Luận văn thạc sĩ Quản lý môi trường: Đánh giá mức độ rửa giải kim loại từ bùn đáy sông Sài Gòn

TP.HCM, ngày tháng năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên Học viên: PHẠM NGỌC NHƯ KHA Phái: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 10/03/1984 Nơi sinh: Đồng Nai 1 - TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ MỨC Đ

PHẠM NGỌC NHƯ KHA

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ RỬA GIẢI KIM LOẠI

TỪ BÙN ĐÁY SÔNG SÀI GÒN

Chuyên ngành: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TP.HCM, ngày tháng năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên Học viên: PHẠM NGỌC NHƯ KHA Phái: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 10/03/1984 Nơi sinh: Đồng Nai

1 - TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ RỬA GIẢI KIM LOẠI TỪ BÙN ĐÁY SÔNG SÀI GÒN 2 - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

+ Khảo sát thực địa, lấy mẫu, phân tích và đánh giá hàm lượng kim loại trong bùn đáy sông Sài Gòn;

+ Thí nghiệm và đánh giá mức độ rửa giải kim loại từ bùn đáy sông Sài Gòn, xem xét ảnh hưởng của pH, điều kiện yếm khí/ hiếu khí đến tốc độ rửa giải;

+ Đề xuất các giải pháp quản lý bùn đáy và bảo vệ nguồn nước trên sông Sài Gòn

3 - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 07/2010

4 - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/2011

5 - CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

Nội dung và đề cương Luận văn Thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà

i

Xin được gửi đến Cô, Tiến sỹ Nguyễn Thị Vân Hà lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất Cô đã luôn bên cạnh, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ này

Chân thành cảm ơn đến tất cả các thầy, cô đã tận tình truyền đạt những kiến thức khoa học trong suốt khoảng thời gian mà em học tập tại Khoa Môi trường, trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh

Cảm ơn các bạn Tuyết Nam, Dao Chi, Hữu Khánh, Nhơn Tùng, Công Hiệp, và Thanh Thảo đã thường xuyên ủng hộ, động viên và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng, con xin chia sẻ niềm vui, niềm hạnh phúc và lòng biết ơn tới gia đình, một hậu phương lớn và vững chắc đã luôn hậu thuẫn cho con hoàn thành tốt nhiệm vụ này

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2011

Phạm Ngọc Như Kha

ii với việc cấp nước cho TP.HCM Để khảo sát và đánh giá nồng độ các kim loạ

ảo sát bùn đáy trung và hạ lưu sông vào tháng 3/2010, tháng 7/2010 và 8/2010 cùng với thí nghiệ ạ 06 mẫu bùn gần cửa lấy nước đã được thực hiện

Nồng độ kim loại Mn, Fe, Ni, Al, Cu, Zn, Pb, As, Cr, Mo, Co, Ag và Cd tổng số trong bùn vào mùa mưa cao hơn mùa khô, hầu hết đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 03:2008/BTNMT đối với đất dân sinh, ngoại trừ As và Zn, vượt QCVN 03:2008/BTNMT 1,7 và 1,52 lần; tuy nhiên, vẫn thấp hơn QCVN 07:2009/BTNMT - ngưỡng phát hiện CTNH, ngoại trừ Cr, vượt QCVN 07:2009/BTNMT 1,26 lần

Tốc độ rửa giải của các kim loại ở nghiệm thức hiếu khí nhanh hơn so với nghiệm thức kỵ khí, ngoại trừ Ag, As và Fe Tốc độ rửa giải trong 03 ngày đầu tăng chậm, càng về hạ lưu, nồng độ kim loại rửa giải càng tăng, ngoại trừ Al, Cr, Mo và Ag pH giảm làm tăng tốc độ rửa giải kim loại từ bùn đáy, ngoại trừ Mn, Cr và Mo

Xét sự tương quan nồng độ Mn, Cr, Ni, Al, Fe, Pb và Cd trong bùn với nồng độ của chúng trong chất lượng nước sông tại các vị trí lấy mẫu vào mùa khô và mùa mưa, kết quả cho thấy, nồng độ Mn trong chất lượng nước sông cao, nhưng nồng độ Mn trong bùn lại không cao tại SG17 và SG18, các vị trí khác không tuân theo quy luật này Đối với Ni và Cr, ở các vị trí hạ lưu, nồng độ trong bùn cao và trong chất lượng nước sông cũng cao; tuy nhiên ở thượng lưu (SG9 và SG15) lại không tuân thủ theo quy luật này Đối với Al, Pb và Cd, nồng độ kim loại hòa tan trong nước cao ở thượng nguồn, nhưng đi xuống hạ lưu, nồng độ kim loại trong nước lại giảm, nguyên nhân là do kim loại bị oxy hóa và tạo kết tủa, vì vậy, các vị trí ở hạ lưu lúc này có nồng độ trong bùn cao hơn so với thượng nguồn Đối với Fe, nồng độ trong bùn càng cao, Fe hòa tan trên sông càng nhiều

iii trong bùn cao, chưa thể kết luận là nồng độ trong dung dịch rửa giải cũng sẽ cao, nó tùy thuộc và vị trí và điều kiện thử nghiệm, ngoại trừ Mn

ở vị trí SG17 và SG18 có ảnh hưởng của trầm tích từ đất nhiễm phèn, có tốc độ giải phóng kim loại cao hơn và nhanh hơn so vớ , các vị trí này lại rất gần vị trí cửa lấy nước (SG15) Vì thế, chúng ảnh hưởng đáng kể đến sự thay đổi chất lượng nước thô của nhà máy cấp nước Tính chất axit (pH < 6) tự nhiên của sông Sài Gòn (đặc biệt thấp hơn nhiều trong mùa mưa) có thể

ẩy sự hòa tan và giải phóng Zn, Pb, Fe, Al, Cd, Ag và As từ Để giảm vấn đề ại nặng của sông Sài gòn làm suy giảm chất lượng nước cấp cần tiến hành quả ực sông Sài Gòn

iv affecting water supply in Ho Chi Minh City In order to assess those concentrations three water quality surveys along the Saigon River in March, July and August in 2010; and metal - batch leaching tests for six sediment samples located nearby the water intake were conducted

Total Mn, Fe, Ni, Al, Cu, Zn, Pb, As, Cr, Mo, Co, Ag và Cd contents in the sediments in the rainy season were higher than those in the dry season Most of total metals contents did not exceed the National technical Regulation on the allowable limits of heavy metals in the soils (QCVN 03:2008/BTNMT), except As and Zn, which were exceeded to be about 1.7 and 1.52 times, respectively; however, still met the National technical Regulation on hazadous waste thresholds (QCVN 07:2009/BTNMT), except Cr, which were exceeded about 1,26 times

