Tải bản đầy đủ

hiện trạng và biện pháp xử lý các kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở tỉnh hưng yên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
Hồ Thị Oanh

HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ Ô
NHIỄM KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd) TRONG ĐẤT NÔNG
NGHIỆP TẠI LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ CHÌ THÔN ĐÔNG
MAI, TỈNH HƯNG YÊN

Khóa luận tốt nghiệp đại học chính quy
Ngành: khoa học môi trường
(Chương trình đào tạo chuẩn)

Hà Nội – 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
Hồ Thị Oanh

HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ Ô

NHIỄM KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd) TRONG ĐẤT NÔNG
NGHIỆP TẠI LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ CHÌ THÔN ĐÔNG
MAI, TỈNH HƯNG YÊN


Khóa luận tốt nghiệp đại học chính quy
Ngành khoa học môi trường
(Chương trình đào tạo chuẩn)
Cán bộ hướng dẫn:

TS. Chu Thị Thu Hà
PGS.TS. Nguyễn Kiều Băng Tâm

Hà Nội – 2016
LỜI CẢM ƠN
Qua bài khóa luận tốt nghiệp này, em xin được bày tỏ sự chân thành cảm
ơn tới TS. Chu Thị Thu Hà - Viện Sinh thái và tài nguyên sinh vật Viện Hàn lâm
khoa học và công nghệ Việt Nam đã hướng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện
tốt nhất cho em hoàn thành tốt đề tài.
Em cũng xin cảm ơn tới PGS.TS Nguyễn Kiều Băng Tâm đã tận tình giúp
đỡ em hoàn thành đề tài.
Em cũng xin cảm ơn các thầy cô công tác tại bộ môn sinh thái môi trường,
khoa Môi trường đã chỉ bảo động viên em, giúp em có thêm kiến thức và kỹ
năng nghiên cứu.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các chú, các bác lãnh đạo UBND xã chỉ
đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình thu
thập số liệu tại địa phương.
Cuối cùng em xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè của em, những
người đã luôn ở bên cạnh ủng hộ, động viên và là chỗ dựa tinh thần vững chắc
để em có thể hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này.
Mặc dù đã cố gắng nhưng do thời gian có hạn và điều kiện nghiên cứu
không nhiều nên đề tài khóa luận tốt nghiệp này còn nhiều thiếu sót mong thầy
cô và các bạn cùng góp ý và bổ sung.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 4 năm 2016
Sinh viên
Hồ Thị Oanh
MỤC LỤC



DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tiếng Việt
BTNMT
: Bộ tài nguyên môi trường
CCN

: Cụm công nghiệp

ĐNN

: Đất nông nghiệp

KLN

: Kim loại nặng

KL
MT
UBND

: Kim loại
: Môi trường
: Ủy ban nhân dân

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCCP
TCVN
TV
Tiếng Anh
IWMI
quốc tế)

: Tiêu chuẩn cho phép
: Tiêu chuẩn Việt Nam
: Thực vật
: The International Water Management Institute (Viện quản lí nước

DANH MỤC BẢNG


Bảng 1: Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đá
Bảng 2: Hàm lượng chì và cadimi trong đất tại Làng Hích
Bảng 3: Hàm lượng kim loại nặng trong đất ở khu vực khai thác qặng Pb – Zn xã
Tân Long – Đồng Hỷ - Thái Nguyên.
Bảng 4. Kết quả đo hàm lượng chì trong đất nông nghiệp ở thôn Đông Mai.
Bảng 5: Kết quả đo hàm lượng cadimi trong đất nông nghiệp ở thôn Đông Mai.


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Môi trường sống của chúng ta hiện nay đang ngày càng biến đổi một cách
mạnh mẽ. Các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, giao thông vận
tải, hoạt động khai khoáng ngày càng một gia tăng hơn…, đó là nguyên nhân
làm cho môi trường (MT) bị hủy hoại rất là nghiêm trọng, bên cạnh đó còn làm
cho nhiều tai biến MT không ngừng nảy sinh theo. Một trong những hậu quả của
sự phát triển đó đã và đang đe dọa đến sức khỏe con người là ô nhiễm kim loại
nặng (KLN) trong đất. Ô nhiễm KLN do sự phát thải từ các làng nghề tái chế
kim loại (KL) đang là vấn đề lớn ở nhiều quốc gia trên Thế Giới trong đó có Việt
Nam.
Các làng nghề truyền thống ở Việt Nam không chỉ đóng góp to lớn vào
nền kinh tế của đất nước mà còn cho cả nền kinh tế của nông thôn nơi đó. Tuy
nhiên, các làng nghề hoạt động sản xuất lại mọc lên một cách tự phát theo quy
mô nhỏ lẻ, hộ gia đình, công nghệ sản xuất lạc hậu, không có biện pháp xử lý
hợp lý. Vì vậy mà ô nhiễm MT càng xảy ra nghiêm trọng hơn, ảnh hưởng trực
tiếp đến sức khỏe của người lao động và cư dân địa phương sống ở đó.
Đông Mai nằm ở vị trí trung tâm của huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên sau
khi nghề đúc đồng truyền thống đã bị mai một đi thì thôn Đông Mai dần chuyển
sang nghề tái chế chì từ các bình ắc quy hỏng của các phương tiện xe cộ như xe
motor và xe máy. Công việc tái chế chì được thực hiện ngay tại các hộ gia đình
của người dân.
Năm 2003, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 64/2003/QĐTTg về việc phê duyệt “Kế hoạch xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng”, trong đó có làng nghề tái chế chì Đông Mai.Theo Quyết
định này của Thủ tướng Chính phủ, thì đến hết năm 2007 làng nghề này phải
hoàn thành việc xử lý ô nhiễm MT, di dời ra khỏi khu dân cư, xây dựng hệ thống
xử lý chất thải. Nhưng đến nay việc xử lý vẫn chưa được thực hiện hoàn chỉnh.
Sự phát triển của làng nghề Đông Mai ngoài góp phần quan trọng vào việc
phát triển kinh tế của địa phương, tăng thêm thu thập cho người dân, còn giải
quyết việc làm cho hàng nghìn người dân lao động. Bên cạnh sự phát triển đó thì
làng nghề Đông Mai cũng đã tạo ra nhiều vấn đề ô nhiễm MT đất khá nghiêm
trọng. Nhằm mục đích tập trung các hoạt động tái chế chì và di dời các hộ sản
xuất ra khỏi làng Đông Mai, Ủy ban nhân dân (UBND) tỉnh Hưng Yên ban hành
Quyết định số 491/QĐ-UB ngày 27/2/2010 về việc xây dựng “Cụm công nghiệp
xã Chỉ Đạo”. Thực hiện Quyết định này, phần lớn các hộ tái chế chì đã chuyển
vào Cụm công nghiệp (CCN), giảm thiểu nguồn ô nhiễm chì ở trong làng.

5


Tuy nhiên, vẫn còn một số cơ sở tư nhân không thực hiện đi vào CCN mà
đang thực hiện các hoạt động phá dỡ bình và nấu luyện chì ngay trong khu vực
dân cư, gây ô nhiễm MT và ảnh hưởng lớn đến sức khỏe và đời sống của người
dân địa phương. Từ những lý do trên, việc nghiên cứu “Hiện trạng và đề xuất
biện pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng (Pb,Cd) trong đất nông nghiệp tại làng
nghề tái chế chì thôn Đông Mai, tỉnh Hưng Yên” là rất cấp thiết, nhằm giảm
thiểu nguy cơ ô nhiễm KLN (Pb, Cd) trong đất cũng như cho cộng đồng dân cư
sinh sống trong làng nghề.
2. Mục đích nghiên cứu
Nêu được thực trạng ô nhiễm KLN (Pb, Cd) trong đất nông nghiệp (ĐNN)
của thôn Đông Mai, tỉnh Hưng Yên từ đó đề xuất các biện pháp xử lý
nhằm giảm thiểu ô nhiễm KLN trong ĐNN phù hợp với đặc điểm của làng
nghề và một số biện pháp khác nhằm giảm thiểu ô nhiễm KLN cho người
dân và cải thiện MT địa phương.
3. Nội dung chính của khóa luận
Để đạt được mục đích của đề tài, chúng tôi thực hiện các nội dung chính
sau: Đề tài bao gồm những nội dung chính sau đây:
- Thu thập thông tin(bỏ) Tình hình sản xuất của làng nghề từ UBND xã Chỉ Đạo
và các hộ gia đình, huyện Văn Lâm tỉnh Hưng Yên.
- Khái quát điều kiện tự nhiên – xã hội tại khu vực nghiên cứu thôn Đông Mai,
tỉnh Hưng Yên.(bỏ, đây là tổng quan chung, ko phải nội dung chính)
- Nghiên cứu, phân tích trong phòng thí nghiêm hàm lượng tổng số của chì và
Cadimi có trong ĐNN.(bỏ, đây là phương pháp NC, ko phải ND chính)
- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất do hoạt động sản xuất tái chế chì
của thôn Đông Mai.
- Đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm KLN trong đất cũng như cho
người dân và MT địa phương.
Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Kết quả nghiên cứu khoa học của đề tài sẽ là tài liệu tham khảo có giá trị cho
công tác quản lý MT thôn Đông Mai.
- Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác
nghiên cứu sau này.
- Nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp cơ sở khoa học xác định tính khả thi của việc
áp dụng những biện pháp kĩ thuật để cải tạo đất bị ô nhiễm KLN. Đây sẽ là cơ sở
cho việc lựa chọn các giải pháp phòng chống suy thoái tài nguyên đất, bảo vệ
MT cũng như tăng cường nghiên cứu ứng dụng các công nghệ thân thiện với
MT.

