Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích trên sông bằng, sông hiến đoạn chảy qua thành phố cao bằng

Do vậy, để đánh giá đúngmức độ ô nhiễm và đề ra các giải pháp góp phần vào việc bảo vệ môi trường, khắcphục ô nhiễm môi trường nước sông tại thành phố Cao Bằng, tôi tiến hành đề tài “ Đá

LỜI MỞ ĐẦU

Sông Bằng, sông Hiến là hai con sông lớn chảy qua thành phố Cao Bằng,chúng là nguồn nước chính được sử dụng để phục vụ nhu cầu cấp nước sinh hoạt vàsản xuất cho 74% dân số thành phố Cao Bằng Lưu vực sông Bằng - sông Hiếnđang đứng trước nguy cơ suy thoái nguồn nước trầm trọng Những nguyên nhânchính gây ô nhiễm nguồn nước sông, suối là do nước thải sinh hoạt của các khu dân

cư, bệnh viện, cơ sở sản xuất công nghiệp chưa xử lý đạt tiêu chuẩn, nước thải củasản xuất nông nghiệp được xả thải xuống sông Vấn đề ô nhiễm nguồn nước do chấtthải, nước thải phát sinh từ quá trình phát triển công nghiệp và đô thị đang trở thànhvấn đề môi trường cần quan tâm của tỉnh Mức độ ô nhiễm nước sông Bằng, sôngHiến đang có xu hướng tăng và được thể hiện qua sự gia tăng các nồng độ chất ônhiễm trong nước như chỉ tiêu độ đục, cặn lơ lửng, COD, BOD5 Đặc biệt là khuvực Thành phố Cao Bằng và vùng lân cận, nhiều chỉ tiêu chất lượng nước sông đãvượt quá giới hạn cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT

Theo Báo cáo Môi trường quốc gia 2010 của Tổng cục Môi trường, hầu hếtcác lưu vực sông trên toàn quốc đang bị suy thoái nghiêm trọng cả về số lượng vàchất lượng, nguyên nhân chủ yếu là do khai thác quá mức, hoạt động xả nước thảisản xuất, nước thải sinh hoạt và biến đổi khí hậu Tình trạng ô nhiễm nguồn nướchiện nay không chỉ ảnh hưởng đến các hoạt động khai thác, sử dụng nước phục vụcho các mục đích mà còn tác động trực tiếp đến sức khỏe người dân

Thời gian qua đã có những nghiên cứu, quan trắc đánh giá các chỉ tiêu chấtlượng nước của các con sông của tỉnh Cao Bằng do Sở Tài nguyên và Môi trườngtỉnh Cao Bằng thực hiện, tuy nhiên những nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặngtrong trầm tích sông ở tỉnh Cao Bằng hầu như là chưa có Do vậy, để đánh giá đúngmức độ ô nhiễm và đề ra các giải pháp góp phần vào việc bảo vệ môi trường, khắcphục ô nhiễm môi trường nước sông tại thành phố Cao Bằng, tôi tiến hành đề tài “

Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích trên sông Bằng, sông Hiến đoạn chảy qua thành phố Cao Bằng”

* Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Là một người con sinh ra và lớn lên trên vùng đất Cao Bằng chứng kiến sựthay đổi ngày một xấu đi của con sông quê hương nên tôi muốn thực hiện đề tài

của đề tài này sẽ là những dẫn liệu để tham khảo về chất lượng nguồn nước sôngBằng, sông Hiến và mối liên hệ về hàm lượng kim loại nặng giữa môi trường nước

và trầm tích, qua đó đánh giá được chính xác mức độ ô nhiễm kim loại nặng trongnước sông Hiến, sông Bằng Đồng thời làm cơ sở để đề ra các giải pháp giảm thiểu

ô nhiễm môi trường nước lưu vực sông Bằng, sông Hiến

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu đôi nét về hệ thống sông chảy qua thành phố Cao Bằng