The metal releasing rates from sediments in the leaching experiments under aerobic conditions were higher than those under the anaerobic conditions, except Ag, As and Fe The metals release rates low in fisrt 03 days in experiment, the metals leachable concentrations dramatically increases when moving downstream the Saigon River, except Al, Cr, Mo and Ag Low pH could increase metal leaching

from sediments, except Mn, Cr and Mo

Considering the correlation between concentrations of Mn, Cr, Ni, Al, Fe, Pb and Cd in the sediment and in the river at the sampling locations in the dry season and rainy season, results showed that Mn concentration in the river was high, but Mn concentration in the sediment was not high at SG17 and SG18, other positions did not follow this rule For Ni and Cr, in the downstream, the concentration in sediment and in water quality were high; however, in the upstream (SG9 and SG15) do not follow this rule For Al, Pb and Cd, dissolved metals concentrations in the upstream are high, but in downstream, the concentration of metals in the water decreased, due to metals are oxidization and precipitation, therefore, metals

v The correlation between concentration of Mn, Fe, Cd and Al in the sediments and in the leached solution at the sampling location in the dry season and rainy season, always lead to showed that metals were high concentrations in sediments, not high concentration in the leached solution It depends on the location and testing conditions, except Mn

The sediments at SG17 and SG18 which is nearby the water intake (SG15), were influenced by sediments from acid sulfate soil, rate of metals release was higher and faster than the position Therefore, they dramatically affect on changes of water quality of raw water at the Tan Hiep water supply treatment plant (WTP) Acidic (pH <6) nature in the Saigon River (in particular much lower in the rainy season) can be one of the cause of stimulating the release and disolve of Zn, Fe, Al, Cd, Pb, Ag, and As from the sediment To reduce the problem of heavy metal pollution in the Saigon River, which degraded water quality, the integrated management of the Saigon River Basin need to be done

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4

5.1 Phương pháp thu thập và tham khảo tài liệu, dữ liệu và số liệu 4

5.2 Phương pháp lấy mẫu, khảo sát thực địa 4

5.3 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 5

5.3.1 Phân tích nồng độ kim loại tổng số 5

5.3.2 Phân tích nồng độ kim loại hóa tan 5

5.4 Phương pháp thống kê, phân tích số liệu 6

, tiêu chuẩn 7

5.5.1 Đánh giá theo QCVN 03:2008/BTNMT 7

5.5.2 Đánh giá theo QCVN 07:2009/BTNMT 7

5.5.3 Đánh giá theo Screening Quick Reference Tables 8

5.6 Phương pháp tổng hợp và viết báo cáo 9

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 9

9

9

vii

Ô NHIỄM 10

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM 10

1.1.1 Các dạng kim loại trong bùn và môi trường nước 10

1.1.2 Nguồn gốc kim loại trong nước sông 13

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng mức độ rửa giải 14

1.1.3.1 Yếu tố vật lý 14

1.1.4.2 Yếu tố hóa - sinh 15

1 15

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 16

1.3.1 Tại Việt Nam 16

viii

2.2.4.1 Ảnh hưởng của chế độ mưa 45

2.2.4.2 Chế độ dòng chảy 46

2.2.4.3 Ảnh hưởng của thủy triều biển Đông 47

2.2.4.4 Ảnh hưởng từ thượng nguồn 47

2.2.4.5 Vai trò của hồ chứa 48

2.2.4.6 Lớp phủ thực vật 48

2.3 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 48

2.3.1 Dân số 48

2.3.2 Kinh tế trong lưu vực sông Sài Gòn 49

2.3.2.1 Cơ cấu kinh tế 49

2.4.3.1 Chi lưu Sông Thị Tính 52

2.4.3.2 Chi lưu Tống Lê Chân, Tha La, suối Ngô 53

2.4.3.3 Các hệ thống kênh rạch 53

2.5 TỔNG QUAN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG SÀI GÒN 53

2.5.1 Trữ lượng nước tự nhiên 53

2.5.2 Hiện trạng khai thác sử dụng nước trên sông Sài Gòn 54

2.5.2.1 Cấp nước đô thị và công nghiệp 54

2.5.2.2 Cấp nước cho nông nghiệp 55

2.5.2.3 Tổng nhu cầu dùng nước 55

2.5.2.4 Thực trạng và dự báo phát triển nguồn nước trong tương lai 56

2.7.1 Đối với bùn thải công nghiệp 62

2.7.2 Đối với bùn nạo vét sông và kênh rạch 63

CHƯƠNG 3 SÔNG SÀI GÒN 66

3.1 ĐÁNH GIÁ KIM LOẠI NẶNG TỔNG SỐ TRONG BÙN 66

3.2 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ RỬA GIẢI KIM LOẠI TỪ BÙN THEO THỜI GIAN 75

3.2.1 Nồng độ kim loại hòa tan tăng theo thời gian 75

3.2.2 Nồng độ kim loại hòa tan giảm theo thời gian 79

3.2.3 Nồng độ kim loại hòa tan tăng sau đó giảm theo thời gian 81

3.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ RỬA GIẢI KIM LOẠI NẶNG THEO VỊ TRÍ 86

3.4 ĐÁNH GIÁ TƯƠNG QUAN NỒNG ĐỘ KIM LOẠI NẶNG TRONG BÙN VỚI CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ TRONG BÙN VỚI DUNG DỊCH NƯỚC RỬA GIẢI TẠI VỊ TRÍ LẤY MẪU VÀO MÙA KHÔ VÀ MÙA MƯA 96

3.4.1 Đánh giá tương quan nồng độ kim loại nặng trong bùn và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn 96

3.4.2 Đánh giá tương quan nồng độ kim loại nặng trong bùn và dung dịch nước rửa giải tại các vị trí lấy mẫu vào mùa khô và mùa mưa 99

x 4.1 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ QUẢN LÝ

BÙN NHẰM HẠN CHẾ RỬA GIẢI KIM LOẠI TỪ BÙN ĐÁY 104

4.1.1 Giải pháp cấp bách 104

4.1.1.1 Quản lý nguồn thải từ hoạt động công nghiệp 104

4.1.1.2 Quản lý nguồn thải từ hoạt động nông nghiệp 111

4.1.1.3 Quản lý nguồn thải từ sinh hoạt 112

4.1.2 Giải pháp lâu dài 113

4.1.2.1 Hạn chế ô nhiễm từ khu công nghiệp 113

4.1.2.2 Quy hoạch hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cho các khu đô thị 113

4.1.2.3 Củng cố, tăng cường khung pháp lý, thể chế quản lý lưu vực sông Sài Gòn 114

4.1.2.4 Thiết lập cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý môi trường 114

xi Bảng 1 Giới hạn hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng trong một số loại đất

theo QCVN 03:2008/BTNMT 7

Bảng 2 Các thành phần nguy hại vô cơ 7

Bảng 3 Đánh giá nhanh đối với các chất vô cơ trong trầm tích 8

Bảng 1.1 Phân loại ung thư và sự ảnh hưởng đến sức khỏe của các kim loại 15

Bảng 1.2 So sánh thời gian cần thiết để xử lý của một số phương pháp 25

Bảng 1.3 So sánh chi phí xử lý của một số phương pháp khác nhau 25

Bảng 2.1 Các chi lưu chính trên lưu vực sông Sài Gòn 41

Bảng 2.2 Phân bố nhóm đất trong lưu vực 44

Bảng 2.3 Nhu cầu nước cung cấp 55

Bảng 3.1 Các vị trí lấy mẫu bùn trên sông Sài Gòn 66

Bảng 3.2 Nồng độ Mn, Pb, Cu, Zn, Ni và Co hòa tan trong bùn đáy sông Sài Gòn 77

Bảng 3.3 Nồng độ Mn, Pb, Cu, Zn, Ni và Co hòa tan trong bùn đáy sông Sài Gòn (tt) 78

