Nhằm xác hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd và Cr) trong trầm tích sông và đánh giá được mức độ tích lũy kim loại nặng này trong trầm tích Sông Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương, nhóm tác giả nghiên cứu đánh giá mức độ tích lũy một số kim loại nặng trong trầm tích Sông Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương.
ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TÍCH LŨY MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH SƠNG THÁI BÌNH, ĐOẠN CHẢY QUA HUYỆN NAM SÁCH, TỈNH HẢI DƯƠNG Bùi Thị Thư, Trịnh Kim Yến, Vương Thị Hường Trường Đại học Tài nguyên Mơi trường Hà Nội Tóm tắt Nhằm đánh giá mức độ tích lũy số kim loại nặng trầm tích, chúng tơi xác định hàm lượng Cu, Pb, Zn, Cd Cr trầm tích từ tháng 03 đến tháng 06 năm 2020 10 vị trí sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Nghiên cứu cho thấy, hàm lượng kim loại nặng trầm tích dao động từ 0,346 - 0,741 mgCd/kg trầm tích khơ; 26,161 58,220 mgPb/kg trầm tích khơ; 20,413 - 75,740 mgCu/kg trầm tích khơ; 44,924 - 94,935 mgCr/kg trầm tích khơ; 95,585 - 146,897 mgZn/kg trầm tích khơ Các kim loại Cu, Pb, Zn, Cd có giá trị thấp QCVN 43:2017/BTNMT Đa số vị trí có hàm lượng kim loại nặng nằm khoảng TEC - PEC, so sánh với tiêu chuẩn US - EPA Mỹ Đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích số tích lũy địa chất Igeo phần lớn vị trí, kim loại nặng có mức độ khơng ô nhiễm ô nhiễm nhẹ, cho thấy mức độ ô nhiễm kim loại nặng trầm tích sông Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương mức nhẹ Từ khóa: Tích lũy; Kim loại nặng; Trầm tích; Sơng Thái Bình; Tỉnh Hải Dương Abstract Assessment of concentration of heavy metals in sediments collected along Thai Binh river in Nam Sach district, Hai Duong province To assess the accumulation of some heavy metals in sediment The samplesn collected in 10 sites along Thai Binh River in Nam Sach district, Hai Duong province from March to June 2020 were analysed for the concentration of Cu, Pb, Zn, Cd and Cr in sediment The results showed the concentration of heavy metals in dried sediment samples: 0.346 - 0.741 mgCd/kg dry sediment; 26,161 - 58,220 mgPb/kg dry sediment; 20,413 - 75,740 mgCu/kg dry sediment; 44,924 - 94,935 mgCr/kg dry sediment; 95,585 - 146,897 mgZn/kg dry sediment The values of Cu, Pb, Zn, Cd metals are lower than QCVN 43:2017/MONRE The concentration of heavy metals in most sampling sites were in the TEC - PEC range as compared to US - EPA standards Assessment the accumulation of some heavy metals in sediment by Igeo index at most metal sites has the level of no pollution and mild pollution, showing the level of heavy metal pollution in sediments along Thai Binh river in Nam Sach district, province Hai Duong is mild Keywords: Accumulation; Heavy metals; Sediment; Thai Binh River; Hai Duong Đặt vấn đề Trong năm gần đây, việc thị hóa, gia tăng dân số phát triển mạnh mẽ nghành công nghiệp, nông nghiệp làm cho nguồn nước ngày trở nên bị ô nhiễm Nguyên nhân sông không cịn có khả tự làm khối lượng chất thải sinh hoạt công nghiệp lớn