6


-

Qua đề tài này, em đã được tích lũy thêm nhiều kiến thức và những bài học kinh
nghiệm có liên quan đến việc quản lý MT làng nghề, các biện pháp công nghệ xử
lý ô nhiễm đất, cũng như các phương pháp nghiên cứu khoa học…

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.
Tổng quan về kim loại nặng trong đất
1.1.1. Kim loại nặng và các dạng tồn tại của kim loại năng trong đất

-

-

-

Khái niệm kim loại nặng
Thuật ngữ KLN được từ điển hóa học định nghĩa là: KLN là những
nguyên tố KL có tỷ trọng lớn hơn 5 g/cm 3. Các KL có độc tính đối với sự sống
và có nguy cơ gây nên các vấn đề về MT, có thể gây độc tính mạnh ngay cả ở
nồng độ thấp [10].
Những KLN thường gặp như: Chì (Pb), Thủy ngân (Hg), Kẽm (Zn), Đồng
(Cu), Cadimi (Cd), Sắt ( Fe), Niken (Ni), Mangan (Mn),…Ngoài ra á kim như
Asen (As), Selen(Se) cũng xem là các KLN.
Các dạng tồn tại KLN trong đất
Khi nghiên cứu sự tích luỹ của KLN trong đất mà chỉ xem xét hàm lượng
tổng số thì chưa thể đánh giá đúng nồng độ của chúng đối với cây trồng cũng
như chiều hướng biến đổi của chúng ở trong đất. Bởi vì chúng có thể tồn tại
thành những dạng chính như sau: [10].
Dạng linh động: Các KLN được hấp phụ trên bề mặt các hạt đất (hạt sét, các oxit
sắt và oxit mangan bị solvate hóa, các axit mùn). Đây là dạng mà cây trồng dễ
hấp thụ trong quá trình hút dinh dưỡng và nước vào cơ thể.
Dạng liên kết cacbonat: các KLN tồn tại dưới dạng các muối cacbonat (CO 32-)
trong đất. Sự tồn tại và liên kết của các dạng này phụ thuộc rất nhiều vào pH của
đất cũng như lượng cacbonat trong đất.
Dạng liên kết oxit sắt, oxit mangan: dạng này dễ dàng hình thành do các oxit sắt
và oxit mangan tồn tại trong đất như kết von đá ong, vật liệu gắn kết giữa các hạt
đất. Các oxit này là những chất loại bỏ rất tốt các KLN nhờ quá trình nhiệt động
học không ổn định dưới điều kiện khử.
7


Dạng liên kết với chất hữu cơ: KLN liên kết với các chất hữu cơ khác nhau trong
đất như: sinh vật đất, sản phẩm phân giải của chất hữu cơ, chất hữu cơ bao phủ
bên ngoài hạt đất,…Do đặc tính tạo phức và peptiz hóa của các chất hữu cơ làm
cho các KL tích lũy trong đất trong điều kiện oxy hóa các chất hữu cơ có thể bị
phân giải dẫn đến sự giải phóng các KLN này vào đất.
- Dạng còn lại: Bao gồm các KLN nằm trong cấu trúc tinh thể của các khoáng vật
nguyên sinh và thứ sinh. Dạng này rất khó giải phóng ra MT dưới các điều kiện
tự nhiên bình thường. Do tác dụng của các quá trình phong hóa, đặc biệt là
phong hóa hóa học và phong hóa sinh học mang các KLN dần dần được giải
phóng ra MT đất.
1.1.2. Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong đất
Có hai nguồn ô nhiễm KLN chính là tự nhiên và nhân tạo.
• Nguồn gốc tự nhiên
Hàm lượng các KLN trong đất phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và
mẫu chất hình thành nên các loại đất đó. Các KLN xâm nhập vào đất theo quá
trình tự nhiên: quá trình phong hóa đá, xói mòn (Bảng 1).
-

Bảng 1: Hàm lượng của các kim loại nặng trong một số loại đá
Nguyên
tố

Đá macma (µg/g)
Siêu bazơ
Bazơ
Granít

Cr
Mn
Co
Ni
Cu
Zn
Cd
Sn
Hg
Pb

2000 - 2980
200
4
1040 - 1300 1500 - 2200 400 - 500
110 - 150
35 - 50
1
2000
150
0,5
10 - 42
90 - 100
10 - 13
50 - 58
100
40 - 52
0,12
0,13 - 0,2 0,09 - 0,2
0,5
1 - 1,5
3 - 3,5
0,004
0,01-0,08
0,08
0,1 - 14
3-5
20 - 24

Đá trầm tích (µg/g)
Đá vôi
Sa thạch Phiến sét
10 - 11
620 - 1100
0,1 - 4
7 - 12
5,5 - 15
20 - 25
0,028 - 0,1
0,5 - 4
0,05 - 0,16
5,7 - 7

35
90 - 100
4 - 60
850
0,3
19 - 20
2-9
68 - 70
30
39 - 50
16 - 30
100 - 120
0,05
0,2
0,5
4-6
0,03- 0,29 0,18 - 0,5
8 - 10
20 - 23

(Nguồn: Jack. E. Fergusson, 1991 [27])


Nguồn gốc nhân tạo
Ngoài nguồn gốc tự nhiên, thì các hoạt động nhân sinh cũng đưa KLN vào
MT đất như: khai khoáng và luyện kim, hoạt động công nghiệp, hoạt động sản
xuất nông nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất thải bệnh viện, giao thông…Đất là nơi
lưu giữ các KLN và giải phóng ra MT thông qua hoạt động của con người.
8


Hoạt động sản xuất nông nghiệp: Việc sử dụng các loại phân bón, các loại hóa
chất bảo vệ TV trong nông nghiệp đã đưa vào MT đất nhiều nguyên tố KL như:
Cd, Pb, As, Hg, Cu …Quá trình sản xuất nông nghiệp đã làm gia tăng đáng kể
các KLN trong đất.
- Khai khoáng và luyện kim: Đây là nguồn mà hàm lượng KLN được đưa vào MT
đất tương đối lớn. Quá trình đào, vận chuyển và rác thải không được xử lí làm
phân tán KLN do các khoáng bị phong hoá, rửa trôi do nước, gió là nguồn phát
thải ra: As, Cd, Hg, Pb. Quá trình tinh chế, luyện kim phát thải ra As, Cd, Hg,
Pb, Sb, Se. Ngành công nghiệp sắt, thép phát thải ra Cu, Ni, Pb.
- Hoạt động công nghiệp: Song song với quá trình công nghiệp hoá thì chất thải
công nghiệp phát sinh ngày càng nhiều và có tính độc hại ngày càng cao, nhiều
loại rất khó bị phân huỷ, đặc biệt là các KLN. Các chất thải có khả năng gây ô
nhiễm KLN trong đất ở mức độ lớn như: chất thải công nghiệp tẩy rửa (Co, Cr,
Cd, Hg), công nghệ dệt (Zn, Al, Ti, Sn), công nghiệp sản xuất vi mạch (Cu, Ni,
Cd, Zn, Sb), Bảo quản gỗ (Cu, Cr, As), Mỹ nghệ (Pb, Ni, Cr) [11].
1.1.3. Ảnh hưởng của kim loại nặng đến con người và cây trồng
Ngày nay, sự phát triển của ngành công nghiệp, nông nghiệp và quá trình
đô thị hóa gia tăng, vấn đề ô nhiễm MT ngày càng trầm trọng làm cho sự tích tụ
KLN trong đất ngày một cao hơn. Khi hàm lượng KLN trong MT đất tích tụ quá
mức sẽ làm cho thảm TV trên mặt đất ngày một mất đi, đất cũng giảm lượng tích
lũy mùn, trở nên chặt và nghèo dinh dưỡng hơn. Từ đó KLN đi vào nông sản,
tích tụ trong TV và gây nguy hại cho con người thông qua chuỗi thức ăn.
Dạng tồn tại và độc tính của một số KLN
Cadimi (Cd): Cd thường tìm thấy trong tự nhiên ở dạng hoá trị II. Trong
MT đất, tính linh động của Cd phụ thuộc vào: pH, loại đất, thành phần vật lý,
hàm lượng hữu cơ,...trong đó pH được coi là chỉ tiêu quan trọng quyết định tính
di động của Cd.
-

