Error! Bookmark not defined.
2.6 Tiến hành thực nghiệm Error! Bookmark not defined.
2.6.1 Tiền xử lí mẫu Error! Bookmark not defined.
2.6.2 Quy trình phân tích hàm lượng kim loại Error! Bookmark not defined.
2.7 Tối ưu hóa các điều điều kiện đo phổ AAS của Cu, Pb, Zn, Cd và đánh
giá phương pháp Error! Bookmark not defined.
2.7.1 Tối ưu hóa các điều kiện đo phổ AAS của Cu, Pb, Zn, CdError! Bookmark not defined 2.7.2 Xây dựng đường chuẩn Error! Bookmark not defined.
2.7.3 Đánh giá phương pháp [24] Error! Bookmark not defined.
2.8 Xử lí số liệu thực nghiệm Error! Bookmark not defined.
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined.
3.1 Các điều kiện đo phổ AAS của Cu, Pb, Zn và CdError! Bookmark not defined.
3.2 Xây dựng đường chuẩn xác định Cu, Pb, Zn và CdError! Bookmark not defined.
3.3 Đánh giá phương pháp Error! Bookmark not defined.
3.4 Kết quả phân tích hàm lượng các kim loại Cu, Zn, Pb, Cd trong mẫu
nước, trầm tích, thức ăn và các bộ phận của cá chép.Error! Bookmark not defined 3.4.1 Hàm lượng kim loại trong mẫu nước Error! Bookmark not defined.
3.4.3 Hàm lượng kim loai trong mẫu thức ăn Error! Bookmark not defined.
3.4.4 Hàm lượng kim loại trong mẫu cá Error! Bookmark not defined.
Trang 73.5 Ảnh hưởng của các môi trường chứa kim loại nặng lên hệ số tích tụ sinh
học của các mô cá chép Error! Bookmark not defined.
3.6 Mối tương quan về sự tích lũy của từng kim loại giữa các bộ phận của
cá Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 11
Trang 8DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAS
AES
Cd
: Atomic Absorption Spectrometry : Atomic Emission Spectrometry : Cadimi
Cu
EC
GF
: Đồng : European Commission : Graphit Furnace
GHCP : Giới hạn cho phép
HCL
F
: Hollow cathode lamp : Flame
LOD
LOQ
: Giới hạn phát hiện : Giới hạn định lượng
Pb : Chì
QCVN
RSD
SD
: Quy chuẩn Việt Nam : Độ lệch chuẩn tương đối : Độ lệch chuẩn
TB : Trung bình
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
WHO : Tổ chức y tế thế giới
Zn : Kẽm
Trang 9DANH MỤC BẢNG
Trang Bảng 1.1: Quy định giá trị giới hạn các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd trong nước (mg/l)Error! Bookmark not defined Bảng 1.2: Quy định giá trị giới hạn các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd trong trầm tíchError! Bookmark not defined.
theo khối lượng khô (mg/kg) Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.3: Quy định giá trị giới hạn các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd trong cáError! Bookmark not defined.