Do vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường nước (sự phú dưỡng, ô nhiễm chất hữu cơ, kim loại nặng) đặc biệt quan tâm, nghiên cứu nhằm đưa giải pháp hữu hiệu, ngăn chặn xử lý kịp thời tăng ô nhiễm Hệ thống sông tỉnh Hải Dương chia làm 02 loại: hệ thống sông tự nhiên hệ thống sông Bắc Hưng Hải (hệ thống sông nội đồng) Trong đó, hệ thống sơng tự nhiên nằm phía Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học cơng nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 375 Đông Bắc tỉnh (bao gồm Sông Thương, Sông Phả Lại, Sông Lai Vu, Sơng Thái Bình, Sơng Kinh Mơn, Sơng Kinh Thầy, Sông Rạng, Sông Đá Vách, Sông Văn Úc,…) [1] Trong đó, Sơng Thái Bình sơng lớn chảy qua địa phận tỉnh Hải Dương, có vai trị quan trọng việc cung cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản cho người dân chống ngập úng cho nhiều huyện địa bàn tỉnh Đồng thời, việc tiếp nhận chất thải phát sinh từ hoạt động nơng nghiệp, cơng nghiệp, sinh hoạt Ngồi ra, dọc theo Sơng Thái Bình cịn có nhiều nhà máy, xí nghiệp, làng nghề thủ cơng sản xuất, chế biến kim loại Những kim loại thường theo dòng chảy xuống nước lắng đọng xuống bùn đáy sông Theo kết quan trắc định kỳ chất lượng môi trường nước hàng năm cho thấy, chất lượng nước có dấu hiệu suy giảm nghiêm trọng, nhiều đoạn sông bị ô nhiễm tới mức báo động [2] Vì vậy, nhằm xác hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd Cr) trầm tích sơng đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương, nhóm tác giả nghiên cứu đánh giá mức độ tích lũy số kim loại nặng trầm tích Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Đối tượng, phạm vi phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Zn, Cr) trầm tích Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Phạm vi nghiên cứu: Huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Thời gian thực hiện: Từ tháng 02 đến tháng 6, năm 2020 2.2 Phương pháp thực nghiệm Phương pháp lấy mẫu: Mẫu trầm tích lấy theo hướng dẫn TCVN 6663-13:2015 (ISO 5667-13:2011): Chất lượng nước - Lấy mẫu Phần 13: Hướng dẫn lấy mẫu bùn [3] Mẫu trầm tích thu thập trực tiếp bằng thiết bị lấy mẫu chuyên dụng Kiểu gầu Ekman (Hãng sản xuất: Mỹ) Diện tích vùng lấy mẫu: 20 cm x 20 cm x 20 cm Mẫu trầm tích lấy từ bề mặt xuống sâu khoảng - 20 cm Tiến hành lấy mẫu 10 vị trí để xác định mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương (Hình 1) Phương pháp bảo quản xử lý mẫu: Được thực theo hướng dẫn TCVN 6663-15: 2004 (ISO 5667-15:1999) Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 15: Hướng dẫn bảo quản xử lý bùn trầm tích [4] Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm: Hệ số khơ kiệt xác định theo TCVN 4048:2011 chất lượng đất - phương pháp xác định độ ẩm hệ số khô kiệt [5] Thành phần cấp hạt trầm tích xác định theo TCVN 8567:2010 chất lượng đất phương pháp xác định thành phần cấp hạt [6] Hàm lượng chất hữu theo TCVN 8941:2011: Chất lượng đất - Xác định cacbon hữu tổng số - Phương pháp Walkley Black [7] Kim loại nặng xác định theo US EPA method 3051A: Microwave assisted acid digestion of sediments, Sludges, Soils, and