Nghiên cứu hàm lượng một số kim loại nặng (cu, pb, zn) trong đất nông nghiệp do ảnh hưởng của nước tưới sông nhuệ

1 Nghiên cng mt s kim loi nng (Cu, Pb, t nông nghip do ng ci sông Nhu Nguyn Vit Thành i hc Khoa hc T nhiên Luchuyên ngành: Khoa hng; Mã s: 60 85 02 ng dn: TS. Nguyn Th  o v: 2012 Abstract: Tng quan v ô nhic sông; ô nhit; s ô nhim ki, loi nc tính ca kim long (Cu). Khái quát mt s m t nhiên và kinh t xã hc sông Nhu.                .              (Cu, Pb, Zn)                         (Cu, Pb, Zn)              .                 (Cu, Pb, Zn)               (Cu, Pb, Zn)   khoa hc cho vii pháp bo v môi ng sông Nhu. Keywords: Khoa hng; Kim loi nng; t nông nghip; i; Sông Nhu Content Hin nay, ti các vùng ngoi ô c Ving s dc thi cho canh tác nông nghip. Khi s d c thi, bên cnh tác dng có li (tn d c ngun dinh c thi), thì tác hi là mt v cn phi quan tâm vì trong nguc thi này có cha rt 2 nhiu nguyên t kim loi nng có h m, chì, thu ngân, và có các cht hu c hi khó phân hy, các loi vi trùng gây bnh,v.v Nhng chc hu trc ti c, rau qu và s  li hu qu nghiêm trng cho con ni ni Khác vi cht thi h th t phân h ng hp, các      (KLN) ng s tn ti lâu dài. Chúng tích t vào các mô sng qua chui thm n ri ro tích lu  i. Quá trình này bu vi n rt thp ca KLN tn tc hoc cn lc tích t nhanh trong các ng vt và thc vt sc. Ting vt khác s dng và thc vt này làm thc n n  sinh vt tr i cùng,  sinh vt cao nht trong chui thi), n KLN s  l c. Sông Nhu lc t sông Hng qua cng Liên M i cho h thng thy n Nhu c cho thành ph Hà Ni và hi th xã Ph Lý. Sông Nhu có din tích l vc 1070 km 2 . Trên di c  ng ca thành ph Hà Ni bao gm mt phn din tích ca huyn Thanh Trì và T Liêm và mt s huyn mi sát nhc tnh Hà Tây. Phn din tích c vc còn li là thua phn tc sông Tô Lng xuyên x vào sông Nhu vng trung bình t 11  17m 3 ng ct 30m 3 uyên nhân ch yc sông Nhu b ô nhim. Ngoài ra, dc theo sông Nhu còn có rt nhiu nhà máy, xí nghip, làng ngh th công sn xut và ch bin kim loi. Nhng kim long theo dòng chy xuc và lng xu Theo nhiu kt qu nghiên c ng kim loi n c ca h thng sông Tô L  thi trc tip t các nhà máy, xí nghip dc hai bên b sông và nguc này l thi trc tip vào sông Nhu (Nguyn Th ng s, 2008; H Th Lam Trà và cng s, 2000). Vì thc sông Nhu c d  ô nhim kim loi nng rt c bit là tm chy qua huyc thi t h thng sông Tô Lch và Kim 3  cung ct nông nghim 80t nông nghip thuc vùng Hà Nt nông nghip vùng Hà Nam (Trc và cng s, 2007).  góp phn vào vic bo v mông và khc phc ô nhic thuc h thng sông Nhu, tôi ti Nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất nông nghiệp do ảnh hưởng của nước sông Nhuệ” : -                  . -              (Cu, Pb, Zn)                         (Cu, Pb, Zn)             . -               ng (Cu, Pb, Zn)          (Cu, Pb, Zn) . - L khoa hc cho vii pháp bo v ng sông Nhu. CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về ô nhiễm nƣớc sông. 1.1.1. Tình hình ô nhiễm nƣớc sông trên thế giới. 1.1.2. Tình hình ô nhiễm nƣớc sông ở Việt Nam. 1.1.3. Tình hình ô nhiễm nƣớc sông trên địa bàn thành phố Hà Nội. 1.2. Tổng quan về ô nhiễm đất. 1.2.1. Tình hình ô nhiễm đất trên thế giới. 1.2.2. Tình hình ô nhiễm đất ở Việt Nam. 1.3. Nghiên cứu về sự ô nhiễm kim loại nặng (KLN). 