theo khối lượng ướt (mg/kg) Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.1: Các điều kiện đo phổ F-AAS của Cu và Zn 39
Bảng 3.2: Các điều kiện đo phổ GF-AAS của Cu, Zn, Pb và CdError! Bookmark not defined.0
Bảng 3.3: Chương trình hóa nhiệt độ cho lò graphit của Cu, Zn, Pb và CdError! Bookmark not defined.1
Bảng 3.4: Kết quả đo độ hấp thụ của kim loại Cu Error! Bookmark not defined.2
Bảng 3.5: Kết quả đo độ hấp thụ của kim loại Zn Error! Bookmark not defined.2
Bảng 3.6: Kết quả đo độ hấp thụ của kim loại Pb Error! Bookmark not defined.3
Bảng 3.7: Kết quả đo độ hấp thụ của kim loại Cd Error! Bookmark not defined.3
Bảng 3.8: Xác định LOD, LOQ và độ chụm của phương pháp khi phân tíchError! Bookmark not defined.4
kim loại Cu Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.9: Xác định LOD, LOQ và độ chụm của phương pháp khi phân tíchError! Bookmark not defined.4
kim loại Zn Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.10: Xác định LOD, LOQ và độ chụm của phương pháp khi phân tíchError! Bookmark not defined.5
kim loại Pb Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.11: Xác định LOD, LOQ và độ chụm của phương pháp khiError! Bookmark not defined.5
phân tích kim loại Cd Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.12: Độ đúng của phương pháp khi phân tích kim loại CuError! Bookmark not defined.6
Bảng 3.13: Độ đúng của phương pháp khi phân tích kim loại ZnError! Bookmark not defined.6
Bảng 3.14: Độ đúng của phương pháp khi phân tích kim loại PbError! Bookmark not defined.7
Bảng 3.15: Độ đúng của phương pháp khi phân tích kim loại CdError! Bookmark not defined.7
Bảng 3.16: Kết quả phân tích Cu, Zn, Pb và Cd trong mẫu chuẩn DORM-3Error! Bookmark not defined.8
Bảng 3.17: Hàm lượng kim loại tổng số trong nước qua 3 đợt lấy mẫu (µg/l) 49
Bảng 3.18: Hàm lượng tổng của kim loại trong trầm tích qua 3 đợt lấy mẫu (mg/kg)Error! Bookmark not defined.1
Trang 10Bảng 3.19: Hàm lượng các kim loại nặng dạng trao đổi trong trầm tích qua 3 đợt
nghiên cứu (mg/kg) Error! Bookmark not defined.4
Bảng 3.20: Hàm lượng kim loại trong thức ăn qua 3 đợt lấy mẫu (mg/kg khô)Error! Bookmark not defined.6
Bảng 3.21: Hàm lượng kim loại tổng số trong cơ cá qua 3 đợt lấy mẫu (mg/kg khô)Error! Bookmark not defined.8
Bảng 3.22: Hàm lượng kim loại tổng số trong gan cá qua 3 đợt lấy mẫu (mg/kg
khô) Error! Bookmark not defined.1
Bảng 3.23: Hàm lượng kim loại tổng số trong ruột cá qua 3 đợt lấy mẫu (mg/kg
khô) Error! Bookmark not defined.3
Bảng 3.24 : Hàm lượng kim loại tổng số trong mang cá qua 3 đợt lấy mẫuError! Bookmark not defined.6
Bảng 3.25: Hệ số tích lũy kim loại (BSAF) trong trầm tích, (BCF) trong nước và
thức ăn đối với các cơ quan của cá qua 3 đợt lấy mẫu……… 72
Bảng 3.26: Hệ số tương quan về sự tích lũy kim loại giữa các bộ phận của cáError! Bookmark not defined.4
Trang 11DANH MỤC HÌNH
Trang Hình 1.1: Hình ảnh về cá chép Error! Bookmark not defined.
Hình 1.2: Cấu tạo của cá chép Error! Bookmark not defined.
Hình 1.3: Quá trình tích lũy kim loại trong cá Error! Bookmark not defined.