Oils [8] 376 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Phương pháp đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích: Đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích theo số tích lũy địa chất sau: Cx I geo = log 1,5 Bx Trong đó: Cx hàm lượng kim loại X mẫu trầm tích nghiên cứu; Bx giá trị kim loại X vỏ Trái đất [9] Giá trị Bx Cu, Pb, Zn, Cd Cr 45; 20; 95; 0,3; 90 (mg/kg) 1,5 hệ số đưa để giảm thiểu tác động thay đổi xảy giá trị đo biến đổi thạch học trầm tích Mức độ ô nhiễm trầm tích dựa theo số Igeo phân loại theo 07 mức sau: không ô nhiễm (Igeo ≤ 0); ô nhiễm nhẹ (0 ≤ Igeo ≤ 1); nhiễm trung bình (1 ≤ Igeo ≤ 2); từ nhiễm trung bình đến nhiễm nặng (2 ≤ Igeo ≤ 3); ô nhiễm nặng (3 ≤ Igeo ≤ 4); từ ô nhiễm nặng đến nghiêm trọng (4 ≤ Igeo ≤ 5) ô nhiễm nặng (Igeo > 5) Phương pháp xử lí số liệu: Các số liệu kết xử lý phần mềm Excel Kết phân tích đối chiếu với Quy chuẩn Việt Nam QCVN 43:2017/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng trầm tích [10], tiêu chuẩn Canada (2002) [11] tiêu chuẩn Mỹ US EPA (1997) [12] Hình 1: Sơ đồ điểm lấy mẫu Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 377 Kết thảo luận 3.1 Kết xác định hàm lượng kim loại nặng trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Kết xác định hàm lượng kim loại Cu, Pb, Zn, Cd, Cr trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách trình bày Bảng sau: Bảng Kết hàm lượng KLN trầm tích sơng Thái Bình đoạn chảy qua huyện Nam Sách Ký hiệu mẫu TT1 TT2 TT3 TT4 TT5 TT6 TT7 TT8 TT9 TT10 QCVN 43:2017/BTNMT ISQG(*) TEC(**) PEC(**) Cu 46,980 38,307 33,124 75,740 37,978 66,185 20,413 22,290 27,788 28,059 197 35,7 28 77,7 Hàm lượng kim loại nặng (mg/kg trầm tích khơ) Pb Zn Cd 42,808 126,977 0,588 49,362 124,094 0,543 40,978 118,845 0,629 41,886 141,927 0,648 55,217 145,108 0,659 58,220 146,897 0,622 33,068 95,585 0,346 26,161 129,930 0,741 35,895 145,192 0,394 42,717 132,851 0,484 91,3 315 3,5 35 123 0,6 34,2 159 0,592 396 1532 11,7 Cr 70,058 64,764 58,516 59,445 92,401 94,935 44,924 52,128 58,903 52,223 90 37,3 56 159 (*): Tiêu chuẩn Canada SQG (Sediment Quality Guideline - hướng dẫn chất lượng trầm tích) (2002) [11] ISQG: Ngưỡng gây tác động xấu đến sinh vật (**): Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trầm tích theo hàm lượng tổng (mg/kg) Mỹ (US - EPA (1997) [12] TEC: (Threshold effect concentration) - Ngưỡng nồng độ gây ảnh hưởng PEC: (Probable effect concentration) - Nồng độ chắn gây ảnh hưởng Kết cho thấy, tất mẫu trầm tích có có mặt 05 kim loại (Cu, Pb, Zn, Cd, Cr) Đa số mẫu thu có hàm lượng kim loại nhỏ giới hạn cho phép theo QCVN 43:2017/BTNMT Một số vị trí có hàm lượng kim loại cao ngưỡng cho phép tiêu chuẩn chất lượng trầm tích Canda Mỹ Hàm lượng Cu dao động khoảng 20,413 ÷ 75,740 mg/kg Tại tất vị trí quan trắc, hàm lượng Cu không vượt quy chuẩn 43:2017/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng trầm tích Hàm lượng Cu thấp vị trí TT7 đạt giá trị cao vị trí TT4 Vị trí TT1, TT2, TT4, TT5 TT6 vượt ngưỡng nồng độ gây ảnh hưởng ISQG, dao động từ 1,064 ÷ 2,122 lần