Tải bản đầy đủ

Ảnh hưởng của nước thải đô thị và công nghiệp đến hàm lượng kim loại nặng trong đất sản xuất nông nghiệp ở huyện Thanh Trì Hà Nội

PHẦN 1
ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ
Đô thị hóa – công nghiệp hóa (ĐTH - CNH) là giai đoạn tất yếu của
một quốc gia hay một nền kinh tế phát triển phải trải qua. Tuy nhiên, mặt
trái của quá trình ĐTH - CNH đã làm cho môi trường tự nhiên bị tác động
đáng kể, chất lượng môi trường đất, môi trường nước và không khí bị ô
nhiễm và suy thoái, sự suy kiệt tài nguyên thiên nhiên, biến đổi khí hậu trên
toàn cầu.
Việt Nam đã đang trong giai đoạn ĐTH- CNH phát triển nền kinh tế
khá mạnh, trong những năm đầu thực hiện đường lối đổi mới, vì tập trung
ưu tiên phát triển kinh tế, mặt khác do nhận thức về vấn đề bảo vệ môi
trường còn nhiều hạn chế nên việc gắn phát triển kinh tế với bảo vệ môi
trường chưa được chú trọng đúng mức. Đối tượng gây ô nhiễm môi trường
chủ yếu là chất thải từ hoạt động sản xuất của nhà máy trong các khu công
nghiệp. Tình trạng nước thải từ các khu đô thị không qua xử lý mà đổ trực
tiếp ra môi trường gây ô nhiễm và suy thoái môi trường khá nghiêm trọng.
Hầu hết các thành phố lớn của Việt Nam như Hà Nội, T.p Hồ Chí Minh, Hải
Phòng đều vướng phải các vấn đề về môi trường.
Hà Nội là một trong hai thành phố lớn và phát triên mạnh nhất Việt

Nam, dưới tác động của chất thải công nghiệp và sinh hoạt đã làm cho chất
lượng môi trường nước ở tất cả các con sông trên địa bàn Hà Nội như Tô
Lịch, Kim Ngưu, Nhuệ, Đáy... đều ô nhiễm rất nghiêm trọng. Ảnh hưởng


của nguồn chất thải này còn tác động đến môi trường đất nông nghiệp ven
đô như Thanh Trì, Từ Liêm, Long Biên, Gia Lâm...
Thanh Trì là huyện ngoại thành phía nam Hà Nội, có tổng diện tích
6.292,73 ha. Trong đó diện tích đất nông nghiệp chiếm hơn 3.000ha. Thanh
Trì được quy hoạch là khu đô thị và khu công nghiệp. Đất sản xuất nông
nghiệp ở các khu vực này thường bị ô nhiễm KLN. Nước thải công nghiệp
ra môi trường vẫn chưa được xử lý triệt để. Nước thải này được chảy qua
sông rồi trở về hệ thống hồ điều hòa làm nguồn nước tưới cho nông nghiệp,
do vậy nguồn nước tưới này rất giàu chất dinh dưỡng và tiềm ẩn nhiều nguy
cơ ô nhiễm nặng. Mặt khác, tốc độ gia tăng dân số quá nhanh, cơ sở hạ tầng
chưa kịp quy hoạch nâng cấp tổng thể, ý thức của một số người dân lại quá
kém trong nhận thức và bảo vệ môi trường chung. Nguồn nước thải sản xuất
và nước thải sinh hoạt của người dân xuống sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu...
làm nguồn nước sông ô nhiễm khá nghiêm trọng.
Từ những thực trạng cấp thiết trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề
tài: “Ảnh hưởng của nước thải đô thị và công nghiệp đến hàm lượng kim
loại nặng trong đất sản xuất nông nghiệp ở huyện Thanh Trì - Hà Nội.”

1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục đích
- Nguyên cứu, đánh giá diễn biến hàm lượng kim loại nặng (KLN) trong đất
sản xuất nông nghiệp của huyện Thanh Trì - thành phố Hà Nội.
- Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm KLN.
1.2.2. Yêu cầu


- Lấy mẫu, phân tích hàm lượng một số nguyên tố KLN trong đất sản xuất
nông nghiệp tại các điểm quan trắc.
- So sánh kết quả phân tích với tiêu chuẩn Việt Nam và đánh giá mức độ ô
nhiễm.
- Các giải pháp đưa ra nhằm hạn chế ảnh hưởng xấu của nước thải công
nghiệp, đô thị đến môi trường đất phải có tính khả thi.

PHẦN 2



TỔNG QUAN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1. KIM LOẠI NẶNG (KLN), TÍNH CHẤT VÀ NGUỒN PHÁT SINH
KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT
2.1.1 Định nghĩa
Thuật ngữ kim loại nặng (KLN) dùng để chỉ bất kỳ nguyên tố kim loại
nào có khối lượng riêng lớn (d ≥ 5g/cm3) và thể hiện độc tính ở nồng độ
thấp. Các nguyên tố KLN là thành phần tự nhiên của vỏ Trái đất. Các
nguyên tố này không thể bị thoát biến hay phá hủy. KLN được được chia
làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…),
những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…), các kim loại phóng xạ (U, Th,
Ra, Am,…). Tỷ trọng của những kim loại này thông thường lớn hơn 5g/cm 3
[20]. Một vài nguyên tố KLN đóng vai trò như các nguyên tố cần thiết cho
việc duy trì quá trình trao đổi chất của cơ thể người chẳng hạn như: Kẽm
(Zn), Đồng (Cu) và Selen (Se). Tuy nhiên ở nồng độ cao chúng vẫn có thể
gây độc cho cơ thể người và sinh vật [3].
2.1.2 Tính chất của kim loại nặng
Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học [22], không độc khi ở dạng
nguyên tố tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do
khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể
sinh vật sau nhiều năm [32]. Đối với con người có khoảng 12 nguyên tố
KLN gây độc như Chì, Thủy ngân, Nhôm, Asen, Cadimi, Niken … Một số
KLN được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng
hạn: Sắt, Kẽm, Magiê, Côban, Mangan, Molipden và Đồng. Mặc dù với


