Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu kim loại nặng trong nước và trầm tích tại Thadluang Marsh, Lào PDR

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu investigation the heavy metal contents in surface water and sediment collected in thadluang marsh, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

Trường đại học

Vietnam National University, Hanoi

Chuyên ngành

Environmental Science

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Master Thesis

2011

69
0
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

Acknowledgements

Contents

1. CHAPTER 1: OVERVIEW OF WATER AND SEDIMENT POLLUTION IN THADLUANG MARSH

1.1. Topography of Thad Luang marsh

1.2. Present status of water and sediment pollution in ThadLuang marsh

1.3. Toxicity of Cadmium Cd, Copper Cu, Lead Pb, Zinc Zn

1.4. Analytical methods for determination of heavy metals in water and sediment samples

1.5. Research Objects and research contents

1.6. Chemicals and Apparatus

2. CHAPTER 2

2.1. Sampling and Sample Preparation

2.2. Analytical methods for determination of Cu, Pb, Cd, Zn

2.3. Flame atomic absorption spectroscopy method (F-AAS): determination of heavy metal content in sediment samples

2.4. Inductive couple plasma – mass spectrophotometry (ICP-MS) for the determination of heavy metal contents in surface water samples

2.5. Quality control of analytical methods

3. CHAPTER 3: RESULTS AND DISCUSSION

3.1. Optimizations of some chemical factors influencing to absorbance in F-AAS method

3.2. Study the effects of sample matrix and matrix modifier to F-AAS

3.3. Calibration curves of Pb, Cd, Zn and Cu measurements. Limit of detection (LOD) and Limit of quantitation (LOQ)

3.4. Effect of interferences to the determination of Pb, Cd and Cu, Zn by FAAS

3.5. Determination of Pb, Cu, Zn, Cd in surface water samples using ICP-MS

3.6. Calibration curves for the determination of Cu, Zn, Pb and Cd in water samples

3.7. Total concentrations of Cu, Pb, Cd, Zn in surface water and sediment of ThadLuang marsh

3.8. Application of GIS to find out spatial distribution of heavy metals

4. CHAPTER 4: CONCLUSION

List of Figures

List of Tables

List of Abbreviations

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu kim loại nặng trong nước Thadluang

Nghiên cứu kim loại nặng trong nước và trầm tích Thadluang là một vấn đề cấp bách trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Thadluang, một khu vực ẩm ướt lớn ở Vientiane, đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải sinh hoạt và chất thải công nghiệp. Việc xác định nồng độ kim loại nặng như Cadmium, Lead, Copper và Zinc trong nước và trầm tích là rất cần thiết để đánh giá mức độ ô nhiễm và tác động đến sức khỏe con người và môi trường.

1.1. Tình trạng ô nhiễm nước và trầm tích tại Thadluang

Thadluang nhận nước thải từ nhiều khu vực của thành phố Vientiane. Hệ thống thoát nước hiện tại không đủ khả năng xử lý lượng nước thải lớn, dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Nghiên cứu cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm như BOD, COD và các kim loại nặng vượt quá giới hạn cho phép, ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe cộng đồng.

1.2. Tác động của ô nhiễm kim loại nặng đến môi trường

Ô nhiễm kim loại nặng không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Các kim loại như Cadmium và Lead có thể tích tụ trong cơ thể, gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng. Việc nghiên cứu và đánh giá tác động của chúng là rất cần thiết để đưa ra các biện pháp khắc phục hiệu quả.

II. Phương pháp nghiên cứu kim loại nặng trong nước Thadluang

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại để xác định nồng độ kim loại nặng trong nước và trầm tích. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) được áp dụng để đảm bảo độ chính xác và độ nhạy cao trong việc phát hiện các kim loại nặng.

2.1. Phương pháp phân tích AAS cho nước và trầm tích

Phương pháp AAS cho phép xác định nồng độ kim loại nặng trong mẫu nước và trầm tích với độ chính xác cao. Nghiên cứu đã tối ưu hóa các điều kiện phân tích để đạt được kết quả tốt nhất, từ đó cung cấp thông tin chính xác về mức độ ô nhiễm.

2.2. Ứng dụng ICP MS trong nghiên cứu kim loại nặng

ICP-MS là một phương pháp phân tích mạnh mẽ, cho phép xác định nhiều kim loại nặng trong một lần phân tích. Phương pháp này giúp phát hiện nồng độ thấp của các kim loại nặng, từ đó cung cấp cái nhìn tổng quan về tình trạng ô nhiễm trong khu vực Thadluang.