khơng có vị trí vượt ngưỡng nồng độ chắn gây ảnh hưởng PEL tiêu chuẩn SQG Canada Có 07/10 vị trí vượt ngưỡng nồng độ gây ảnh hưởng TEC, dao động từ 1,002 ÷ 2,705 lần khơng có vị trí vượt ngưỡng nồng độ chắn gây ảnh hưởng PEC, tiêu chuẩn US EPA Mỹ Hàm lượng Pb trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương, dao động khoảng 26,161 ÷ 58,220 mg/kg trầm tích khơ Hàm lượng Pb đạt giá trị thấp vị trí TT8, đạt giá trị cao vị trí TT6 Tất vị trí lấy mẫu có giá trị nằm giới hạn cho phép QCVN 43:2017/BTNMT Có 08/10 vị trí vượt mức nồng độ gây 378 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững ảnh hưởng ISQG, dao động khảng từ 1,026 đến 1,663 lần khơng có vị trí vượt mức nồng độ chắn gây ảnh hưởng theo tiêu chuẩn SQG Canada Có 08/10 vị trí vượt ngưỡng nồng độ gây ảnh hưởng TEC, dao động từ 1,050 đến 1,702 lần khơng có vị trí vượt ngưỡng nồng độ chắn gây ảnh hưởng PEC theo tiêu chuẩn US EPA Mỹ Hàm lượng Zn trầm tích dao động khoảng 95,585 ÷ 146,9 mg/kg Nhìn vào hình trên, ta thấy hàm lượng kẽm vị trí lấy mẫu có chệnh lệch khơng nhiều Hàm lượng Zn thấp vị trí TT4 cao vị trí TT5 Các vị trí có giá trị nằm giới hạn cho phép QCVN 43:2017/BTNMT tiêu chuẩn US - EPA Mỹ Hàm lượng Cd trầm tích sơng Thái Bình dao động khoảng từ 0,346 ÷ 0,741 mg/ kg trầm tích khơ Cd đạt giá trị thấp vị trí TT7 cao vị trí TT8 Tại tất vị trí quan trắc, hàm lượng Cd không vượt quy chuẩn 43:2017/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng trầm tích tiêu chuẩn SQG New York Hàm lượng Cr trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương dao động khoảng 44,924 ÷ 94,935 mg/kg trầm tích khơ Hàm lượng Crom đạt giá trị cao vị trí TT6 đạt giá trị thấp vị trí TT7 So sánh với QCVN 43:2017/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng trầm tích có 08/10 vị trí hàm lượng Cr nằm giới hạn quy chuẩn cho phép, có 02 vị trí TT5 TT6 có giá trị vượt quy chuẩn (vượt từ 1,027 đến 1,055 lần) Hàm lượng Cr cao vị trí nơi chủ yếu tiếp nhận nguồn nước thải từ hoạt động sinh hoạt sản xuất nơng nghiệp người dân Do đó, chứa dư lượng thuốc bảo vệ thực vật phân bón hóa học, đồng thời, có hoạt động ni thủy sản nhà máy gạch Tại tất vị trí lấy mẫu, hàm lượng Crom cao giá trị 37,3 mg/kg cho thấy hàm lượng Cr vượt mức nồng độ gây ảnh hưởng ISQG, dao động khoảng từ 1,204 đến 2,545 lần khơng có vị trí vượt ngưỡng nồng độ chắn gây ảnh hưởng PEL Theo tiêu chuẩn US - EPA: Có 03/10 vị trí khơng vượt ngưỡng nồng độ gây ảnh hưởng, từ 56 mg/kg 07 vị trí cịn lại có giá trị vượt ngưỡng nồng độ gây ảnh hưởng TEC, dao động từ 1,045 đến 1,695 lần khơng có vị trí vượt ngưỡng nồng độ chắn gây ảnh hưởng PEC Mức độ phân bố kim loại nặng trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương thể Hình Hình 2: Biểu đồ mức độ phân bố hàm lượng KLN trầm tích sơng Thái Bình đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 379 Từ kết phân bố hàm lượng kim loại nặng trầm tích thể biểu đồ Hình ta thấy phân bố khơng đồng mẫu Zn có hàm lượng cao dao động từ 95,585 ÷ 146,897 mg/kg Cr Cu có phân bố khơng đồng đều, hàm lượng Cr dao động từ 44,924 ÷ 94,935 