Nghiên cứu tích lũy kim loại nặng Pb và Cd trong vẹm Perna sp và trầm tích biển Quy Nhơn, Bình Định

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đánh giá sự tích lũy kim loại nặng pb cd trong vẹm perna sp và trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Giáp Văn Dương
• Người hướng dẫn: Bùi Quang Minh
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (Pb, Cd) trong Vẹm (Perna sp.) và trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊU CỨU
• 1.2. TỔNG QUAN VỀ LOÀI VẸM XANH (Perna viridis)
• 1.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG VẬT HAI MẢNH VỎ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÍCH LŨY
• 1.4. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG VẸM VÀ TRẦM TÍCH BIỂN VEN BỜ
• 1.5. NGHIÊN CỨU TẠI VIỆT NAM. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 1.5.2. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.5.3. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT
• 1.5.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5.4.1. Phương pháp tổng hợp tài liệu
• 1.5.4.2. Phương pháp thu thập mẫu và bảo quản
• 1.5.4.3. Xác định hệ số khô kiệt mẫu sinh vật
• 1.5.4.4. Phương pháp xử lý mẫu
• 1.5.5. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
• 2. CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 2.1. KẾT QUẢ TÍNH HỆ SỐ KHÔ KIỆT
• 2.2. ĐÁNH GIÁ ĐỘ LẶP CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
• 2.3. HÀM LƯỢNG Pb, Cd TRONG MẪU TRẦM TÍCH VÀ MẪU VẸM
• 2.3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ KIM LOẠI TRONG MẪU TRẦM TÍCH
• 2.3.2. NỒNG ĐỘ CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG MẪU SINH VẬT
• 2.3.3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH IGEO
• 2.3.4. ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ TÍCH TỤ SINH HỌC (BSAF)
• 2.3.5. PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu nằm tại thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định, nơi có điều kiện tự nhiên đa dạng và phong phú. Quy Nhơn là một trong những trung tâm kinh tế của miền Trung Việt Nam, với bờ biển dài và môi trường biển phong phú. Tuy nhiên, khu vực này cũng chịu ảnh hưởng từ các hoạt động kinh tế, dẫn đến nguy cơ ô nhiễm, đặc biệt là kim loại nặng như Pb và Cd. Việc đánh giá mức độ ô nhiễm trong môi trường biển và sinh vật thủy sản là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Theo báo cáo, hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích và sinh vật tại khu vực này có thể vượt quá giới hạn cho phép, gây ra mối lo ngại về an toàn thực phẩm và sức khỏe con người.

1.1 Đặc điểm địa lý

Quy Nhơn có vị trí địa lý thuận lợi, nằm trên dải ven biển miền Trung, với nhiều điều kiện tự nhiên phong phú. Thành phố này có diện tích 286 km2, với bờ biển dài 42 km, tạo điều kiện cho sự phát triển của các loài sinh vật biển, trong đó có vẹm Perna sp. Tuy nhiên, sự phát triển kinh tế nhanh chóng cũng kéo theo nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng từ các hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Việc nghiên cứu và đánh giá mức độ ô nhiễm là cần thiết để đưa ra các biện pháp bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

II. Đặc điểm của loài vẹm xanh Perna viridis

Vẹm xanh (Perna viridis) là một trong những loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ phổ biến tại vùng biển Việt Nam. Loài này có khả năng sinh sản cao và thường sống ở vùng nước ven bờ, nơi có điều kiện môi trường thuận lợi cho sự phát triển. Vẹm xanh không chỉ có giá trị dinh dưỡng mà còn là chỉ thị sinh học quan trọng trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường. Nghiên cứu cho thấy, vẹm có khả năng tích lũy Pb và Cd trong mô của chúng, điều này có thể dẫn đến nguy cơ cho sức khỏe con người khi tiêu thụ. Do đó, việc đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong vẹm là rất cần thiết để đảm bảo an toàn thực phẩm.