Đối với cây trồng: Mặc dù Cd được xem là nhân tố không cần thiết nhưng
vẫn được hấp thụ qua lá và rễ. Cd độc với cây trồng khi nó được tích luỹ trong
thân và ảnh hưởng đến sự sinh trưởng phát triển của cây. Khi cây bị nhiễm độc
Cd sẽ có mép lá màu nâu, lá úa vàng, rễ màu nâu, thân còi cọc cây chậm phát
triển. Cd còn ảnh hưởng đến tính thấm của màng tế bào, kìm hãm quá trình sinh
tổng hợp của một số protein, ức chế một số enzyme, ảnh hưởng đến quá trình hô
hấp và quanh hợp, thoát hơi nước của TV,..[3,17].
Đối với con người: Cadimi(thông nhất viết đủ hay viết tắt tên KL trong cả
văn bản) xâm nhập vào cơ thể con người thông qua đường hô hấp, thực phẩm,
nước uống, dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt ở đó. Thức ăn là con
đường chính mà Cd đi vào cơ thể, khi xâm nhập vào cơ thể được tích tụ ở thận
và xương, gây nhiễu hoạt động của một số enzim, phá huỷ thận. Nhiều công
9


trình nghiên cứu cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng xương, nứt xương, sự hiện
diện của Cd trong cơ thể sẽ khiến việc cố định Ca trở nên khó khăn. Ngoài ra, tỷ
lệ ung thư tiền liệt tuyến và ung thư phổi cũng khá lớn ở nhóm người thường
xuyên tiếp xúc với chất độc này. [3,17]
Chì (Pb): Chì nguyên chất hoà tan kém, tồn tại ở hai dạng ion có hóa trị
+2 và +4, tồn tại chủ yếu trong nước ở dạng hoá trị II. Hàm lượng Pb phụ thuộc
vào pH, độ cứng, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc. Chì đi vào cơ thể con người qua
nước uống, không khí, thức ăn bị nhiễm Pb.
Đối với cây trồng: Sự dư thừa Pb cũng sẽ gây độc cho cây trồng khi hàm
lượng Pb trong đất quá cao.
Đối với con người: Khi ăn phải một lượng Pb 25 – 30 g, ban đầu nạn nhân
có thể thấy vị ngọt rồi chát, nghẹn cổ họng, nôn ra chất trắng, đau bụng dữ dội,
mạch yếu, tê chân tay, co giật và tử vong. Khi cơ thể tích lũy một lượng Pb đáng
kể sẽ dần xuất hiện các biểu hiện độc như hơi thở hôi, sưng lợi với viền đen ở
lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên, nước
tiểu ít, gây sẩy thai ở phụ nữ có thai, nhiễm độc nặng có thể gây tử vong [3,17].
Ngoài KL Pb và Cd còn có nhiều KLN gây độc cho con người cũng như
cây trồng như As, Hg, Cu, Zn, Ni… các KL này đi vào cơ thể qua các con đường
hấp thụ như hô hấp, tiêu hóa và qua da. Nếu chúng đi vào cơ thể và tích lũy bên
trong tế bào càng lớn sẽ dễ bị gây độc thậm chí bị chết. Trong các KLN gây ô
nhiễm MT thì Pb là một trong những KLN có độc tính cao và rất nguy hiểm đối
với cơ thể con người.
1.2.
Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất trên Thế Giới và Việt Nam.
1.2.1. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất trên Thế Giới
Ô nhiễm MT nói chung và ô nhiễm đất nói riêng do KLN đã và đang thu
hút được nhiều sự quan tâm của tất cả các quốc gia trên Thế Giới. Ngày nay, với
tốc độ phát triển mạnh mẽ của công nghiệp và hình thành nhiều thành phố lớn,
vấn đề ô nhiễm MT ngày càng nghiêm trọng. Cũng như trong nông nghiệp sử
dụng ngày một nhiều thuốc bảo vệ TV và phân hoá học làm ô nhiễm trầm trọng
nguồn tài nguyên đất, làm suy giảm chất lượng nông sản cũng như gây ra những
mối đe dọa nguy hiểm đối với sức khỏe con người.
Năm 1964, Alter Mitchell đã tiến hành nghiên cứu và phân tích hàm lượng
một số KLN trong một số loại đất đá (Bảng 1). Dựa vào bảng 1 ta thấy tùy từng
loại đá mà hàm lượng KL chứa trong chúng là khác nhau, hàm lượng KL trong
đá macma lớn hơn trong đá trầm tích [27].
Tại Thái Lan, Viện quản lí nước quốc tế IWMI (The International Water
Management Institute) nghiên cứu 154 ruộng lúa ở 8 làng trong khu vực lòng
chảo Huay Mae Tao (huyện Mae Sot, tỉnh Tak) cho biết đất bị nhiễm Cd cao gấp
94 lần so với tiêu chuẩn an toàn quốc tế. Hàm lượng Cd có trong tỏi, gạo và đậu
10


nành sản xuất ở đó cũng bị nhiễm Cd cao hơn TCCP của châu Âu. Trong 1kg
gạo có 0,1 – 44 mg Cd, cao hơn tiêu chuẩn an toàn là 0,043 mg/kg gạo. Còn
trong tỏi và đậu nành thậm chí còn cao hơn từ 16 đến 126 lần TCCP [25].
Theo nghiên cứu của Kabata và Henryk (1985) ở Anh cho thấy, hàm lượng
Cd lớp đất mặt xung quanh vùng khai thác kẽm dao động từ 2 - 336 mg/kg. Ở
Mỹ, những vùng đất lân cận các nhà máy chế biến KL, hàm lượng Cd cao hơn
gấp nhiều lần so với Cd từ 26 - 1.500 mg/kg [25].
Tại La Oroya, một thành phố khai thác mỏ của Peru gần như 100% trẻ em
ở đây có hàm lượng Pb trong máu vượt mức cho phép của tất cả các loại tiêu
chuẩn trên Thế Giới. Còn ở Kabwe (Zambia) các mỏ khai thác và lò nấu chì đã
ngừng hoạt động từ lâu, nhưng nồng độ Pb ở đây vẫn ở mức rất cao. Tính trung
bình có 5 trẻ em ở Kabwe có nồng độ Pb cao gấp 10 lần mức cho phép của Cơ
quan bảo vệ MT Mỹ và có thể gây tử vong. Khi các chuyên gia Mỹ lấy mẫu máu
của trẻ em tại Kabwe để phân tích thì mọi chỉ số đều vượt ngưỡng tối đa cho
phép [5].
Thiên Anh, Trung Quốc là một thành phố công nghiệp, Thiên Anh chiếm
khoảng hơn một nữa sản lượng Pb của Trung Quốc. Kim loại độc hại này ngấm
vào nước và đất trồng của Thiên Anh và ngấm vào máu trẻ em sinh ra tại đây.
Qua kiểm tra, lúa mỳ trồng ở Thiên Anh có hàm lượng chì cao gấp 24 lần tiêu
chuẩn của Trung Quốc [13].
1.2.2. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất tại Việt Nam.
Ở Việt Nam là quá trình công nghiệp hóa cùng với sự phát triển của các
làng nghề là nguyên nhân chính gây đất ô nhiễm KLN. Vì vậy, vấn đề nghiên
cứu về MT trở nên cấp thiết, đặc biệt là sự ô nhiễm KLN đang thu hút sự quan
tâm của các nhà quản lý, các nhà khoa học cũng như toàn cộng đồng.
Theo Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001) khi nghiên cứu hàm
lượng một số KLN trong ĐNN của các huyện Từ Liêm và Thanh Trì - Hà Nội
cho thấy hàm lượng Cd dao động trong khoảng 0,16 - 0,36 mg/kg, Cu: 40,1 73,2 mg/kg, Pb: 3,19 - 5,30 mg/kg và Zn: 98,2 - 137,2 mg/kg. Nói chung ĐNN
của hai huyện Từ Liêm và Thanh Trì chưa bị ô nhiễm KLN (theo TCVN 1995)
trừ Cu. Tại vùng đất chuyên rau của Tây Tựu - Từ Liêm, hàm lượng Cu đã cao
hơn từ 20 - 30mg/kg so với đất khác (73,2 mg/kg) [24].
Khi nghiên cứu về đất bị ô nhiễm KLN ở một số khu vực Việt Nam, Đặng
Thị An và cộng sự (2008), phân tích hàm lượng Pb và Cd trong đất tại làng Hích
- Tân Long - Thái Nguyên. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở khu bãi thải mới hàm
lượng Pb và Cd đạt cao nhất ở trong khu bãi thải (5300 – 9200 ppm và 5,9 – 9,05
ppm), có hàm lượng thấp nhất ở trong đất vườn nhà dân. Khu vực bãi thải cũ có
11


hàm lượng cao nhất ở trong đất bãi thải (1100 – 13000 ppm và 11,34 – 61,04
ppm) sau đó là các ruộng lúa (1271 – 3953 ppm và 2,30 – 42,90 ppm). Ngay cả
nhà dân gần khu vực cũng có hàm lượng Pb và Cd cao hơn nhiều lần TCCP [1].

