đánh giá Hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn trong nước

Báo cáo nghiên cứu khoa học về hàm lượng kim loại nặng trong nước dựa trên nội dung Phân tích môi trường. báo cáo đã được giải nhì trong hội thi nghiên cứu khoa học của trường đại học thủy lợi. và được đi tham gia đại hội nghiên cứu khoa học trẻ năm 2012

1 MỞ ĐẦU 1. Cơ sở khoa học Dựa trên các kiến thức về phân tích môi trường và các biện pháp quản lí, kỹ thuật môi trường nhằm đánh giá hiện trạng, nguyên nhân gây ô nhiễm của nước sông và ảnh hưởng của nó tới đất nông nghiệp của xã Kiêu Kỵ - cuối nguồn sông Cầu Bây, đồng thời đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm. 2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa kéo theo đô thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ ở nước ta hiện nay. Tuy nhiên, những tác động tiêu cực của các quá trình trên đến chất lượng môi trường Việt Nam thì rất đáng lo ngại. Đặc biệt là tình hình ô nhiễm nước sông – nước tưới cho nông nghiệp và sinh hoạt của người dân tại các vùng nông thôn. Việc sử dụng nước ô nhiễm làm nước tưới vừa là một giải pháp xử lý ô nhiễm nước hiệu quả (phương pháp cánh đồng lọc, cánh đồng tưới trong xử lý vi sinh) vừa tiềm ẩn nhiều nguy hiểm do trong nước này có chứa các kim loại nặng có ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người dân, ngoài ra còn có các hợp chất hữu cơ khó phân hủy cũng vô cùng độc hại. Các chất độc này sẽ tích lũy trực tiếp trong các loại lương thực, thực phẩm và theo chuỗi thức ăn sẽ tích lũy trong cơ thể người và gây hại đến sức khỏe nếu ăn phải. Nếu như các chất ô nhiễm hữu cơ có thể tự phân hủy trong thời gian nhất định thì các kim loại nặng: Cd, Pb, Zn, Mn, Cu, Fe… một khi đã được phóng thích ra ngoài môi trường thì sẽ tồn tại lâu dài. Chúng tích tụ vào các mô sống qua chuỗi thức ăn và tiềm ẩn rủi ro tích luỹ trong cơ thể con người theo cấp số nhân. Quá trình này bắt đầu với nồng độ rất thấp của KLN tồn tại trong nước hoặc cặn lắng, sau đó được tích tụ nhanh trong các động vật và thực vật sống trong nước. Tiếp đến là các động vật khác sử dụng các động và thực vật này làm thức ăn, dẫn đến nồng độ các KLN được tích lũy trong cơ thể sinh vật trở nên cao hơn. Cuối cùng, ở sinh vật cao nhất trong chuỗi thức ăn (thường là con người), nồng độ KLN sẽ đủ lớn để gây độc. [3] Sông Cầu Bây có thượng lưu bắt nguồn từ quận Long Biên và hạ lưu đổ ra hệ thống Bắc Hưng Hải tại xã Kiêu Kỵ, Gia Lâm. Sông Cầu Bây đã bị ô nhiễm nặng do hàng ngày đang tiếp nhận một lượng lớn nước thải công nghiệp, sinh hoạt, nước rò rỉ bãi rác chưa xử lý đạt tiêu chuẩn. Các vùng hoạt động nông nghiệp của xã Kiêu Kỵ, huyện Gia Lâm (cuối nguồn sông Cầu Bây) hiện đang dùng nước tưới lấy từ sông Cầu Bây. Cầu Bây là con sông đào, thượng lưu là hồ Kim Quan (phường Việt Hưng – Long Biên), và hạ lưu đổ ra hệ thống sông Bắc Hưng Hải tại cửa xả Xuân Thụy ở xã Kiêu Kỵ - Gia Lâm, có tổng chiều dài khoảng 13km. Sông Cầu Bây đang là nguồn cung cấp và nơi thoát nước cho canh tác nông nghiệp ở một số phường, xã thuộc quận Long Biên và huyện Gia Lâm. Tuy nhiên, sông Cầu Bây nay đã bị ô nhiễm nặng nề vì hàng ngày đang tiếp nhận 2 một lượng nước thải lớn chưa xử lý (khoảng 83.000m 3 /ngày nước thải sinh hoạt của các khu vực dân cư Long Biên, Gia Lâm; 200m 3 /ngày nước rò rỉ bãi rác chưa xử lý đạt tiêu chuẩn; 20.000 ÷ 25.000 m 3 /ngày nước thải công nghiệp chưa được kiểm soát tốt). Lượng nước thải này ngày đang càng tăng dần, nhưng nguồn nước sông Cầu Bây vẫn được dùng cho tưới tiêu của các vùng canh tác nông nghiệp quận Long Biên và Gia Lâm. Bên cạnh đó, các chất ô nhiễm từ sông Cầu Bây còn có thể tác động đến môi trường nước thuộc hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải (nơi tiếp nhận nước sông Cầu Bây). Hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải là một hệ thống kênh, đập, trạm bơm, đê điều nhằm phục vụ việc tưới tiêu và thoát ứng cho một vùng tứ giác được giới hạn bởi sông Hồng ở phía Tây, sông Đuống ở phía Bắc, sông Thái Bình ở phía Đông, và sông Luộc ở phía Nam. Hệ thống Bắc Hưng Hải có diện tích tự nhiên hơn 200.000ha với diện tích đất nông nghiệp khoảng 110.000ha, dân số gần 3 triệu người, bao gồm phần đất đai toàn bộ tỉnh Hưng Yên (10 huyện thị), 7 huyện thị của tỉnh Hải Dương, 3 huyện của tỉnh Bắc Ninh và 2 quận, huyện của thành phố Hà Nội. Như vậy, nước thải đổ vào sông Cầu Bây đã và đang gây ảnh hưởng tới một vùng rộng lớn. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu hàm lượng tồn lưu một số kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong nước sông Cầu Bây và ảnh hưởng của nó đến đất nông nghiệp xã Kiêu Kỵ” là rất cần thiết. 3. Mục đích nghiên cứu đề tài - Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích sông Cầu Bây - Ảnh hưởng của nước sông Cầu Bây tới đất nông nghiệp của xã Kiêu Kỵ. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu: thu thập các số liệu trong quá khứ về chất lượng nước, đất sông Cầu Bây và xã Kiêu Kỵ. - Phương pháp điều tra: điều tra thông tin về thực trạng ô nhiễm, nguyên nhân và hậu quả do nước ô nhiễm mang lại cho chất lượng đất nông nghiêp. - Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu: tổ chức lấy và phân tích mẫu trong thời gian thực hiện đề tài. - Phương pháp xử lý số liệu: sử dụng để biện luận kết quả đo đạc, phân tích thu được, so sánh với QCVN 08-2008/BTNMT và ngưỡng sinh thái LEL. 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1 Độc tính và ảnh hưởng của kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) đến con người và môi trường sinh thái 1.1.1 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng tại Việt Nam Kim loại nặng là những kim loại có phân tử lượng lớn hơn 52(g) bao gồm một số loại như: As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Se, Zn… Chúng có nguồn gốc từ các nguồn nước thải trong công nghiệp, nông nghiệp cũng như trong tự nhiên VD: cadimi có nguồn gốc từ chất thải công nghiệp, trong chất thải khi khai thác quặng. Crôm trong mạ kim loại nước thải của sản phẩm gốc crôm hay chì trong công nghiệp than, dầu mỏ. Thuỷ ngân trong chất thải công nghiệp khai thác khoáng sản, thuốc trừ sâu. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về ô nhiễm KLN còn rất hạn chế và đang phát triển trong nhiều năm gần đây. Theo tác giả Trần Công Tấu và Trần Công Khánh (1998) khi nghiên cứu KLN dạng tổng số đã chỉ ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở 2 loại đất là đất phù sa thuộc ĐBSH và ở đất ferralsols - tức đất feralit nâu đỏ phát triển trên bazan - đây là hai loại đất có nguồn nước ngầm cũng rất phong phú. Acrisols có nguồn gốc là đất xám bạc màu - một loại đất thoái hoá điển hình ở Tây Nguyên có hàm lượng các KLN ít nhất. KLN dạng linh động có xu hướng tập trung ở đất phèn ĐBSCL. [15] Bảng 1.2 Hàm lượng KLN ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam Đơn vị: mg/kg Loại đất Dạng Pb Zn Đất feralit phát triển trên đá bazan TS DĐ 9,0 <0,51 81,0 <0,51 Đất phù sa vùng ĐBSCL TS DĐ 29,1 <0,51 36,2 1,1 Đất phù sa vùng ĐBSH TS DĐ 37,1 0,29 86,7 0,6 Đất xám phát triển trên Granit miền Trung TS DĐ 9,3 <0,51 11,6 <0,51 Đất phèn TS DĐ 23,4 <0,51 21,4 4,89 Nguồn [15]. Hàm lượng các nguyên tố KLN của nhiều loại đất khác nhau cũng được Hồ Thị Lam 4 Trà và Kazuhiko Egashira (2001) nghiên cứu. Kết quả thể hiện ở bảng 1.8 cho thấy, sự khác nhau giữa hàm lượng KLN của các khu vực có thể do sự khác biệt giữa đá mẹ và mẫu chất. Trong đá vôi có hàm lượng đồng (Cu) và kẽm (Zn) khá cao (106 mg/kg và 153 mg/kg) nhưng lại thấp ở đá cát (16 mg/kg và 32 mg/kg). Hàm lượng Pb ở mức trung bình trong các loại đá và đất trên còn Cd lại có hàm lượng khá thấp [2]. Hầu hết các kim loại nặng như Pb, Hg, Cd, As, Cu, Zn, Fe, Cr, Co, Mn, Se, Mo tồn tại trong nước ở dạng ion. Chúng phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, trong đó chủ yếu là từ các hoạt động công nghiệp. Nguồn ô nhiễm kim loại nặng từ các hoạt động công nghiệp là hết sức phong phú: công nghiệp hóa chất, khai khoáng, gia công và chế biến kim loại, công nghiệp pin và ắc quy, công nghiệp thuộc da…Trong số các doanh nghiệp đã khảo sát, năm 2002, có tới 90% số doanh nghiệp không đạt yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng dòng xả nước thải xả ra môi trường. 