Hình 1.4: Hệ thống máy AAS Error! Bookmark not defined.3
Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu Error! Bookmark not defined.3
Hình 3.1: Đường chuẩn của Cu Error! Bookmark not defined.3
Hình 3.2: Đường chuẩn của Zn Error! Bookmark not defined.3
Hình 3.3: Đường chuẩn của Pb Error! Bookmark not defined.3
Hình 3.4: Đường chuẩn của Cd Error! Bookmark not defined.3
Hình 3.5: Hàm lượng kim loại trong nước qua 3 đợt lấy mẫuError! Bookmark not defined.0
Hình 3.6: Hàm lượng kim loại tổng số trong trầm tích qua 3 đợt lấy mẫu.Error! Bookmark not defined.2
Hình 3.7: Hàm lượng kim loại trong trầm tích dạng trao đổi qua 3 đợt lấy
mẫu Error! Bookmark not defined.5
Hình 3.8: Hàm lượng kim loại trong thức ăn ba đợt lấy mẫuError! Bookmark not defined.7
Hình 3.9: Hàm lượng kim loại trong cơ cá qua 3 đợt lấy mẫu 59
Hình 3.10: Hàm lượng kim loại trong gan cá qua 3 đợt lấy mẫu.Error! Bookmark not defined.2
Hình 3.11: Hàm lượng kim loại trong ruột cá qua 3 đợt lấy mẫu.Error! Bookmark not defined.4
Hình 3.12: Hàm lượng kim loại trong mang cá qua 3 đợt lấy mẫuError! Bookmark not defined.5
Trang 12MỞ ĐẦU
Hiện nay, khi mức sống của người dân từng bước được nâng cao thì vệ sinh
an toàn thực phẩm đang trở thành vấn đề được quan tâm của toàn xã hội Đặc biệt, khi Việt Nam gia nhập WTO thì đây là một thách thức to lớn
Vấn đề vệ sinh, an toàn thực phẩm nói chung và vệ sinh, an toàn thực phẩm thủy sản nói riêng đang là mối quan tâm to lớn đối với các nhà sản xuất thực phẩm
và người tiêu dùng trong, ngoài nước Các thành phần gây không an toàn và vệ sinh cho người sử dụng thực phẩm rất đa dạng, trong đó có thành phần các kim loại nặng Nhiều nghiên cứu cho thấy, các kim loại nặng là một trong những nguồn gây
ô nhiễm cho môi trường, có khả năng tích lũy cao và gây độc cho hầu hết các sinh vật trên cạn, dưới nước, trong đó có cả con người Các kim loại nặng trong môi trường được đưa vào thực phẩm qua chuỗi thức ăn và tích lũy ở các mô cơ, xương, tim, bộ phận sinh dục, cơ quan tiêu hóa của các động vật thủy sản [8]
Trong những năm gần đây, ngành thủy sản Việt Nam đã có những bước phát triển đáng ghi nhận không những đáp ứng được thị trường trong nước mà còn trở thành ngành hàng xuất khẩu chủ lực Mặc dù chất lượng vệ sinh an toàn cho hàng thủy sản đã có những bước cải thiện đáng kể, nhưng vấn đề ô nhiễm, dư lượng kháng sinh, kim loại nặng vẫn còn là vấn đề cần quan tâm, đặc biệt sản phẩm phục
vụ tiêu dùng nội địa Nguyên nhân của tình trạng trên là do chưa có chỉ đạo thống nhất cho nuôi trồng thủy sản, mà chủ yếu là phát triển tự phát, quy mô vừa và nhỏ, các ao nuôi chưa có ao xử lý nước nuôi và nước thải Chính vì vậy trong thời gian qua hiện tượng để ô nhiễm môi trường nuôi do con người tạo ra từ nguồn nước thải công nghiệp, sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, nước thải chăn nuôi làm cho thủy
sản bị nhiễm bệnh, nhiễm hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật, kim loại nặng Trong
điều kiện đó, cùng với sự thiếu hiểu biết, ý thức cộng đồng kém nên việc cho thêm một số kim loại quá mức cho phép vào thức ăn chăn nuôi công nghiệp của vật nuôi nhằm phòng bệnh và tăng khả năng tiêu hóa cũng được xem là yếu tố gây nên sự ô nhiễm kim loại nặng cho môi trường cần được quan tâm
Trang 13TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
1 Lê Huy Bá (2006), Độc học Môi trường cơ bản, tái bản lần thứ 2, Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia, TP Hồ Chí Minh
2 Vũ Thị Bình (2002), Đánh giá đất đai phục vụ định hướng quy hoạch nâng cao
hiệu quả sử dụng đất nông nghiệp huyện Gia Lâm vùng đồng bằng sông Hồng,
Luận văn thạc sĩ khoa học Nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp I
3 Bộ Y tế (2007), Giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm,
Quyết định số 46/2007/QĐ-BYT ngày 19 tháng 12 năm 2007 của Bộ trưởng Bộ Y tế
4 Huỳnh Trường Giang , Kim loại nặng trong môi trường và những tác động đối
với động vật thủy sản, Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ.