STT
1
2
3
4
5
6

Bảng 2: Hàm lượng chì và cadimi trong đất tại Làng Hích
Hàm lượng so với trọng lượng khô (ppm)
Địa điểm
Bãi thải mới
Khu đất giáp bãi thải mới
Vườn nhà dân gần bãi thải mới
Bãi thải cũ
Ruộng lúa giáp bãi thải cũ
Vườn nhà dân gần bãi thải cũ
TCVN 7209 – 2002

Pb
5300 – 9200
164 – 904
27,9 – 35,8
1100 – 1300
1271 – 3953
230 – 360
70

Cd
5,9 – 9,05
0,12 – 1,42
0,08 – 0,12
11,34 – 61,04
2,3 – 42,9
0,6 – 3,4
2

(Nguồn: Đặng Thị An và cộng sự, 2008)[1]
Nghiên cứu về một số mẫu đất ở làng nghề tái chế chì xã Chỉ Đạo, Văn
Lâm, Hưng Yên, Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001) cho thấy: hàm lượng Cu, Pb,
Zn tương ứng là 43,68 - 69,68mg/kg, 147,06 - 661,2mg/kg và 23,6 - 42,3mg/kg.
Có 7/9 mẫu nước phân tích Pb vượt quá giới hạn cho phép dùng cho nước sinh
hoạt (0,05 mg/l) từ 0.07 – 10,83 mg/kg chiếm 77,78% và có 5 mẫu nước dùng
cho các mục đích khác (0,1mg/l) vượt mức giới hạn cho phép. MT bị ô nhiễm đã
ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng và sức khỏe của người dân [7].
Tại thành phố Hồ Chí Minh, kết qủa phân tích hiện trạng ô nhiễm KLN
trong đất trồng lúa khu vực phía Nam thành phố Hố Chí Minh của Nguyễn Ngọc
Quỳnh và cộng sự (2002) cho thấy hàm lượng Cu từ 9,2 – 55,4 ppm đang có dấu
hiệu vượt ngưỡng cho phép TCVN 7209 - 2002, hàm lượng Pb từ 14 - 85 ppm
vượt hơn 1 lần so với TCCP, hàm lượng Zn từ 70 - 353 ppm, giá trị cao nhất tại
điểm Bình Mỹ là 353 ppm vượt quá TCCP 1,76 lần [16].
Theo Lương Thị Thúy Vân (2012) nghiên cứu về hàm lượng KLN tại xã
Tân Long cho thấy hàm lượng KLN trong các mẫu đất nghiên cứu đều có chứa
hàm lượng KLN vượt ngưỡng cho phép theo QCVN 03:2008/BTNMT gấp nhiều
lần. Đặc biệt có mẫu (TL4) hàm lượng As, Cd rất cao tương ứng là 949,15 mg/kg
vượt 79 lần, 195,20 mg/kg vượt 97,6 lần so với QCVN [21].
Bảng 3: Hàm lượng kim loại nặng trong đất ở khu vực khai thác qặng Pb – Zn
xã Tân Long – Đồng Hỷ - Thái Nguyên
Cd(mg/kg
Ký hiệu mẫu
As (mg/kg) Pb (mg/kg)
Zn (mg/kg)
)
TL1
0,04
0,035
0,94
1,2
12


TL2
TL3
TL4
TL5
TL6
TL7
QCVN 03:2008/BTNMT

1.3.

1.3.1.

1.3.2.

1.3.3.



196,76
5,57
949,15
135,45
236,47
221,30
12

13028,00
81,500
2991,50
5412,37
1535,78
6156,56
70

55,94
0,70
195,20
49,60
15,13
50,41
2

9863,00
103,90
2313,60
8955,30
7033,20
9414,90
200

(Nguồn: Lương Thị Thúy Vân, 2012)[21]
Trong nghiên cứu của mình, tác giả Cao Việt Hà (2012) đã cho thấy hàm
lượng Pb trong ĐNN huyện Văn Lâm có 10/50 mẫu đất nghiên cứu bị ô nhiễm
Pb. Đặc biệt có hai mẫu lấy ở khoảng cách 1 km tới nguồn thải gần thôn Đông
Mai và thôn Nghĩa Lộ thuộc xã Chỉ Đạo có hàm lượng Pb rất cao vượt 10 – 13
lần so với QCVN 03:2008. Tám mẫu đất bị ô nhiễm còn lại được lấy tại các
ruộng gần khu công nghiệp Phố Nối A và khu công nghiệp Tân Quang. Các mẫu
đất lấy ở khu vực xa các làng nghề và các khu công nghiệp đều có hàm lượng Pb
thấp hơn QCVN rất nhiều [9].
Các phương pháp xử lý đất bị ô nhiễm
Có nhiều phương pháp xử lý ô nhiễm đất như: vật lý, hóa học, sinh học,…
Tùy thuộc vào đặc điểm tính chất của từng loại đất để chọn phương pháp cho
phù hợp.
Phương pháp vật lý
Các phương pháp xử lý đất ô nhiễm KLN theo con đường vật lý thường áp
dụng gồm các biện pháp cơ học như: đào bỏ, đốt hoặc sử dụng các tác nhân vật
lý như nhiệt, hơi nước, nước nóng,….
Phương pháp hóa học
Theo kiểu hóa học, việc xử lý ô nhiễm đất thường được tiến hành theo ba
cách là rửa, pháp hủy và điện hóa. Các phương pháp vật lý và hóa học có ưu
điểm là tốc độ xử lý nhanh, hiệu quả cao nhưng kỹ thuật làm phức tạp, tốn kém,
dễ gây xáo trộn cho hệ sinh thái…chính vì vậy, phương pháp sinh học thường
được các nhà xử lý lựa chọn vì có hiệu quả tốt, ít tốn kém, thân thiện với MT.
Phương pháp sinh học
Phương pháp xử lý này dựa trên nguyên tắc sử dụng một số loài vi sinh
vật và TV sử dụng KL như là thành phần vi lượng trong quá trình tăng sinh khối
tự nhiên của chúng.
Xử lý bằng vi sinh vật
Hiện nay các nhà khoa học đã tìm thấy rất nhiều loài vi sinh vật và TV có
khả năng tích lũy một lượng lớn KLN trong tế bào của chúng. Chẳng hạn như vi