Bảng 3.4 Nồng độ As và Fe hòa tan trong bùn đáy sông Sài Gòn 80

xii

Hình 1 Mẫu bùn đáy sông Sài Gòn 4

Hình 2 Các điều kiện thử nghiệm chiết tách ở bùn đáy sông Sài Gòn 6

Hình 1.1 Cấu trúc phân tử một số hợp chất của Mn 11

Hình 1.2 Cấu trúc phân tử hợp chất oxy hóa của As 12

Hình 1.3 Cấu trúc phân tử hợp chất oxy hóa của Cr(OH)3 13

Hình 1.4 Quá trình Mn và Fe từ nước sông đi vào bùn đáy và ngược lại 14

Hình 1.5 Mô tả sự rửa giải kim loại từ chất thải 15

Hình 1.18 Phương pháp bay hơi các chất ô nhiễm bằng thực vật 38

Hình 2.1 Bản đồ lưu vực sông Sài Gòn 42

Hình 2.2 Diễn biến pH và DO trên sông Sài Gòn và nước cấp 58

Hình 2.3 Diễn biến độ đục và TSS trên sông Sài Gòn và nước cấp 58

Hình 2.4 Diễn biến COD và BOD5 trên sông Sài Gòn và nước cấp 58

Hình 2.5 Diễn biến TKN và Nitrat trên sông Sài Gòn và nước cấp 59

Hình 2.6 Diễn biến Ammonia và tổng Phospho trên sông Sài Gòn và nước cấp 59

Hình 2.7 Diễn biến E.Coli và tổng Coliform trên sông Sài Gòn và nước cấp 59

xiii

Hình 3.1 Nồng độ Mn tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 67

Hình 3.2 Nồng độ Cr tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 67

Hình 3.3 Nồng độ Ni tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 68

Hình 3.4 Nồng độ Al tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 68

Hình 3.5 Nồng độ Fe tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 69

Hình 3.6 Nồng độ Cu tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 69

Hình 3.7 Nồng độ Co tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 70

Hình 3.8 Nồng độ Zn tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 71

Hình 3.9 Nồng độ As tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 71

Hình 3.10 Nồng độ Pb tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 72

Hình 3.11 Nồng độ Cd tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 73

Hình 3.12 Nồng độ Ag tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 73

Hình 3.13 Nồng độ Mo tổng số trong bùn đáy trung và hạ lưu sông Sài Gòn (2010) 74

Hình 3.14 Nồng độ Al hòa tan trong bùn đáy sông Sài Gòn 81

Hinh 3.15 Nồng độ Cd hòa tan trong bùn đáy sông Sài Gòn 82

Hình 3.16 Nồng độ Cr hòa tan trong bùn đáy sông Sài Gòn 83

Hình 3.17 Nồng độ Mo hòa tan trong bùn đáy sông Sài Gòn 84

Hình 3.18 Nồng độ Ag hòa tan trong bùn đáy sông Sài Gòn 85

Hình 3.19 Diễn biến nồng độ Mn trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 86

Hình 3.20 Diễn biến nồng độ Cr trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 87

Hinh 3.21 Diễn biến nồng độ Ni trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 87

Hình 3.22 Diễn biến nồng độ Al trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 88

Hình 3.23 Diễn biến nồng độ Fe trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 89

Hình 3.24 Diễn biến nồng độ Cu trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 90

Hình 3.25 Diễn biến nồng độ Co trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 90

Hình 3.26 Diễn biến nồng độ Zn trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 91

Hình 3.27 Diễn biến nồng độ As trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 92

xiv Hình 3.30 Diễn biến nồng độ Ag trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 94 Hình 3.31 Diễn biến nồng độ Mo trong dung dịch rửa giải theo vị trí và thời gian 95 Hình 3.32 Tương quan nồng độ Mn trong bùn và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn theo vị trí vào mùa khô và mùa mưa 96 Hình 3.33 Tương quan nồng độ Cr và Ni trong bùn và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn theo vị trí vào mùa khô và mùa mưa 97 Hình 3.34 Tương quan nồng độ Al, Pb và Cd trong bùn và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn theo vị trí vào mùa khô và mùa mưa 98 Hình 3.35 Tương quan nồng độ Fe trong bùn và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn theo vị trí vào mùa khô và mùa mưa 99 Hình 3.36 Tương quan nồng độ Mn trong dung dịch rửa giải và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn theo vị trí vào mùa mưa 100 Hình 3.37 Tương quan nồng độ Cd trong dung dịch rửa giải và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn theo vị trí vào mùa mưa 101 Hình 3.38 Tương quan nồng độ Fe trong dung dịch rửa giải và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn theo vị trí vào mùa mưa 101 Hình 3.39 Tương quan nồng độ Al trong dung dịch rửa giải và chất lượng nước mặt sông Sài Gòn theo vị trí vào mùa mưa 102

BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường

EDTA Axit Etylendiamin tetraaxetic (Ethylenediaminetetraacetic acid)

GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic information system)

GIST Viện Khoa học Công nghệ Gwangju (Gwangju Institute of Science and

quang phổ (Inductively coupled plasma mass spectroscopy)

KHCN&MT Khoa học Công nghệ & Môi trường

TDS Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solids)

TN-MT Tài nguyên – Môi trường TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh

MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, do sự biến đổi khí hậu và các tác động của con người đã làm cho chất lượng nước mặt nhanh chóng thay đổi Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mặt tăng cao tạo ra những nguy cơ rủi ro về sức khỏe cộng đồng

Bảo vệ và quản lý hiệu quả nguồn nước là nhân tố quyết định cho phát triển kinh tế và phát triển bền vững Hiện nay, nguồn nước mặt và trầm tích đáy bị ô nhiễm cũng là một vấn đề môi trường đang được quan tâm trên thế giới Mặc dù đã có khá nhiều nghiên cứu về vấn đề này nhằm hạn chế ô nhiễm do hoạt động công nghiệp, đô thị, nông nghiệp… nhưng tình trạng ô nhiễm nguồn nước vẫn chưa được cải thiện, ngày một trầm trọng hơn

