Đánh giá hàm lượng kim loại nặng as cd pb cu zn trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm chì văn môn yên phong bắc ninh

PHẦN ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đất thành phần quan trọng môi trường, tài nguyên vô tự nhiên ban tặng cho người Đất tư liệu sản xuất đặc biệt, đối tượng lao động độc đáo, yếu tố cấu thành hệ sinh thái Trái Đất Trên quan điểm sinh thái học, đất tài nguyên tái tạo, vật mang nhiều hệ sinh thái khác trái đất Với sức ép ngày tăng dân số kéo theo phát triển mạnh công nghiệp, đô thị hố, việc làm giao thơng, làm cho tài ngun đất bị khai thác mạnh suy thối mơi trường ngày trở nên nghiêm trọng Con người tác động vào đất tác động vào hệ sinh thái mà đất “mang” Như vậy, tuỳ thuộc vào phương thức đối xử người đất mà đất phát triển theo chiều hướng tốt phát triển theo chiều hướng xấu Cho nên việc bảo vệ môi trường đất, trì sức sản xuất lâu dài đất chiến lược quan trọng nước ta việc sử dụng hợp lý lâu bền nguồn tài nguyên thiên nhiên Ngày nay, Việt Nam nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước nói chung, khu vực nơng thơn nói riêng, làng nghề có tác dụng lớn chuyển đổi cấu kinh tế, tạo việc làm tăng thu nhập cho người dân lao động Chỉ riêng tỉnh đồng sơng Hồng có 203 làng nghề truyền thống khôi phục phát triển, đồng thời có tới 523 làng nghề hình thành thời gian gần Nhưng phát triển làng nghề thời gian qua cịn mang tính tự phát, tình trạng nhiễm mơi trường làng nghề sở sản xuất nông thôn ngày gia tăng Tỉnh Bắc Ninh với 61 làng nghề có làng nghề đúc nhơm, chì Văn Mơn có nhiều loại hình sản phẩm phong phú, đa dạng, với hình thức sản xuất linh hoạt tạo lượng lớn hàng hoá, giải công ăn việc làm mang lại thu nhập cho người dân, góp phần phát triển kinh tế xã hội xã Văn Mơn nói riêng tỉnh Bắc Ninh nói chung Tuy vậy, làng nghề Văn Mơn có đặc trưng chung làng nghề khác phát triển làng nghề mang tính tự phát, khơng có quy hoạch, trình độ cơng nghệ thấp, lao động giản đơn, chưa đào tạo đầy đủ bản, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm Ý thức bảo vệ môi trường dân làng nghề chưa cao, sản xuất chạy theo lợi nhuận kinh tế, bất chấp độc hại, nguy hiểm gây ô nhiễm mơi trường, thiếu sách đồng từ quan quản lý trung ương tới địa phương hỗ trợ sản xuất quản lý môi trường làng nghề Tất mặt hạn chế nêu tác động không tới phát triển chung làng nghề mà ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường sức khoẻ cộng đồng Mặt khác, sản xuất quy mô nhỏ nằm rải rác khắp địa bàn xã tạo nên nguồn thải nhỏ, khó tập trung chưa xử lý nên tác động tới môi trường đất tồn vùng Vì vậy, để góp thêm tư liệu phân tích đánh giá trạng mơi trường đất làng nghề tỉnh Bắc Ninh, tiến hành đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) môi trường đất làng nghề đúc nhơm, chì Văn Mơn – n Phong - Bắc Ninh” 1.2 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1 Mục đích đề tài - Xác định hàm lượng kim loại nặng tổng số (As, Cd, Cu, Pb, Zn) môi trường đất làng nghề đúc nhơm, chì Văn Mơn – n Phong Bắc Ninh - Đánh giá trạng hàm lượng kim loại nặng đất Văn Môn 1.2.2 Ý nghĩa đề tài - Khuyến nghị cho UBND xã Văn Môn tình trạng nhiễm kim loại nặng (KLN) mơi trường đất từ xã có giải pháp hợp lý để xử lý chất thải rắn, chất thải lỏng - Nâng cao