13


khuẩn Alcaligenes eutrophus (CH34) để xử lý đất cát ô nhiễm Cd, Zn và Pb. Sau
khi xử lý, hàm lượng Pb giảm từ 459 mg/kg xuống 74 mg/kg [tltk].
Kỹ thuật này sử dụng sinh khối vi sinh vật đã bị bất hoạt có khả năng hấp
thụ KL lên bề mặt. Các cơ chế của quá trình này gồm có trao đổi ion, cố định,
hấp phụ và bẫy ion vào mạng lưới cấu trúc polysaccharide của vi sinh vật.
• Xử lý ô nhiễm bằng TV
Thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion
KL trong MT. Hầu hết, các loài TV rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion KL,
thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn có một số loài TV không chỉ có khả
năng sống được trong MT bị ô nhiễm bởi các KL độc hại mà còn có khả năng
hấp thụ và tích các KL này trong các bộ phận khác nhau của chúng [22]. Có
nhiều giả thuyết được đưa ra để giải thích cơ chế vận chuyển, hấp thụ và loại bỏ
KLN trong TV. Ví dụ như chúng hình thành một phức hợp tách KL ra, rồi tích
lũy trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khô, rửa trôi qua biểu
bì, bị đốt cháy hoặc đơn thuần là phản ứng tự nhiên của cơ thể.
Công nghệ xử lý ô nhiễm bằng TV đòi hỏi phải đáp ứng một số điều kiện
cơ bản như dễ trồng, có khả năng vận chuyển các chất ô nhiễm từ đất lên thân
nhanh, chống chịu được với nồng độ các chất ô nhiễm cao và cho sinh khối
nhanh [22]. Tuy nhiên, hầu hết các loài TVcó khả năng tích luỹ KLN cao là
những loài phát triển chậm và có sinh khối thấp, trong khi các TV cho sinh khối
nhanh thường rất nhạy cảm với MT có nồng độ KL cao.
Xử lý KLN trong đất bằng TV có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp
khác nhau phụ thuộc vào từng cơ chế lại bỏ các KLN như [14]:
Chuyển hóa chất ô nhiễm (phytotransformation): Dùng TV phân hủy các
chất hữu cơ thành chất đơn giản hơn rồi hút vào cơ thể TV. Áp dụng cho nước và
đất bị ô nhiễm bởi các chất thải hữu cơ giàu amoni, thuốc trừ cỏ… Thực vật
được sử dụng như TV ngầm (cây thuộc họ dương liễu), các loại cỏ (lúa mạch
đen, cỏ đuôi trâu), cây họ đậu (cỏ ba lá, cỏ linh lăng).
Xử lý bằng vùng rễ (Rhizosphere remediation): Công nghệ này sử dụng rễ
TV để hấp thụ, tập trung, lắng đọng các chất ô nhiễm từ đất hoặc bùn lắng bị ô
nhiễm bởi các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học như PAHs, PCBs và
thuốc bảo vệ TV. Các loài được dùng cho công nghệ này là cỏ có rễ sợi (lúa mì,
cỏ đuôi trâu), cây sản xuất các hợp chất phenol (dâu tằm) TV thủy sinh.
Công nghệ cố định các chất ô nhiễm (Phytostabilization): Sử dụng TV để cố định
KL trong đất hoặc bùn bởi sự hấp thụ của rễ hoặc kết tủa trong vung rễ. Áp dụng
ở những vùng có mức ô nhiễm thấp hoặc những vùng ô nhiễm có hoạt động thải
ở quy mô lớn. Qúa trình này làm giảm độ độc trong đất bị ô nhiễm bởi KLN, khả
năng linh động của KL, làm giảm hàm lượng KL khuếch tán vào trong các chuỗi
thức ăn. Thực vật được sử dụng: TV ưa nước ngầm để kiểm soát nguồn nước,
14


dùng các loại rễ sợi để kiểm soát xói mòn. Ví dụ như một số cây cỏ, cây Festuca
rubra…
Công nghệ lọc bằng rễ (Rhizo filtration): Là quá trình hấp phụ các chất ô
nhiễm lên trên bề mặt rễ hoặc là quá trình hấp thụ các chất ô nhiễm trong vùng rễ
vào trong rễ. Qúa trình này xảy ra nhờ quá trình hoá học hoặc quá trình sinh học.
Biện pháp này phụ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm, tính chất hoá học và lý học
của chất ô nhiễm, loài TV…Nó đạt hiệu quả cao khi chất cần xử lý có khả năng
tan tốt trong nước.
Công nghệ bay hơi qua lá cây (Phytovolatilization): Đây được hiểu là biện
pháp sử dụng TV để hút các chất ô nhiễm, và vận chuyển các chất ô nhiễm qua
quá trình thoát hơi nước của cây. Áp dụng với nước ngầm, đất, trầm tích và bùn
thải bị ô nhiễm bởi Hg, Se, As,…TV được sử dụng là: cây dương xỉ, cỏ linh
lăng, cải dầu, cải bẹ xanh, cây ngập nước…
Công nghệ chiết suất bằng TV (Phytoextraction): là quá trình sử dụng TV để tích
lũy KLN ở đất vào trong rễ và vận chuyển chúng lên các bộ phận khác của cây. Các chất ô
nhiễm được tích lũy và có thể được thu hồi lại sau khi xử lý sinh khối. Sử dụng rất hiệu quả để
xử lý những vùng đất ô nhiễm chất thải công nghiệp (Pb, Cd, Zn…) và một số bãi rác. Thực

vật được sử dụng như: cây cải xanh, hướng dương.
Các nghiên cứu chỉ ra có ít nhất khoảng 400 loài cây thuộc 45 họ TV có
khả năng hấp thụ KLN [23, 26]. Các loài này là TV thân thảo hoặc thân gỗ, có
khả năng tích luỹ và không có biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ KL trong
thân cao hơn hàng trăm lần so với các loại bình thường khác. Các loài này thích
nghi một cách đặc biệt với các điều kiện MT và khả năng tích luỹ hàm lượng KL
cao có thể góp phần ngăn chặn các loại sâu bọ và các nguyên nhân gây bệnh
khác [26].
Công nghệ xử lý MT bằng TV là một công nghệ mới được đề cập và phát
triển trong những năm gần đây. Tuy nhiên, nghiên cứu điều tra về lĩnh vực này
vẫn luôn cần thiết và phải được hưởng ứng để bảo tồn nguồn tài nguyên di
truyền tự nhiên to lớn, qúy giá ở các MT bị ô nhiễm KL và nâng cao kiến thức
của chúng ta về cơ chế thích nghi tự nhiên của các loai siêu tích luỹ KL.
1.4.
Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của làng nghề Đông Mai.
1.4.1. Điều kiện tự nhiên
a. Vị trí địa lý
Chỉ Đạo là một xã nằm ở phía Bắc của tỉnh Hưng Yên, cách trung tâm
huyện Văn Lâm 6 km, gần đường quốc lộ số 5 chạy qua, nối Hà Nội - Hải Phòng
nên có nhiều ưu thế cho hoạt động phát triển kinh tế. Xã có tổng diện tích là
597,17 ha, trong đó diện tích đất dùng cho canh tác là 380,96ha.
Chỉ Đạo nằm trong vùng có tọa độ địa lý: vĩ độ 20 059’28’’, kinh độ
106002’36’’. Xã có vị trí tiếp giáp ranh như sau: phía Bắc giáp tỉnh Bắc Ninh,
15


phía Nam giáp xã Minh Hải, phía Đông giáp xã Đại Đồng, phía Tây giáp xã Lạc
Đạo của huyện Văn Lâm.
b. Đặc điểm tự nhiên
- Đia hình: xã Chỉ Đạo nhìn chung có địa hình cao hơn các nơi khác so với trong
tỉnh và tương đối bằng phẳng, thoải dần theo hướng Đông Bắc xuống Tây Nam,
Có độ cao trung bình là 3 – 4 m.
- Khí hậu: Xã Chỉ Đạo thuộc khu vực đồng bằng Bắc bộ nên chịu ảnh hưởng của
khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với hai mùa rõ rệt là mùa hè nóng và mùa
đông lạnh.
- Sông ngòi: Xã chủ yếu là sông ngòi nội đồng, do có sông Hồng chảy qua nên rất
thuận lợi cho phát triển nông nghiệp
- Thổ nhưỡng: Đất đai ở đây thuộc đất phù sa của hệ thống sông Hồng bồi đắp
hàng năm, loại đất này có đặc tính là hàm lượng mùn cao, có thành phần cơ giới
thịt nặng và giàu sét.
1.4.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
Dân cư : Xã Chỉ Đạo có mật độ dân khá đông với 4 thôn là : Trịnh Xá,
Nghĩa Lộ, Cát Lư và Đông Mai với tổng dân số là 8473 người, tỷ lệ tăng dân số
tự nhiên là 0,92%/năm. Trong đó thôn Đông Mai có 2300 người, với 539 hộ gia
đình, song tập trung ở 4 xóm: xóm Đông, xóm Chùa, xóm Nam, xóm Bắc.
Hoạt động kinh tế: Hoạt động kinh tế của dân cư trong xã chủ yếu là nông
nghiệp, ngoài ra còn trồng thêm cây hoa màu vào vụ đông, chăn nuôi cũng là
một hoạt động phổ biến của người dân chủ yếu là lợn, trâu, gà, vịt. Song song
với quá trình làm nông thì nghề tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ đang phát triển
mạnh mẽ đã khắc phục mọi khó khăn cho người dân.
Giao thông vận tải: Chạy qua xã Chỉ Đạo có đường quốc lộ liên tỉnh 196
và đường nhựa song song với đường sắt, đây là các tuyến giao thông quan trong
nối Chỉ Đạo với KCN phố nối, Như Quỳnh, Bắc Ninh, Hải Dương để giao lưu
hàng hóa và đi lại một cách thuận tiện. Tuy nhiên quốc lộ 196 này đã bị xuống
cấp cần được thường xuyên bảo dưỡng và nâng cấp nhằm đảm bảo giao thông an
toàn và thông suốt.
Văn hóa - xã hội
- Hệ thống y tế và chăm sóc y tế còn ít, tuy nhiên, cơ sở y tế khang trang và đầy
đủ trang thiết bị để phục vụ khám chữa bệnh cho bệnh nhân.
- Hệ thống giáo dục của xã nhìn chung không phát triển, tuy nhiên, xã có một
trường mầm non, một trường tiểu học và MT trung học cơ sở khang trang, sạch
đẹp tạo điều kiện tốt cho các em học tập.
- Hoạt động Văn hóa: Hoạt động thể dục thể thao của xã được nhân dân tham gia
hưởng ứng tích cực và được huyện đánh giá cao. Xã luôn tuyên truyền cho mọi

16


người dân hiểu hơn về quyền sử dụng đất đai, giảm thiểu ô nhiễm để bảo vệ sức
khỏe của người dân.