III. Kết quả nghiên cứu kim loại nặng trong nước Thadluang

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ kim loại nặng trong nước và trầm tích tại Thadluang vượt quá giới hạn cho phép. Các kim loại như Cadmium, Lead, Copper và Zinc đều có mặt với nồng độ cao, cho thấy tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng trong khu vực này.

3.1. Nồng độ kim loại nặng trong mẫu nước

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ Cadmium và Lead trong mẫu nước vượt quá giới hạn cho phép, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Các kết quả này cần được xem xét để có biện pháp xử lý kịp thời.

3.2. Nồng độ kim loại nặng trong trầm tích

Trầm tích tại Thadluang cũng cho thấy nồng độ kim loại nặng cao, đặc biệt là Copper và Zinc. Điều này cho thấy sự tích tụ của các chất ô nhiễm trong môi trường, cần có các biện pháp khắc phục và bảo vệ môi trường.

IV. Giải pháp khắc phục ô nhiễm kim loại nặng tại Thadluang

Để giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng tại Thadluang, cần có các giải pháp đồng bộ từ quản lý nước thải đến nâng cao nhận thức cộng đồng. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải hiệu quả và các biện pháp bảo vệ môi trường là rất cần thiết.

4.1. Xây dựng hệ thống xử lý nước thải

Cần đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải hiện đại để giảm thiểu ô nhiễm từ các nguồn thải. Việc này không chỉ bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng.

4.2. Tăng cường giáo dục và nâng cao nhận thức

Giáo dục cộng đồng về tác hại của ô nhiễm kim loại nặng và các biện pháp bảo vệ môi trường là rất quan trọng. Các chương trình tuyên truyền cần được triển khai để nâng cao ý thức của người dân.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu kim loại nặng tại Thadluang

Nghiên cứu kim loại nặng trong nước và trầm tích Thadluang đã chỉ ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng và cần có các biện pháp khắc phục kịp thời. Việc tiếp tục nghiên cứu và giám sát chất lượng nước là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc giám sát liên tục chất lượng nước và trầm tích, từ đó đưa ra các biện pháp can thiệp kịp thời.

5.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu môi trường

Cần phát triển các phương pháp nghiên cứu mới và công nghệ tiên tiến để theo dõi và đánh giá tình trạng ô nhiễm môi trường, đảm bảo sự phát triển bền vững cho khu vực Thadluang.

16/08/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI VNU UNIVERSITY OF SCIENCE PHETDALAPHONE BOUTTAVONG INVESTIGATION THE HEAVY METAL CONTENTS IN SURFACE WATER AND SEDIMENT COLLECTED IN THADLUANG MARSH (LAO PDR) MASTER THESIS HANOI, 2011 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI VNU UNIVERSITY OF SCIENCE PHETDALAPHONE BOUTTAVONG INVESTIGATION THE HEAVY METAL CONTENTS IN SURFACE WATER AND SEDIMENT COLLECTED IN THADLUANG MARSH (LAO PDR) MASTER THESIS Supervisor: Assoc. Ta Thi Thao HANOI, 2011 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 Abstract In Vientiane, water and sanitation management in the urban area is experiencing stagnant pollution. Unsanitary conditions and threat of seasonal pollution in selected spots is likely to occur and increase with the growing urban population. The sanitation system entails an on-site disposal of human waste without introduction of full water-borne sewerage with treatment facility and safe disposal arrangement.

The majorities of households relies on water flush latrines and are connected to a pit or chamber for containment of excreta. However, due to the low permeability of the soil and the high groundwater table around Vientiane, many soak-a-ways fail to operate effectively resulting in discharge of sewage from tanks into drainage channels or low lying areas. This pollution leads to effluent overflows, environmental degradation and health hazards. For the sake of assessment in what extent is water polluted, an analytical method with high sensitivity and the capability and providing a good accuracy and precision should be used.

Atomic absorption spectroscopy (AAS) is a spectroanalytical procedure for the qualitative and quantitative determination of chemical elements employing the absorption of optical radiation (light) by free atoms in the gaseous state. In analytical chemistry the technique is used for determining the concentration of a particular element (the analyte) in a sample to be analyzed. The technique makes use of absorption spectrometry to assess the concentration of an analyte in a sample. My study focuses on heavy metals content in surface water and sediment collected in ThadLuang Marsh in Vientiane Capital City.

