Tiến Sĩ Đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong nước, trầm tích và khả năng tích lũy trong động vật nhuyễn th

3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển của xã hội thì quá trình công nghiệp hóa hiện đại
hóa cũng như nhu cầu phát triển của nông nghiệp không ngừng gia tăng. Các
nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp được xây dựng ngày càng nhiều, các
quá trình sản xuất, các sản phẩm phế thải của các nhà máy, xí nghiệp đã làm
xấu đi môi trường sống của chúng ta. Các quá trình thâm canh tăng vụ, tăng
năng suất cây trồng đã đưa vào tự nhiên một lượng thuốc bảo vệ thực vật. Và
cũng từ đó vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng ngày
càng gia tăng, nó đã và đang trở thành vấn đề nóng bỏng không chỉ trong
nước mà cả phạm vi toàn cầu.
Nhiều kim loại nặng đóng vai trò là những nguyên tố vi lượng cần thiết
cho sinh vật. Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi lượng trong
các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh . là những nguyên
nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng. Tuy nhiên, một
vài trong số đó được xem là chất độc khi hàm lượng tăng cao. Với một hàm
lượng rất nhỏ các kim loại nặng cũng đủ gây độc cho người và động vật, gây
bệnh ung thư thậm chí gây tử vong. Một vài gam thuỷ ngân (Hg) hoặc cađimi
cũng đủ gây chết người, một số kim loại nặng như: Pb, Hg, Cd, có thể gây
ngộ độc ngay ở nồng độ rất thấp. Kim loại nặng xâm nhập vào không khí, vào
nước, vào đất, vào thực phẩm rồi xâm nhập vào cơ thể con người qua đường
ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc.
Kim loại nặng là các kim loại thường có độc tính đối với môi trường và
hệ sinh thái. Những kim loại nặng nguy hiểm về phương diện gây ô nhiễm
môi trường thường được biết đến như: Zn, Cu, Pb, Cd, Hg, Ni, As, Cr, Các
kim loại này có nguồn gốc từ quá trình sản xuất công nghiệp hoá chất, luyện
kim, hoạt động khai thác mỏ, các hoá chất dùng trong nông nghiệp, giao 4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/

thông vận tải, y tế
Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua
đường tiêu hóa và hô hấp. Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công
nghiệp và sự đô thị hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm
trầm trọng. Các nguồn thải kim loại nặng từ các khu công nghiệp vào không
khí, vào nước, vào đất, vào thực phẩm rồi xâm nhập vào cơ thể con người qua
đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc. Do đó việc nghiên cứu và phân
tích các kim loại nặng trong môi trường sống, trong thực phẩm và tác động
của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo vệ và
chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết. Nhu cầu về thực
phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và
được toàn xã hội quan tâm.
Các loài động vật nhuyễn thể như: trai, ốc, nghêu, sò cũng là một trong
những nguồn thực phẩm thiết yếu và được ưa chuộng ở nước ta. Loài nhuyễn
thể hai mảnh vỏ có vai trò làm sạch môi trường, có giá trị kinh tế và giá trị dinh
dưỡng cao song chúng có khả năng đặc biệt trong việc tích tụ những chất gây ô
nhiễm nhất định trong mô của chúng vì những đặc tính vốn có như: lấy thức ăn
theo kiểu lọc nước; có khả năng tích lũy một hàm lượng lớn các kim loại nặng
mà không bị ngộ độc; có lối sống tĩnh tại, di chuyển chậm để đảm bảo rằng chất
ô nhiễm mà nó tích tụ có liên quan đến khu vực nghiên cứu; phân bố rộng, có số
lượng phong phú, dễ thu mẫu; có kích thước phù hợp dễ cung cấp những mô đủ
lớn cho việc phân tích Mặt khác vì sự tích luỹ kim loại nặng trong cơ thể
chúng với hàm lượng cao hơn nhiều lần so với môi trường bên ngoài, nơi chúng
sinh sống nên những loài này tượng trưng cho ô nhiễm của khu vực nghiên cứu.
Ví dụ: Ở con sò có thể tích tụ một hàm lượng Cd trong mô của chúng cao gấp
100.000 lần so với hàm lượng Cd có trong môi trường nước nơi chúng sinh
sống (Hoàng Thu Phương, 2011)[14] nên những loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ đã
được nghiên cứu sử dụng làm sinh vật quan trắc môi trường nước bị ô nhiễm 5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/