1.3.1. Nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới. 4 1.3.1.1. Ô nhiễm KLN do công nghiệp và đô thị. 1.3.1.2. Ô nhiễm KLN do hoạt động giao thông. 1.3.1.3. Ô nhiễm KLN do hoạt động nông nghiệp. 1.3.2. Nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam. 1.3.2.1. Ô nhiễm KLN do công nghiệp và đô thị. 1.3.2.2. Ô nhiễm KLN do hoạt động sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam. 1.3.2.3. Ô nhiễm KLN do chất thải làng nghề. 1.4. Độc tnh ca kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) 1.4.1. Độc tnh ca kim loại đng (Cu) 1.4.2. Độc tnh ca kim loại chì (Pb) 1.4.3. Độc tnh ca kim loại kẽm (Zn) 1.5. Khái quát một số đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội lƣu vực sông Nhuệ 1.5.1. Đặc điểm tự nhiên. 1.5.2. Đặc điểm kinh tế xã hội 1.5.2.1. Đặc điểm kinh tế 1.5.2.2. Đặc điểm xã hội 1.5.3. Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng 1.5.4. Các ngun thải gây ô nhiễm ch yếu môi trƣờng nƣớc lƣu vực sông Nhuệ 1.5.4.1. Ngun thải sinh hoạt 1.5.4.2. Ngun thải công nghiệp 1.5.4.3. Ngun thải làng nghề CHƢƠNG II : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ng nghiên cc trên sông Nhu t s dc sông Nhu i. 5 Các mc ly ti các v trí tip nhn các ngun thi khác nhau. Các mc ly trên các khu vc s dng trc tii ca sông Nhu. Các mc, mc ly trong thi gian t n tháng 8/2012. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu 2.2.2. Phƣơng pháp thu thập mẫu 2.2.3. Phƣơng pháp phân tch trong phòng th nghiệm 2.2.4. Phƣơng pháp phân tch tƣơng quan 2.2.5. Phƣơng pháp tổng hợp và phân tích, xử lý số liệu và dữ liệu CHƢƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THA ̉ O LUÂ ̣ N 3.1. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc mặt sông Nhuệ 3.1. Một số tính chất lý, hóa học cơ bản ca nƣớc sông Nhuệ Kt qu phân tích tính cht lý hóa ca các mc sông Nhu c trình bày  bng 3.1 và bng 3.2. Kt qu c so sánh vi QCVN 08:2008/BTNMT - Quy chun k thut Quc gia v chc mt, so sánh vi ct A2 (dùng cho mc sinh hot) và ct B1 (dùng cho mi tiêu thy li 6 hoc các m dng khác), t kt qu  c hin trng chng c sông Nhu hin nay. Bảng 3.1. Kết quả phân tch các chỉ tiêu hóa lý ca nƣớc sông Nhuệ mùa khô 2011 Mẫu Chỉ tiêu Đơn vị WS 1 WS 2 WS 3 WS 4 WS 5 WS 6 WS 7 WS 8 WS 9 WS 10 WS 11 WS 12 QCVN 08:2008/BTNMT Cột A2 Cột B1 pH - 7,1 8,4 7,8 7,7 7,7 7,8 7,7 7,5 7,5 7,4 7,5 7,3 6 - 8,5 5,5 - 9 TSS mg/l 51 53 83 262 280 117 114 89 75 64 59 52 30 50 DO mg/l 4,4 3,0 2,8 2,5 1,1 1,3 1,32 1,5 2,3 2,8 3,1 4,2 5 4 ng cn mg/l 240 200 230 230 510 526,7 203,3 208,3 248,7 240 276,7 246,7 - - BOD 5 mg/l 16 67 81 85 101 89 68 63 52 35 31 25 6 15 COD mg/l 23 86 102 110 131 107 86 75 62 54 46 32 15 30 N-NH 4 + mg/l 3,16 18,19 22,21 27,02 29,48 30,86 27,31 26,65 23,06 20,61 15,44 4,78 0,2 0,5 N-NO 3 - mg/l 0,46         0,1    5 10 PO 4 3- mg/l 0,21 1,03 0,89 1,46 2,97 3,4 