Cao Bằng là tỉnh nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam Hai mặt Bắc và Đông Bắcgiáp với tỉnh Quảng Tây (Trung Quốc), với đường biên giới dài khoảng 311 km.Phía Tây giáp tỉnh Tuyên Quang và Hà Giang Phía nam giáp tỉnh Bắc Kạn và LạngSơn Theo chiều Bắc - Nam là 80 km, từ 23007'12" - 22021'21" vĩ bắc (tính từ xãTrọng Con huyện Thạch An đến xã Đức Hạnh, huyện Bảo Lâm) Theo chiều đông -tây là 170 km, từ 105016'15" - 106050'25" kinh đông (tính từ xã Quảng Lâm, huyệnBảo Lâm đến xã Lý Quốc, huyện Hạ Lang)

Là tỉnh miền núi vùng cao biên giới, xa các trung tâm kinh tế lớn của vùngĐông Bắc và cả nước nhưng Cao Bằng lại có ba cửa khẩu là Tà Lùng, Hùng Quốc

và Sóc Hà Đây là lợi thế quan trọng, tạo điều kiện cho tỉnh giao lưu kinh tế với bênngoài, nhất là Trung Quốc

Cao Bằng có diện tích đất tự nhiên 6.690,72 km2, địa hình là cao nguyên đávôi xen lẫn núi đất, có độ cao trung bình trên 200 m, vùng sát biên có độ cao từ 600– 1.300 m so với mặt nước biển Núi non trùng điệp Rừng núi chiếm hơn 90% diệntích toàn tỉnh Từ đó hình thành nên 3 vùng rõ rệt: Miền đông có nhiều núi đá, miềntây núi đất xen núi đá, miền tây nam phần lớn là núi đất có nhiều rừng rậm.[12]

Hình 1 Bản đồ sông suối trên địa bàn thành phố Cao Bằng

Sông Bằng, sông Hiến là hai con sông chảy qua Thành Phố Cao Bằng Thànhphố Cao Bằng là thành phố trực thuộc của tỉnh Cao Bằng, nằm ở phía Đông củatỉnh Bốn hướng Đông, Tây, Nam, Bắc được huyện Hòa An bao quanh Hệ thốngsông ngòi của thành phố được thể hiện trong hình 1.

Sông Bằng chảy qua tỉnh Cao Bằng, Việt Nam Bắt nguồn từ tỉnh QuảngTây, Trung Quốc chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam vào Cao Bằng tại cửa khẩuSóc Giang, xã Sóc Hà, huyện Hà Quảng Từ xã Sóc Giang, sông chảy theo hướngĐông Nam qua các huyện Hà Quảng, Hòa An, Thị xã Cao Bằng, huyện Phục Hòa.Đoạn sông chảy qua Cao Bằng được kết thúc tại cửa khẩu Tà Lùng, xã Mỹ Hưng,huyện Phục Hoà (phía Đông Nam Cao Bằng) trước khi đổ vào tỉnh Quảng Tây,Trung Quốc Nó hợp lưu với sông Kỳ Cùng gần thị trấn Long Châu, Quảng Tây đểtạo thành sông Tả Giang, chi lưu phía nam của Úc Giang

Sông Bằng có tổng chiều dài khoảng 108 km, trên đất Việt Nam sông Bằng

có chiều dài khoảng 90 km, diện tích lưu vực 4.000 km2, độ cao bình quân lưu vực

là 482 m, chiều rộng trung bình lưu vực là 44,5 km, mật độ lưới sông 0,91 km/km2,

hệ số uốn khúc là 1,29 Sông Bằng Giang có 24 chi lưu trong đó có 3 chi lưu lớn làsông Sê Bao, sông Hiếu, sông Bắc Vọng Diện tích tự nhiên toàn lưu vực sông Bằngtính đến cửa khẩu Tà Lùng là 4740 km², trong đó thuộc địa phận Việt Nam là4264km2, thuộc địa phận Trung Quốc 476 km² Mật độ lưới sông trong lưu vực là0,91 km/km².[11]

