Kết quả bước đầu về hàm lượng các kim loại nặng trong nước sông hồng tại trạm thủy văn Sơn Tây

Mục đích của nghiên cứu này là (i) khảo sát sự biến đổi theo thời gian hàm lượng các kim loại nặng trong nước sông Hồng, (ii) xác định dạng chuyển tải đặc trưng (hòa tan/lơ lửng) trong nước sông của các kim loại này, từ đó cho phép (iii) đánh giá chất lượng nước sông Hồng theo các tiêu chuẩn về hàm lượng kim loại nặng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kết quả bước đầu về hàm lượng các kim loại nặng trong nước sông hồng tại trạm thủy văn Sơn Tây36(3), 281-288Tạp chí CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT9-2014KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU VỀ HÀM LƯỢNGCÁC KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC SÔNG HỒNGTẠI TRẠM THỦY VĂN SƠN TÂYĐẶNG THỊ HÀ1, ALEXANDRA COYNEL2Email: leha1645@yahoo.com1Viện Hoá học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam2UMR 5805 EPOC, ĐH Bordeaux 1, Cộng Hòa PhápNgày nhận bài: 30 - 10 - 20131. Mở đầuCó rất nhiều chất ô nhiễm trong nguồn nướcảnh hưởng đến sức khỏe của con người, trong đócác kim loại nặng như Pb, As, Cu, Cd, Sb,... đượcxếp vào loại độc tố ở hàm lượng vết. Nguyên nhângây ô nhiễm kim loại nặng trong nước vô cùng đadạng, có thể do điều kiện tự nhiên (địa chất) hoặcdo các hoạt động của con người [1, 7, 5, 9, 14].Sông Hồng bắt nguồn từ dãy núi Hymalya là sônglớn thứ hai tại Việt Nam sau sông Mê Kông, đóngvai trò vô cùng quan trọng trong nền kinh tế, vănhóa, chính trị và đời sống của người Việt. Nguồnnước sông Hồng được sử dụng cho nhiều mục đíchkhác nhau trong đời sống của người dân Bắc Bộnhư nông nghiệp, công nghiệp, nuôi trồng thủy sảnvà sinh hoạt hàng ngày. Các nghiên cứu trước đâytại thượng nguồn các sông có nguồn gốc từ dãy núiHymalaya (ví dụ sông Brahmapoutra hay sôngDương Tử (Yangtze)) đã cho thấy rằng hàm lượngAs tồn tại trong các đá tại vùng này rất cao, có thểlên đến 4000 mg/kg [17] (hàm lượng trung bìnhnguyên tố As trong vỏ Trái Đất khoảng 2mg/kg[18]). Các quá trình phong hóa và xói mòn làm pháhủy các đá và giải phóng các kim loại nặng vàodòng chảy sông/suối dưới hai dạng chính là lơ lửngvà hòa tan [7, 8, 14, 17, 18]. Tuy nhiên, có rất ítcác nghiên cứu, khảo sát về hàm lượng các kimloại nặng ở trong nước mặt sông Hồng trong khimà nguy cơ nhiễm độc từ các kim loại nặng trongnguồn nước mặt sông Hồng là rất cao và cần phảiđược kiểm soát.Trong nghiên cứu này, chúng tôi sẽ trình bàycác kết quả thực nghiệm ban đầu thu được về hàmlượng các kim loại nặng (V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn,As, Mo, Cd, Sb, Pb và Th) dạng hòa tan và lơ lửngtrong nước sông Hồng tại trạm thủy văn Sơn Tâytrong năm 2011. Mục đích của nghiên cứu này là(i) khảo sát sự biến đổi theo thời gian hàm lượngcác kim loại nặng trong nước sông Hồng, (ii) xácđịnh dạng chuyển tải đặc trưng (hòa tan/lơ lửng)trong nước sông của các kim loại này, từ đó chophép (iii) đánh giá chất lượng nước sông Hồngtheo các tiêu chuẩn về hàm lượng kim loại nặng.Cuối cùng, khả năng chuyển tải kim loại nặng rabiển bởi hệ thống sông Hồng cũng như sự đónggóp của nó vào tải lượng kim loại chung bởi các hệthống sông khác trên thế giới lần