mg/kg, hàm lượng Cu từ 20,413 ÷ 75,740 mg/kg Hàm lượng Pb dao động từ 26,161 ÷ 58,220 mg/kg vị trí có phân bố đồng với Hàm lượng Cd có phân bố đồng đều, dao động từ 0,346 ÷ 0,741 mg/kg Ở điểm lấy mẫu khác hàm lượng tổng số kim loại có khác Cụ thể: Pb, Zn, Cr có hàm lượng tổng số cao vị trí TT6 Đây vị trí thuộc khu vực đông dân cư nên chủ yếu tiếp nhận nguồn nước thải từ hoạt động sinh hoạt sản xuất nơng nghiệp người dân Do đó, chứa dư lượng thuốc bảo vệ thực vật phân bón hóa học Cu có hàm lượng cao vị trí TT4 Cd vị trí TT8 Trong điểm lấy mẫu hàm lượng kim loại trầm tích vị trí TT7 thấp Điều hoàn toàn phù hợp, khu vực đầu nguồn thải nơi tập trung dân cư khơng có khu cơng nghiệp, sản xuất, kinh doanh, chủ yếu đồng ruộng 3.2 Đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích sơng Thái Bình đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Từ kết hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, Cr), đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích thể Hình sau: Hình 3: Chỉ số Igeo kim loại trầm tích sơng Thái Bình đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Tại tất vị trí, số tích lũy địa chất Igeo kim loại nặng nằm mức độ không ô nhiễm ô nhiễm nhẹ Chỉ số tích lũy Cr nhỏ 0, tương ứng với mức độ ô nhiễm không Cu có số tích lũy nhỏ vị trí TT4 số Igeo nằm khoảng từ đến 1, tương ứng với mức độ ô nhiễm nhẹ Còn kim loại nặng Pb, Zn, Cd có mức độ nhiễm nhẹ, có xu hướng tăng nên cần biện pháp phòng ngừa hợp lý để bảo vệ môi trường, đặc biệt vị trí TT6 TT5 Đánh giá mức độ nhiễm kim loại Cu, Pb, Zn, Cd, Cr theo số tích lũy địa chất Igeo trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam sách, tỉnh Hải Dương khơng có biểu 380 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững ô nhiễm vài vị trí nhiễm nhẹ Tuy nhiên, tính xác, hàm lượng việc tính số Igeo giá trị hàm lượng trung bình kim loại vỏ trái đất Thực tế, vị trí khác hàm lượng kim loại trầm tích, đá khác Vì vậy, việc đánh giá nhiễm trầm tích theo số nên xem số tham khảo thêm Để đánh giá mức độ tích lũy hàm lượng kim loại nặng cách cụ thể Mức độ ô nhiễm khu vực nghiên cứu cần so sánh với số nghiên cứu khác thực số địa điểm Việt Nam thời gian gần đây, cụ thể sau: Bảng So sánh kết số nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng trầm tích sơng số khu vực Việt Nam Nghiên cứu Nghiên cứu Sông Nhuệ Sông Cầu Cửa Sông Hàn Giá trị Cao Thấp Trung bình Cao Thấp Trung bình Cao Thấp Trung bình Cao Thấp Trung bình Cu 75,740 20,413 39,686 130 75 96,875 66,601 17,333 38,794 76,90 31,10 45,40 Pb 58,220 26,161 42,631 156 65 77,770 196,470 21,208 90,569 65,10 27,40 23,20 Zn 146,897 95,585 130,741 1226 277 647,75 365,777 40,976 138,784 56,40 37,90 41,10 Cd 0,741 0,346 0,565 4,955 0,370 1,429 0,156 0,030 0,083 Cr 94,935 44,924 64,830 120,046 29,357 88,633 58,30 43,70 52,50 Nguồn Nghiên cứu (2020) Nguyễn Thị Hiếu (2013) [13] Mai Đăng Khoa (2019) [14] Lê Thị Trinh (2017) [15] So sánh với nghiên cứu khác thực số địa điểm Việt Nam cho thấy mức độ diễn biến kim loại Sông Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách so với địa