bởi kim loại nặng mang lại hiệu quả cao.
Hiện nay, các loài nhuyễn thể nói chung và loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ
nói riêng đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều chương trình quan trắc ô nhiễm
trên thế giới, các loài nhuyễn thể đã được sử dụng cho mạng lưới quan trắc ô
nhiễm kim loại nặng toàn cầu (Goldber, 1983). Từ nghiên cứu của Goldber
(1975) và Phillips (1976), loài Mytilus galloprovincialis được sử dụng rộng rãi
như sinh vật chỉ thị ô nhiễm ở các khu vực ven biển dựa trên khả năng tích luỹ
các kim loại Hg, Zn, Cu, Cd, Ni, Mn, Cr. Nghiên cứu của Aysun Turkmen và
cộng sự ở Vịnh Iskenderun, Thổ Nhĩ Kỳ cho thấy có sự tích tụ khá cao các kim
loại như: Zn, Ni, Cd, Fe, Cu, Cd, Mn, Cr, Co ở 2 loài Chama pacifica và
Ostrea stentina. Ở Việt Nam vấn đề nghiên cứu về sinh vật tích tụ dù còn khá
mới mẻ nhưng cũng được rất nhiều người quan tâm, đã có một số nghiên cứu
kim loại nặng được thực hiện trên một số loài hai mảnh vỏ như: vẹm xanh,
nghêu lụa, nghêu trắng, ngao dầu, hến, Các kim loại nặng được nghiên cứu
là các kim loại nặng có độc tính cao như: As, Ag, Hg, Cd, Pb, Cu, .Tuy nhiên
các nghiên cứu này chưa nhiều (Hoàng Thu Phương, 2011) [14].
Việc phân tích hàm lượng kim loại nặng trong mô của các loài nhuyễn
thể, ta có thể đánh giá được chất lượng môi trường chúng sinh sống. Từ đó,
việc đánh giá các chất ô nhiễm này dễ dàng hơn nhiều so với các phương
pháp phân tích lý hóa. Nhiều kim loại nặng được đánh giá là độc ở dạng vết
và có thể gây ngộ độc tức thời hoặc ảnh hưởng lâu dài đến sinh vật như Pb,
Cd, As, Một số kim loại khác với hàm lượng nhỏ là nguyên tố vi lượng có
lợi nhưng với hàm lượng lớn cũng có khả năng gây hại, như Cu, Zn. Đánh giá
hàm lượng kim loại nặng trong thực phẩm nói chung và trong các loài nhuyễn
thể nói riêng là yêu cầu cần thiết cho việc sử dụng thực phẩm an toàn.
Thủ đô Hà Nội là một trong những trung tâm phát triển về kinh tế xã hội
lớn nhất nước ta (cùng với TP. Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng .). Hà nội
là thành phố của ao, hồ, sông ngòi . với khoảng 20 hồ trong khu vực nội 6
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/