nhận thức cho người trực tiếp có liên quan đến sản xuất làng nghề, tăng thêm vốn hiểu biết phịng ngừa nhiễm môi trường hoạt động sản xuất đời sống sinh hoạt nhân dân - Góp phần tích cực vào việc bảo vệ sức khoẻ cộng đồng - Góp phần nâng cao hiệu quản lý chất thải cho xã Văn Mơn nói riêng cho tỉnh Bắc Ninh nói chung, để thực thị quy chế quản lý chất thải Chính phủ ban hành PHẦN TỔNG QUAN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 KIM LOẠI NẶNG (KLN) VÀ CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA KLN TRONG ĐẤT, NGUỒN GỐC PHÁT SINH 2.1.1 Kim loại nặng dạng tồn kim loại nặng đất Thuật ngữ KLN nhằm nói tới nguyên tố có khối lượng riêng lớn (d > g/cm3) thể độc tính nồng độ thấp Tuy nhiên, độ độc KLN phụ thuộc vào dạng tồn chúng đất.[7] Khi nghiên cứu tích luỹ KLN đất mà xem xét hàm lượng tổng số chưa thể đánh giá độ độc chúng trồng chiều hướng biến đổi chúng đất [7] Chúng tồn nhiều dạng khác chủ yếu dạng sau đây: dạng linh động, liên kết với hữu cơ, liên kết với gốc cacbonat, với oxit sắt, với oxit mangan.[7] - Dạng linh động: Các kim loại nặng hấp phụ bề mặt hạt đất (hạt sét, oxit sắt oxit mangan bị solvat hoá, axit mùn) Đây dạng mà trồng dễ hấp thu trình hút dinh dưỡng nước vào thể - Dạng liên kết cacbonat: Các kim loại nặng tồn dạng muối cacbonat (CO 32-) đất Sự tồn liên kết dạng phụ thuộc nhiều vào pH đất lượng cacbonat đất - Dạng liên kết oxit sắt, oxit mangan: Dạng dễ hình thành oxit sắt oxit mangan tồn đất kết von đá ong, vật liệu gắn kết hạt đất Các oxit chất loại bỏ tốt KLN nhờ q trình nhiệt động học khơng ổn định điều kiện khử - Dạng liên kết với chất hữu cơ: KLN liên kết với chất hữu khác đất : sinh vật đất, sản phẩm phân giải chất hữu cơ, chất hữu bao phủ bên ngồi hạt đất,…Do đặc tính tạo phức peptiz hoá chất hữu làm cho kim loại tích luỹ lại đất (các chất hữu bị oxy hoá, phân giải dẫn đến giải phóng kim loại nặng vào đất) - Dạng cịn lại: Bao gồm KLN nằm cấu trúc tinh thể khoáng vật nguyên sinh thứ sinh Dạng khó giải phóng mơi trường điều kiện tự nhiên bình thường Do tác dụng q trình phong hố, đặc biệt phong hoá hoá học phong hoá sinh học mà KLN giải phóng mơi trường đất 2.1.2 Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng môi trường đất Kim loại đất ban đầu phần sinh từ trình hoạt động địa hố khống vật mẹ vào đất thơng qua q trình phong hố hố học Tuy nhiên, với q trình phong hố hố học lượng kim loại vào đất không đáng kể mà chủ yếu kim loại vào đất hoạt động sản xuất người [8] Các hoạt động bao gồm: - Hoạt động sản xuất công nghiệp + Công nghiệp nhựa: Co, Cr, Cd, Hg + Công nghiệp 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 - Hoạt động sản xuất nông nghiệp + Sử dụng phân bón hố học: As, Cd, Mn, U, V Zn số phân phốt phát + Sử dụng phân chuồng: As, Cu, As, Zn + Sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật: Cu, Mn Zn thuốc trừ nấm, As Pb thuốc sử dụng ăn + Nước tưới: thải Cd, Pb, Se - Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại + Đào, xới cặn thải - nhiễm bẩn thơng qua phong hố, xói mịn gió thải As, Cd, Hg, Pb Cặn thải khếch tán sơng - trầm tích đất lũ, nạo vét sông…thải As, Cd, Hg, Pb + Vận chuyển trình tuyển quặng - vận chuyển theo gió lên đất thải As, Cd, Hg, Pb Khai khoáng - nhiễm bẩn bụi thải