lượng rất ít nhưng nó hiện diện trong quá trình chuyển hóa. Tuy nhiên, ở
mức thừa của các nguyên tố thiết yếu có thể nguy hại đến đời sống của sinh
vật [28]. Các nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và
có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể
hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn. Các nguyên tố này bao gồm Thủy ngân,
Niken, Chì, Asen, Cadimi, Nhôm, Platin và Đồng ở dạng ion kim loại.
Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu
hóa và qua da. Nếu KLN đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn
sự phân giải chúng thì chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện [28]. Do
vậy người ta bị ngộ độc không những với hàm lượng cao của KLN mà cả
khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc.
Một số đặc điểm về tính độc hại của các KLN như:
* Một số KLN có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn trong
một vài điều kiện môi trường, ví dụ Thủy ngân.
* Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuổi thức ăn
có thể làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy
hiểm cho sức khỏe của con người.
* Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ thấp khoảng 0.1-10
mg.L-1 [25]
2.1.3 Nguồn ô nhiễm KLN trong đất nông nghiệp
Các kim loại nặng tồn tại trong môi trường đất, nước có thể đi vào từ
nhiều nguồn khác nhau. Có hai nguồn chính dẫn tới sự tồn tại của KLN
trong đất, đó là nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạo.


Nguồn phát thải nhân tạo


Nguồn phát thải nhân tạo các KLN trước hết phải kể đến các ngành sản
xuất công nghiệp có sử dụng xút, clo, có chất phế thải nhiều Hg hay ngành
công nghiệp than đá và dầu mỏ có chất thải chứa Pb, Hg và Cd; các ngành
công nghiệp nhựa có chất thải chứa Co, Cr, Cd, Hg; công nghiệp sản xuất vi
mạch có chất thải chứa Cu, Zn, Ni. Tại nhiều nơi, các chất độc hại này bị đổ
thẳng ra môi trường mà không hề được xử lý. Tại Tp.HCM, kết quả phân
tích hiên trạng ô nhiễm KLN trong đất vùng trồng lúa khu vực phía Nam
thành phố cho thấy: hàm lượng Cu, Zn, Hg, Cr trong đất trồng lúa chịu ảnh
hưởng trực tiếp của nước thải công nghiệp phía Nam thành phố đều tương
đương hoặc cao hơn ngưỡng cho phép (TCVN 7209:2002) đối với đất sử
dụng cho mục đích nông nghiệp. Trong đó hàm lượng cadimi vượt quá tiêu
chuẩn cho phép 2,3 lần; kẽm vượt quá 1,76 lần [11].
Rác sinh hoạt, đặc biệt rác thải đô thị cũng là một nguồn gia tăng KLN
trong đất. Tại đa số đô thị hiện nay, tỉ lệ gom rác còn thấp,thậm chí có một
số đô thị chưa có đơn vị thu gom và nơi tập kết rác.Hà Nội, một trong những
đô thị có tỉ lệ thu gom rác cao nhất, cũng chỉ đạt tỉ lệ dao động khoảng 7080%/năm. Lượng rác thải còn tồn đọng ở các nước ao hồ, ngõ xóm, kênh
mương theo dòng nước mưa chảy tràn gây ô nhiễm môi trường.
Hoạt động nông nghiệp cũng chính là một nguồn gây ô nhiễm KLN.
Việc lạm dụng các loại phân bón hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật đã làm
gia tăng lượng tồn dư các kim loại như: As, Cd, Hg và Zn trong đất. Theo
Alloway và cộng sự (1998): việc bón phân không đúng cách sẽ đưa một
lượng lớn kim loại vào trong đất. Một số loại phân vi lượng như:
CuSO4.H2O 35% Cu,CuSO4.H2O 25% Cu, khi bón cho cây trồng, cây trồng
không sử dụng hết sẽ dẫn đến làm tăng hàm lượng Cu trong đất [10]. Theo
các nhà khoa học, khoảng 70-80% các nguyên tố KLN trong nước thải lắng