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chính của bài khóa luận là hiện trạng ô nhiễm KL
nặng (Pb, Cd) trong ĐNN của các hộ gia đình thuộc khu vực trong vòng bán
kính 200 - 300m quanh khu lò nấu chì và nơi đất trồng rau, đất trồng keo ở làng
nghề tái chế chì mới và cũ của thôn Đông Mai, tỉnh Hưng Yên.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp kế thừa và tổng hợp tài liệu có chọn lọc.
Kế thừa các kết quả, công trình nghiên cứu về ô nhiễm chì và cadimi trên
Thế Giới và ở Việt Nam, ô nhiễm chì và cadimi ở làng nghề Đông Mai, ảnh
hưởng của nguồn phơi nhiễm chì, cadimi đến sức khỏe con người trong làng
nghề.
2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát
Đề tài đã tiến hành điều tra khảo sát thực tế tại làng nghề tái chế chì Đông
Mai và hai công ty trong CCN làng nghề xã Chỉ Đạo từ tháng 3/2016.
Khảo sát, thu thập các thông tin mới nhất về tình hình sản xuất tái chế chì
và hiện trạng MT làng nghề Đông Mai. Khảo sát quy trình hoạt động của hai
công ty trong CCN làng nghề (Công ty Trách nhiệm hữu hạn Ngọc Thiên và
Công ty Trách nhiệm hữu hạn làng nghề Đông Mai). Đã quan sát các đống xỉ chì
thải, đất ô nhiễm và các chất thải nhiễm chì khác tập kết dọc đường đi và một số
khu vực công cộng khác trong làng. Đề tài thu 15 mẫu đất ruộng, xung quanh
công ty tái chế lò nấu chì cũ, phía đối diện lò nấu chì cũ, và khu lò nấu chì mới.
2.2.3. Phương pháp phỏng vấn trực tiếp
Phỏng vấn trực tiếp đại diện của lãnh đạo UBND xã Chỉ Đạo về tình hình
kinh tế - xã hội của xã, tình hình sản xuất tái chế chì của thôn Đông Mai.
Phỏng vấn trực tiếp các hộ gia đình về tình hình sản xuất tái chế chì của
thôn Đông Mai trong quá khứ và hiện tại, đặc điểm của khu vực ô nhiễm và các
vấn đề khác liên quan đến MT làng nghề, ảnh hưởng của chì và cadimi đến sức
khỏe con người.
Kết quả phỏng vấn được ghi chép lại vào mẫu bảng câu hỏi đã soạn trước,
sau đó tiến hành phân tích, so sánh, tổng hợp các thông tin đã thu thập được.
17


2.2.4. Phương pháp phân tích chì (Pb) và cadimi (Cd)





b.



a. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu
Mẫu đất được lấy về và xử lý theo phương pháp chuẩn đối với đánh giá
chất lượng đất áp dụng TCVN 7538_2: 2005 - Chất lượng đất - lấy mẫu phần 2:
hướng kỹ thuật lấy mẫu [19] và TCVN 6647: 2000 - Chất lượng đất - Xử lý sơ
bộ để phân tích lý – hóa [20].
Lấy mẫu:
Mẫu đất lấy để phân tích trong phòng thí nghiệm được lấy ở tầng mặt (0 –
20 cm), bằng dụng cụ lấy mẫu là xẻng inox và cho vào túi nilong có ghi kí hiệu
mẫu, địa điểm, khoảng cách lấy mẫu và ngày lấy mẫu ngoài bao bì.
Mẫu đất được lấy tại các ruộng gần khu tái chế chì mới, cũ và xung quanh
làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai. Lấy mẫu theo các khoảng cách 50m, 100m,
200m và 300m so với khu lò nấu chì cũ và khu lò nấu chì mới.
Xử lý mẫu:
Mẫu đất được xử lý bằng cách phơi khô trong điều kiện phòng. Đất sau
khi hong khô, đập nhỏ rồi nhặt hết xác TV và các chất lẫn khác. Dùng phương
pháp ô chéo góc để lấy khoảng 500 gam đất đem nghiền, phần còn lại cho vào
túi nilong rồi giữ lại. Đất được đem đi nghiền bằng cối sứ thành bột mịn, được
trồn đều sau đó đựng vào túi nilong có ghi kí hiệu mẫu.
Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
Các mẫu đất được lấy, xử lý và phân tích trong phòng thí nghiệm của Viện
sinh thái và tài nguyên sinh vật.
Xác định các chỉ tiêu trong đất bằng những phương pháp có độ chính xác
cao và thường được dùng phổ biến hiện nay trong các phòng phân tích đất ở Việt
Nam.
Hàm lượng của Pb và Cd tổng số được xác định bằng phương pháp hấp
thụ quang phổ nguyên tử ngọn lửa (AAS) ở những bước sóng hấp thụ phù hợp
cho từng nguyên tố.
Phương pháp hấp thụ quang phổ nguyên tử ngọn lửa (AAS)
Hấp thụ nguyên tử là một trong những phương pháp hiện đại, được áp
dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm. Phương pháp này xác định được hầu
hết các KL trong mẫu sau khi đã chuyển hóa chúng về dạng dung dịch [15].
Ngày nay trong phân tích hiện đại, phương pháp hấp thụ nguyên tử được
sử dụng rất có hiệu quả đối với nhiều lĩnh vực như y học, dược học, sinh học,
phân tích MT, phân tích địa chất,… đặc biệt phân tích lượng vết các nguyên tố
KL [17]. Chính vì vậy đề tài đã sử dụng phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS)
để xác định hàm lượng chì trong đất tại làng nghề tái chế chì Đông Mai.

18


-

-

-

Cơ sở của phép đo: Đo sự hấp thụ năng lượng (bức xạ đơn sắc) của
nguyên tử tự do ở trong trạng thái hơi (khí) khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám
hơi của nguyên tố đó trong MT hấp thụ. Muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ
nguyên tử của một nguyên tố cần phải thực hiện các quá trình sau:
Chọn các điều kiện và một loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ
trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự
do. Đó chính là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu.
Chiếu chùm tia bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi
nguyên tử tự do vừa tạo ra ở trên. Các nguyên tử của nguyên tố cần xác định
trong đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của
nó.
Tiếp đó nhờ một hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân
ly và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đọc cường độ
của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ. Trong một giới hạn nồng độ nhất
định của nồng độ C, giá trị cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C
của nguyên tố ở trong mẫu phân tích theo phương trình:

Aλ= k.Cb(*)
Trong đó: Aλ : Cường độ của vạch phổ hấp thụ
K: Hằng số thực nghiệm
C: Nồng độ của nguyên tố cần xác định trong mẫu đo phổ
b: Hằng số bản chất (0Hằng số thực nghiệm K phụ thuộc vào tất cả các điều kiện hóa hơi và
nguyên tử hóa mẫu nhất định đối với một hệ thống máy AAS và với các điều
kiện đã chọn cho mỗi phép đo; b là hằng số bản chất, phụ thuộc vào từng vạch
phổ của từng nguyên tố. Giá trị b=1 khi nồng độ C nhỏ, khi C tăng thì b nhỏ xa
dần giá trị 1.
Như vậy, mối quan hệ giữa Aλ và C là tuyến tính trong một khoảng nồng
độ nhất định. Khoảng nồng độ này được gọi là khoảng tuyến tính của phép đo.
Trong phép đo AAS, phương trình (*) ở trên chính là phương trình cơ sở để định
lượng nguyên tố.
• Trang bị của phép đo
Dựa vào nguyên tắc của phép đo, ta có thể mô tả hệ thống trang bị của
thiết bị đo phổ AAS theo sơ đồ như sau:
Phần 1
Phần 2
Phần 3
Phần 4
Phần 1:
Nguồn phát chùm tia bức xạ cộng hưởng của nguyên tố cần phân tích. Đó
có thể là đèn catot rỗng (Hollow Cathodeless Lamp-HCL) hay đèn phóng điện
19