Hệ thống sông Sài Gòn, bao gồm hồ Dầu Tiếng và sông Sài Gòn, là nguồn quan trọng thứ hai trong việc cung cấp nước cho thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) và tỉnh Bình Phước Tốc độ phát triển kinh tế - xã hội của các tỉnh thành trong lưu vực sông Sài Gòn ngày càng tăng, kéo theo nhu cầu sử dụng nước cũng tăng theo Tuy nhiên, chất lượng nước của sông Sài Gòn đang ngày càng xuống cấp và không ổn định, những nguyên nhân gây ô nhiễm được tìm thấy là pH thấp, chất hữu cơ và vi sinh cao, ô nhiễm kim loại nặng… Mùa mưa nước sông Sài Gòn có pH thấp, DO, COD và BOD5 vượt QCVN 08:2009/BTNMT nhiều lần (10 - 12 lần đối với COD) [Nam, 2010], nồng độ E.Coli vượt 1,5 - 435 lần so với QCVN 08:2009/BTNMT cột B2 [Thảo, 2010] Dạng tồn tại của kim loại trong nước sông Sài Gòn khu vực thượng lưu chủ yếu là dạng hòa tan, trong khi ở hạ lưu chủ yếu là dạng tổng số Các kim loại cần quan tâm trong nước sông Sài Gòn là Fe, Al và Cd [Nam, 2010] Nguồn bổ sung ô nhiễm kim loại vào sông Sài Gòn còn do sự tiếp nhận nước thải công nghiệp từ các KCN Các kết quả quan trắc đầu ra của hệ thống XLNT tập trung của các KCN - KCX cho thấ

[Hà, 2010] Chất ô nhiễm đi vào nguồn nước, tiếp tục tích lũy trong trầm tích, nơi mà nó có thể tồn tại trong nhiều năm và ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường Khi

tiếp xúc nhiều với các kim loại sẽ dẫn đến những ảnh hưở ề sức khỏe hoặ ủa con người, đặc biệt là làm giảm sự phát triển trí não của trẻ

Có rất ít thông tin về nguồn gốc của kim loại trên sông Sài Gòn, đặc biệt là khảo sát lấy mẫu bùn đáy sông, thử nghiệm rửa giải ở các điều kiện khác nhau, do đó việc đề xuất và đưa ra chiến lược quản lý hữu hiệu nguồn ô nhiễm này gặp không ít khó khăn Việc xác định thời điểm và các yếu tố làm tăng tổng lượng kim loại vào sông đạt giá trị cao nhất và có ý nghĩa quan trọng đối với việc quản lý cấp nước cho lưu vực

Giải quyết các vấn đề của các lớp trầm tích bị ô nhiễm đòi hỏi một sự hiểu biết tốt về bản chất của trầm tích bị ô nhiễm Xử lý ô nhiễm và xử lý trầm tích bị ô nhiễm là một chủ đề có tầm quan trọng sống còn đối với sự phát triển môi trường

, đề ức độ rửa giải kim loại từ bùn đáy sông Sài Gòn”

được thực hiện nghiên cứu

, các kết quả nghiên cứu sẽ giúp đưa ra chiến lược quản lý lưu vực hiệu quả để kiểm soát nguồn phân tán làm tăng kim loại trên sông Sài Gòn

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Khảo sát và đánh giá các yếu tố (pH, điện thế oxy hóa khử, nồng độ kim loại…) ảnh hưởng đến mức độ rửa giải kim loại từ bùn đáy, nhằm phục vụ công tác quản lý chất lượng nước và quản lý bùn trên sông Sài Gòn

3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Sông Sài Gòn bắt nguồn từ Campuchia, chảy qua các tỉnh Tây Ninh, Bình Phước, Bình Dương và TP.HCM trước khi đổ vào sông Đồng Nai Lưu vực sông nằm giữa 10040’ đến 12000’ độ vĩ Bắc và 106010’ đến 106040’ độ kinh Đông

Sông Sài Gòn có tổng chiều dài 280 km, trong đó có 108 km chảy qua TP.HCM và 106 km chảy qua tỉnh Bình Dương Cả 2 vùng đều có sự phát triển nhanh chóng về

kinh tế và công nghiệp nhất Việt Nam Tổng diện tích lưu vực sông Sài Gòn là 4.717 km2 Lưu lượng bình quân là 85 m3/s và tổng lượng nước hàng năm chảy vào sông Đồng Nai là 2,96 tỷ m3

Sông Sài Gòn được chia làm 3 đoạn: đoạn thượng lưu từ ranh giới TP.HCM và tỉnh Tây Ninh (SG9) trở về trước; đoạn trung lưu từ SG9 đến ngã ba sông Sài Gòn và Rạch Tra (dưới SG16); và đoạn hạ lưu từ điểm này đến cửa sông Hồ Dầu Tiếng, hồ chứa lớn thứ 4 ở Việt Nam, nằm ở thượng lưu sông Sài Gòn, được hoàn thành vào năm 1985 với sức chứa 1,48 tỷ m3 nước Hệ thống hồ Dầu Tiếng và sông Sài Gòn trở thành hệ thống tưới tiêu lớn nhất Việt Nam Nhu cầu cấp nước sinh hoạt của TP.HCM từ sông Sài Gòn được ước tính tăng gấp 3 lần trong năm 2020 Vì thế, nguồn cấp nước ổn định từ sông Sài Gòn trở nên quan trọng hơn đối với TP.HCM

- Phạm vi không gian: trong khuôn khổ phạm vi của đề tài, có 6

ợc đề xuất chủ yếu quanh cửa lấy nước (SG9 - Bến Súc, SG15 - Trạm bơm Hòa Phú, SG17 - Cầu Bình Phước, SG18 - Cầu Bình Triệu, SG19 - Cầu Sài Gòn, và SG21 - Cảng Sài Gòn)

Đề tài là 01 phần của dự án hợp tác “Occurrence of selected metals in the Saigon

River - canals system: Implications for risk assessment of safety water supply to Ho Chi Minh City, Vietnam” giữa trường đại học Bách Khoa TP.HCM và Viện Khoa học và Công nghệ Gwangju (GIST), Hàn Quốc

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Khảo sát thực địa, lấy mẫu, phân tích và đánh giá hàm lượng kim loại trong bùn đáy sông Sài Gòn;

- Thí nghiệm và đánh giá mức độ rửa giải kim loại từ bùn đáy sông Sài Gòn, xem xét ảnh hưởng của pH, điều kiện yếm khí/ hiếu khí đến tốc độ rửa giải; - Đề xuất các giải pháp quản lý bùn đáy và bảo vệ nguồn nước trên sông Sài

Gòn

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1 Phương pháp thu thập và tham khảo tài liệu, dữ liệu và số liệu

- Thu thập tài liệu tham khảo từ nhiều nguồn: báo cáo khoa học, mạng internet… về kim loại trong bùn đáy sông