73% số doanh nghiệp xả nước thải không đạt tiêu chuẩn, do không có các công trình và thiết bị xử lý nước thải. Có 60% số công trình xử lý nước thải hoạt động vận hành không đạt yêu cầu. Nước thải hiện thời chưa được phân loại. Trong tương lai gần, hệ thống thoát nước của các thành phố sẽ được cải tạo nhiều hơn và việc sử dụng lại hệ thống thoát chung là điều không tránh khỏi. Rất cần thiết nghiên cứu, cụ thể hóa các phương án cải tạo các hệ thống chung trở thành các hệ thống thoát nước nửa riêng, chọn ra các phương án cải tạo, chia tách nước thải hợp lý nhất. Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, con người đã làm tăng đáng kể các nguyên tố KLN trong đất. Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường có chứa các KLN như As, Pb, Hg. Các loại phân bón hoá học đặc biệt là phân phốtpho thường chứa nhiều As, Cd, Pb. Các loại bùn nước thải cũng là nguồn có chứa nhiều các KLN khác như As, Pb, Cd, Bi, Hg, Zn. Khi phân tích 6 kim loại nặng (Cd, Cu, Pb, Hg, Zn, Cr) từ 126 mẫu đất trồng lúa bị ô nhiễm bởi nước tưới từ các kênh thoát nước của TP Hồ Chí Minh, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và các cộng sự (2001) đã chỉ ra rằng: Cr, Pb, Hg, Cu ở một số mẫu đã bị ô nhiễm nhưng khi so sánh với tiêu chuẩn cho phép của một số nước châu Âu thì chúng vẫn trong giới hạn cho phép. Còn Zn lạ rất cao, đặc biệt là các khu vực gần nhà máy và khu công nghiệp. Cd đã có sự tích luỹ cao trong đất với nồng độ từ 9,9 – 10,3 mg/kg, vượt quá 5 lần mức độ cho phép. [8] Theo tác giả Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001) khi nghiên cứu hàm lượng một số KLN trong đất nông nghiệp tại huyện Từ Liêm và Thanh Trì - Hà Nội cho thấy: Hàm lượng các KLN dao động trong khoảng sau: 0,16 – 0,36 mgCd/kg; 40,1 – 73,2 mgCu/kg; 31,9 – 85,3 mgPb/kg; 98,2 – 137,2 mgZn/kg. Nói chung đất nông nghiệp của hai huyện Từ Liêm và Thanh Trì chưa bị ô nhiễm KLN (theo TCCP – 1995), trừ đồng (Cu). Tại vùng đất chuyên rau của Tây Tựu – Từ Liêm hàm lượng đồng (Cu) đã cao hơn từ 20 - 30 mg/kg so với đất khác (73,2 mgCu/kg). Nguyên nhân của hiện tượng này có 5 thể do người dân sử dụng nhiều phân hoá học có chứa đồng (Cu) trong quá trình trồng rau. [2] 1.1.2 Độc tính của kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) đối với con người và môi trường sinh thái Kim loại nặng đều có những tác hại nhất định như As có thể gây ung thư, Cd có thể gây ra huyết áp cao, đau thận phá huỷ các mô và tế bào máu, chì rất độc ảnh hưởng tới thận và thần kinh hay thuỷ ngân là một kim loại rất độc. Các kim loại này khi thải vào nước làm cho nước bị nhiễm bẩn mất đi một số tính chất hoá lý đặc biệt cũng như những tính chất và thành phần thay đổi làm ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái và sức khoẻ con người. Việc nhận biết nước bị ô nhiễm có thể căn cứ vào trạng thái hoá học, vật lý, hoá lý, sinh học của nước. Ví dụ như khi nước bị ô nhiễm sẽ có mùi khó chịu, vị không bình thường, màu không trong suốt, số lượng cá và các thuỷ sinh vật khác giảm cỏ dại phát triển, nhiều mùn, hoặc có váng dầu mỡ trên mặt nước. Số lượng ngày càng tăng của kim loại nặng trong môi trường là nguyên nhân gây nhiễm độc đối với đất, không khí và nước. Việc loại trừ các thành phần chứa kim loại nặng độc ra khỏi các nguồn nước, đặc biệt là nước thải công nghiệp là mục tiêu môi trường quan trọng bậc nhất phải giải quyết hiện nay. Khi hàm lượng kim loại nặng trong nước trên mức cho phép chúng sẽ gây những ảnh hưởng có hại đến sức khoẻ con người một số gây bệnh ung thư, thần kinh, cũng