Providing an overview about alarmingly polluted situation, this research based on determination of Copper, Lead, Cadmium and Zinc by Flame – Atomic absorption spectroscopy. 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 Acknowledgements I would like to thank, DAAD, Deutscher Akademischer Austauschdienst (German Academic Exchange Service) and Technich University Dresden for providing the scholarship of the Master’s program. My sincere thanks also due to the Dean of faculty Environmental of sciences in National University of Lao P.R for the kind permission offered me to study. Ta Thi Thao - my supervisors for encouragement, constructive guidance's I would like to express the profound gratitude and the great appreciation to my advisor Prof.

Bernd Bilitewski for his excellent guidance, excellent encouragement and valuable suggestions throughout this study. Special appreciation is extended to Prof. Nguyen Thi Diem Trang and Prof. Do Quang Trung committee members for their valuable recommendation and dedicated the valuable time to evaluate my work and my study during being in Vietnam.

During studying in Hanoi University of Science, I felt very lucky, it give me the opportunity to have lots of good friends, good memories, so I would like to say thanks and pleasure to meet all of you. Even though we came from different countries, we can make friend together. I hope and wish that I would work together and meet each other again in some conferment. Finally I would like to express deep appreciation to my lovely family and relatives for their love, kind support, and encouragement for the success of this study.

This thesis is dedicated for you. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 Contents List of Figures. 7 List of Tables. 8 List of Abbreviations.

10 CHAPTER 1: OVERVIEW OF WATER AND SEDIMENT POLLUTION IN THADLUANG MARSH. Topography of ThadLuang marsh. Present status of water and sediment pollution in ThadLuang marsh. Toxicity of Cadmium Cd, Copper Cu, Lead Pb, Zinc Zn.

Analytical methods for determination of heavy metals in water and sediment samples. Research Objects and research contents. Chemicals and Apparatus. 29 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 2.3 Sampling and Sample Preparation.

Sampling and sample preparation. Analytical methods for determination of Cu, Pb, Cd, Zn. Flame atomic absorption spectroscopy method (F-AAS): determination of heavy metal content in sediment samples. Inductive couple plasma – mass spectrophotometry (ICP-Ms) for the determination of heavy metal contents in surface water samples.

Quality control of analytical methods. 43 CHAPTER 3: RESULTS AND DISCUSSION. Optimizations of some chemical factors influencing to absorbance in F- AAS method. Study the effects of sample matrix and matrix modifier to F-AAS.

Calibration curves of Pb, Cd, Zn and Cu measurements. Limit of detection (LOD) and Limit of quantitation (LOQ). Effect of interferences to the determination of Pb, Cd and Cu, Zn by FAAS. Determination of Pb, Cu, Zn, Cd in surface water samples using ICP-MS.

Calibration curves for the determination of Cu, Zn, Pb and Cd in water samples. Total concentrations of Cu, Pb, Cd, Zn in surface water and sediment of ThadLuang marsh. Application of GIS to find out spartial distribution of heavy metals. 64 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 CHAPTER 4: CONCLUSION .65 List of figures Figure 1.1: Target Villages around ThadLuang Marsh Figure 2.1: Spectrometer atomic absorption novAA 6800, Shimazhu Figure 2.2: The map of Thatluang marsh showing water sampling sites.3: The map of Thadluang marsh showing sediment sampling sites.4: Operation principle of an atomic absorption spectrometer Figure 2.5: Block diagram of atomic absorption spectrometer Figure 2.6: Instrumentation for low-resolution ICP-MS.1: The investigation of linear ranges for the determination of Pb, Cd, Zn and Cu using F-AAS Figure 3.2: The calibration curves for the determinations of Pb, Cd, Zn and Cu in standard solutions Figure 3.3: Calibration curves for the determination of Cu, Cd, Pb and Zn using ICP- MS.4: The Map of water quality of Thadluang Marsh.5: The Map of sediment quality of Thadluang Marsh.