As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se + Công nghiệp sắt thép: Cu, Ni, Pb - Do trầm tích từ khơng khí + Nguồn từ thị khu cơng nghiệp, bao gồm chất thải, thiêu huỷ trồng : Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V + Công nghiệp luyện kim: As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb + Khói linh động: Mo, Pb với Br, Cl V + Đốt cháy xăng, dầu (bao gồm trạm xăng): As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn Cd - Kim loại từ rác thải + Bùn cặn: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn + Rửa trôi từ đất: As, Cd, Fe, Pb + Phế thải: Cd, Cr, Cu, Pb, Zn + Đốt rác, bụi than: Cu Pb Dựa vào nguồn gốc phát sinh kim loại mơi trường đất trên, ta thấy rằng, lượng kim loại nặng môi trường đất làng nghề Văn Mơn có ngồi hoạt động phong hố hố học q trình hoạt động địa hố khống vật mẹ, cịn hoạt động sản xuất nông nghiệp hoạt động sản xuất làng nghề mà chủ yếu từ phế thải làng nghề gây nên Nguyên nhân chủ yếu từ phế thải làng nghề đổ mơi trường Chính vậy, vấn đề cấp bách xã Văn Mơn nói riêng tỉnh Bắc Ninh nói chung phải tìm cách quản lý xử lý lượng phế thải hoạt động sản suất làng nghề thải môi trường phù hợp với điều kiện thực tế xã Văn Môn tỉnh Bắc Ninh 2.2 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG TỚI CÂY TRỒNG VÀ SỨC KHOẺ CON NGƯỜI Ngày nay, với tốc độ phát triển mạnh mẽ cơng nghiệp hình thành nhiều thành phố lớn, vấn đề ô nhiễm ngày trở nên nghiêm trọng Khói từ nhà máy, từ hoạt động giao thơng làm nhiễm bầu khí Nước thải từ nhà máy, khu dân cư làm ô nhiễm nguồn nước Phế thải từ khu công nghiệp, làng nghề việc sử dụng phân bón hoá học, bùn thải, thuốc bảo vệ thực vật nông nghiệp làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn tài nguyên đất Tất nguồn gây ô nhiễm nguyên nhân tích tụ mức hàm lượng KLN đất nước.[7] Với tích tụ mức lượng KLN môi trường đất làm cho thảm thực vật mặt đất bị đi, nhiều lồi khơng thể sống vùng đất chứa lượng KLN cao Đất giảm lượng tích luỹ mùn trở nên chặt hơn, nghèo dinh dưỡng Những mọc vùng đất chứa lượng KLN cao thân chúng chứa lượng KLN định, lượng KLN định cao mức bình thường mà chúng có chúng hút chất dinh dưỡng đất Các KLN tích luỹ đất từ vào nông sản, thực phẩm theo chuỗi thức ăn KLN đất tích tụ thực vật vào thể người Nếu thể người tích tụ lượng KLN lớn gây nhiều loại bệnh nguy hiểm ảnh hưởng tới sức khoẻ, tính mạng người.[21] Tính độc số KLN tồn dư rau thể người: * Tính độc kẽm (Zn) - Đối với trồng: Sự dư thừa Zn gây độc trồng Zn tích tụ đất cao Dư thừa Zn gây bệnh diệp lục Sự tích tụ Zn nhiều gây số mối liên hệ đến mức dư lượng Zn thể người góp phần phát triển thêm tích tụ Zn mơi trường mà đặc biệt môi trường đất.[1, 21] - Đối với người: Zn dinh dưỡng thiết yếu gây chứng bệnh thiếu hụt dư thừa Trong thể người, Zn thường tích tụ chủ yếu gan, phận tích tụ nguyên tố vi lượng thể, khoảng g Zn thận lọc ngày Zn cịn có khả gây ung thư đột biến, gây ngộ độc thần kinh, nhạy cảm, sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm Sự thiếu hụt Zn thể gây triệu chứng bệnh liệt dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, bệnh gan số triệu chứng khác.