thành có diện tích mặt nước khoảng 765 ha.
Ao, hồ, sông ngòi là nơi điều hòa khí hậu và là nét đẹp đặc trưng của
thành phố này, nhưng hiện nay chất lượng nước ở hầu hết các hồ nơi đây đang
trong tình trạng ô nhiễm nặng do phải chứa đựng một lượng lớn nước thải từ
khu dân cư, từ các nhà máy, xí nghiệp (Bùi Nguyên Phổ, 2012)[16].
Xuất phát từ thực tế đó việc thực hiện đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim
loại nặng trong nước, trầm tích và khả năng tích lũy trong động vật nhuyễn
thể hai mảnh vỏ tại một số sông, hồ ở khu vực ở Hà Nội” là hết sức cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát
Cung cấp số liệu đánh giá tác động của nguồn nước và trầm tích tại khu
vực nghiên cứu lên các Nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Góp phần tìm hiểu khả năng
áp dụng sinh vật làm chỉ thị sinh học để đánh giá sự ô nhiễm môi trường.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được các vấn đề cơ bản về hiện trạng khu vực nghiên cứu
- Phân tích, đánh giá được đặc điểm thủy lý hóa các sông, hồ nghiên cứu
- Đánh giá được mức độ ô nhiễm KLN trong nước, trầm tích và khả năng
tích lũy của chúng trong động vật Nhuyễn thể hai mảnh sống ở một số lưu
vực sông, hồ tại khu vực nghiên cứu dựa vào tiêu chuẩn Việt Nam.
- Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước và trầm tích;
trầm tích và trong Nhuyễn thể hai mảnh vỏ.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Số liệu nghiên cứu của đề tài giúp làm căn cứ xây dựng phương pháp chỉ
thị sinh học để nhận biết dấu hiệu ô nhiễm môi trường, là tài liệu tham khảo
cho các công trình nghiên cứu tiếp theo trên diện rộng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Cung cấp thông tin về tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong nước, trầm
tích và trong động vật nhuyễn thể 2 mảnh vỏ tại một số sông hồ của thành phố
Hà Nội
Kết quả nghiên cứu là cơ sở bước đầu cho việc sử dụng loài trai, hến




85
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/

MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT . iii
DANH MỤC BẢNG iv
DANH MỤC HÌNH . v
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 7
1.1. Tổng quan về kim loại nặng 7
1.1.1. Định nghĩa và nguồn phát sinh kim loại nặng 7
1.1.2. Độc tính của kim loại nặng . 8
1.2. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam . 13
1.3.1. Trên thế giới 13
1.3.2. Ở Việt Nam . 16
1.3. Tình hình nghiên cứu sự tích lũy kim loại nặng trong động vật hai
mảnh vỏ trên thế giới và Việt Nam 17
1.3.1. Vài nét về loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ . 14
1.3.2. Tình hình nghiên cứu sự tích lũy kim loại nặng trong động vật hai mảnh
vỏ trên thế giới 17
1.3.3. Tình hình nghiên cứu sự tích lũy kim loại nặng trong động vật hai mảnh
vỏ ở Việt Nam . 20
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 23
2.1. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu . 23
2.1.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 23
2.1.2. Nội dung nghiên cứu . 23
2.2. Phương pháp nghiên cứu . 24
2.2.1. Phương pháp hồi cứu 24
2.2.2. Phương pháp ngoài thực địa 24
2.2.3. Phương pháp đo tại hiện trường . 28
i
16 86
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/

2.2.4. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 29
2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu . 30
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32
3.1. Điều kiện tự nhiên - Kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 32
3.1.1. Điều kiện tự nhiên . 32
3.1.2. Kinh tế xã hội 34
3.1.3. Các áp lực tới chất lượng các sông, hồ Hà Nội . 35
3.2. Đặc điểm thủy lý hóa các hồ nghiên cứu 38
3.2.1. Hồ Tây . 40
3.2.2. Hồ Linh Đàm . 41
3.2.3. Các sông thoát nước thuộc lưu vực sông Nhuệ-Đáy trong nội thành Hà
Nội . 42
3.3. Hàm lượng kim loại nặng trong nước và trầm tích. . 44
3.3.1. Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước . 44
3.3.2. Hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích . 48
3.3.4. Tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước và trong trầm
tích . 54
3.4. Hàm lượng kim loại nặng trong nhuyễn thể hai mảnh vỏ . 57
3.4.1. Hàm lượng Cd . 57
3.42. Hàm lượng Cu 60
3.43. Hàm lượng Pb 61
3.4.4. Hàm lượng As . 62
3.4.5. Hàm lượng Zn . 62
3.5. Tương quan hàm lượng KLN trong nhuyễn thể và trong trầm tích 63
3.5.1. Tương quan giữa hàm lượng Cd trong loài Hến, Trai và trầm tích 63
3.5.2. Tương quan giữa hàm lượng Cu trong loài Hến, Trai và trầm tích 64
3.5.3. Tương quan giữa hàm lượng Pb trong loài Hến, Trai và trầm tích 65
3.5.4. Tương quan giữa hàm lượng As trong loài Hến, Trai và trầm tích 66
3.5.5. Tương quan giữa hàm lượng Zn trong loài Hến, Trai và trầm tích 67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71
ii