như các bộ phận khác vì vậy chúng ta cần biết tác hại của nó mà tìm cách phòng tránh. Nước bị ô nhiễm kim loại nặng sẽ có những tác hại đến động thực vật, sức khoẻ con người. + Kim loại Cu: hàm lượng Cu dư thừa trong đất không được vượt quá 20 – 30 mg/kg. Vì ở hàm lượng này sẽ không an toàn cho động vật ăn cỏ như cừu và gia súc, khi mức độ Mo của đất trong khoảng 2 – 5 mg/kg và pH ≥ 6. Tuy nhiên, nếu thú ăn cỏ trực tiếp trên đồng sẽ hấp thụ gấp 10 lần lượng Cu trong đất đi vào cỏ. Nước từ giếng và các nguồn sông suối khác phục vụ cho tiêu dùng của con người thì phải luôn luôn ở dưới 1mg/kg Cu. Đó là nền tảng trong việc xem xét mùi vị nước. Bởi vì, sự ô nhiễm Cu trong nước gây mùi đặc trưng. Hầu như có mức quy định khác nhau về tiêu chuẩn cho phép đồng trong nước uống ở các nước khác nhau. Hàng ngày, lượng Cu lấy vào cơ thể luôn vượt quá lượng Cu cho phép (yêu cầu là 2 mg/ngày). Trong căn bệnh wilson’s mà nguyên nhân là Cu tích lũy trong gan, khi nó bắt đầu nhiễm sâu vào cơ thể, sẽ xuất hiện bất lợi cho mô hạch nên cần chữa sớm ngay khi mới bắt đầu xuất hiện. Tuy nhiên biểu hiện lâm sàng luôn không xuất hiện trước 5 năm. Bệnh wilson’s là bệnh hiếm và có thể hạn chế và ngăn ngừa bằng thuốc chữa bệnh. Với hầu hết bệnh nhân, phương pháp vi lượng có thể ngăn cản sự tích lũy quá mức của Cu. + Kim loại Pb: Chì được hấp thụ bởi thực vật và từ đó làm ô nhiễm dây chuyền thực phẩm. Khả năng methyl hóa sinh học của các hợp chất chì vô cơ thành chì methyl Pb(CH 3 ) 4 làm tăng khả năng ô nhiễm chì qua dây chuyền thực phẩm. Thêm vào đó, Pb là 6 kim loại có khả năng tích lũy cao. Do đó, những sinh vật sản xuất có khả năng hấp thụ chì, dù chỉ một lượng nhỏ, qua dây chuyền thực phẩm, chì sẽ tích tụ dần dần và đến một lúc nào đó sẽ trở thành chất độc không những với sinh vật tiêu thụ mà ngay cả với sinh vật sản xuất. Con người hấp thụ chì một cách gián tiếp thông qua dây chuyền thực phẩm hoặc trực tiếp bằng nhiều con đường: qua đường hô hấp, qua da, hoặc trực tiếp hấp thụ bằng đường tiêu hóa. Chì tồn tại và tích lũy trong cơ thể con người, đến một lượng nào đó sẽ trở thành chất độc gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Một số dạng nhiễm độc chì được biết đến là: nhiễm độc mãn tính, nhiễm độc cấp tính. Nhiễm độc chì thường làm rối loạn trí óc, nhẹ thì nhức đầu, co giật, có thể dẫn đến động kinh, hôn mê, thậm chí tử vong. Độc chất chì còn làm viêm thận, thấp khớp do chì. Cơn đau bụng chì là biểu hiện của sự nhễm độc nghiêm trọng: đau bụng kèm với buồn nôn. Chì còn tích lũy dần dần trong xương và làm tổn hại nghiêm trọng các cơ quan này. Nhiễm độc chì mãn tĩnh là một trong những nguyên nhân gây ung thư. + Kim loại Zn: khác với hai kim loại Cu, Pb, Zn được coi là nguyên tố rất cần thiết cho con người và động thực vật. Quá trình sinh trưởng, phát triển của động thực vật cần một lượng khá lớn kim loại Zn. Liều lượng thích hợp trong ăn uống của người lớn là 15mg/ngày. Zn đóng vai trò là chất kiến tạo enzim, chất xúc tác cho các quá trình đồng hóa năng lượng, trong biến đổi các chất. Nếu thiếu Zn con người và động vật sẽ có các biểu hiện: biếng ăn, kém phát triển, tổn thương về da và không phát triển giới tính. Đó là lý do, hàm lượng Zn trong các quy chuẩn, tiêu chuẩn chất lượng, hàm lượng Zn rất cao, cao hơn rất nhiều lần so với các kim loại nặng khác. Tuy nhiên, nếu hàm lượng quá cao sẽ gây tác dụng ngược với cơ thể. Ví dụ như ở thực vật, hàm lượng Zn cần thiết của từng loại thực vật phụ thuộc vào nhiệt độ, đất, loại gen. Nhìn một cách khái quát, mức độ xuất hiện Zn và sự phân loại các mô hình lá trưởng thành có thể đưa ra như sau: - Thiếu: hàm lượng Zn nhỏ hơn 10 – 20 mg/kg - Đủ: giữa 25 – 150 mg/kg - Thừa: lớn hơn 400 mg/kg sẽ gây độc Nguồn: [4] Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu hàm lượng kim loại Zn trong nước tưới cũng như đất trồng để đánh giá chất lượng và đưa ra giải pháp nếu hàm lượng vượt quá mức. 1.2 Ô nhiễm