điểm khác Sông Nhuệ năm 2013 sông Cầu hàm lượng kim loại nặng thấp so với hai sơng Cịn Sơng Hàn, hàm lượng kim loại nặng Sơng Thái Bình cao hẳn Như thấy, hàm lượng kim loại nặng trầm tích Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương mức trung bình so với khu vực khác nước, điều Sơng Thái Bình chảy khu vực đơng dân cư vùng chưa có nhiều khu công nghiệp, khu sản xuất, chủ yếu phát triển nông nghiệp, vật liệu xây dựng, lâm nghiệp chăn nuôi Đồng thời, thể rõ công tác quản lý môi trường quan quản lý có hiệu 3.3 Đánh giá mối quan hệ số yếu tố với mức độ tích lũy KLN trầm tích Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Trầm tích nơi tích tụ chất nhiễm từ nước Sơng Thái Bình Khả tích lũy trầm tích phụ thuộc nhiều vào yếu tố môi trường nước (pH, Eh, DO,…) thành phần đặc điểm trầm tích Hàm lượng chất hữu thành phần cấp hạt có mặt trầm tích 02 số yếu tố quan trọng nhất, định đến lực hấp thụ phân bố kim loại nặng pha rắn pha lỏng [16] 3.3.1 Đánh giá mối quan hệ thành phần cấp hạt mức độ tích lũy KLN Thành phần cấp hạt có ý nghĩa quan trọng việc tích lũy kim loại nặng, đặc biệt thành phần sét trầm tích Trầm tích giàu sét thơng thường có khả hút giữ kim loại nặng cao trầm tích nghèo khơng có sét Sự hấp phụ cation lên khoáng sét thay đổi phụ thuộc vào chất sét đặc điểm cation Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 381 Sự tích lũy thành phần khống sét đáy tầng đáy trầm tích, với áp lực gây dòng chảy Sự suy giảm cấp hạt thô, gia tăng hạt sét làm tăng khả giữ nước, đồng thời ngăn cản di chuyển kim loại nặng xuống tầng đất sâu [16] Bảng Thành phần cấp hạt KLN trầm tích Sơng Thái Bình Kí hiệu TT1 TT2 TT3 TT4 TT5 TT6 TT7 TT8 TT9 TT10 Thành phần cấp hạt % sét % Limon % cát, cát mịn 16,14 39,38 44,48 17,94 39,70 42,36 14,60 40,08 45,32 18,84 32,22 48,94 22,80 43,98 33,22 25,06 50,48 24,46 6,88 22,10 71,02 13,40 42,32 44,28 14,90 23,60 61,50 3,76 27,30 68,94 Cu 46,980 38,307 33,124 75,740 37,978 66,185 20,413 22,290 27,788 28,059 Hàm lượng kim loại nặng (mg/kg) Pb Zn Cd 42,808 126,977 0,588 49,362 124,094 0,543 40,978 118,845 0,629 41,886 141,927 0,648 55,217 145,108 0,659 58,220 146,897 0,622 33,068 95,585 0,346 26,161 129,930 0,741 35,895 145,192 0,394 42,717 132,851 0,484 Cr 70,058 64,764 58,516 59,445 92,401 94,935 44,924 52,128 58,903 52,223 Dựa vào Bảng cho thấy, hàm lượng kim loại trầm tích tầng mặt Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương có mối quan hệ với thành phần cấp hạt Khi hàm lượng sét Limon cao khả tích lũy kim loại lớn Tại vị trí TT6 có hàm lượng sét, Limon cao 25,06 % 50,48 %, tương đồng với hàm lượng KLN vị trí TT6 cao Điều hồn tồn phù hợp với thực tế, trình hình thành trầm tích nhờ q trình keo tụ kết bơng Ion kim loại sét nên hàm lượng sét lớn việc tạo bơng kết dính Ion kim loại xảy phản ứng hoàn toàn Cùng với đó, hàm lượng cát cao, khả kết dính tạo Ion kim loại thấp nên khả tích lũy kim loại trầm tích thấp, điển vị trí TT7 Tuy nhiên, tính chất kim loại riêng biệt nên mối quan hệ thành phần cấp hạt hàm lượng kim loại bị ảnh hưởng Điển vị trí TT9 TT3, hàm lượng