2.1 Đặc điểm sinh học

Vẹm xanh có hình dạng đặc trưng với vỏ màu xanh đen và mặt trong màu bạc. Chúng thường sống bám trên các giá thể cứng dưới đáy biển và có khả năng lọc thức ăn từ nước biển. Đặc điểm này giúp vẹm tích lũy các chất ô nhiễm từ môi trường, bao gồm kim loại nặng. Nghiên cứu cho thấy, hàm lượng Pb và Cd trong vẹm có thể phản ánh mức độ ô nhiễm của môi trường nước và trầm tích xung quanh. Việc theo dõi và đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong vẹm không chỉ giúp hiểu rõ hơn về tình trạng ô nhiễm mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc quản lý và bảo vệ môi trường biển.

III. Đánh giá khả năng tích lũy kim loại nặng

Nghiên cứu về khả năng tích lũy kim loại nặng trong vẹm và trầm tích tại biển Quy Nhơn cho thấy, hàm lượng Pb và Cd trong vẹm cao hơn so với các tiêu chuẩn cho phép. Điều này cho thấy, vẹm có khả năng tích lũy các chất ô nhiễm từ môi trường, đặc biệt là trong điều kiện ô nhiễm nặng. Việc đánh giá khả năng tích lũy này không chỉ giúp xác định mức độ ô nhiễm mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, cần có các biện pháp quản lý và giám sát chặt chẽ hơn đối với các hoạt động có thể gây ô nhiễm môi trường biển.

3.1 Phân tích hàm lượng kim loại nặng

Phân tích hàm lượng Pb và Cd trong mẫu vẹm và trầm tích cho thấy, nồng độ của các kim loại này vượt quá giới hạn cho phép theo quy định. Điều này cho thấy, môi trường biển ven bờ Quy Nhơn đang chịu áp lực ô nhiễm từ các hoạt động kinh tế. Việc xác định hàm lượng kim loại nặng trong vẹm không chỉ giúp đánh giá tình trạng ô nhiễm mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc xây dựng các chính sách bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Cần có các nghiên cứu tiếp theo để theo dõi và đánh giá tình trạng ô nhiễm trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Vùng biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định, với chiều dài bờ biển khoảng 42 km, là khu vực có điều kiện tự nhiên đa dạng và phát triển kinh tế nhanh chóng, đặc biệt trong các ngành công nghiệp, thủy sản và du lịch. Tuy nhiên, sự phát triển này đi kèm với nguy cơ ô nhiễm môi trường, trong đó ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Cd) là vấn đề đáng quan tâm do ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái biển và sức khỏe cộng đồng. Theo báo cáo quan trắc môi trường từ năm 2018 đến 2020, một số điểm tại Quy Nhơn đã ghi nhận hàm lượng kim loại vượt giới hạn cho phép, đặc biệt là Fe tại điểm Trần Phú. Vẹm xanh (Perna viridis), loài động vật hai mảnh vỏ phổ biến tại vùng biển này, có khả năng tích lũy kim loại nặng qua môi trường nước và trầm tích, do đó được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu để đánh giá mức độ ô nhiễm.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc xác định hàm lượng Pb và Cd trong trầm tích mặt và mô Vẹm xanh tại 15 vị trí ven bờ Quy Nhơn, thu thập vào tháng 8/2020, nhằm đánh giá khả năng tích lũy kim loại nặng trong môi trường biển ven bờ. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý môi trường, bảo vệ nguồn lợi thủy sản và sức khỏe người tiêu dùng, đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả giám sát ô nhiễm kim loại nặng tại khu vực duyên hải miền Trung Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về tích lũy sinh học và ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường biển ven bờ. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Chỉ số tích lũy địa chất (Igeo): Được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích bằng cách so sánh hàm lượng kim loại trong mẫu với giá trị nền tự nhiên, qua đó phân loại mức độ ô nhiễm từ không ô nhiễm đến ô nhiễm quá trầm trọng.

2. Hệ số tích tụ sinh học trầm tích (BSAF): Phản ánh khả năng tích lũy kim loại nặng trong mô sinh vật so với nồng độ trong trầm tích, giúp đánh giá mức độ tích tụ sinh học của Vẹm xanh đối với Pb và Cd.