- Thu thập dữ liệu, số liệu về hiện trạng môi trường tự nhiên, tình hình kinh tế - xã hội hệ thống lưu vực sông Sài Gòn từ các báo cáo khoa học, các trang web của Tỉnh…

5.2 Phương pháp lấy mẫu, khảo sát thực địa

06 mẫu bùn đáy từ sông Sài Gòn được lấy bằng thiết bị lấy mẫu cạp bằng thép không rỉ vào tháng 03/2010, tháng 7/2010, và tháng 8/2010, tại các vị trí trên sông Sài Gòn (khu vực gần vị trí lấy nước cấp) Mẫu bùn được lấy là bùn bề mặt, độ sâu

nghiệm trích ly

Hình 1 Mẫu bùn đáy sông Sài Gòn

Ghi chú: SG15 - Trạm bơm Hòa Phú; SG17 - Cầu Bình Phước; SG18 - Cầu Bình Triệu; và SG19 - Cầu Sài Gòn

Sau khi đo độ ẩm, 1 phần bùn được sấy khô, nghiền và sàng để loại bỏ các hạt có kích thước lớn hơn 500 µm, và sau đó được đo hàm lượng 13 kim loại gồm Mn, Fe, Ni, Al, Cu, Zn, Pb, As, Cr, Mo, Co, Ag và Cd

5.3 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 5.3.1 Phân tích nồng độ kim loại tổng số

Hàm lượng các kim loại được phân tích theo phương pháp USEPA 3051A (U.S.EPA, 1998) 0,5g bùn được thêm vào 9ml HNO3 và 3ml HCl, sau đó đem đi công phá mẫu bằng lò vi sóng (Multiwave 3000, Antoon Paar – Perkin Elmer) ở 1750C trong 10 phút Sau khi công phá, mẫu được làm nguội đến nhiệt độ phòng bằng không khí Hỗn hợp mẫu sau khi công phá được pha loãng đến 50 ml, thực hiện ly tâm và lọc những tạp chất nổi lên trên bề mặt bằng màng lọc cellulose acetate 0,45 µm Hàm lượng kim loại được phân tích bằng máy ICP-EAS

5.3.2 Phân tích nồng độ kim loại hòa tan

Mẫu bùn tươi (06 mẫu) được tiến hành thí nghiệm trích ly theo phương pháp

ASTMD-3987, 1985 (Standard Test Method for Shake Extraction of Solid Waste

with Water) Bùn đáy được trộn lẫn với nước sông Sài Gòn ở tỷ lệ 1:20 Khoảng 25g bùn tươi được cho vào bình có dung tích 800ml, cho vào bình thêm 500ml nước sông Sài Gòn (mẫu nước lấy tại SG15 - Trạm bơm Hòa Phú) Mỗi mẫu cho 4 nghiệm thức: hiếu khí, kỵ khí, có và không có điều chỉnh pH, tổng cộng là 04 mẫu thí nghiệm chiết tách cho 01 mẫu bùn

Mẫu đối chứng chỉ là mẫu nước sông Sài Gòn không có bùn đáy, pH ban đầu của dịch trích không có điều chỉnh pH là 5,78; gần bằng với pH trung bình của sông Sài Gòn Đối với dịch trích có hiệu chỉnh pH, pH ban đầu được hiệu chỉnh đến 4 bằng HNO3, bằng với giá trị pH thấp trung bình của sông Sài Gòn trong mùa mưa

Các bình mẫu kỵ khí được đóng bằng nút cao su (hình 2), sau đó sục khí N2 tinh khiết trong 5 phút với lưu lượng 60 ml/phút để đảm bảo hoàn toàn kỵ khí trong bình Bình hiếu khí được đậy bằng nắp bông xốp cao su cho phép oxy đi qua Các bình chứa mẫu được đem ủ ở điều kiện nhiệt độ phòng

Dịch trích được lấy sau 18, 72, 156 và 702 giờ thí nghiệm và chuyển sang Viện

Khoa học và Công nghệ Gwangju (GIST) - Hàn Quốc để phân tích chỉ tiêu các kim loại hòa tan bằng thiết bị ICP-MS

Hình 2 Các điều kiện thử nghiệm chiết tách ở bùn đáy sông Sài Gòn

Kết quả sau khi phân tích được tính theo đơn vị µg/l, để dễ dàng so sánh và đánh giá mức độ rửa giải kim loại trong bùn và trong dung dịch trích ly, tác giả quy đổi các kết quả phân tích hàm lượng kim loại theo mg/kg trọng lượng khô

5.4 Phương pháp thống kê, phân tích số liệu

- Phương pháp thống kê sử dụng trong thu thập và xử lý các số liệu về nồng độ các thông số kim loại tổng số, kim loại hòa tan

- Các số liệu được lưu trữ trong máy vi tính bằng phần mềm Microsoft Excel, so sánh đánh giá số liệu theo chuỗi thời gian thông qua các bảng thống kê, đồ thị, biểu đồ biểu diễn mối tương quan

5.5 theo quy chuẩn, tiêu chuẩn 5.5.1 Đánh giá theo QCVN 03:2008/BTNMT

Bảng 1 Giới hạn hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng trong một số loại đất theo QCVN 03:2008/BTNMT Đơn vị: mg/kg đất khô

Thông số Đất nông nghiệp Đất lâm nghiệp Đất dân sinh Đất thương mại Đất công nghiệp

Bảng 2 Các thành phần nguy hại vô cơ

TT Thành phần nguy hại(1) Công thức

hoá học

Ngưỡng CTNH Hàm lượng

tuyệt đối cơ sở, H (ppm)

Nồng độ ngâm chiết,

5.5.3 Đánh giá theo Screening Quick Reference Tables [Buchman, 2008]

Bảng 3 Đánh giá nhanh đối với các chất vô cơ trong trầm tích (Screening Quick Reference Table for Inorganics in Sediment –

Buchman, 2008)

5.6 Phương pháp tổng hợp và viết báo cáo

Từ quá trình nghiên cứu các tài liệu thu thập được, các kết quả khảo sát và đánh giá, phân tích số liệu, một báo cáo hoàn chỉnh sẽ được thực hiện theo như nội dung đã được xác định

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

từ bùn đáy sông đối với chất lượng nước - Phối hợp nghiên cứu khoa học giữa Đại học Bách Khoa và Viện GIST

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ RỬA GIẢI KIM LOẠI NẶNG VÀ XỬ LÝ BÙN Ô NHIỄM 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM

Kim loại nặng; là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng cao và thường

có độc tính đối với sự sống Nguồn gốc phát thải kim loại nặng có thể là tự nhiên, hoặc từ hoạt động của con người, chủ yếu là từ công nghiệp (các chất thải công nghiệp) và từ nông nghiệp, hàng hải…