1,78 1,73 1,54 1,52 1,43 0,61 0,2 0,3 7 Bảng 3.2. Kết quả phân tch các chỉ tiêu hóa lý ca nƣớc sông Nhuệ mùa mƣa 2012 Mẫu Chỉ tiêu Đơn vị WS 1 WS 2 WS 3 WS 4 WS 5 WS 6 WS 7 WS 8 WS 9 WS 10 WS 11 WS 12 QCVN 08:2008/BTNMT Cột A2 Cột B1 pH - 7,10 7,28 7,55 7,30 7,55 7,49 7,44 7,41 7,17 7,38 7,28 7,10 6 - 8,5 5,5 - 9 TSS mg/l 12 21 24 58 63 83 55 21 24 17 15 13 30 50 DO mg/l 5,8 3,7 3,2 2,5 1,9 2,2 2,3 2,7 3,3 3,8 4,1 5,2  4 ng cn mg/l 216 230 237 240 267 263 340 196 177 210 197 160 - - BOD 5 mg/l 8 14 18 17 21 18 20 18 18 17 16 12 6 15 COD mg/l 13 23 24 24 30 32 35 28 30 29 25 16 15 30 N-NH 4 + mg/l 1,36 5,23 6,89 7,42 10,16 11,25 11,42 11,54 8,40 7,80 7,47 1,30 0,2 0,5 N-NO 3 - mg/l 0,69           0,27 5 10 PO 4 3- mg/l 0,12 0,15 0,17 0,21 0,27 0,34 0,33 0,20 0,17 0,16 0,16 0,13 0,2 0,3 Khoa Môi Trươ ̀ ng Trường Đại học Khoa học tự nhiên Học viên Nguyễn Viết Thành K18-CHKHMT 8 3.1.1. Giá trị pH Giá tr pH là mt ch tiêu quan tr ng nguc.  pH ng rt ln quá trình hóa hc và sinh hc dic. Tr s                  , s                  a sông. Bng 3.1, bng 3.2 và hình 3.1 cho thy r      các m           7,1 - 8,4.                                 . Giá tr pH tm t m WS2 (Phú Din WS6 (T  vm còn li do ti các v p nhn trc tip mt ngun ln c thi t    mang theo các cht ty ra có tính kim t    thi ra. Nhìn chung, ti các v   pH ca các mu nm trong giá tr gii hn cho  i vi ch  c mt ct A2 (6  8,5) và ct B1 (5,5  9) - theo QCVN08:2008/BTNMT. Hình 3.1. Hàm lƣợng pH trong nƣớc sông Nhuệ 3.2. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD 5 ) Nhu cng oxy cn thi vi sinh vt oxy hóa các cht h trong mt khong thc ký hiu bc tính bng mg/l. Ch tiêu BOD phn ánh m ô nhim h c thi. BOD càng lc thi (hoc ngun) b ô nhic li.          tiêu quan   nh m ô nhim cc, khi quá trình 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 WS1 WS2 WS3 WS4 WS5 WS6 WS7 WS8 WS9 WS10 WS11 WS12 Vị trí lấy mẫu pH Mùa mưa Mùa khô Khoa Môi Trươ ̀ ng Trường Đại học Khoa học tự nhiên Học viên Nguyễn Viết Thành K18-CHKHMT 9 oxy hóa sinh hc xy ra thì các vi khun s d oxy hóa các cht h và bin chúng thành các sn ph 2 , CO 3 2- , SO 4 2- , PO 4 3- Hình 3.2. Hàm lƣợng BOD 5 trong nƣớc sông Nhuệ  BOD 5 (mg/l) ca các mc sông Nhu   c trình bày trong bng 3.1, 3.2 và hình v 3.2. BOD 5       (12 - ng (16 - t c các giá tr BOD 5 u t quá tiêu chui vc dùng cho mt ct A2 (6 mg/l) QCVN 08:2008/BTNMT mt s t c tiêu chui vc dùng cho mi tiêu thy li cc bit c sông Nhu ph m n cu BOD 5 ca các mc  các v            i vi chc dùng cho mi tiêu ct B1 QCVN 08:2008/BTNMT. Giá tr BOD 5 trong các mc  rt nhiu v trí t gp nhiu ln so vi tiêu chun cho phép. m ô nhiu WS5 (Thanh Lit) có giá tr BOD 5  t gp 6,73 ln, giá tr BOD 5 = 89 (mg/l) ca WS6 (T t gp 5,93 ln, WS4 (Hu t gp 5,67 ln, WS3 (Vt gp 5,6 ln, WS2 (Phú Dii t gp 4,46 ln. Thm chí ngay c ti v c sông Hng xung thp, cng Liên Mc  u xut hin s ô nhim (giá tr BOD 5 = 16 y,                ,  c phc v cho mi tiêu thy lt nông nghi 80.000 ha ca Tp.Hà Ni và 20.000 ca tnh Hà Nam). 