xuống bùn trên đường đi của nó. Do đó việc sử dụng bùn thải làm phân bón
được coi là một trong những nhân tố cao có nguy cơ gây ô nhiễm KLN. Bùn
thải sử dụng trong nông nghiệp cũng chứa lượng lớn kim loại nặng, hàm
lượng Pb trong bùn thải từ 20-1250 ppm, trung bình là 500 ppm; Hàm lượng
Cu từ 84 - 17000 ppm, do vậy bùn thải bón cho cây làm tăng hàm lượng
KLN trong đất. Theo Alloway nước thải có chứa Cu, Pb dùng làm nước tưới
cho sản xuất nông nghiệp có hàm lượng Cu dao động từ 50-8000µg/l, hàm
lượng Pb từ 2-7000µg/l [25].
Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch đã đưa vào môi trường bụi
khói có chứa nhiều KLN, theo ước tính hàm lượng Pb chứa trong nhiên liệu
lên đến 0,4g/L. Hằng năm việc phát tán Pb do con người gây ra khoảng trên
450000 tấn, 61% trong số này là do đốt cháy nhiên liệu động cơ. Ngoài ra
Pb còn được phát tán tự nhiên vào khí quyển do quá trình xói mòn đất và
hoạt động núi lửa với khoảng 25000 tấn/năm [15].
Sự phát triển và mở rộng các làng nghề thủ công đi kèm với việc sử
dụng ngày càng nhiều hóa chất song hầu hết các làng nghề của nước ta hiện
nay đều không có các biện pháp xử lý chất thải, gây ô nhiễm môi trường
trong đó có môi trường đất. Tính trung bình hàng ngày có khoảng 100 m 3
nước thải ra môi trường. Chất thải rắn dự báo khoảng 11 nghìn tấn/năm. Phế
thải từ các làng nghề truyền thống thường chứa đựng nhiều KLN, thải trực
tiếp ra hệ thống kênh mương và đất nông nghiệp xung quanh. Số liệu ở bảng
2.1 cho thấy hàm lượng KLN trong đất và trong bùn thải tại làng nghề Văn
Môn – Yên Phong - Bắc Ninh là rất cao, vượt quá giá trị cho phép của
TCVN 7209 - 2002.
Bảng 2.1. Hàm lượng KLN trong đất và trong bùn thải tại làng nghê


Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh .
Đơn vị : mg/kg
Cd
Địa điểm

Đất

Văn
Môn-Yên 0,3-3,6
Phong
TCVN

Zn

Cu

Pb

Bùn
thải

Đất

Bùn
thải

Đất

Bùn
thải

Đất

Bùn
thải

0,960,3

33,7886,4

44,78032,5

20216,7

19,72466,8

20,1143,1

22,63127,1

2

200

50

70

Nguồn: Phạm Quang Hà, 2001[6]
Hoạt động giao thông: Hoạt động giao thông cũng gây ô nhiễm môi
trường đất, đặc biệt là các khu vực ven quốc lộ do sự đốt cháy của các nhiên
liệu của các phương tiện cơ giới.
Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại: đào, xới và cặn thải nhiễm bẩn thông qua phong hóa, xói mòn do thải ra As…
Do trầm tích từ không khí: các nghiên cứu cho thấy các kim loại có
thể bị vận chuyển khá xa bằng con đường không khí, nhưng thường thấy
nhất là các khu vực cận nguồn thải, tập trung quanh các khu công nghiệp. Sự
vận chuyển kim loại bằng không khí dẫn tới các vấn đề về sức khỏe và làm
tăng giá trị nền của KLN trong đất. Đường vào tự nhiên của KLN từ không
khí liên quan đến hoạt động của núi lửa, các nguyên tố chủ yếu sinh ra là
Hg, Pb, Ni, Cu, Zn....(Bảng 2.2). Một lượng lớn KLN bị vận chuyển trong
không khí có nguồn gốc từ các hoạt động sản xuất của con người, từ quá


trình đốt cháy nhiên liệu, khai khoáng luyện kim. Khoảng 21% Cd đi vào từ
đất thông qua trầm tích không khí do các hoạt động khai khoáng [13].
Bảng 2.2. Khoảng nồng độ thông thường của KLN trong không khí tại
khu vực núi lửa
Đơn vị : ng/m3
Nguyên tô

Châu Âu

Bắc My

Núi lửa Hawaii

Cr

1-140

1-300

46-67

Mn

9-210

6-900

55-1300

Ni

4-120

<1-120

330

Cu

8-4900

5-1100

200-300

Zn

13-16.000

<10-1700

1000

Cd

0,5-620

1-41

8-92

Hg

<0,009-2,8

0,007-38

18-250

Pb

55-340

45-13.000

27-1200

Nguồn: Bowen (1979) [13]
• Nguồn phát thải KLN trong tự nhiên
Kim loại trong đất ban đầu một phần được sinh ra từ quá trình hoạt động
địa hóa của khoáng vật mẹ và đi vào trong đất thông qua quá trình phong
hoá hóa học.
Trong khí quyển, các KLN tồn tại ở dạng sol khí , chúng được khuyếch
tán theo các hướng với nồng độ nhiều hay ít phụ thuộc vào hướng gió. Các
yếu tố quyết định dạng và hàm lượng KLN xâm nhập vào trong đất thông
qua con đường lắng đọng khí quyển bao gồm : Kích thước hạt, khoảng cách


từ nơi phát thải đến nơi tiếp nhận, độ hòa tan, độ axit của nước mưa. Các sol
khí có kích thước khác nhau, trung bình trong khói thải ô tô từ 0.1-1 µm; ở
tro nguyên liệu, bụi luyện kim có kích thước từ 1-10µm.