7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 List of tables Table 1.1: Some data published on pollution in ThadLuang marsh Table 2.1: Characteristics of the sampling points in Thadluang marsh Table 2.2: Characteristics of the sediment points in Thadluang marsh Table 2.3: The optimal conditions of F-AAS for measuring Pb, Cd, Zn, Cu Table 2.4: The experimental conditions for determination of Cu, Pb, Cd and Zn using ICP- MS techniques Table 3.1: Investigation of HNO3 and NH4CH3COO effects on analysis of Pb, Cd, Cu and Zn Table 3.2: Two - way ANOVA table for evaluating effects of HNO3 and NH4CH3COO Table 3.3: Influence of types of acid media HCl, HNO3 and H2SO4 effects on Cu2+ and Pb2+ analysis Table 3.4: The absorbance of each metal atom (after subtracting the absorbance of the blank solution) vs. their concentrations Table 3.5: The absorbance of each heavy metal standard solutions in the linear range of concentrations Table 3.6: LOD and LOQ of the determination of Pb, Cd, Zn and Cu using F-AAS method Table 3.7: Result of errors and repeatability of the measurements Table 3.8: Accuracy and recovery of CRM using FAAS and ICP-MS Table 3.9: The concentration of Pb, Cd, Zn, Cu in surface water samples of ThadLuang Marsh (g/L) Table 3.10: Heavy metal content (mg/kg) in sediment collected in Thadluang marsh.11: Proposed Surface Water Quality standard 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 List of abbreviations Lao PDR The Lao People’s Democratic Republic EDTA Ethylene-diamine-tetracetic acid DME Dropping mercury electrode SMDE Static mercury drop electrode AES Atomic emission spectroscopy F-AAS Flame Atomic absorption spectroscopy ICP-Ms Inductive couple plasma – mass spectrophotometry ANOVA The analysis of variance LOL The limit of linearity LOD Limit of detection LOQ Limit of quantitation 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 INTRODUCTION The Lao People’s Democratic Republic (Lao PDR) is a small landlocked and sparsely populated country in the South East Asia. Laos is characterized by two main geographical zones: the central plains along the Mekong River and the mountainous regions to the north, east and south. Lao PDR has a land area of 236,800 square kilometers (sq.

It is long and slender, the length from north to south is nearly 1,000 kilometers and the width has only 150 kilometers to 400 kilometers. [STEA, 2004] The total population is approximately 5,621,982 people, in which women accounted for 51%, according to the 2005 population and housing census. The population density of the country is around 24 people per hectare which is the lowest population densities in Asia. 39% of Lao population is classified as poor and 36% are under poverty line.

[MRC, 2006] Their living condition depends on nature, hunting wildlife, foraging for forest products and practicing slash and burn cultivation for their crops with a low profit in order to survive. Lao PDR has rich water resources, mainly good quality fresh water. The amount of average water flow in the Mekong and its tributaries amount to about 8,500 m3/s. Currently most of the water occurs in the agricultural sector, for instance, irrigation, fisheries, plantations and livestock watering.

60 percent of urban population and 51 percent of rural population has access to clean water. [Draft Agreement, March 2009] The total of annual water flow in Lao PDR is estimated at 270 billion cubic meters, equivalent to 35% of the average annual flow of the whole Mekong Basin. The monthly distribution of the flow of the rivers in Lao PDR closely follows the pattern of rainfall: about 80% during the rainy season (May-October) and 20% in the dry season, from November to April. For some rivers in the central and southern parts of the country (particularly Se Bang Fai, Se Bang Hieng and Se Done) the flow in the dry season is less: around 10 to 15% of the annual flow.

[Agricultural Statistics 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phetdalaphone BOUTTAVONG 2009-2011 [April 2005]. The rivers outside the Mekong Basin flow through Viet Nam into the South China Sea. These rivers are Nam Ma, Nam Sam, and Nam Neune. The limited information on these rivers restricts assessment of their potential.

Most of the water use occurs in the agricultural sector such as irrigation, fisheries, plantations and livestock watering. In addition the water is used for hydro-power; the country has the potential to produce 23,000 megawatts of electricity. Currently 5% of that capacity has been exploited. [Would Back, 2007] The plenteous supply of water in Lao PDR, especially in the rainy season, provides good condition for water transport, industrial development and water supply.

Sixty percent of urban population and 51 % of rural population has access to clean water. Currently there are some problems related to waste and polluted water in major urban areas from varied community use (residential density, hotels, hospitals and entertainments centers). In addition there is water pollution from agricultural and industrial sectors, including mineral exploitation. This is not a major problem now, but the problem could escalate.

The degradation of natural water and water catchments from sedimentation, land erosion and drying out continues. However, as continued development takes place in all of these areas, increasing scarcity and competition for water can be expected. Increasing impacts of development on water quality and on human health and the natural environment will also take place. Finally, floods and drought can have serious negative impacts and may, in fact, increase as climate change takes place.

Vientiane Capital is located on an alluvial plain along the left bank of Mekong River east to west. The area of Vientiane is about 3,920 km2 and the elevation of the ground ranges from 160 m to 170 m above the sea level. The city comprises 9 districts; Chanthabuly, Hadxayfong, Meungparkngum, Naxaithong Sangthong, Sikhottabong, Sisattanak, Saysettha and Xaythany. The population is around 672,912 people.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