0 15 30 45 60 75 90 105 120 WS1 WS2 WS3 WS4 WS5 WS6 WS7 WS8 WS9 WS10 WS11 WS12 Vị trí lấy mẫu Mùa mưa Mùa khô BOD 5 (mg/l) Cột B1 Cột A2 QCVN 08: 2008/BTNMT Khoa Môi Trươ ̀ ng Trường Đại học Khoa học tự nhiên Học viên Nguyễn Viết Thành K18-CHKHMT 10 3.1.3. Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) COD th hin m ô nhim ca các cht có kh y bng các phn ng hóa h   c s dng trong quá trình phn ng. C th  COD là n khng cng bicromat Cr 2 O 7 2- tiêu tn bi các chng và hòa tan trong các mc x lý bng ch  u kinh. Hình 3.3. Hàm lƣợng COD trong nƣớc sông Nhuệ              c th hin trong bng 3.1, bng 3.2 và hình 3.3. Giá tr COD       (16   khong (23  n ln các giá tr COD ca các mc ti các v u ni tiêu chuc dùng cho mi tiêu thy li) ct B1  QCVN 08:2008/BTNMT. Vào mùa khô  BOD 5 tt c các giá tr COD ti các v trí ly mt rt nhiu so vng gii hn cho phép chc mt ct B1 (30 mg/l)  theo QCVN 08:2008/BTNMTn hình là giá tr COD ca các mt 4,3 ln; 3,6 ln; 3,5 ln và 3,4 ln so vi tiêu chu c bit, ngay t v trí WS2 (Phú Di         trí này tip nhn mt ng ln cht thi sinh hot t t thi t các khu công nghip: CCN Phú Minh, KCN T n v trí WS5 (Thanh Lit) thì ngun gây ô nhim cht h yu t c thi sinh hot t a thành ph Hà N v sông Tô L vào sông Nhu p Thanh Lit. Bảng 3.3. Tỷ số BOD 5 /COD mùa mƣa và mùa khô 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 WS1 WS2 WS3 WS4 WS5 WS6 WS7 WS8 WS9 WS10 WS11 WS12 Vị trí lấy mẫu COD (mg/l) Mùa mưa Mùa khô Cột B1 Cột A2 QCVN 08: 2008/BTNMT [...]... điểm có hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nước tưới thấp thì hàm lượng kim loại nặng trong đất cũng rất thấp Điểm có hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nước tưới cao thì hàm lượng kim loại nặng trong đất cũng rất cao Như vậy việc sử dụng nước tưới lấy từ sông Nhuệ có hàm lượng lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) cao đã ảnh hưởng đến hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất 3.4... cuối cùng là hàm lượng chì Pb (r = 0,79) Do đó có thể đánh giá rằ ng vi ệc sử dụng nước tưới của sông Nhuệ ảnh hưởng đến hàm lượng của các kim loại nặng trong đất Tại điểm có hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nước tưới thấp thì hàm lượng kim loại nặng trong đất cũng rất thấp, tại điểm có hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nước tưới cao thì hàm lượng kim loại nặng trong đất cũng tăng... dụng nước tưới của sông Nhuệ ảnh hưởng đến hàm lượng của các kim loại nặng trong đất So sánh tại 3 khu vực nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng trong nước và hàm lượng kim loại nặng trong đất: điể m đầu nguồn WS1, SS1 (Thụy Phương), giữa nguồn WS5, SS5 (Thanh Liệt) và cuối nguồn WS12, SS12 (Hoàng Đông) để nhận rõ hơn điều này Bảng 3.10 So sánh hàm lƣợng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất và trong. .. trị 68,3 (mg/kg) trong khi tiêu chuẩn cho phép đối với hàm lượng chì trong đất là 70 (mg/kg) Hàm lượng chì trong mẫu đất và hàm lượng chì trong các mẫu nước sông Nhuệ đều có giá trị cao tại các điểm giữa sông