sông do kim loại nặng ở Hà Nội Hà Nội là thành phố đô thị loại đặc biệt với 7 triệu dân, là trung tâm văn hóa chính trị giáo dục của nước ta. Với vị trí địa lý thuận lợi là nơi có nhiều con sông chảy qua như 7 sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu, sông Cà Lồ, sông Nhuệ. Ngoài ra còn có hệ thống kênh rạch dày đặc với số lượng sông ngòi, ao, hồ là 360. Nhưng trong những năm gần đây, tình hình ô nhiễm nguồn nước ở thành phố Hà Nội đang diễn ra rất nghiêm trọng. Nhiều sông hồ, kênh rạch bị ô nhiễm ở mức độ rất cao (sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu ) thấp nhất là ở mức trung bình, mà nguyên nhân chủ yếu là do trực tiếp nhận các nguồn nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp chưa qua xử lý. Tình trạng ô nhiễm các chất dinh dưỡng như amoni, nitrat, nitrit, photphat, ô nhiễm kim loại nặng như Cu, Pb, Zn, Fe trong môi trường nước xảy ra khá phổ biến. Theo thống kê tại Hà Nội, tổng lượng nước thải sinh hoạt đạt khoảng 450.000 m 3 /ngày đêm; nước thải từ các cơ sở sản xuất và dịch vụ 260.000 m 3 /ngày đêm. Hiện nay, các sông nội thành đã bị ô nhiễm, đặc biệt là các sông như Kim Ngưu, Tô Lịch không còn khả năng tự làm sạch, không đạt tiêu chuẩn cho phép loại B (TCVN 5942 – 1995: áp đụng đối với nước mặt) [13] do bị ô nhiễm hữu cơ (Kiều Minh, 2006) [19]. Theo những nghiên cứu gần đây, ở các khu vực trong Hà Nội, nhiều đoạn sông, kênh rạch, nước đã bị nhiễm bẩn vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân và các hệ sinh thái nước ngọt: nước các sông Tô Lịch, sông Sét, sông Kim Ngưu, sông Nhuệ rất bẩn, màu sẫm, mùi thối tanh, các thông số lý hóa, hàm lượng các kim loại nặng vượt nhiều lần so với tiêu chuẩn nước dùng trong nông nghiệp Việt Nam. Theo kết quả phân tích trong nước sông Nhuệ trong báo cáo luận văn thạc sỹ của Nguyễn Viết Thành (2012) [7]: năm 2011 - 2012 một số điểm mẫu nước tại sông Nhuệ đã có hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn vượt quá tiêu chuẩn cho phép đối với chất lượng nước mặt cột A2 – QCVN 08:2008/BTNMT [10]. Điểm WS2 (Phú Diễn): 1,213 mgZn/l vượt 1,213 lần; điểm WS5 (Thanh Liệt): 0,328 mgCu/l vượt 1,64 lần; 0,045mgPb/l vượt 2,25 lần. 1.3 Ô nhiễm đất nông nghiệp do kim loại nặng ở Hà Nội Hà Nội là thủ đô của Việt Nam, trung tâm văn hóa, chính trị, kinh tế của cả nước với cơ sở hạ tầng, chất lượng cuộc sống của người dân cao hơn bình quân cả nước nhiều lần. Tuy nhiên vấn đề phát sinh song song đó là ô nhiễm môi trường. Ô nhiễm môi trường không khí, ô nhiễm môi trường nước, kéo theo ô nhiễm môi trường đất và sinh vật. Như ở phần 1.1 đề cập tới tình trạng ô nhiễm nước sông tại Hà Nội là rất nghiêm trọng thì kéo theo tình trạng ô nhiễm đất cũng đang rất đáng lo ngại. Đặc biệt chú ý tới các quỹ đất nông nghiệp nhỏ bé tại Hà Nội nhưng lại có vai trò quan trọng và chịu tác động trực tiếp của ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nông sản và sức khỏe người dân. Diện tích đất nông nghiệp của Hà Nội (cũ) còn không nhiều, tuy nhiên hiện nay một diện tích đáng kể vẫn đang bị bỏ hoang hóa, cỏ mọc. Nguyên nhân một phần là do sự quy hoạch của thành phố phụ vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đô thị hóa, nhưng một phần quan trọng là do đất nông nghiệp bị ô nhiễm nghiêm trọng, bị ngập úng nên không thể canh tác được. 8 Ngoài các ảnh hưởng về ngập úng, ô nhiễm đất do kim loại nặng, do chất độc hữu cơ cũng góp phần lớn vào hiện trạng đất nông nghiệp không khai thác hết, chất lượng nông sản kém, sâu bệnh, năng suất thấp dẫn đến bỏ hoang hóa ruộng đất tại Hà Nội. Theo điều tra nghiên cứu, đất nông nghiệp ở Hà Nội đang thoái hóa mạnh: chứa hàm lượng rất cao các kim loại nặng, các chất độc hữu cơ,… Nguyên nhân là do hoạt động kinh tế, xã hội tại địa phương đang diễn ra mạnh mẽ. Các chất thải, nước thải độc hại từ các nhà máy, khu công nghiệp, khu chế xuất chưa qua xử lý hoặc xử lý qua loa đã đổ thải trực tiếp ra hệ thống