2.2 ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ
SỨC KHỎE CON NGƯỜI
Ngày nay, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của công nghiệp và hình
thành nhiều thành phố lớn, vấn đề ô nhiễm ngày càng trở nên nghiêm trọng.
Khói từ nhà máy, từ hoạt động giao thông làm ô nhiễm bầu khí quyển. Nước
thải từ các nhà máy, khu dân cư làm ô nhiễm nguồn nước. Phế thải từ các
khu công nghiệp, các làng nghề và việc sử dụng phân bón hoá học, bùn thải,
thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn
tài nguyên đất. Tất cả những nguồn gây ô nhiễm này đều là nguyên nhân của
sự tích tụ quá mức hàm lượng KLN trong đất và nước [10].
Với sự tích tụ quá mức lượng KLN trong môi trường đất đã làm cho
thảm thực vật trên mặt đất bị mất đi, nhiều loài không thể sống được ở
những vùng đất chứa lượng KLN quá cao. Đất giảm lượng tích luỹ mùn và
trở nên chặt hơn, nghèo dinh dưỡng hơn. Ô nhiễm môi trường do tính độc
hại của KLN gây mất cân bằng sinh thái làm suy giảm nhiều quần thể sinh
vật đã được tìm thấy ở nhiều quốc gia trên thế giới. The Severn Estuary là
một trong những con sông lớn nhất ở Anh là nơi ở và sinh sản của nhiều loài
cá. Nhiều thập kỉ qua, sông này đã phải hứng chịu nhiều ô nhiễm kim loại
nặng như Pb,Cd và nhiều nguyên tố khác từ nhiều nguồn khác nhau [29].
Những ảnh hưởng của ô nhiễm này có thể là một trong những nguyên nhân
gây suy giảm quần thể cá. Quần thể cá ở sông Severn Estuary đã gia tăng trở


lại khi mức độ ô nhiễm môi trường nước giảm [32]. Nhiều nghiên cứu về
ảnh hưởng ô nhiễm kim loại trong vùng phụ cận của nơi tinh luyện chì lớn
nhất thế giới tại Port Pirie nước Úc đã cho thấy rằng 20 loài cá và giáp xác
đã bị biến mất hoặc giảm số lượng [30].
Khi sinh vật sống trong môi trường bị ô nhiễm, khả năng tích tụ các
chất ô nhiễm trong cơ thể chúng là rất cao. Các KLN tích luỹ trong đất từ đó
đi vào nông sản, thực phẩm và theo chuỗi thức ăn đi vào cơ thể con người.
Nếu cơ thể con người tích tụ lượng KLN càng lớn sẽ gây ra nhiều loại bệnh
nguy hiểm ảnh hưởng tới sức khoẻ, và tính mạng của con người. Ohi et al.
(1974) [23] đã xác định mức độ chì trong máu, trong xương đùi và trong
thận của chim bồ câu được thu thập từ những vùng nông thôn và những
vùng đô thị ở Nhật. Kết quả cho thấy rằng mức độ chì cao nhất trong xương
đùi của chim bồ câu với giá trị trung bình biến động từ 16,5 đến 31,6 mg.kg-1
ở vùng đô thị; 2,0 và 3,2 mg.kg-1 ở vùng nông thôn. Trong máu, hàm lượng
chì cũng có xu hướng tương tự từ 0,15 – 0,33 mg.L -1 ở vùng đô thị, và từ
0,029 – 0,054 mg.L-1 ở vùng nông thôn.
Những năm gần đây, ảnh hưởng nghiêm trọng của As đối với sức khỏe
con người cũng đã được báo cáo ở Ấn Độ, Trung Quốc, Bangladesh. Ước
tính có đến hàng triệu người có nguy cơ bị ngộ độc do ngộ độc As. Việt
Nam có khoảng 10 triệu người ở ĐBSH, 500 ngàn đến 1 triệu người ở
ĐBSCL bị ngộ độc mãn tính do uống nước giếng khoang có chứa As [34].
Tương tự, sự tích tụ Cd trong gan và thận của động vật chăn thả ăn cỏ ở Úc
và New Zealand gây ảnh hưởng đến tiêu thụ sản phẩm thịt trong nước và
xuất khẩu ra nước ngoài [24].


2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT
TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
2.3.1. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới
Việc nghiên cứu KLN trong đất trên thế giới đã được tiến hành từ rất
sớm. Năm 1964, Alter Mitchell đã tiến hành nghiên cứu và phân tích hàm
lượng KLN trong một số loại đất đá (Bảng 2.3).
Bảng 2.3. Hàm lượng KLN trong một sô loại đất đa
Đơn vị: mg/kg
Đa mắc ma

Nguyên

Đa trầm tích

Siêu bazơ

Bazơ

Axit

(Serpentine)

(Basalt)

( Granite)

Cr

2.000 - 2.980

200

4

Mn

1.040 - 1.300

1.500 - 2.200

Co

110 - 150

Ni

Đa cat
kết

Đa phân
lớp

10 - 11

35

90 - 100

400 - 500

620 - 1.100

4 - 60

850

35 - 50

1

0,1 - 4

0,3

19 - 20

2.000

150

0,5

7 - 12

2-9

68 - 76

Cu

10 - 42

90 - 100

10 - 13

5,5 - 15

30

39 - 50

Zn

50 - 58

100

40 - 52

20 - 25

16 - 30

10 - 120

Cd

0,12

0,13 - 0,2

0,09 - 0,2

0,028 - 0,1

0,05

0,2

Sn

0,5

1 - 1,5

3 - 3,5

0,5 - 4

0,5

4-6

Hg

0,004

0,01 - 0,08

0,08

0,05 - 0,16

0,03-0,29

0,18 - 0,5

Pb

0,1 - 0,4

3-5

20 - 24

5,7 - 7

8 - 10

20 - 23



Đa vôi

Nguồn: Alter Mitchell, 1964 [19]