Các khái niệm chính bao gồm: kim loại nặng (Pb, Cd), động vật hai mảnh vỏ (Perna viridis), trầm tích mặt, tích lũy sinh học, ô nhiễm môi trường biển ven bờ, và phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính gồm mẫu trầm tích mặt và mẫu Vẹm xanh thu thập tại 15 vị trí ven bờ biển Quy Nhơn vào tháng 8/2020. Mẫu trầm tích được lấy bằng gàu xúc ngoạm Ekman ở độ sâu 0-15 cm, mẫu Vẹm được thu thập đồng thời tại các vị trí tương ứng, cách bờ không quá 5,5 km. Mẫu được bảo quản ở nhiệt độ từ -5 đến 0°C, xử lý bằng phương pháp đông khô để xác định hệ số khô kiệt, chuyển đổi từ khối lượng tươi sang khối lượng khô.

Phân tích hàm lượng Pb và Cd trong mẫu sử dụng thiết bị phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) tại Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Quy trình xử lý mẫu bao gồm vô cơ hóa mẫu ướt bằng axit HNO3 đặc và H2O2 30%, chiết làm giàu bằng dung môi MIBK kết hợp thuốc thử APDC, nhằm loại bỏ tạp chất và tăng độ nhạy phân tích.

Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên tại các vị trí đại diện cho các khu vực chịu tác động khác nhau như cảng biển, khu nuôi trồng thủy sản, khu dân cư và du lịch. Cỡ mẫu gồm 15 mẫu trầm tích và 15 mẫu Vẹm, mỗi mẫu được phân tích lặp lại 10 lần để đánh giá độ lặp lại của phương pháp (RSD < 7%). Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 7 đến tháng 10 năm 2020, bao gồm thu thập mẫu, xử lý và phân tích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hệ số khô kiệt: Mẫu Vẹm có hệ số khô kiệt dao động từ 7,07 đến 10,88, trong khi mẫu trầm tích dao động từ 1,2 đến 1,98. Điều này cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong Vẹm chủ yếu tồn tại trong pha nước của mô, còn trong trầm tích chủ yếu tồn tại trong pha rắn.

2. Hàm lượng Pb và Cd trong trầm tích: Nồng độ Pb trong trầm tích dao động từ khoảng 4,5 đến 5,9 mg/kg khô, Cd dao động từ 11,8 đến 13,8 mg/kg khô tại vị trí cảng Hải đoàn (vị trí 11). So với giới hạn QCVN 43:2012/BTNMT (Pb: 112 mg/kg, Cd: 4,2 mg/kg), Cd tại một số vị trí vượt nhẹ giới hạn cho phép, trong khi Pb vẫn nằm trong giới hạn.

3. Hàm lượng Pb và Cd trong Vẹm xanh: Pb trong mô Vẹm dao động từ 10,8 đến 12,9 mg/kg khô, Cd từ 11,2 đến 13,7 mg/kg khô. So sánh với quy chuẩn QCVN 08-2:2011/BYT (Pb: 1,5 mg/kg tươi, Cd: 2,0 mg/kg tươi), hàm lượng Pb và Cd trong Vẹm vượt mức cho phép, cảnh báo nguy cơ ô nhiễm sinh học.

4. Chỉ số tích lũy địa chất (Igeo): Giá trị Igeo cho Pb và Cd trong trầm tích tại các vị trí nghiên cứu chủ yếu nằm trong khoảng 0 đến 1, cho thấy mức độ ô nhiễm nhẹ đến trung bình, với một số điểm có dấu hiệu ô nhiễm nhẹ.

5. Hệ số tích tụ sinh học (BSAF): BSAF của Pb và Cd trong Vẹm so với trầm tích dao động trên 1, chứng tỏ Vẹm có khả năng tích lũy sinh học cao đối với hai kim loại này, phù hợp làm sinh vật chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường biển ven bờ.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy sự tích lũy Pb và Cd trong Vẹm xanh và trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ Quy Nhơn có mức độ khác nhau nhưng đều vượt mức an toàn theo quy chuẩn quốc gia và quốc tế. Nguyên nhân chính là do các hoạt động công nghiệp, giao thông cảng biển, nuôi trồng thủy sản và phát triển đô thị gây ra nguồn thải kim loại nặng vào môi trường biển. So với các nghiên cứu tại các vùng biển miền Trung khác, hàm lượng Pb và Cd tại Quy Nhơn tương đối cao, phản ánh mức độ ô nhiễm đang gia tăng.