sông, nước thải, rác thải sinh hoạt, nước thải, rác thải bệnh viện, nước mưa chảy tràn cũng được đổ ra sông, nước sông lại là nguồn nước tưới cho nông nghiệp nên đất nông nghiệp đang bị ô nhiễm nặng nề. Dễ dạng nhận thấy hình ảnh nước sông đen kịt, bốc mùi hôi thối, khó chịu và những ngày mùa kiệt tại các sông tại Hà Nội. Đất bị ô nhiễm, nước tưới cũng ô nhiễm dẫn tới hậu quả là ảnh hưởng đến chất lượng nông sản tại các khu vực nông nghiệp. Thực trạng đang rất đáng lo ngại tại Hà Nội hiện nay là người nông dân đang phải lấy nước giếng khoan (nước ngầm) để làm nước tưới cho cây trồng. Nguyên nhân là do, nước sông vốn là nguồn nước tưới cho cây trồng trước đây, tuy nhiện thời gian gần đây, nước tại các sông của Hà Nội như: sông Nhuệ, sông Cầu Bây bị ô nhiễm nghiêm trọng dẫn đến cây trồng của bà con bị chết, bị sâu bệnh, kém chất lượng có nguy cơ ảnh hưởng đến thương hiệu của một số nông sản như: ổi, rau, đu đủ… Chính vì vậy, giải pháp được các nhà chuyên môn đưa ra là khoan giếng lấy nước tưới cho cây trồng. Tuy nhiên, đó cũng chỉ là giải pháp mang tính tạm thời bởi quỹ nước ngầm có hạn, chi phí khoan giếng cao, nước mặt ô nhiễm thì chắc chắn sẽ có ngày nước ngầm cũng bị ô nhiễm. Vì vậy, cần phải có biện pháp dài hạn, hoàn chỉnh hơn nữa đối với nước sông và đất nông nghiệp tại Hà Nội. 1.4 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 1.4.1 Đặc điểm tự nhiên – xã hội + Về tự nhiên Sông Cầu Bây là con sông đào, thượng lưu là hồ Kim Quan (phường Việt Hưng – Long Biên), và hạ lưu đổ ra hệ thống sông Bắc Hưng Hải tại cửa xả Xuân Thụy ở xã Kiêu Kỵ, Gia Lâm có tổng chiều dài khoảng 13km. Sông Cầu Bây đang là nguồn cung cấp và nơi thoát nước cho canh tác nông nghiệp ở một số phường, xã thuộc quận Long Biên và huyện Gia Lâm. Tuy nhiên, sông Cầu Bây nay đã bị ô nhiễm nặng nề vì hàng ngày đang tiếp nhận một lượng nước thải lớn chưa xử lý (khoảng 83.000m 3 /ngày nước thải sinh hoạt của các khu vực dân cư Long Biên, Gia Lâm; 200 m 3 /ngày nước rò rỉ bãi rác chưa xử lý đạt tiêu chuẩn; 20.000 ÷ 25.000 m 3 /ngày nước thải công nghiệp chưa được kiểm soát tốt). Lượng nước thải này ngày đang càng tăng dần, nhưng nguồn nước sông Cầu Bây vẫn được dùng cho tưới tiêu của các vùng canh tác nông nghiệp quận Long Biên và Gia Lâm. Bên cạnh đó, các chất ô nhiễm từ sông Cầu Bây còn có thể tác động đến môi trường nước thuộc hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải (nơi tiếp nhận nước sông Cầu Bây). Hệ 9 thống thủy nông Bắc Hưng Hải là một hệ thống kênh, đập, trạm bơm, đê điều nhằm phục vụ việc tưới tiêu và thoát ứng cho một vùng tứ giác được giới hạn bởi sông Hồng ở phía Tây, sông Đuống ở phía Bắc, sông Thái Bình ở phía Đông, và sông Luộc ở phía Nam. Hệ thống Bắc Hưng Hải có diện tích tự nhiên hơn 200.000ha với diện tích đất nông nghiệp khoảng 110.000ha, dân số gần 3 triệu người, bao gồm phần đất đai toàn bộ tỉnh Hưng Yên (10 huyện thị), 7 huyện thị của tỉnh Hải Dương, 3 huyện của tỉnh Bắc Ninh và 2 quận, huyện của thành phố Hà Nội. Như vậy, nước thải đổ vào sông Cầu Bây đã và đang gây ảnh hưởng tới một vùng rộng lớn. + Về kinh tế - xã hội Sông Cầu Bây là hệ thống thủy lợi chính của địa phận quận Long Biên và huyện Gia Lâm, Hà Nội bắt nguồn từ khu đô thị Việt Hưng, quận Long Biên và cuối nguồn nối với hệ thống sông Bắc Hưng Hải tại xã Kiêu Kỵ, huyện Gia Lâm. Quận Long Biên và Huyện Gia Lâm có khoảng hơn 40 vạn dân với diện tích lên tới gần 175km 2 (17+18). Dân cư khu vực này chủ yếu là dân tộc kinh, với trình độ văn hóa, mức thu nhập và chất lượng cuộc sống vào loại cao so với cả nước. Kinh tế của khu vực có tỷ trọng chủ yếu nghiêng về công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ, nông nghiệp chiếm tỷ trọng rất nhỏ trong cơ cấu kinh tế và tập trung tại huyện Gia Lâm. Trên địa bàn có rất nhiều các công trình giao thông lớn: đường 5, đường Vành Đai 3…, các khu công nghiệp, khu đô thị, trung tâm thương mại nổi tiếng. 