-

-

không điện cực (Electrodeless Discharge Lamp-EDL), hoặc nguồn phát bức xạ
liên tục đã được biến điệu.
Phần 2:
Hệ thống nguyên tử hóa mẫu. Hệ thống này được chế tạo theo ba loại kỹ
thuật nguyên tử hóa mẫu, đó là:
Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí (F-AAS)
Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa (ETA-AAS)
Kỹ thuật hóa hơi lạnh (CV-AAS)
Phần 3:
Bộ phận đơn sắc (hệ quang học) có nhiệm vụ thu, phân ly và chọn tia sang
(vạch phổ) cần đo hướng vào nhân quang điện để phát hiện và đo tín hiệu hấp
thụ AAS của vạch phổ.
Phần 4: Bộ phận khuyếch đại và chỉ thị tín hiệu AAS. Phần chỉ thị tín hiệu
có thể là:
Điện kế chỉ thị tín hiệu AAS
Bộ tự nghi để ghi các pic hấp thụ
Bộ chỉ thị hiện số
Bộ máy in
Máy tính với màn hình để hiển thị dữ liệu, phần mềm xử lý số liệu và điều khiển
toàn bộ hệ thống máy đo.
Trong ba kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu thì kỹ thuật F-AAS ra đời sớm hơn.
Theo kỹ thuật này người ta dung nhiệt ngọn lửa đèn khí để nguyên tử hóa mẫu.
Do đó mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hóa mẫu đều phụ thuộc vào đặc
tính của ngọn lửa và nhiệt độ là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hóa mẫu
phân tích.
2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu
Hàm lượng chì (Pb) và cadimi (Cd) trong ĐNN được so sánh với QCVN
03:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép của KLN
trong đất nông nghiệp.
Các số liệu thí nghiệm và phân tích sẽ được xử lý trên phần mềm Exell.

20


Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.
Thực trạng tái chế chì ở thôn Đông Mai
3.1.1. Tình hình sản xuất của làng nghề.

Làng nghề tái chế chì Đông Mai xuất hiện từ sớm vào năm 1970, sau một
thời gian, nghề tái chế chì phát triển mạnh ra cả thôn vào những năm cuối thế kỷ
19, đầu thế kỷ 20.
Theo số liệu thống kê, trong các năm sau năm 2000, làng nghề có hàng
trăm xưởng tái chế chì hoạt động trong khu dân cư, trung bình mỗi tháng cho ra
sản lượng gần 300 nghìn tấn chì thành phẩm. Tuy nhiên gần đây do nhu cầu về
thị trường chì thay đổi, tốc độ sản xuất chì giảm nên chỉ còn lại một số hộ gia
đình sản xuất tái chế chì rải rác, xen lẫn trong dân cư, tiếp tục gây tình trạng
nhiễm độc chì đối với những người trong gia đình và cho những người dân sống
xung quanh. Qua khảo sát trong thôn có 3 hộ vẫn đang thực hiện hoạt động thu
mua bình ắc quy và bán cho các cơ sở tái chế trong làng và ngoài CCN làng nghề
Đông Mai, 7 hộ phá dỡ bình ắc quy ngay trong khuôn viên nhà, 12 hộ nấu luyện
chì ngay trong khu dân cư, 8 hộ vẫn còn lưu giữ một khối lượng lớn xỉ chì và
khói chì trong khuôn viên nhà và khu vực công cộng [6].
Qua mẫu phiếu điều tra khảo sát vào tháng 3/2016 thì hiện nay lượng ắc
quy thu gom trung bình trong 1 tháng 30 - 50 tấn/tháng, lớn nhất là 300 tấn/tháng
và tạo ra được 9 tấn chì thành phẩm trong 1 tối, trung bình lượng chì nấu được là
10 – 20 tấn/tháng.
Năm 2010, UBND tỉnh Hưng Yên ban hành Quyết định số 491/QĐ-UB
ngày 27/2/2010 về việc xây dựng “Cụm công nghiệp xã Chỉ Đạo” nhằm mục
đích tập trung các hoạt động tái chế chì và di dời các hộ sản xuất ra khỏi làng
Đông Mai. Đây là khu vực thuộc cánh đồng lúa của xã Chỉ Đạo, cách xa khu dân
cư, có tổng diện tích khoảng 218,865 m2 [8].
Thực hiện Quyết định này, phần lớn các hộ tái chế chì đã chuyển vào
CCN, giảm thiểu nguồn ô nhiễm chì ở trong làng. Tuy nhiên, vẫn còn một số cơ
sở tư nhân đang thực hiện các hoạt động phá dỡ bình và nấu luyện chì ngay trong
khu vực dân cư, gây ô nhiễm MT và ảnh hưởng lớn đến sức khỏe và đời sống
của người dân địa phương.
Hiện tại làng nghề Đông Mai chỉ còn 13 hộ gia đình sản xuất tái chế chì,
trong CCN có hai công ty đang hoạt động trong lĩnh vực tái chế ắc quy chì đó là
Công ty Trách nhiệm hữu hạn Ngọc Thiên và Công ty Trách nhiệm hữu hạn Hiệp
hội làng nghề Đông Mai. Trong đó, Công ty Trách nhiệm hữu hạn Ngọc Thiên
thực hiện toàn bộ các công đoạn từ thu mua, phá dỡ bình ắc quy đến nấu luyện
chì thành sản phẩm chì thỏi, còn Công ty Trách nhiệm hữu hạn làng nghề Đông
Mai chỉ thực hiện công đoạn nấu luyện chì thành sản phẩm chì thỏi.
21


• Nguyên liệu đầu vào

Nguyên liệu chính là bình ắc-quy cũ, pin phế thải nguồn nguyên liệu rất
phong phú được thu mua từ các nhà xưởng, của những người dân, các nhà máy,
nơi sửa chữa ô tô… từ khắp nơi trong cả nước tập kết về Đông Mai. Nhiên liệu
sử dụng là than đá đã qua sử dụng từ các lò luyện kim loại, lò vôi, mỗi lần nấu
trung bình tiêu thụ khoảng 100 kg/tấn sản phẩm [8].
Việc tái chế chì được thực hiện ngay trong làng hay chính nhà, sân vườn,
bờ ao của hộ gia đình,các hóa chất axit, chì…từ phế liệu bốc hơi vào không khí,
chảy ra ngấm vào đất, theo hệ thống thoát nước chảy vào hệ thống kênh, mương
trong thôn xã gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm,vỏ bình để khắp đường
làng ngõ xóm và làm cho một số loại thực phẩm bị nhiễm chì như rau muống,
bèo, gạo,cá…[12].
• Công nghệ sản xuất:
Quá trình tái chế ắc quy chì ở làng Đông Mai gồm 2 công đoạn chính và
hoàn toàn được thực hiện bằng phương pháp thủ công:
• Phá dỡ bình ắc quy:
Đây là công đoạn đầu tiên của quá trình tái chế, bình ắc quy được phá dỡ
bằng tay hoặc sử dụng dao búa để tách riêng các loại vật liệu (phần chì, phần
nhựa, các dây đồng, lá đồng dẫn điện), được thực hiện ngay tại các hộ gia đình
hoặc tại các xưởng sản xuất nhỏ ở trong làng, ở ngoài trời và không được che
chắn.
Trước đây, vỏ bình ắc quy sau khi phá dỡ được người dân trong làng sử
dụng để lát đường đi, trồng hoa, cây cảnh, xây tường rào xung quanh nhà ở và
vứt bừa bãi khắp các đường làng, ngõ nhỏ. Trong những năm gần đây, vỏ bình và
các lá cách từ quá trình phá dỡ bình được một số cơ sở tái chế nhựa trong làng
thu gom và tái chế thành các hạt nhựa, sau đó bán cho các cơ sở gia công nhựa.
Ắc quy phế thải