sét vị trí TT9 lớn hàm lượng kim loại nặng lại nhỏ TT3 3.3.2 Đánh giá mối quan hệ hàm lượng chất hữu mức độ tích lũy KLN Mối quan hệ hàm lượng chất hữu hàm lượng kim loại nặng tích lũy trầm tích Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương thể Hình Hình 4: Mối quan hệ hàm lượng chất hữu KLN trầm tích 382 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Hình cho thấy hàm lượng kim loại trầm tích tầng mặt Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương có mối quan hệ với hàm lượng chất hữu Hàm lượng chất hữu mẫu trầm tích có xu hướng tăng khu vực sông, đoạn chảy qua huyện Nam Sách giảm dần phía hạ lưu giống xu kim loại nặng trầm tích vị trí tương ứng Trong mẫu trầm tích nghiên cứu, trầm tích vị trí TT1, TT4, TT5, TT6 có hàm lượng chất hữu cao Cũng điểm lấy mẫu này, hàm lượng KLN mẫu trầm tích cao hẳn so với vị trí khác Điển hình TT6, có hàm lượng chất hữu cao 3,27 %, tương ứng với hàm lượng KLN cao Sự tích lũy Pb, Zn Cr chịu ảnh lớn hàm lượng chất hữu trầm tích Cịn tích lũy Cu Cd chịu chi phối yếu tố khác hàm lượng chất hữu trầm tích Kết nghiên cứu tương đồng với nghiên cứu thực Sông Tô Lịch Hồ Tây, Hà Nội [17] Tuy nhiên, tính chất kim loại riêng biệt nên mối quan hệ hàm lượng chất hữu hàm lượng kim loại bị ảnh hưởng Kết luận Qua trình thực lấy mẫu 10 vị trí Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương xác định mẫu phân tích có hàm lượng kim loại (Cu, Pb, Zn, Cd, Cr) Kết nghiên cứu đánh giá hàm lượng mức độ tích lũy kim loại 10 vị trí lấy mẫu: Hàm lượng Cu dao động từ (20,413 - 75,740 mg/kg); Pb dao động từ (26,161 - 58,220 mg/kg); Zn từ (95,585 - 146,897 mg/kg) từ (0,346 - 0,741 mg/kg) Đối với Cd, Cr, hàm lượng chất lần dao động từ (44,924 - 94,935 mg/kg) Ta thấy, kim loại Cu, Pb, Zn, Cd có giá trị thấp QCVN 43:2017/BTNMT Có 02/10 vị trí có hàm lượng Cr vượt quy chuẩn cho phép Hầu hết kim loại có số vị trí vượt tiêu chuẩn chất lượng trầm tích Canada, kim loại Zn tất vị trí có giá trị thấp giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn chất lượng trầm tích Mỹ Đồng thời, theo tiêu chuẩn chất lượng trầm tích New York kim loại Cd tất vị trí có giá trị nằm tiêu chuẩn cho phép Chỉ số tích lũy địa chất Igeo cho thấy phần lớn vị trí có mức độ khơng nhiễm ô nhiễm nhẹ Ở tất vị trí, Cr đánh giá mức khơng nhiễm Cu vị trí mức khơng nhiễm, trừ vị trí TT4 Cịn kim loại Pb, Zn, Cd mức ô nhiễm nhẹ có xu hướng tăng nên cần có biện pháp phịng ngừa hợp lý Có thể thấy mức độ nhiễm kim loại nặng trầm tích Sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương mức nhẹ Qua đánh giá sơ bộ, mức độ tích lũy kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, Cr) trầm tích có mối quan hệ tương quan với hàm lượng chất hữu thành phần cấp hạt (đặc biệt thành phần sét - hàm lượng sét Limon cao khả tích lũy kim loại lớn) trầm tích TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cổng thông tin điện tử tỉnh Hải Dương www.haiduong.gov.vn [2] Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Hải Dương (2016) Báo cáo trạng môi trường tỉnh Hải Dương giai đoạn 2011 - 2015 [3] TCVN 