Dựa vào bảng 2.3 ta thấy tùy từng loại đá mà hàm lượng kim loại
chứa trong chúng là khác nhau. Thông thường hàm lượng kim loại hình
thành trong đá macma lớn hơn trong đá trầm tích.
Hàm lượng KLN trong đất được tích lũy ngoài quá trình phong hóa tại
chỗ của các khoáng vật và đá mẹ còn do các hoạt động sản xuất của con
người mang lại mà nguyên nhân này là chủ yếu. Vì vậy, năm 1982 Galloway
và Freedmas đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải toàn cầu của một số
nguyên tố KLN, thể hiện trong bảng 2.4.
Bảng 2.4. Sự phat thải toàn cầu của một sô nguyên tô KLN
Đơn vị: 108 g/năm
Nguyên tô
Sb
As
Cd
Cr
Co
Cu
Pb
Mn
Hg
Mo
Ni
Se
Ag
Sn
V
Zn

Tự nhiên
9,8
28
2,9
580
70
190
59
6,1
0,4
11
280
4,1
0,6
52
650
360

Nhân tạo
380
780
55
940
44
2,6
20
3,2
110
510
980
140
50
430
2,1
8,4

Nguồn: Galloway & Freedmas [20]


Theo Thomas (1986), các nguyên tố KLN như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr,
As… thường có trong phế thải của nhà máy luyện kim màu,sản xuất ô tô.
Cũng theo Thomas khi nước thải chứa 13mg Cu/l, 10mg Pb/l, 1mg Zn/l sẽ
gây ra ô nhiễm đất nghiêm trọng. Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật Bản,
Anh, Ailen hàm lượng Pb trong đất cao hơn 100 ppm đã phản ánh tình trạng
ô nhiễm Pb nghiêm trọng. Trong khi đó hàm lượng Pb ở Alaska lại khá thấp
chỉ khoảng 20 ppm trên lớp mặt đất [25].
Ở nước Anh, kết quả điều tra môi trường đất của 53 thành phố, thị xã
về các KLN đặc biệt là các KLN như Cu, Zn, Pb, Ni cho thấy rằng: Các kim
loại trên thường có nhiều trong khu vực khai mỏ và hàm lượng Pb tổng số
vượt trên 200ppm, ở nhiều vùng công nghiệp đã vượt quá 500ppm [2].
Kết quả nghiên cứu của Lindsay (1979), Kabara và các cộng sự
(1992) cho thấy, ở trong đất hàm lượng các nguyên tố KLN dao động nhiều
hơn trong đá mẹ. Trong đất, Cu biến động 2 - 100mg/kg và Zn từ 10300mg/kg [27].
Các chất thải từ hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, khai
khoáng…đã làm ô nhiễm không chỉ môi trường đất mà còn làm ô nhiễm môi
trường nước ở các con sông, biển. Theo Setevenson (1986), nếu hằng năm
có 20 tấn bùn được đổ ra trên 1 ha đất và sau 20 năm dung dịch đất sẽ có
khoảng 8 ppm Zn, và 5 ppm Cd [24]. Phân tích các mẫu bùn cống rãnh
người ta thu được kết quả KLN ở (Bảng 2.5).


Bảng 2.5. Trị sô trung bình KLN trong bùn công rãnh nhà may
Đơn vị: ppm
Bùn công rãnh

Al

Fe

Mn

Cu

Zn

Pb

Ni

Cd

Cr

Hg

Bùn nhà may
dệt

-

-

-

394

864

129

63

4

2490

-

Bùn nhà may
rượu

-

-

-

81

255

29

18

2

117

-

Bùn nhà may
chế biến gô

-

-

-

53

112

42

119

2

81

-

Nguồn: Tan et al; 1971; Wild,1993
Đất bị ô nhiễm KLN làm giảm năng suất cây trồng ảnh hưởng xấu đến
nông sản dẫn đến tác động xấu đến sức khỏe con người. Vì vậy nhiều nước
trên thế giới đã quy định mức độ ô nhiễm KLN (Bảng 2.6). Do vậy việc
đánh giá và phân loại ô nhiễm đất bởi KLN rất quan trọng trong việc bảo vệ
nguồn tài nguyên này cũng như bảo vệ sức khỏe cộng đồng [28].
Bảng 2.6. Hàm lượng tôi đa cho phép (MAC) của KLN được xem là độc
đôi với thực vật trong nông nghiệp
Đơn vị : mg/kg
Quôc gia

Áo

Canada

Balan

Nhật

Anh

Đức

Cu

100

100

100

125

50

50

Zn

300

400

300

250

150

300

Pb

100

200

100

400

50

500

Nguyên tô

Nguồn: Nguồn: Alter Mitchell, 1996 [23]