Hấp thụ; trong hóa học là hiện tượng vật lí hay hóa học mà ở đó các phân tử,

nguyên tử hay các ion bị hút khuếch tán và đi qua mặt phân cách vào trong toàn bộ vật lỏng hoặc rắn Khác với quá trình hấp phụ các phân tử chỉ bám trên bề mặt phân cách pha.[Nguồn: vi.wikipedia.org/wiki/Hấp_thụ]

Rửa giải; là quá trình ngược lại của hấp thụ, các phân tử hay các ion bị khuếch tán

và đi qua mặt phân cách vào trong toàn bộ vật lỏng hoặc khí [Nguồn: www

Answer.com/topic/desorption-2#ixzz1SQRSgPW8]

1.1.1 Các dạng kim loại trong bùn và môi trường nước

- Trong bùn, kim loại nặng tồn tại ở các dạng sau: (i) ion kim loại tự do và các phức hợp kim loại hòa tan, (ii) hút bám vào những phần tử vô cơ của bùn ở những vị trí trao đổi ion, (iii) liên kết với các thành phần hữu cơ của bùn, (iv) kết tủa dưới dạng oxide, hydroxide và carbonate, và (v) gắn kết trong cấu trúc khoáng silicate Trong đó, hợp phần (i) là hợp phần có khả năng linh động nhất Ngược lại, hợp phần (v) là hợp phần rất bền vững và sẽ không bị hấp thu bởi thực vật Khi kim loại có độ linh động thấp thì khả năng xâm nhập vào chuỗi thức ăn cũng thấp, khi đó ít gây rủi ro cho con người

Ví dụ: + Dạng oxide của Mn: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3, và Mn2O7 + Dạng hydroxide của Mn: Mn(OH)2, Mn(OH)3

+ Dạng Carbonate của Mn: MnCO3, Mn(HCO3)2

+ Cấu trúc khoáng silicate của Mn: (Mn Mn 6)(SiO12) + Các hợp chất của Mn: KMnO4, Mn(NO3)2, MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2,

Mn2O7, MnS, MnSO4, MnSe2, MnF3, MnF4, MnCl2, MnBr2, MnCO3, Na2MnO4, NaMnO4

Cấu trúc phân tử hợp chất Mn(NO3)2 Cấu trúc phân tử hợp chất Mn2O7

Cấu trúc phân tử hợp chất Na2MnO4 Cấu trúc phân tử hợp chất Mn2O3

Cấu trúc phân tử hợp chất MnCO3 Cấu trúc phân tử hợp chất MnBr2

Cấu trúc phân tử hợp chất [Mn(C16H12Br2N2O2)(N 3)] Cấu trúc phân tử hợp chất KMnO4

Hình 1.1 Cấu trúc phân tử một số hợp chất của Mn

Hình 1.2 Cấu trúc phân tử hợp chất oxy hóa của As

Hình 1.3 Cấu trúa phân tử hợp chất oxy hóa của Cr(OH)3

- Trong môi trường nước, kim loại tồn tại ở 02 pha, pha hòa tan (dạng ion) và pha không hòa tan (trầm tích đáy và dạng keo) Hầu hết các kim loại nặng như As, Cd, Hg, Pb, Zn… đều tồn tại chủ yếu ở dạng liên kết với các hạt keo (0,45 m) hoặc tích lũy trong môi trường trầm tích (chiếm từ 50 - 90% tổng hàm lượng kim loại)

Ở đất ngập, hầu hết các phản ứ ảy ra trong vòng 2 tuần ngập nước; đặc biệt là tất cả các nguyên tố được giải phóng cao nhất là trong 1 tuần đầngập và sau đó giảm hoặc giữ giá trị ổn định (Ponnamperuma, 1985) Ở pH ổn định, điều kiện khử làm tăng tính linh động của kim loại, đầu tiên bởi sự hòa tan các oxit mangan và sắt, và sau đó là Pb, Zn, và Cd (Charlatchka and Cambier, 2000) Ở sông và hồ tiếp nhận nước thải công nghiệp, kim loại nặng tích tụ cao trong trầ (Masuzawa and Kitano, 1982; Prego, 1998; Youger and Mitsch, 1989) ợng kim loại ở ụ thuộc vào điều kiện có và thiếu oxy, nồng độ của chúng ở trên lớp bề mặt trầm tích, sự phân hủy của vi khuẩn (Guerios, 2003), pH và Eh (Fischer, 2004)

1.1.2 Nguồn gốc kim loại trong nước sông

Các nguồn có khả năng đưa kim loại vào nước sông bao gồm: - Nước thải công nghiệp và đô thị

- Xói mòn đất

- Sự giải phóng từ đất - Hoạt động của vi sinh vật - Trầm tích từ hồ chứa - Trầm tích sông

Ví dụ quá trình Mn và Fe từ nước sông đi vào bùn đáy và ngược lại, từ bùn đáy rửa giải ra nước sông được trình bày tóm tắt ở hình 1.4

Hình 1.4 Quá trình Mn và Fe từ nước sông đi vào bùn đáy và ngược lại

1.1.3.2 Yếu tố hóa - sinh

pH, sự oxy hóa khử, khả năng tạo phức, kết tủa, hàm lượng cacbon hữu cơ, độ kiềm, phản ứng giữa các ion

Hình 1.5 Mô tả sự rửa giải kim loại từ chất thải

(Nguồn: Groot and van der Sloot, 1992)

Một số kim loại khi có nồng độ thấp hoặc vừa phải thì không có ảnh hưởng xấu tới người và động vật Tuy nhiên, khi ở nồng độ cao, chúng lại trở thành chất độc gây ra một số tác động xấu đến sức khỏe con người (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Phân loại ung thư và sự ảnh hưởng đến sức khỏe của các kim loại

TT Kim loại Phân loại ung thư (a)Ảnh hưởng đến sức khỏe (b)

A Gây ung thư

As A Nguy hại cho da, hệ thống thần kinh, tim mạch, gây

ung thư

B Không gây ung thư

1 Pb B2 Trẻ em: chậm phát triển thể chất, trí tuệ và tinh thần

Người lớn: hại thận, tim mạch và nội trạng 2 Cd D Ngắn hạn: tiêu chảy, tổn thương gan

Dài hạn: hại thận, tim mạch, gan 3 Ni - Dài hạn: giảm cân, hại tim, phổi và gan

Nguồn: (a) US.EPA (2009) Edition of the drinking water standards and health advisories;

(b) WHO (2003)

Chú thích: A: gây ung thư cho con người

B2: có thể gây ung thư cho con người nhưng còn thiếu bằng chứng cụ thể D: không được xem là gây ung thư cho con người

I: không đầy đủ thông tin để đánh giá tiềm năng gây ung thư cho con người

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Những nghiên cứu liên quan đến kim loại trong bùn đáy sông đã được đề cập rất nhiều trên thế giới cũng như ở Việt Nam Một số nghiên cứu cơ bản có nội dung sát với đề tài:

1.3.1 Tại Việt Nam

 Nghiên cứu đặc điểm địa hóa môi trường các kim loại nặng gây ô nhiễm (Cr, Pb, Zn, và Cd) trong trầm tích sông sạch TPHCM, 2005 - Hoàng

Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, và Nguyễn Như Hà Vy

Trong môi trường nước, chỉ có một phần nhỏ các kim loại nặng tồn tại trong pha hòa tan (dạng ion) Các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong các lưu vực sông trên thế giới đã cho thấy hàm lượng của pha không hòa tan (tức là hàm lượng các chất ô nhiễm này trong trầm tích và ở dạng keo) thường rất cao so với pha hòa tan (>100.000 lần tại sông Elbe (CHLB Đức) và 1.000-10.000 lần (sông Schuylkill)) Nguyên nhân là do hầu hết các kim loại nặng như As, Cd, Hg, Pb và Zn đều tồn tại chủ yếu ở dạng liên kết với các hạt keo (0,45 m) hoặc tích lũy trong

đến sinh sản

Rối loạn chức năng tiêu hóa; làm người mau già; sinh con kém thông minh; phá hủy tế bào gan; tổn thương tim; loãng xương

12 Zn I Dư thừa Zn: suy giảm hệ miễn dịch, giảm mức

Cholesterol

môi trường trầm tích (chiếm từ 50-90% tổng hàm lượng kim loại) Tương tự, hầu hết các kim loại được xếp trong danh sách các chất có nguy cơ ô nhiễm (chỉ với ngoại lệ Sb) của Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US-EPA) đều ở dạng bền vững và có xu thế tích tụ trong trầm tích (các trầm tích đáy và dạng keo) hoặc trong các thủy sinh vật Do đó, nếu chỉ dựa trên các kết quả phân tích mẫu nước sẽ không phản ánh đầy đủ mức độ ô nhiễm kim loại nặng của một nguồn nước Vì vậy, tác giả đã tập trung vào các mẫu trầm tích bề mặt (0-30 cm) Đây là tầng trầm tích phản ánh sự ô nhiễm trong thời gian hiện tại

Các vị trí lấy mẫu đều là các vị trí chịu tác động của các nguồn nước thải khác nhau (sinh hoạt, tiểu thủ công nghiệp, khu công nghiệp) Các mẫu trầm tích bề mặt (0-30cm) được lấy bằng dụng cụ khoan lấy mẫu địa chất Để tránh nhiễm bẩn mẫu, ống lấy mẫu được sử dụng là ống nhựa có đường kính 10 cm Các thông số địa hóa môi trường đặc trưng (pH, Eh, Ec, DO, TDS và nhiệt độ) cho từng vị trí khảo sát cũng được đo trực tiếp tại hiện trường để đánh giá vai trò của các yếu tố này đến sự tích lũy của kim loại nặng trong trầm tích

Các kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy đã có sự tích lũy khá lớn các kim loại nặng Cu, Zn, Cr và ít hơn là Cd trong trầm tích sông rạch TP.HCM Ở một số vị trí các giá trị đo được đã vượt qua giới hạn cho phép Mức độ ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng là kênh Tân Hóa-Lò Gốm

Không chỉ làm ô nhiễm môi trường nước, việc nạo vét và chôn lấp tập trung các bùn nạo vét bị ô nhiễm cũng sẽ tác động đến môi trường ở các khu vực bãi chôn lấp

Tuy nhiên, nếu chỉ dựa trên tổng hàm lượng các kim loại nặng trong bùn lắng để đánh giá các rủi ro môi trường là chưa đủ Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm tác giả đề nghị triển khai các nghiên cứu đánh giá tính linh động và khả năng tích lũy trong chuỗi sinh thái của các kim loại tức là % kim loại có thể bị hấp thụ bởi thực vật và động vật Đây là các thông tin cơ bản để phục vụ đánh giá khả năng gây ô nhiễm môi trường của các kim loại nặng, khả năng tái sử dụng của các trầm tích sau khi nạo vét

 Nghiên cứu và lựa chọn một số thực vật có khả năng hấp thu các kim loại nặng (Cr, Cu, Zn) trong bùn nạo vét kênh Tân Hóa - Lò Gốm, 2008 - Đồng Thị Minh Hậu, Hoàng Thị Thanh Thủy và Đào Phú Quốc

Phương pháp xử lý dùng thực vật được phát triển với nhiều cách thức áp dụng khác nhau trong việc làm sạch môi trường, và có thể được phân loại thành nhiều cơ chế

Trong đó, 3 cơ chế tách chiết bằng thực vật (Phytoextraction), làm ổn định bằng

thực vật (Phytostabilization) và bay hơi bằng thực vật (Phytovolatilization) thường

được áp dụng để xử lý ô nhiễm KLN trong đất, trầm tích và bùn thải Mẫu bùn đáy kênh Tân Hóa - Lò Gốm (TH-LG) được lấy gần cầu Hậu Giang - Quận 6 và mẫu bùn không ô nhiễm (đối chứng) được lấy ở phường Long Trường - Quận 9

Các giống cây: cây bắp (Zea mays L.), cỏ nến (Typha angustifolia L.), cây sậy (Phragmites vallatoria), cây so đũa (Sesbania grandiflora L.) và cỏ voi (Pennisetum purpureum)

Kết quả nghiên cứu đưa ra một số kết luận như sau: - Cây Bắp và Cỏ Voi có thể sống và phát triển bình thường trên môi trường

bùn nạo vét kênh Tân Hóa - Lò Gốm bị ô nhiễm các kim loại nặng (Cr, Cu, Zn)

- Tốc độ phát triển trên môi trường TH-LG của hai cây khá nhanh, sinh khối của Cỏ Voi cao hơn cây Bắp Sau 6 tuần và 12 tuần, sinh khối cây Cỏ Voi là 74,8g và 197g; tương ứng cây Bắp là 47g và 133g

- Khả năng tích lũy Cr và Cu của cây Cỏ Voi cao hơn cây Bắp nhưng ngược lại khả năng tích lũy Zn của Cỏ Voi lại thấp hơn: hàm lượng Cu tích lũy trong cây Cỏ Voi sau 6 và 12 tuần là 458mg/kgDW và 572 mg/kgDW, tương ứng trong cây Bắp là 429mg/kgDW và 547mg/kgDW; hàm lượng Cr tích lũy trong cây Cỏ Voi sau 6 và 12 tuần là 519mg/kgDW và 703 mg/kgDW, tương ứng trong cây Bắp là 461mg/kgDW và 592mg/kgDW; hàm lượng Zn tích lũy trong cây Cỏ Voi sau 6 và 12 tuần là 1136mg/kgDW và 1549mg/kgDW, tương ứng trong cây Bắp là 1587mg/kgDW và 2037mg/kgDW