Việc Vẹm tích lũy kim loại nặng vượt mức cho phép cảnh báo nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng khi sử dụng Vẹm làm thực phẩm. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hàm lượng Pb, Cd trong mẫu Vẹm và trầm tích tại các vị trí lấy mẫu, cũng như bảng phân loại mức độ ô nhiễm theo Igeo để minh họa rõ ràng mức độ ô nhiễm.

Độ lặp lại của phương pháp phân tích đạt RSD dưới 7%, đảm bảo tính chính xác và tin cậy của kết quả. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, Vẹm xanh tại Quy Nhơn có khả năng tích lũy kim loại nặng tương đương hoặc cao hơn, phù hợp làm sinh vật chỉ thị trong giám sát môi trường biển ven bờ.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát môi trường biển ven bờ: Thực hiện quan trắc định kỳ hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích và sinh vật hai mảnh vỏ, đặc biệt tại các khu vực cảng biển, khu nuôi trồng thủy sản và khu dân cư. Mục tiêu giảm thiểu mức độ ô nhiễm Pb, Cd trong vòng 2 năm tới, do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bình Định chủ trì.

2. Kiểm soát nguồn thải kim loại nặng: Áp dụng các biện pháp xử lý nước thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt trước khi xả ra môi trường biển, nhằm giảm lượng Pb và Cd thải ra. Thời gian thực hiện trong 3 năm, phối hợp giữa các cơ quan quản lý và doanh nghiệp.

3. Nâng cao nhận thức cộng đồng và người nuôi trồng thủy sản: Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền về tác hại của ô nhiễm kim loại nặng và cách phòng tránh, đảm bảo an toàn thực phẩm. Thực hiện liên tục hàng năm, do các tổ chức môi trường và chính quyền địa phương thực hiện.

4. Phát triển mô hình nuôi trồng thủy sản an toàn: Khuyến khích áp dụng kỹ thuật nuôi trồng thủy sản sạch, kiểm soát chất lượng nguồn nước và thức ăn, giảm thiểu tích lũy kim loại nặng trong sản phẩm. Mục tiêu áp dụng tại 50% diện tích nuôi trồng trong 5 năm tới, do ngành nông nghiệp và thủy sản triển khai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý môi trường và chính quyền địa phương: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường biển ven bờ, đặc biệt tại Quy Nhơn và Bình Định.

2. Các nhà khoa học và nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật môi trường, thủy sản: Tham khảo phương pháp thu thập, xử lý mẫu và phân tích kim loại nặng trong sinh vật và trầm tích, phục vụ các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm môi trường biển.

3. Người nuôi trồng và kinh doanh thủy sản: Hiểu rõ mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nguồn lợi thủy sản, từ đó áp dụng các biện pháp nuôi trồng an toàn, đảm bảo chất lượng sản phẩm và sức khỏe người tiêu dùng.

4. Cơ quan quản lý an toàn thực phẩm và y tế công cộng: Dựa trên kết quả tích lũy kim loại nặng trong Vẹm để xây dựng các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng thực phẩm, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn Vẹm xanh (Perna viridis) làm đối tượng nghiên cứu?
   Vẹm xanh có khả năng tích lũy kim loại nặng cao, sống tĩnh tại, phân bố rộng và dễ thu mẫu, phù hợp làm sinh vật chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường biển ven bờ.

2. Phương pháp phân tích kim loại nặng trong mẫu là gì?
   Sử dụng phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) sau khi xử lý mẫu bằng phương pháp vô cơ hóa ướt và chiết làm giàu bằng dung môi MIBK, đảm bảo độ nhạy và chính xác cao.