2.3.2. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất ở Việt Nam
Ở Việt Nam hiện nay đã và đang có những nghiên cứu về KLN trong đất và
đã chỉ ra rằng hàm lượng của các nguyên tố KLN (Cu, As, Pb, Zn, Cd…) trong đất
phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và mẫu chất hình thành nên các loại đất
đó.
Các tác giả Trần Công Tấu và Trần Công Khánh (1998) đã có công bố
hàm lượng KLN tổng số và dễ tiêu ở tầng đất mặt 0-20 cm của một số loại
đất đã đưa ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở 2 loại
đất chính ở Việt Nam (Bảng 2.7) trong đó đất feralit phát triển trên đá bazan
có hàm lượng các nguyên tố trên (trừ Pb) cao nhất [8].
Bảng 2.7. Hàm lượng KLN ở tầng mặt trong một sô loại đất ở Việt Nam
Đơn vị: mg/kg đất
Loại
đất
1
2
3
4
5

Dạng

Co

Cr

Fe

Mn

Ni

Pb

Zn

TS

59,5

257,6

12509

1192

227,1

9,0

81,0



0,46

<0,36

<0,83

55,5

0,96

<0,51

<0,51

TS

6,1

30,8

17924

239

18,6

29,1

36,2



0,52

<0,36

1,45

134,7

<0,57

<0,51

1,1

TS

13,6

43,2

42280

227

34,9

37,1

86,7



0,24

<0,36

<0,83

43,8

<0,57

0,29

0,6

TS

1,2

9,9

5848

26,0

2,6

9,3

11,6



<0,1

<0,36

<2,83

0,42

0,62

<0,51

<0,51

TS

1,9

25,9

8823

26,0

12,4

23,4

21,4



0,48

<0,36

19,8

14,5

1,14

<0,51

4,89

Nguồn: Trần Công Tấu & Trần Công Khánh,1998 [8]


Ghi chú: TS : Tổng số
DĐ: Di động
1: Đất Feralit phát triển trên đất bazan
2: Đất phù sa vùng ĐBSCL
3: Đất phù sa vùng ĐBSH
4: Đất xám phát triển trên Granit miền trung
5: Đất phèn
Theo Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001) hàm lượng KLN
không giống nhau ở các khu vực khác nhau phụ thuộc vào đá mẹ và mẫu
chất.Hàm lượng Cu và Zn khá cao, hàm lượng Pb ở mức trung bình còn Cd
có hàm lượng thấp trong đá vôi. Tuy nhiên, hàm lượng Cu, Zn lại thấp ở đá
cát [21].
Bảng 2.8. Hàm lượng KLN trong đất nông nghiệp ở một sô vùng ở
Việt Nam
Đơn vị: mg/kg
Địa điêm
Hải Phòng
Hà Nội
Hà Giang
Bắc Giang
Sơn La
Ninh Bình
Nghệ An
Đắc Lắc
Gia Lai
Lâm Đồng

Đa mẹ và
Cây trồng
Cu
Pb
Zn
Cd
mâu chất
Phù sa
Lúa
24
33
89
0,09
Phù sa
Lúa - rau
22
24
159
0,09
Phù sa
Lúa
24
21
57
0,05
Đá vôi
Cây ăn quả
16
19
32
0,07
Đá vôi
Cây ăn quả
58
27
144
0,04
Đá vôi
Mía
106
33
153
0,02
Đá bazan
Cao su
47
24
159
0,02
Đá bazan
Lúa
90
10
124
0,08
Đá bazan
Cao su
83
11
105
Đá bazan
Cà phê
49
11
80
Nguồn: Theo Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira,2001[21]


Nghiên cứu KLN trong phân bón bán trên thị trường tại vùng ĐBSCL
của Trương Thị Nga,Trương Hoàng Đan (2005) [13].cho thấy: hầu hết các
mẫu phân đều có sự hiện diện của KLN ở các nồng độ khác nhau (Bảng 2.9).
Bảng 2.9. Hàm lượng một sô KLN trong cac loại phân bón ban trên thị
trường vùng ĐBSCL
Đơn vị: ppm
Mâu
1
2
3
4
5
7

Loại phân
As
Pb
Cd
Hg
16-16-8
9,50
3,10
2,10
0,11
20-20-0
0,30
6,50
0,08
Phân lân
0,35
4,00
2,20
0,07
DAP Trung Quốc
20,90
3,50
0,59
0,06
16-16-8-13S
10,30
0,24
0,07
Phân lân VN
13,50
8,00
0,06
Nguồn: Trương Thị Nga,Trương Hoàng Đan (2005) [14]

Do hầu hết các mẫu phân bón đều có chứa KLN nên khi bón vào đất để
cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, đồng thời ta cũng đưa vào môi
trường các KLN, các chất này có thể đi vào tích lũy trong đất làm ô nhiễm
đất, có thể hòa tan vào dinh dưỡng đất, được cây trồng hấp thu và tích lũy ở
các mô thực vật rồi cuối cùng được chúng ta sử dụng làm thức ăn hoặc gián
tiếp qua các loại vật nuôi làm thức ăn.
Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự (1999)
ở khu cực pin Văn Điển và công ty Oriol-Hanel (Bảng 2.10) cho thấy: Nước
thải của 2 khu vực trên đều có chứa KLN đặc thù trong quá trình sản xuất
với hàm lượng vượt quá TCVN 5945-1995 quy định cho nước thải loại B
(Pin Văn Điển, Hg vượt 9,04 lần; Oriol-Hanel, Pb vượt 1,12 lần). Trong
trầm tích mương Hanel, 2 kim loại có hàm lượng vượt quá hàm lượng nền là
Pb (3,3 - 10,25 lần); Hg (1,56 - 2,24 lần). Đất gần công ty Văn Điển có hàm


lượng kẽm cao hơn hàm lượng tối đa gây độc cho thực vật ở đất nông nghiệp
theo tiêu chuẩn của Anh từ 1,33 - 1,79 lần [16].
Bảng 2.10 Hàm lượng KLN trong đất tại khu vực công ty pin Văn Điên
và Oriol-Hanel
Đơn vị : mg/kg
Độ
0-20
20-40