- Cây Bắp và Cỏ Voi đều không là cây siêu tích luỹ, chúng tích luỹ các KLN theo cơ chế ổn định bằng thực vật Hàm lượng KLN tích luỹ trong rễ cao hơn trong thân nhiều lần: cây Bắp tích lũy trong rễ cao gấp 5,1 - 100 lần trong thân, tương ứng cây Cỏ Voi là 13,9 - 130 lần Tỷ lệ tích lũy Zn trong rễ/ thân cây Bắp là 5,1 lần - đạt giá trị nhỏ nhất Sinh khối của hai loài cây thu được là rất lớn, cho nên có thể sử dụng cả hai loài thực vật này để xử lý bùn nạo vét và đất bị ô nhiễm kim loại nặng Đây là một phương pháp xử lý đơn giản, thân thiện với môi trường, chi phí thấp Ngoài ra sự vận chuyển các KLN độc hại từ rễ lên thân rất thấp nên sinh khối sau thu hoạch không gây nguy hiểm cho chuỗi thức ăn, có thể sử dụng có ích cho các mục đích khác (thức ăn cho gia súc, sản xuất năng lượng, )

 Nguồn gốc ô nhiễm Mangan và Sắt trên sông Sài Gòn, Việt Nam, 2008 -

Nguyễn Thị Vân Hà và Satoshi Takizawa Nồng độ Mn và Fe cao trên sông Sài Gòn là vấn đề quan tâm chính đối với việc cấp nước cho TP.HCM Hai cơ chế quan trọng làm tăng nguồn Mn và Fe di động trong nước sông Sài Gòn đã được xác định, bao gồm:

(i) Sự rửa trôi Mn và Fe từ đất phèn ở khu vực trung lưu sông, gần cửa lấy

- Thay đổi pH trong khoảng 4 - 1,5 có thể làm tăng khả năng giải phóng Mn và Fe từ đất phèn tiềm tàng lên 10 và 14 lần

- Tính chất acid (pH < 6) tự nhiên của sông Sài Gòn (đặc biệt thấp hơn nhiều trong mùa mưa) thúc đẩy sự hòa tan và giải phóng Mn từ Giảm pH và Eh làm tăng tốc độ giải phóng Fe

- ồn gốc từ đất phèn (SG17 và SG18) có tốc độ giải phóng Mn và Fe cao hơn và nhanh hơn so vớ , vì thế, chúng ảnh hưởng đáng kể đến sự thay đổi chất lượng nước đặc biệt là khi chúng ở các vị

điểm lấy nước cấp Trong trường hợ

ều - Quản lý tốt hơn vấn đề sử dụng đất để tránh sự hình thành các dòng chảy mang

tính axit và giảm sự xói mòn đất giúp giảm lượng Mn và Fe giải phóng từ đấ

ất lượng nướ

từ Những biện pháp này có thể giúp loại bỏ rủi ro về sức khỏ

ử lý nước Vấn đề ủa sông Sài gòn làm suy giảm chất lượng nước cấp do

 Nghiên cứu sự tích lũy kim loại nặng Cadmium (Cd) và Chì (Pb) của loài hến (Corbicula sp.) vùng cửa sông ở sông thành phố Đà Nẵng, 2009 -

Nguyễn Văn Khánh và Phạm Văn Hiệp

Ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong hệ sinh thái là vấn đề đáng quan tâm, một vài KLN ở dạng vết có thể trở nên nguy hiểm thông qua con đường tích lũy sinh học KLN trong môi trường nước có thể tích lũy trong các chuỗi thức ăn và phá hủy hệ sinh thái cũng như gây nguy hiểm đối với sức khỏe con người Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả trình bày kết quả về sự tích lũy KLN Pb và Cd của loài Hến

(Corbicula sp.), được thu mẫu trong khoảng tháng 2 đến tháng 5 năm 2008, từ sông Hàn và sông Cu Đê ở TP Đà Nẵng Đánh giá KLN trung bình tích lũy ở loài Hến

(Corbicula sp.) đối với Pb: 0,37 ± 0,23 – 0,51 ± 0,25 ppm (trọng lượng tươi) và Cd:

1,67 ± 1,35 – 2,10 ± 1,10 ppm Kết quả nghiên cứu là cơ sở bước đầu cho việc sử dụng loài Hến (Corbicula sp.) trong giám sát sinh học

- Hàm lượng Pb trong bùn tại hai khu vực nghiên cứu nằm trong giới hạn cho phép Hàm lương Cd trong bùn tại khu vực sông Hàn: 2,66 ± 1,55 ppm, cao hơn và khác nhau có ý nghĩa (α = 0,05) với hàm lượng Cd trong bùn ở khu vực cửa sông Cu Đê: 1,41±0,75 ppm Cả hai khu vực trong đều đã bị ô nhiễm Cd ở mức cao, vượt từ 2,01 đến 3,80 lần tiêu chuẩn

- Không có sự khác nhau về tích lũy KLN Pb và Cd trong loài Hến (Corbicula

sp.) ở hai khu vực sông Hàn và sông Cu Đê Trung bình hàm lượng Pb ở loài Hến thu tại cửa sông Hàn ở mức: 0,37 ± 0,27 ppm, tại cửa sông Cu Đê ở mức: 0,50 ± 0,25 ppm Hàm lượng Cd ở loài Hến tại cửa sông Hàn, Cd: 2,10 ± 1,10 ppm; tại cửa sông Cu Đê, Cd: 1,67 ± 1,35 ppm Hàm lượng Pb tích lũy ở loài Hến thấp hơn tiêu chuẩn; hàm lượng KLN Cd ở mẫu động vật cao hơn tiêu chuẩn từ 1,67 - 2,09 lần

- Mức độ tích lũy Pb và Cd trong mô của loài Hến (Corbicula sp.) tương quan

thuận với khối lượng và kích thước cơ thể Hàm lượng Pb và Cd ở trong mô của loài Hến (Corbicula sp.) có tương quan thuận với kích thước và khối

lượng cơ thể, ở mức “tương quan vừa”, đối với kích thước và khối lượng lần lượt đối với Pb: r = 0,54 (pvalue = 0,0002), r = 0,56 (p

value = 0,0001); đối với Cd: r = 0,47 (p

value = 0,004), r = 0,46 (p

value = 0,003)

1.3.2 Trên thế giới

 Heavy metal pollution in the sediments of the Coeur d'Alene river delta,

1974 - D Maxfield, J.M Rodriguez, M Buettner, J Davis, L Forbes, R

Kovacs, W Russel, L Schultz, R Smith, J Stanton and C.M Wai Mẫu trầm tích đã được lấy tại khu vực đồng bằng sông Coeur d'Alene, Mỹ Các trầm tích chủ yếu là từ đất đá thải từ mỏ Người ta đã tiến hành phân tích các chỉ tiêu kim loại nặng (Sb, Zn, Pb, Mn, Cu, Cd, Ag, và Hg) sử dụng phổ hấp thụ