Nhuệ qua đó cho thấy hàm lượng chì trong các mẫu đất chịu ảnh hưởng lớn từ hàm lượng chì trong nước tưới của sông Nhuệ 28 3.2.2.3 Hàm lƣợng kim loại kẽm (Zn) trong mẫu đất nghiên cứu Zn (mg/kg)... sử dụng nước sông Nhuệ để làm nước tư ới tiêu cho nông nghiệp cũng đã tích lũy một lượng lớn hàm lượng KLN trong đất Đất ở khu vực dọc 2 bên sông đã và đang bi ô ̣ nhiễm KLN Hàm lượng kim loại (Cu, Pb, Zn) trong các mẫu đất sử dụng nước tưới của sông Nhuệ có sự khác nhau giữa các khu vực nghiên cứu và giữa các mùa nghiên cứu Hàm lượng đồng (Cu) và kẽm (Zn) đo được tại một số điểm lấy mẫu đất đã... tính toán hệ số tương quan Pearson [48] (bảng 3.9) Từ đó đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng nước tưới sông Nhuệ đến hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong các mẫu đất nghiên cứu Bảng 3.9 Mối tƣơng quan giữa hàm lƣợng kim loại nặng Cu, Pb, Zn trong đất và trong nƣớc Cu (nước) Pb (nước) Zn (nước) Cu (đất) Pb (đất) Zn (đất) N=12 (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/kg) (mg/kg) Cu (nước) (mg/l) 1 Pb (nước) (mg/l)... Hàm lượng chì tại các điểm này cũng rất ̃ cao đã tiê ̣m câ ̣n với đường giới ha ̣n cho phép đố i với hàm lượng kim loa ̣i nă ̣ng trong đấ t 3.3 Đánh giá ảnh hƣởng của nƣớc sông Nhuệ đến hàm lƣợng kim loại nặng trong đất sử dụng nƣớc sông Nhuệ làm nƣớc tƣới Để đánh giá mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nước và hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất, ... bảng 3.9 cho thấy mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nước với hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất là khá chặt chẽ Hệ số tương quan Pearson khá cao giao động từ 0,79 – 0,93, trong đó mối tương quan của hàm lượng đồng (Cu) trong nước và trong đất là chặt chẽ nhất (r = 0,93), tiếp đến là hàm lượng kẽm (r = 0,91) và cuối cùng là hàm lượng chì Pb (r = 0,79) Qua kết quả... trong mẫu đất chưa có dấ u hiê ̣u ô nhiễm rõ rệt - Theo kế t quả sơ bô ̣ m ối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nước với hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất là khá chặt chẽ Hệ số tương quan Pearson khá cao giao động từ 0,79 – 0,91, trong đó mối tương quan của hàm lượng đồng (Cu) trong nước và trong đất là chặt chẽ nhất (r = 0,93), tiếp đến là hàm lượng kẽm... mẫu Hình 3.12 Hàm lƣợng chì (Pb) trong đất sử dụng nƣớc tƣới sông Nhuệ Bảng 3.8 và hình 3.12 trình bày kết quả giá trị hàm lượng chì (Pb) trong các mẫu đất sử dụng nước tưới của sông Nhuệ Hàm lượng kim loại chì (Pb) trong các mẫu đất có sự khác biệt giữa các khu vực nghiên cứu và giữa các mùa nghiên cứu Đánh giá theo thời gian nghiên cứu: Vào mùa mưa hàm lượng chì (Pb) trong các mẫu đất giao động . Nhu, tôi ti  Nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất nông nghiệp do ảnh hưởng của nước sông Nhuệ : -               . K18-CHKHMT 17 3.2. Hàm lƣợng các kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nƣớc sông Nhuệ Bảng 3.5. Hàm lƣợng một số kim loại nặng trong nƣớc sông Nhuệ vào mùa mƣa