Cu
31,42
25,54

Khu vực Văn Điên
Pb
Zn
Cd
32,63 286,25 0,985
25,28 256,08
0,91

Hg
0,122
0,096

Cu
21,34
18,22

Khu vực Hanel
Pb
Zn
Cd
27,93
44,5
0,312
21,46 39,25 0,275

Nguồn: Lê Văn Khoa và cộng sự,1999 [16]
Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Nông năm 2003 (Bảng
2.11) cho thấy rằng hàm lượng các nguyên tố Cd, Pb, As trong đất của Bắc
Cạn và Thái Nguyên càng lớn đối với vùng gần đô thị, khu công nghiệp và
khu dân cư tập trung. Tuy từng lượng các nguyên tố chưa vượt quá TCCP
nhưng hàm lượng Cd, Pb, As khá cao trong vài loại đất ở thành phố Thái
Nguyên đang là sự cảnh báo về ô nhiễm môi trường [15].
Bảng 2.11 Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Cạn và Thai Nguyên
Đơn vị : mg/kg
Nguyên tô
Bắc Cạn
Thai Nguyên
Cd
0,46-1,05
0,78-1,59
Pb
1,87-3,12
1,25-2,98
As
1,25-2,98
1,88-5,12
Nguồn : Nguyễn Ngọc Nông, 2003 [15].
Theo tác giả Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (1999) khi nghiên
cứu hàm lượng một số KLN trong đất nông nghiệp của các huyện Từ Liêm
và Thanh Trì Hà Nội cho thấy hàm Lương KLN dao động trong khoảng: Cd
0,16 - 0,36 mg/kg; Cu là 40,1 - 73,2 mg/kg; Pb là 3,19 - 5,3 mg/kg; Zn là

Hg
0,078
0,034


98,2 - 137,2 mg/kg. Nói chung, đất nông nghiệp ở 2 huyện trên chưa bị ô
nhiễm KLN trừ Cu.
Theo tác giả Hồ Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003) khi ngiên cứu
hàm lượng Cu, Zn, Ni tổng số và di động trong đất nông nghiệp ở Văn Lâm
– Hưng Yên cũng cho thấy: hàm lượng tổng số của Cu dao động từ 21,85
đến 149,34 mg/kg; Zn từ 59,45 đến 188,65 mg/kg; Ni từ 27,38 đến 55,71
mg/kg. Trong 15 mẫu đất nghiên cứu có 2 mẫu bị ô nhiễm Cu, các tác giả
cũng cảnh báo về nguy cơ ô nhiễm Zn, nhưng chưa thấy sự ô nhiễm và tích
lũy về Ni. [14]
Nghiên cứu sự tích lũy KLN trong đất từ nước tưới nông nghiệp,
Nguyễn Đình Mạnh, Nguyễn Khắc Thời (1999) nhận thấy sau khi sử dụng
nước tưới 4 - 5 vụ đã thấy sự tích lũy KLN tăng lên trong đất trồng Trọt:
trước thì nghiệm hàm lượng Cu trong đất là 29,340 ppm, sau thí nghiệm
hàm lượng Cu lên tới 37,774 ppm (công thức tưới nước thải đen). Trong đất
được tưới bằng nước thải, hàm lượng Hg (II) biến động từ 0,005 ppm –
0,038 ppm, trong bùn cặn lắng mương Phú Nhan Phong Phong Châu - Phú
Thọ. Đạt đến 0,14 ppm, các KLN và độc chất trong đất đã ức chế sự phát
triển của cây trồng.[8]
Nguyên cứu hàm lượng của các nguyên tố KLN trong bụi không khí
và một số mẫu đất ở thành phố Hồ Chí Minh, tác giả Phạm Bình Quyền và
cộng sự (1994) (Bảng 2.12) cho thấy các nguyên tố KLN trong đất, trong
không khí đã được tích lũy, hàm lượng Pb trong bụi không khí vào mùa khô
khá cao có thể lên tới (246 µg/m3) cao gấp đôi so với mùa mưa; hàm lượng
các KLN khác như: As, Cu, Mn, tích lũy trong đất khá lớn [16].