1.4.2 Hiện trạng nước sông Cầu Bây Theo báo cáo khảo sát nước sông Cầu Bây của Bộ Tài nguyên môi trường, sông Cầu Bây đang trong tình trạng ô nhiễm nặng, ảnh hưởng rất lớn đến môi trường sống của nhân dân trong khu vực. Hiện trạng cấp thoát nước thải ra sông còn có rất nhiều bất cập. Tại quận Long Biên và huyện Gia Lâm, việc thoát nước thực hiện thông qua các cống, rãnh, kênh, mương thủy lợi… Việc thu gom nước mưa, nước thải được thực hiện thông qua các mương, đường cống, rãnh trên đường phố, ngõ xóm… Nhìn một cách tổng thể, hệ thống thoát nước của khu vực hiện nay được tổ chức như sau: Nước từ hộ gia đình, khu dân cư, cơ sở sản xuất nhỏ (ML cấp3 ) Tiểu lưu vực thoát nước A Kênh mương Sông ML cấp 3 ML cấp 2 10 Nguồn: [13] Hệ thống thoát nước hiện có của khu vực này là hệ thống thoát nước chung cho cả các loại nước thải và nước mưa, hầu hết mang tính tự phát, đơn lẻ, không đồng bộ. Một số tuyến đường đang xây dựng đã triển khai theo hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn nhưng hầu hết chỉ mới đầu tư xây dựng các tuyến cống thoát nước mưa nên nước thải chưa được xử lý và vẫn đổ chung vào hệ thống cống thoát nước mưa. Hiện trạng thoát nước của khu vực cụ thể được mô tả tóm tắt trong các đặc điểm chính và sơ đồ dưới đây: • Trên tất cả các khu dân cư, đô thị cũ của nội thị hệ thống thoát nước là các cống chung được xây dựng trong các ngõ, nghách xả nước thải và nước mưa ra ao, hồ hoặc các cống chính đặt trên các tuyến đường lớn. • Các khu vực đô thị mới phát triển hoặc dân cư bên cạnh các tuyến đường mới xây dựng, hệ thống thoát nước là hệ thống riêng nhưng không hoàn toàn vì tuyến cống nước thải cuối cùng lại được đổ vào tuyến cống chính thoát nước mưa trên các tuyến đường. Tại khu đô thị mới Việt Hưng – phường Việt Hưng – Quận Long Biên, đã được xây dựng hệ thống thu gom nước thải bao gồm: Hệ thống kênh dẫn nước kè đá có chiều rộng lòng kênh khoảng 10 – 15 m; Hệ thống cống hộp BTCT kích thước 2 cống 2.0 x 2.0 m và các tuyến cống tròn BTCT thu gom từ các tiểu khu… tất cả được xả vào kênh dẫn nước và xả ra sông Cầu Bây. • Các khu dân cư tập trung của ngoại thị (làng, xóm) có hệ thống thoát nước chung là các mương, rãnh được xây dựng trong các ngõ xóm thoát nước mưa, nước thải vào các ao, hồ và mương tưới tiêu cho các cánh đồng. Đôi khi là các mương thủy lợi được cải tạo thành các mương dẫn nước thải trong quá trình đô thị hóa. • Bên cạnh đó trên địa bàn còn có các khu công nghiệp và nhà máy lớn như: KCN Sài Đồng A, B; KCN Đài Tư; Nhà máy Bia Việt Đức nước thải từ các KCN này chưa được xử lý hoặc xử lý chưa triệt để được đổ thẳng vào sông Cầu Bây. • Tại bãi chôn lấp rác Kiêu Kỵ, nước rỉ rác được xả ra kênh dẫn nước thải và xả thẳng vào sông Cầu Bây. • Nguồn tiếp nhận chính là sông Cầu Bây, tiếp nhận nước thải và nước mưa xả chung vào. Tiểu lưu vực thoát nước B Nguồn ếp nhậnMạng lưới cấp 1Mạng lưới cấp 2,3 Khu dân cư đô thị cũ, làng xóm (Cống chung) Cống chính trên đường mới; ao, hồ, mương tưới Eêu Nước thải, nước mưa Sông Cầu Bây (Cống riêng)Nước mưa Nước thải (Hệ thống thoát nước chung) Nước thải, nước mưa [...]... Hình 2.14 So sánh hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn trong đất với ngưỡng sinh thái LEL Từ hình 2.7 có thể thấy, hàm lượng các kim loại nặng Cu, Zn đã vượt ngưỡng sinh thái LEL Hàm lượng kim loại Cu vượt 0.6 mg/kg, hàm lượng kim loại Zn vượt ngưỡng 7 mg/kg Riêng kim loại Pb vẫn còn thấp hơn ngưỡng LEL Như vậy có thể thấy, hàm lượng các kim loại nặng vẫn còn khá nhỏ, hai kim loại Cu, Zn đã vượt ngưỡng... 