Phá dỡ thủ công

Bản cực chì phế liệu

Nhựa cách điện

22

Dây điện, lá đồng


Tinh chế chì

Thu hồi bán phế liệu

Hình 1: Sơ đồ công nghệ phá dỡ bình ắc quy hỏng thu hồi phế liệu
• Tái chế chì:
Công nghệ tinh chế chì rất đơn giản vì nhiệt độ nóng chảy của chì thấp. Lò
nấu chì phế liệu có cấu tạo 2 cửa, 1 cửa nạp nguyên liệu và một cửa tháo sản
phẩm, thường được làm bằng đất sét. Quá trình nấu là một quy trình liên tục tùy
theo khối lượng nguyên liệu cần nấu mà thời gian nấu dài hay ngắn, thường một
ca nấu là 8 giờ và được nấu vào ban đêm. Chì nóng chảy tháo phía dưới và được
đổ vào khuôn thành chì thỏi bán cho các cơ sở sản xuất ắc quy trong nước và
xuất khẩu.
Trước đây, xỉ chì sau quá trình nấu được đập nghiền và đãi ở ao, rồi đem
nấu lại để tận thu chì. Xỉ chì sau khi tận thu chì được người dân trong thôn sử
dụng để nâng cao nền nhà, lấp ao, đổ đường đi hoặc bán cho Trung Quốc. Trong
những năm gần đây, sau khi CCN làng nghề Đông Mai được thành lập, một số
hộ gia đình đã thu mua xỉ chì từ các công ty trong CCN và một số cơ sở đang
hoạt động trong làng lưu giữ ngay trong sân, vườn hoặc ở các đường làng, ngõ
xóm, sân bãi chung,...để tái sinh chì hoặc đem bán. Ngoài ra, một số hộ gia đình
sau khi phá dỡ bình ắc quy tại nhà đã mang lõi chì xuống CCN để nấu và thu chì
KL.
Các phương tiện chuyên chở chì và các phế thải nhiễm chì ở Đông Mai
thường là xe công nông, xe tải không được bao che đúng quy định, dẫn đến sự
rơi rớt bụi, xỉ chì và các vật liệu nhiễm chì khác ra đường trong suốt quá trình
vận chuyển, góp phần phát tán chất ô nhiễm vào MT.
3.1.2. Mức độ xả chất thải ra môi trường
Thôn Đông Mai với nghề tái chế chì từ nhiều năm nay đã nổi tiếng trong
tốp 4 làng nghề gây ô nhiễm MT ở mức trầm trọng nhất tỉnh Hưng Yên.
Qúa trình tái chế chì ở đây còn mang tính truyền thống, quy mô hộ gia
đình, nhỏ lẽ và công nghệ sản xuất còn lạc hậu, thủ công và không có biện pháp
xử lý hợp lý. Việc phá dỡ bình ắc-quy qua nhiều năm đã xả thải ra MT một
lượng lớn a-xít và khói bụi ngấm vào lòng đất và nước ngầm. Nhất là, hoạt động
nấu các lá chì cũ để tái chế đã phát thải khói bụi độc hại làm ô nhiễm nặng nguồn
không khí, đất và nước ngầm của cả thôn. Lượng chì còn sau khi đốt không xử lý
mà lại chôn lấp trực tiếp. Nước thải thì xã ngầm vào khu chứa, hoặc xã ra

23


mương, sông suối cùng nước thải sinh hoạt, phế thải từ bình ắc-quy như tấm
cách điện và nước a-xít sau khi phá dỡ đổ bừa bãi.
Những ngày nắng nóng bụi chì và nước a-xít trong các cống rãnh bốc mùi
khi trời đổ mưa, các chất độc hại theo nước mưa chảy đi khắp làng, ngấm vào
lòng đất, đọng đầy các ao hồ. Không khí trong làng luôn ngợp trong khói bụi của
chì. Sau mấy chục năm làm nghề, làng Đông Mai đã bị nhiễm độc chì khá nặng,
ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của người dân.
Qua kết quả khảo sát Trung tâm Môi trường và Phát triển cộng đồng
(CECoD) phối hợp với Viện Blacksmith (Mỹ) tổ chức khảo sát đo hàm lượng chì
trong đất bằng máy phân tích XRF Model α-4000 vào tháng 9/2013 tại các con
đường làng, các khu vực trường học và 539 hộ gia đình trong thôn Đông Mai
cho thấy: hàm lượng chì tại các điểm đo dao động từ 400 ppm - 5.000 ppm (tiêu
chuẩn của Mỹ về hàm lượng chì trong đất đối với các khu vực dân cư là 400
ppm). Đặc biệt, tại các điểm gần các xưởng nấu chì, hoặc có hoạt động phá dỡ
bình ắc quy, hàm lượng chì ở mức cao, trên 5.000 ppm và có điểm trên 20.000
ppm. Trong 539 hộ, có 261 hộ còn đất vườn với hàm lượng chì trong đất dao
động từ 28 ppm - 59.513 ppm. Trong đó có 23 hộ có hàm lượng chì trong đất ở
mức cao (> 1.200 ppm) [18].
Theo kết quả kiểm tra giám sát của Viện Sức khỏe nghề nghiệp và Môi
trường, Bộ Y tế vào tháng 12/2014 thì Nước tại các kênh và rãnh thoát nước
có hàm lượng chì vượt 1000 lần so với QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng
nước bề mặt; Không khí tại cộng đồng và nơi sản xuất tái chế chì đều có hàm
lượng chì cao hơn TCCP trong đó 3/5 mẫu không đạt theo TCVN 05:2009, 2/5
mẫu không đạt tiêu chuẩn theo quy định tại QĐ 3733-2002 BYT; so với QCVN
thì hàm lượng chì trong đất tại hộ gia đình và vườn trong thôn cao hơn 10-16 lần,
trong rau cũng cao hơn 1,3 lần so với QCVN 8-2:2011/BYT đối với giới hạn ô
nhiễm KLN trong thực phẩm [4].
Theo kết quả lấy mẫu xét nghiệm nồng độ chì trong máu của Viện Sức
khỏe nghề nghiệp và môi trường, Bộ Y tế trong 2 ngày 16-17/5/2015 cho 618
người, (trong đó 283 người lớn và 335 trẻ em), trong 317/335 trẻ em được khám
có tới 207 (chiếm 65,3%) trẻ bị ngộ độc chì ở mức độ nhẹ (có nồng độ chì máu
từ 10 - 44,9 µg/dL), chỉ có 110 trẻ (chiếm 34,7%) không bị ngộ độc chì (có nồng
độ chì máu < 10 µg/dL) [4].

24


Nên hệ thống kết quả về ô nhiễm KLN theo năm và theo đối tượng (đất,
rau, máu…) dưới dạng bảng (có so sánh với QCVN) thì sẽ tiện theo dõi hơn và
không lẫn với phần tổng quan viết dưới dạng văn xuôi. Hơn nữa kết quả dưới
dạng bảng biểu của em hơi ít nên cần bổ sung thêm vào.
Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất nông nghiệp tại làng nghề thôn
Đông Mai
3.2.1. Hàm lượng chì trong đất nông nghiệp
Để xác định hiện trạng ô nhiễm chì trong ĐNN chúng tôi đã tiến hành
phân tích hàm lượng chì trong 15 mẫu ĐNN dưới dạng tồn tại tổng số. Kết quả
được thể hiện trong bảng 6.
3.2.

Bảng 6. Kết quả đo hàm lượng chì trong đất nông nghiệp ở thôn Đông Mai.
Pb
Đất nông nghiệp
(mg.kg-1 khô)
Ruộng lúa cách lò nấu chì cũ 50 m
1.100 – 7.000
Ruộng lúa cách lò nấu chì cũ 100 m
950 – 3.600
Ruộng rau muống cách lò nấu chì cũ 200m
700 – 3.500
Ruộng lúa cách lò nấu chì cũ 200 - 300m
250 - 770
Ruộng lúa cách lò nấu chì mới 100m
292 - 419
QCVN 03:2008/BTNMT
70
Số liệu trong bảng 6 cho thấy: Ở khu vực gần lò nấu chì cũ, các mẫu đất
được lấy ở ruộng lúa có hàm lượng Pb tổng số trong ĐNN dao động từ 250
mg/kg khô đến 7.000 mg/kg khô. Hàm lượng Pb trong đất cách khu lò cũ 50m,
100m và 200 – 300m tương ứng là 1.100 – 7.000 mg/kg khô, 950 – 3.600 mg/kg
khô, 250 – 770 mg/kg khô. Hàm lượng Pb trong đất giảm khi khoảng cách so với
khu nấu chì tăng. Tuy nhiên, tất cả các mẫu đất nghiên cứu thu được đều bị ô
nhiễm chì rất cao so với QCVN.
Đặc biệt mẫu đất thu ở gần khu lò nấu chì cũ, nằm ở khoảng cách 50m, có
hàm lượng chì tổng số ở mức rất cao (Pb: 1.100 – 7.000 mg/kg (0,11% - 0,7%))
vượt 15,7 – 100 lần so với QCVN 03: 2008 (70 mg/kg khô), cao hơn rất nhiều so
với các mẫu đất khác của những ruộng cách xa lò nấu chì. Đối với đất ở các
ruộng trồng rau muống cách lò cũ 200m, từ 700 – 3.500 mg/kg khô cao hơn 10 –
50 lần so với QCVN.
Tại khu vực lò nấu chì mới, hàm lượng chì trong ĐNN cũng ở mức ô
nhiễm. Cụ thể, trong đất ruộng cách 100m dao động từ 292 – 419 mg/kg khô,
cao vượt 4,2 – 6 lần so với QCVN 03: 2008. Tuy nhiên hàm lượng chì ở khu lò
25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×