Bảng 10. Hàm lượng của cac nguyên tô KLN trong bụi không khí và
một sô mâu đất ở thành phô Hồ Chí Minh
Nguyên tô
As
Cd
Cu
Fe
Hg
Mn
Pb

Không khí (µg/m3)
Đất bê mặt ( mg/kg)
Mùa khô
Mùa mưa
11,60
1,50
1,00
0,6
160
5,00
2960
2130
0,12
670
32,30
30,00
123
246
127
Nguồn : Phạm Bình Quyền và cộng sự (1994) [16]

PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU


3.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1.1 Đôi tượng nghiên cứu
Hàm lượng KLN trong đất nông nghiệp.
3.1.2 Phạm vi nghiên cứu
Một số xã ở huyện Thanh Trì – Hà Nội.
3.2. NỘI DUNG
3.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Thanh Trì, thành phố Hà
Nội.
3.2.2. Thực trạng KLN trong đất tại các điểm quan trắc
3.2.3. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm KLN trong đất
sản xuất nông nghiệp ở huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội.
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu
- Thu thập tài liệu thứ cấp có liên quan (báo cáo Tình hình phát triển KTXH,
sản xuất nông nghiệp, ….. tại UBND huyện Thanh Trì và các xã Lĩnh Nam,
Vĩnh Quỳnh, Thanh Liệt
- Thu thập tài liệu sơ cấp: điều tra dã ngoại, lấy mẫu phân tích
+ Lấy 02 mẫu đất tại Lĩnh Nam, 02 mẫu đất tại Vĩnh Quỳnh, 02 mẫu đất tại
Thanh Liệt phân tích đánh giá mức độ ô nhiễm các KLN (Cu, Zn, Pb, Cd,
As, Hg).
3.3.2 Quan trắc ngoài hiện trường


- Quan trắc thảm thực vật (mức độ phát triển và sinh trưởng) tại các điểm lấy
mẫu.
- Quan trắc các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường đất tại điểm lấy mẫu:
Nguồn nước tưới, chế độ canh tác, phân bón, thuốc BVTV, nguồn chất thải
công nghiệp, hiện trạng sử dụng đất…
3.3.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích
- Phương pháp lấy mẫu đất:
+ Theo tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 5297-1995.
+ Mẫu được lấy định vị hàng năm,lấy mẫu theo quy trình QA/QC mỗi
mẫu đất tầng mặt trung bình lấy 6-8 mũi khoan tự nhiên trên cùng một thửa
ruộng.
- Phương pháp xử lý mẫu:
+ Mẫu đất được xử lý phơi khô không khí, nghiền nhỏ 0,02mm, bảo quản
trong túi nhựa sạch để phân tích.
+ Mẫu phân tích kèm mẫu lặp, mẫu chuẩn và mẫu trắng.
- Phương pháp phân tích (thể hiện ở bảng 3.1):
Bảng 3.1: Phương phap phân tích KLN trong đất
Stt

Chỉ tiêu phân
tích

Phương phap

Thiết bị đo

1

Cu

TCVN 6649:2000

Máy phân tích

2

Zn

TCVN 6649:2000

quang phổ hấp

3

Pb

TCVN 6649:2000

thụ nguyên tử


AAS-GF
4

Cd

TCVN 6649:2000

5

Hg

ISO 11466:1995

6

As

10TCN 797:2006

3.3.4 Tổng hợp, xử lý số liệu
+ Tổng hợp tài liệu điều tra theo phương pháp lựa chọn các thông tin mới
nhất và đã được công bố
+ Tổng hợp số liệu phân tích trên Excel
+ Thể hiện số liệu phân tích đánh giá trên đồ thị Excel

PHẦN 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA HUYỆN THANH
TRÌ
4.1.1. Điêu kiện tự nhiên
a. Vị trí địa lý


Thanh Trì là huyện nằm ở phía Nam của thành phố Hà Nội có toạ độ địa
lý nằm trong khoảng: Từ 20050' đến 21000' vĩ độ Bắc và từ 105045' đến 105056'
kinh độ Đông. Ranh giới hành chính của huyện được xác định như sau:
- Phía Bắc giáp quận Hoàng Mai, thành phố Hà Nội;
- Phía Nam giáp huyện Thường Tín và huyện Thanh Oai, thành phố Hà Nội;
- Phía Đông giáp huyện Gia Lâm - thành phố Hà Nội và tỉnh Hưng Yên;
- Phía Tây giáp quận Thanh Xuân và quận Hà Đông, thành phố Hà Nội.
Huyện có chiều dài theo hướng Bắc Nam khoảng 8km với tổng diện tích
tự nhiên là 6.292,71 ha, bao gồm 16 đơn vị hành chính (01 thị trấn và 15 xã).
Địa bàn huyện có các tuyến giao thông quan trọng chạy qua: Đường sắt
thống nhất Bắc - Nam, quốc lộ 1A, quốc lộ 1B, tuyến đường vành đai III,
đường thuỷ (sông Hồng, sông Nhuệ),... Đây là những thuận lợi cơ bản để đẩy
mạnh phát triển kinh tế - xã hội của huyện trong những năm tới.

b. Địa hình, địa mạo
Thanh Trì nằm trong vùng ĐBSH, là vùng trung ven đê, có độ sâu
trung bình từ 4,5m đến 5,5m. Địa hình biến đổi dốc nghiêng dần từ Bắc
xuống Nam và từ Đông sang Tây; có thể chia làm 2 vùng địa hình chính sau:
- Vùng bãi ngoài đê sông Hồng có cốt mặt đất tương đối cao, trong đó
khu vực dân cư có cao độ khoảng 8,5 - 11,5 m; đất canh tác khoảng từ 6 8,5 m và một số vệt trũng có cao độ khoảng 4,5 - 5,3 m.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×