3. Hàm lượng Pb và Cd trong Vẹm tại Quy Nhơn có vượt mức an toàn không?
   Kết quả cho thấy hàm lượng Pb và Cd trong mô Vẹm vượt mức giới hạn cho phép theo quy chuẩn quốc gia, cảnh báo nguy cơ ô nhiễm sinh học và ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.

4. Chỉ số Igeo và BSAF có ý nghĩa gì trong nghiên cứu?
   Igeo đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích, còn BSAF phản ánh khả năng tích lũy sinh học của Vẹm so với trầm tích, giúp xác định mức độ ô nhiễm và tác động sinh học.

5. Giải pháp nào được đề xuất để giảm ô nhiễm kim loại nặng tại vùng nghiên cứu?
   Bao gồm tăng cường giám sát môi trường, kiểm soát nguồn thải, nâng cao nhận thức cộng đồng và phát triển mô hình nuôi trồng thủy sản an toàn, nhằm giảm thiểu hàm lượng Pb và Cd trong môi trường và sinh vật.

Kết luận

• Đã xác định được hàm lượng Pb và Cd trong trầm tích mặt và mô Vẹm xanh tại 15 vị trí ven bờ Quy Nhơn, với mức độ ô nhiễm từ nhẹ đến trung bình.
• Vẹm xanh có khả năng tích lũy sinh học cao đối với Pb và Cd, phù hợp làm sinh vật chỉ thị ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường biển ven bờ.
• Hàm lượng Pb và Cd trong Vẹm vượt mức giới hạn an toàn, cảnh báo nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.
• Phương pháp phân tích sử dụng phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) đạt độ chính xác và độ lặp lại cao, đảm bảo tin cậy kết quả.
• Đề xuất các giải pháp kiểm soát ô nhiễm và nâng cao nhận thức nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng, với lộ trình thực hiện trong 2-5 năm tới.

Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác quản lý môi trường biển ven bờ tại Quy Nhơn và các vùng duyên hải miền Trung. Các nhà quản lý, nhà khoa học và cộng đồng liên quan được khuyến khích áp dụng kết quả để phát triển bền vững và bảo vệ nguồn lợi thủy sản.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Giáp Văn Dƣơng ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd) TRONG VẸM (Perna sp.) VÀ TRẦM TÍCH MẶT TẠI VÙNG BIỂN VEN BỜ THÀNH PHỐ QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƢỜNG Hà Nội, 2021 BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Giáp Văn Dƣơng ĐÁNH GIÁ SỰ TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd) TRONG VẸM (Perna sp.) VÀ TRẦM TÍCH MẶT TẠI VÙNG BIỂN VEN BỜ THÀNH PHỐ QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số: 8 52 03 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT HÓA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : Hƣớng dẫn 1: TS. Bùi Quang Minh Hƣớng dẫn 2: TS. Lê Thu Thuỷ Hà Nội, 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận văn “Đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (Pb, Cd) trong Vẹm (Perna sp.) và trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định.” là do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Bùi Quang Minh và TS.

Lê Thu Thuỷ. Các kết quả trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chƣa đƣợc công bố trong các công trình khác. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Học viên Giáp Văn Dƣơng LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Môi trƣờng với đề tài “Đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (Pb, Cd) trong Vẹm (Perna sp.) và trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định.” đƣợc thực hiện tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm về An toàn Thực phẩm và Môi trƣờng – Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, và Trƣờng đại học Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội dƣới sự hƣớng dẫn của TS.

Bùi Quang Minh và TS. Lê Thu Thuỷ. Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, tôi luôn nhận đƣợc sự định hƣớng khoa học, hỗ trợ, quan tâm động viên của giáo viên hƣớng dẫn. Bằng tất cả sự kính trọng, lòng biết ơn, tôi xin gửi tới TS.

Bùi Quang Minh và TS. Lê Thu Thuỷ lời cảm ơn chân thành nhất. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc Học viện, Phòng Đào tạo, Khoa Công nghệ môi trƣờng – Học viện Khoa học và Công nghệ, các thầy cô giáo đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu. Cảm ơn các cán bộ, nghiên cứu viên Phòng thí nghiệm Trọng điểm về An toàn Thực phẩm và Môi trƣờng (Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), thầy, cô Trƣờng ĐH Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội, đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện các thí nghiệm.