2.3.3 Hàm lượng kim loại chì (Zn) trong trầm tích của sông Cầu Bây 2.3.3.1 So sánh hàm lượng Zn trong trầm tích với QCVN Hình 2.10 So sánh hàm lượng kim loại Zn trong trầm tích sông Cầu Bây với QCVN Khác với hai kim loại Cu và Pb, hàm lượng kim loại Zn trong trầm tích sông Cầu Bây trong bốn mẫu đều vượt quá quy chuẩn 43 – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng trầm tích Nguyên nhân là do kim loại Zn. .. là do bãi rác Như vậy, có thể thấy, hàm lượng kim loại Cu trong nước sông tăng dần theo khi về hạ lưu 2.2.2 Hàm lượng kim loại chì (Pb) trong nước sông Cầu Bây Hình 2.4 Hàm lượng kim loại chì (Pb) trong nước sông Cầu Bây 18 Từ hình 2.4 có thể thấy, hàm lượng Pb trong nước sông Cầu Bây tại tất cả các mẫu đều đã vượt quá quy chuẩn cho phép A1 khá lớn Hàm lượng kim loại cũng có sự thay đổi rõ rệt theo... chế hàm lượng kim loại Cu trong trầm tích trước khi nó có xu hướng tăng cao 21 2.3.2 Hàm lượng kim loại chì (Pb) trong trầm tích của sông Cầu Bây 2.3.2.1 So sánh hàm lượng Pb trong trầm tích với QCVN Chì là một kim loại nặng có độc tính cao không chỉ tồn tại trong đất, nước mà còn có sẵn hoặc tích tụ trong trầm tích Qua biểu đồ hình 2.10, cho thấy hàm lượng kim loại chì trong trầm tích vẫn nằm trong. .. Bảng 2.3: Kết quả phân tích một số kim loại nặng trong nước sông Cầu Bây Đơn vị: mg/L Chỉ tiêu M1 M2 M3 M4 Cu 0.59 0.29 0.56 0.66 Zn 0.21 0.10 0.22 0.29 17 2.3.1 Hàm lượng kim loại đồng (Cu) trong nước sông Cầu Bây Hình 2.3 Hàm lượng kim loại Cu trong nước sông Cầu Bây Qua kết quả được thể hiện trong hình 2.3, nhận thấy rằng hàm lượng kim loại đồng trong các mẫu nước tại sông Cầu Bây có sự khác nhau... chất lượng quốc gia, phòng thí nghiệm Quatest 1, và số liệu được so sánh liệu QCVN 03 – 2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép kim loại nặng trong đất [8], ngưỡng sinh thái LEL 2.4.1 Hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp xã Kiêu Kỵ trên 3 mẫu Hình 2.12 Hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp xã Kiêu Kỵ trên 3 mẫu Từ biểu đồ có thể thấy, hàm lượng. .. trộn mẫu trong đất nông nghiệp xã Kiêu Kỵ với QCVN 03 – 2008/BTNMT Hình 2.13 Hàm lượng kim loại Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp xã Kiêu Kỵ Từ hình 2.6 có thể thấy rằng, hàm lượng các kim loại nặng chủ yếu: Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp xã Kiêu Kỵ đã tích tụ khá lớn, tuy nhiên hàm lượng vẫn chưa vượt quá giới hạn cho phép theo quy chuẩn Việt Nam Hàm lượng Zn còn nhỏ hơn quy chuẩn 73mg/kg, hàm lượng. .. có thể nói, hàm lượng kim loại Pb trong nước sông Cầu Bây đang tồn lưu khá lớn và đã gây ô nhiễm, một số điểm lấy mẫu đã ô nhiễm nghiêm trọng Đặc biệt, do đặc tính gây độc cao hơn Cu và Zn nên rất cần thiết có những biện pháp xử lý nhanh chóng, hiệu quả hàm lượng Pb trong nước sông Cầu Bây 2.2.3 Hàm lượng kim loại kẽm (Zn) trong nước sông Cầu Bây Hình 2.5 Hàm lượng kim loại kẽm (Zn) trong nước sông Cầu... 2.3.3.2 So sánh hàm lượng Zn trong trầm tích với ngưỡng sinh thái LEL 23 Hình 2.11 So sánh hàm lượng kim loại Zn trong trầm tích sông Cầu Bây với ngưỡng sinh thái LEL Từ hình 2 Cho thấy, hàm lượng kim loại Zn vượt mức rất nhiều lần mức cho phép của ngưỡng sinh thái LEL Điều đó chứng tỏ hệ sinh thái trầm tích đã bị ảnh hưởng khá lớn bởi sự ô nhiễm kim loại Zn Mặc dù kim loại Zn là kim loại có tính độc... lý nước thải Mặc dù khối lượng nước thải được xử lý khá nhỏ(500 m3/ngày) nhưng cũng có ý nghĩa rất lớn đến chất lượng nước sông gần khu vực này do sự pha loãng Mẫu 4 có hàm lượng kim loại Zn cao đột biến so với 3 mẫu còn lại (0.29mg/l) Cũng như kim loại Cu, tác nhân chủ yếu gây ra hàm lượng kim loại Zn cao trong mẫu 4 là do nguồn thải sinh hoạt và do nước thải từ bãi rác Kiêu Kỵ Mẫu 1 có hàm lượng Zn . các quy chuẩn, tiêu chuẩn chất lượng, hàm lượng Zn rất cao, cao hơn rất nhiều lần so với các kim loại nặng khác. Tuy nhiên, nếu hàm lượng quá cao sẽ gây tác dụng ngược với cơ thể. Ví dụ như ở thực. tức là giảm dần về phía cuối nguồn. Mẫu M1 có hàm lượng kim loại cao nhất là 0.042 mg/l, cao hơn mức A1, A2 0.022mg/l tức là cao gấp hơn 2 lần nhưng chưa vượt qua tiêu chuẩn A3, A4. Mà mức A2. làm thức ăn, dẫn đến nồng độ các KLN được tích lũy trong cơ thể sinh vật trở nên cao hơn. Cuối cùng, ở sinh vật cao nhất trong chuỗi thức ăn (thường là con người), nồng độ KLN sẽ đủ lớn để gây