6663-13:2015 (ISO 5667-13:2011): Chất lượng nước - Lấy mẫu Phần 13: Hướng dẫn lấy mẫu bùn [4] TCVN 6663-15: 2004: Chất lượng nước - Lấy mẫu: Hướng dẫn bảo quản xử lý bùn trầm tích Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững 383 [5] TCVN 4048:2011: Chất lượng đất - Phương pháp xác định độ ẩm hệ số khô kiệt [6] TCVN 8567:2010: Chất lượng đất - Phương pháp xác định thành phần cấp hạt [7] TCVN 8941 : 2011: Chất lượng đất - Xác định cacbon hữu tổng số - Phương pháp Walkley Black [8] US EPA method 3051A: Microwave assisted acid digestion of sediments, Sludges, Soils, and Oils [9] Turekian K K., Wedepohl K H (1961) Distribution of the elements in some major units of the Earth’s crust Geological Society of America Bulletin, v.72, p.175 - 192 [10] QCVN 43:2017/BTNMT - Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lượng trầm tích [11] Canadian council of ministers of the environment (2002) Canadian sediment quality guidelines for the protection of aquatic life, summary tables, updated Canadian environmental quality guidelines 1999 Canadian council of ministers of the environment [12] US - EPA (1997) Toxicological benchmarks for screening contaminants of potential concern for effects on sediment-associated biota Report of the Sediment Criteria Subcommittee, Science Advusory Board ES/ER/TM-95/R4, U.S Environmental Protection Agency, Washington, DC [13] Nguyễn Thị Hiếu (2013) Nghiên cứu tích lũy số kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trầm tích Sơng Nhuệ Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [14] Mai Đăng Khoa (2019) Nghiên cứu, xác định mối quan hệ hàm lượng số kim loại nặng hến sơng, trùng trục trầm tích sơng Cầu Luận văn thạc sỹ, chuyên nghành khoa học môi trường, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội [15] Lê Thị Trinh (2017) Đánh giá tích lũy rủi ro sinh thái số kim loại nặng trầm tích cửa Sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội [16] Trần Nghi (2003) Trầm tích học Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội [17] Trần Đức Hạ (2018) Phân tích, đánh giá thành phần kim loại nặng bùn trầm tích sơng Tơ Lịch Hồ Tây - Đề xuất giải pháp quản lý phù hợp Tạp chí Mơi trường, số Chuyên đề I/2018 Ngày chấp nhận đăng: 10/11/2021 Người phản biện: TS Lê Thu Thủy 384 Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ sử dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường phát triển bền vững ... tích lũy kim loại nặng trầm tích sơng Thái Bình đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Từ kết hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, Cr), đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích. .. đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích: Đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trầm tích theo số tích lũy địa chất sau: Cx I geo = log 1,5 Bx Trong đó: Cx hàm lượng kim loại X mẫu trầm. .. lượng kim loại nặng trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách, tỉnh Hải Dương Kết xác định hàm lượng kim loại Cu, Pb, Zn, Cd, Cr trầm tích sơng Thái Bình, đoạn chảy qua huyện Nam Sách