Nghiên cứu này đƣợc tài trợ bởi đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học sử dụng động vật hai mảnh vỏ phục vụ đánh giá, dự báo chất lƣợng môi trƣờng biển ven bờ, thử nghiệm tại tỉnh Bình Định” mã số TNMT 2018. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, ngƣời thân, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Giáp Văn Dƣơng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BẢNG.

iii DANH MỤC HÌNH. iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT. iii MỤC LỤC. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .2 TỔNG QUAN VỀ LOÀI VẸM XANH (Perna viridis) .3 ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG VẬT HAI MẢNH VỎ ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÍCH LŨY .4 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG VẸM VÀ TRONG TRẦM TÍCH BIỂN VEN BỜ 9 1.5 NGHIÊN CỨU TẠI VIỆT NAM.

ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ .18 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.1 ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU .1 Đối tƣợng nghiên cứu.2 Phạm vi nghiên cứu .2 THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT .3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.1 Phƣơng pháp tổng hợp tài liệu .2 Phƣơng pháp thu thập mẫu và bảo quản .3 Xác định hệ số khô kiệt mẫu sinh vật .4 Phƣơng pháp xử lý mẫu .4 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .1 KẾT QUẢ TÍNH HỆ SỐ KHÔ KHÔ KIỆT .2 ĐÁNH GIÁ ĐỘ LẶP CỦA PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .40 HÀM LƢỢNG Pb, Cd TRONG MẪU TRẦM TÍCH VÀ MẪU VẸM.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ KIM LOẠI TRONG MẪU TRẦM TÍCH.4 NỒNG ĐỘ CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG MẪU SINH VẬT .5 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH IGEO .6 ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ TÍCH TỤ SINH HỌC (BSAF) .7 PHÂN TÍCH TƢƠNG QUAN .56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Tiếng Việt F-AAS (Flame Atomic Absorption : Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa Spectroscopy) ĐVHMV : Động vật hai mảnh vỏ KLN : Kim loại nặng QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia BYT : Bộ Y tế WHO : Tổ chức y tế thế giới FAO : Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc BSAF : Hệ số tích tụ sinh học DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu và tọa độ. Danh mục hóa chất sử dụng. Danh mục dụng cụ, thiết bị sử dụng.

Phƣơng pháp xác định các kim loại trong mẫu. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn cadimi .6 Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn chì .7 Giá trị hàm lƣợng kim loại nặng so sánh trong mẫu động vật hai mảnh vỏ.8 Giá trị giới hạn của Pb, Cd trong trầm tích theo QCVN 43:2012/BTNMT [23] .9 Giá trị giới hạn của Pb, Cd trong trầm tích theo hƣớng dẫn chất lƣợng trầm tích của Canada năm 2002 .10 Độ lặp lại tối đa chấp nhận tại các nồng độ khác nhau (theo AOAC) [3,28] .11 Phân loại mức độ ô nhiễm dựa vào chỉ số Igeo [29] .1 Hệ số khô kiệt trong mẫu Vẹm (biển ven bờ Quy Nhơn, Bình Định) .2 Hệ số khô kiệt trong trầm tích (biển ven bờ Quy Nhơn, Bình Định) .3 Kết quả xác định độ lặp lại của phƣơng pháp xác định Pb và Cd trong trầm tích (mg/kg khô) .4 Kết quả xác định độ lặp lại của phƣơng pháp xác định Pb trong Vẹm (mg/kg khô).5 Kết quả xác định độ lặp lại của phƣơng pháp xác định Cd trong Vẹm (mg/kg khô).6 Kết quả phân tích mẫu trầm tích mặt tại biển ven bờ Quy Nhơn, .7 Bảng so sánh hàm lƣợng Pb, Cd trong trầm tích với một số tiêu chuẩn .8 Kết quả phân tích mẫu Vẹm tại biển ven bờ Quy Nhơn, Bình Định .9 Chỉ số tích lũy địa chất tại mỗi vị trí lấy mẫu.10 Hệ số tích tụ sinh học BSAF. 54 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố Quy Nhơn. Vẹm xanh (Perna viridis) tại Quy Nhơn, Bình Định.