5 Vũ Huy Giảng (2006), Dinh dưỡng và thức ăn thủy sản, NXB Nông nghiệp, Hà
Nội
6 Nguyễn Đình Hảo và Ngô Sỹ Vân (2000), Cá nước ngọt Việt Nam tập 1, NXB
Nông nghiệp, Hà Nội
7 Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2003),
Hóa học phân tích phần 2: Các phương pháp phân tích công cụ, NXB Đại học
Quốc Gia, Hà Nội
8 Nguyễn Phước Hòa (2012), “Kết quả nghiên cứu về hàm lượng và khả năng xử
lí kim loại nặng nước thải công nghiệp chế biến thủy sản trên Aerorank”, Tạp
chí Khoa học và Công nghệ biển, 54(2), tr 11 – 18
9 Xuân Kỳ (2009), Xử lý ô nhiễm môi trường, phát triển bền vững nông nghiệp,
nông thôn, Báo Nhân Dân, 08/03/2009
10 Hoàng Nhâm (2003), hóa vô cơ, tập 3, NXB Giáo dục
Trang 1411 Phan Thị Ngà và cộng sự (2012), Nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại
nặng trong hồ công viên 29/3 – TP Đà Nẵng, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh
viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8, Đại học Đà Nẵng
12 Vũ Đức Lợi, Nguyễn Thanh Nga, Trịnh Anh Đức, Phạm Gia Môn, Trịnh Hồng Quân, Dương Tuấn Hưng, Trần Thị Lệ Chi và Dương Thị Tú Anh (2010),
“Phân tích dạng một số kim loại nặng trong trầm tích thuộc lưu vực sông Nhuệ
và Đáy”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và sinh học, tập 15, tr 26
13 Phạm Luận (2000), Giáo trình phương pháp phân tích phổ khối nguyên tử ICP
– MS, Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
14 Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học
Quốc gia, Hà Nội
15 Dương Quang Phùng và cộng sự (2007), “Nghiên cứu quy trình phân tích, đánh
giá hàm lượng độc tố in kim loại nặng (Cd2+,
Pb2, Cu2+), các ion dinh dưỡng (NH4+, NO2-, NO3-, PO43-) trong nước hồ nuôi cá ở quận Hoàng Mai Hà Nội và
đề xuất phương pháp xử lí sinh học và hóa học”, Tạp chí phân tích hóa, lý và
sinh học, 12(1)
16 Phạm Kim Phương ( 2007), Nghiên cứu sự tích tụ và tự đào thải kim loại nặng (As,
Cd, Pb), hợp chất hữu cơ gốc clor (PCBs, DDTs, endosulfan) đối với nghêu Meretrix lyrata trưởng thành trong môi trường nuôi nhân tạo, Sở Khoa học và
Công nghệ, Thành phố Hồ Chí Minh
17 Trần Thị Phương (2012), Phân tích và đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong
một số nhóm sinh vật tại hai hồ Trúc Bạch và Thanh Nhàn của Thành phố Hà Nội, Luận văn thạc sỹ khoa học hóa học, Trường Đại học khoa học Tự nhiên,
ĐHQGHN
18 Quy chuẩn Việt Nam (2012), Quy chuẩn quốc gia về chất lượng trầm (National
Technical Regulation on Sediment Quality), QCVN 43: 2012/BTNMT