đầu tiên đã đượcđịnh lượng.2. Thực nghiệm2.1. Giới thiệu lưu vực sông HồngLưu vực sông Hồng có tổng diện tích lưu vực là169.000km2, trong đó, 50,3% ở Việt Nam, 48,8% ởTrung Quốc và 0,9% ở Lào. Sông Hồng có hainhánh sông chính là sông Đà và sông Lô. Cả banhánh sông này đều bắt nguồn từ Trung Quốc(hình 1).Lưu vực sông Hồng được đặc trưng bởi haimùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng năm đến tháng mườivà mùa khô từ tháng mười một đến tháng tư. Trongmùa mưa, nhiệt độ trung bình dao dộng từ 27°Cđến 30°C, còn trong mùa khô từ 16°C đến 21°C281(hình 2). Lượng mưa trung bình hàng năm trên lưuvực sông Hồng là 1.600mm với 85%-95% vào mùamưa [16].Hình 1: Bản đồ lưu vực sông Hồng và vị trí quan trắc(Sơn Tây). Đường màu đen đứt đoạn chỉ ranh giớiViệt Nam - Trung Quốcnhựa và được axit hóa ngay lập tức bằng axitHNO3 1% (Baker ultrex®), sau đó được bảo quảntrong các thùng đá và tủ lạnh ở 4°C đến khi phântích. Giấy lọc dùng để đo hàm lượng kim loại nặngtổng số dạng không tan (hay còn được gọi là dạngrắn hoặc dạng lơ lửng, tồn tại trong các hạt phù sa)được sấy trong tủ sấy ở 50°C trong vòng 4h vàđược bảo quản trong các hộp đựng giấy lọc riêngbiệt đến khi phân tích.Để đo được hàm lượng kim loại nặng dạng lơlửng, cần phải chuyển toàn bộ mẫu từ dạng rắnsang dạng lỏng bằng cách phá mẫu với hỗn hợpdung dịch các axit HCl (750µl, 12M), HNO3(250µl, 14M) và HF (2µl, 26M) trong vòng 2h ở110°C. Hàm lượng kim loại nặng (dạng tổng số)được đo bằng thiết bị ICP-MS Thermo X7 (PerkinElmer, ELAN 5000) dưới các điều kiện chuẩn.Hiệu chỉnh phương pháp phân tích trước mỗi lầnđo được tiến hành bằng các mẫu chất chuẩn quốctế (CRM 320, NCS) [4, 5, 16].Bảng 1. Bảng các ngày lấy mẫu và lưu lượng nước(Q) tương ứng tại Trạm thủy văn Sơn Tây trong năm2011 (số liệu do Trạm thủy văn Sơn Tây cung cấp)STT Ngày lấy mẫuNhiệt độ (˚C)2 34 56 7 8Lượng mưa (mm)Lưu lượng nước (m3/s)19 10 11 12ThángHình 2. Biểu đồ biến đổi nhiệt độ (˚C), lưu lượng nước(m3/s) và lượng mưa (mm) trung bình hàng tháng trênlưu vực sông Hồng (nguồn: [16])2.2. Chu kỳ và quy trình lấy - xử lý - phântích mẫu- Chu kỳ lấy mẫu: Mẫu nước được lấy hàngtuần đến hàng tháng vào cùng một thời điểm trongngày năm 2011 tại trạm thủy văn Sơn Tây (hình 1,bảng 1).- Lấy mẫu, xử lý và phân tích mẫu [4, 5, 16]:Mẫu nước được lấy tại giữa dòng, ở độ sâu 50cmdưới mặt nước và được đựng bằng các chai nhựaPP (V=2l). Mẫu được lọc ngay tại hiện trườngbằng sơ-ranh và giấy lọc Sartorius (Minisart®,0,2µm). Dịch lọc dùng để đo hàm lượng kim loạinặng tổng số dạng hòa tan được đựng trong các lọ2821234567891011121314151617183/1/201128/1/201118/2/201125/3/201113/4/201117/4/20112/5/20119/5/201116/5/201123/5/201130/5/20116/6/201113/6/201120/6/201127/6/20114/7/201111/7201118/7/2011Q(m3/s)STT240015001220125014402890344038204030442039603720410047505630644073507370192021222324252627282930313233343536Ngày lấy mẫu25/7/20111/8/20118/8/201115/8/201122/8/201129/8/20115/9/201112/9/201119/9/201126/9/20113/10/201110/10/201117/10/201124/10/201131/10/201111/10/201125/10/201123/10/2011Q(m3/s)92301180083407510540071208250789069004610506048806690578038503590394027703. Kết quả và thảo luận3.1. Sự biến đổi hàm lượng các kim lo ...