Các vị trí thu thập mẫu tại vùng ven bờ biển Quy Nhơn, Bình Định .2 Thiết bị đông khô mẫu .3 Sơ đồ quy trình xử lý xác định hàm lƣợng kim loại nặng. Sơ đồ quy trình tách chiết, làm giàu bằng dung môi. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng cadimi .1 Biểu số hàm lƣợng Pb trong trầm tích biển ven bờ Quy Nhơn .2 Biểu đồ của Cd trong trầm tích biển ven bờ Quy Nhơn .3 Biểu đồ hàm lƣợng Pb trong Vẹm .4 Biểu đồ hàm lƣợng Cd trong Vẹm .5 Biểu đồ tích lũy của Pb và Cd trong trầm tích mặt khu vực. Biểu đồ tích tụ sinh học BSAF tại các vị trí nghiên cứu .7 Mối tƣơng quan Pb trong trầm tích và Vẹm .8 Mối tƣơng quan Cd trong trầm tích và Vẹm.

Tính cấp thiết của đề tài Vẹm là loại động vật thân mềm hai mảnh vỏ có giá trị dinh dƣỡng và kinh tế. Ở Việt Nam, Vẹm là món ăn khá phổ biến ở các tỉnh duyên hải miền Trung và miền Nam sống chủ yếu ở vùng biển ven bờ. Môi trƣờng nƣớc biển ven bờ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phân bố và phát triển đa dạng các sinh vật thủy sinh, trong đó có nhiều loài động vật hai mảnh vỏ nhƣ hàu, Vẹm, sò huyết, ngao dầu. Biển ven bờ cũng là nơi tiếp nhận các chất ô nhiễm (trong đó có các kim loại nặng) phát thải từ hoạt động sản xuất, công nghiệp, nông nghiệp, du lịch, phát triển đô thị và nông thôn.

Vấn đề đặt ra là mức tích lũy các kim loại nặng trong động vật hai mảnh vỏ ở biển ven bờ vùng biển thành phố Quy Nhơn nói riêng và trong động vật hai mảnh vỏ ở Bình Định nói chung đã ở mức nào và sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích ra sao? Sự quan tâm nghiên cứu về vấn đề này còn chƣa nhiều. Bên cạnh đó sinh vật thủy sinh đƣợc biết có khả năng tích lũy các chất ô nhiễm trong môi trƣờng qua nƣớc, trầm tích và thức ăn. Vì vậy, việc xác định hàm lƣợng các chất ô nhiễm tích lũy trong sinh vật thủy sinh là rất cần thiết nhằm tạo cơ sở cho các khuyến cáo về thực phẩm đảm bảo sức khỏe cho con ngƣời. Thành phố Quy Nhơn là một trong ba trung tâm kinh tế của vùng duyên hải Nam Trung Bộ, cũng là trung tâm hành chính kinh tế của tỉnh Bình Định.

Quy Nhơn hội tụ nhiều điều kiện thuận lợi để đƣa công nghiệp, thƣơng mại, xuất nhập khẩu, dịch vụ cảng biển, thủy sản, du lịch phát triển trở thành các ngành kinh tế mũi nhọn của địa phƣơng. Bên cạnh đó là tốc độ đô thị hóa nhanh chóng với quy mô đô thị ngày càng mở rộng, dân số đô thị ngày càng tăng, sự phát triển ấy chỉ có thể bền vững khi đáp ứng đƣợc yêu cầu phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trƣờng. 1 Với mục đích xác định hàm lƣợng Pb và Cd có trong nƣớc biển ven bờ và tích tụ trong mô chất của động vật hai mảnh, học viên đã lựa chọn thực hiện đề tài: “Đánh giá sự tích lũy kim loại nặng (Pb, Cd) trong Vẹm (Perna sp.) và trầm tích mặt tại vùng biển ven bờ thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định” nhằm đánh giá đƣợc mức độ tích lũy hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích mặt, Vẹm tại vùng nghiên cứu.