[1, 21] * Tính độc đồng (Cu) - Đối với trồng: Theo kết nghiên cứu nhiều cơng trình cho thấy Cu có vai trị quan trọng phát triển trồng Cây trồng thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điều cho thấy Cu có liên quan đến mức phản ứng oxit hố Trong thiếu chất Cu q trình oxit hố Acid Ascorbic bị chậm, Cu hình thành số lớn chất hữu tổng hợp với Protein, Acid amin số chất khác mà thường gặp nước trái Ngoài ảnh hưởng thiếu Cu, việc thừa Cu xảy biểu ngộ độc mà chúng dẫn tới tình trạng chết Lý việc dùng thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu, khiến cho chất liệu Cu bị cặn lại đất từ năm qua năm khác, bón phân Sulfat Cu gây tác hại tương tự.[1, 21] - Đối với người: Nguyên liệu dẫn đến ngộ độc Cu người uống nước qua hệ thống dẫn nước Cu, ăn thực phẩm có chứa lượng Cu cao Chocolate, nho, nấm, tơm,…, bơi hồ bơi có sử dụng thuốc diệt tảo (Algaecides) có chứa Cu để làm vệ sinh hồ, uống bia hay rượu Cu chất độc động vật: Đối với người g/kg thể trọng gây tử vong, từ 60 – 100 mg/1kg gây buồn nôn Cu ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ thiếu hụt dư thừa Cu thiết yếu cho việc sử dụng sắt (Fe), bệnh thiếu máu thiếu hụt Fe trẻ em kết hợp với thiếu hụt Cu.[1, 21] * Tính độc Cadmium (Cd) - Đối với trồng: Rau diếp, cần tây, củ cải, cải bắp có xu hướng tích luỹ Cd cao, củ khoai tây, bắp, đậu trịn, đậu dài tích luỹ số lượng Cd nhiều loại thực phẩm, cà chua tìm thấy tích luỹ Cd khoảng 70 lần so với cà rốt biện pháp trồng trọt giống Trong cây, Cd tập trung cao rễ phận khác loài yến mạch, đậu nành, cỏ, hạt bắp, cà chua, loài khơng phát tích lũy Cd rễ Tuy nhiên, rau diếp, cà rốt, thuốc lá, khoai tây, Cd chứa nhiều Trong đậu nành, % Cd tích luỹ diện % chồi Cd mô thực phẩm yếu tố quan trọng việc giải tích luỹ chất Cd thể người Sự tập trung Cd mơ thực vật gây thơng tin sai lệch quần thể.[1, 21] - Đối với người: Cd môi trường thường không độc hại nhiều nguy hại sức khoẻ người từ Cd là: tích tụ mãn tính thận Ở đây, gây rối loạn chức tập trung thận lên 200 mg/kg trọng lượng tươi Thức ăn đường mà Cd vào thể, việc hút thuốc nguồn ô nhiễm KLN, người hút thuốc thấm vào thể lượng Cd dư thừa từ 20 – 35 μgCd/ngày.gCd/ngày Cd tìm thấy Protein mà thường khối thể Protein tìm thấy nấm, đậu nành, lúa mì, cải bắp số loại thực vật khác Cd KLN có hại, vào thể qua thực phẩm nước uống, Cd dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh bám chặt Khi xâm nhập vào thể Cd phá huỷ thận Nhiều cơng trình cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng xương, nứt xương, diện Cd thể khiến việc cố định Ca trở nên khó khăn Những tổn thương xương làm cho người bị nhiễm độc đau đớn vùng xương chậu hai chân Ngoài ra, tỷ lệ ung thư tiền liệt tuyến ung thư phổi lớn nhóm người thường xuyên tiếp xúc với nhóm chất độc này.[1, 21] * Tính độc Arsenic (As) - Đối với trồng: Arsenic nhiều người biết đến tính độc số hợp chất có Sự hấp thụ As nhiều trồng đất liền khơng q lớn, chí đất trồng tương đối nhiều As, trồng thường không chứa lượng As gây nguy hiểm As khác hẳn số KLN bình thường đa số hợp chất As hữu độc As vô Lượng As ăn thường Sự có mặt As đất trồng trở nên chua hơn, nồng độ pH < có kết hợp loại nguyên tố khác Fe, Al Chất độc ảnh hưởng từ As làm giảm đột ngột chuyển động nước hay làm đổi màu kéo theo chết cây, hạt giống ngừng phát triển Cây đậu họ Đậu nhạy cảm độc tố As.[1, 21] - Đối với người: Khi lượng độc tố As vượt ngưỡng,