Sông Hiến là một sông phụ lưu của sông Bằng Hệ thống sông Hiến chủ yếunằm trên địa phận của tỉnh Cao Bằng, một phần nhỏ thuộc huyện Ngân Sơn của tỉnhBắc Kạn Sông Hiến bắt nguồn từ vùng núi Khau Vài (1.200 m), chảy theo hướngTây Nam - Đông Bắc và đổ vào bờ phải Sông Bằng tại thành phố Cao Bằng SôngHiến dài khoảng 62 km Diện tích lưu vực 930 km², độ cao trung bình 526 m, độdốc trung bình 26,8%, mật độ sông suối 0,98 km/km² Tổng lượng nước 0,56 km³,tương ứng với lưu lượng nước trung bình 17,8 m3/s, môđun dòng chảy năm là 19,1l/s.km²

a) Dòng chảy năm

Cao Bằng có điều kiện về khí hậu khắc nghiệt và nguồn nước lại rất hạn chế.Địa hình chia cắt phức tạp nên hệ thống sông suối nhiều nhánh, nhưng chủ yếu là

những nhánh có diện tích tập trung nước rất nhỏ Chính vì vậy mà mức độ giữ nước

và điều tiết dòng chảy rất kém Về cơ bản lưu vực sông Bằng có các chỉ lưu đượcphân vùng Mỗi vùng có những đặc trưng thuỷ văn riêng cho vùng đó Từ số liệu đođạc của các trạm thuỷ văn thấy tuy các trạm khống chế những lưu vực không lớnlắm nhưng ở các trạm có hệ số biến động dòng chảy ở mức độ vừa phải (Cv từ 0,2đến 0,4) Hệ số bất đối xứng Cs phụ thuộc từng trạm và từng vùng, phạm vi biếnđổi khoảng (2 - 3,5) Cv Từ đó cho thấy các đặc trưng dòng chảy năm tại các lưuvực biến đổi theo từng vùng và phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của lưu vực đó Cáctrị số đã cho thấy đặc điểm dòng chảy lưu vực nghiên cứu Chúng ta phải có cácbiện pháp làm sao giữ được nước tốt nhất để phục vụ cho sản xuất và đời sốngngười dân Sau đây là một số đặc điểm thuỷ văn của các trạm chính trong tỉnh CaoBằng [16]

Bảng 1 Đặc trưng dòng chảy năm một số trạm

Tuy mùa lũ chỉ kéo dài 4 tháng nhưng lượng dòng chảy trong năm chủ yếutập trung trong 4 tháng lũ này Tổng lượng dòng chảy các tháng mùa lũ chiếmkhoảng 64,5% đến 75,6% lượng dòng chảy năm

- Tuỳ theo điều kiện địa hình từng vùng, mô đun dòng chảy trung bình thángmùa lũ biến đổi từ 60 ÷ 90 l/s/km2 Có những vùng ngay cả trong mùa lũ mà lượngnước cũng không được nhiều.

- Dòng chảy đỉnh lũ các lưu vực cũng thuộc loại nhỏ Vào mùa lũ hàng năm,cũng thường xảy ra những trận lũ lớn Đỉnh lũ thường xuất hiện vào tháng VII vàVIII, nhưng cũng có năm trận lũ lớn nhất năm lại rơi vào tháng V và tháng VInhưng số này rất ít và những con lũ này cũng không nguy hiểm [16]

c) Dòng chảy mùa kiệt

Mùa kiệt bắt đầu từ tháng XI đến tháng IV năm sau, còn tháng V và tháng X

là 2 tháng chuyển tiếp giữa mùa lũ và mùa kiệt Tuỳ theo tình hình thời tiết từngnăm mà các tháng chuyển tiếp này có năm nhiều nước, có năm ít nước Trong mùakiệt dòng chảy trung bình rất nhỏ, mô đun dòng chảy trung bình các tháng nhỏ nhấtmùa kiệt chỉ khoảng 2 ÷ 8 l/s.km2 tuỳ theo từng vùng và dạng địa hình Tháng códòng chảy nhỏ nhất thường là tháng II Lượng dòng chảy mùa kiệt so với cả nămchiếm tỷ lệ rất nhỏ Tổng lượng dòng chảy các tháng mùa kiệt (từ tháng X đến Vnăm sau) chỉ chiếm khoảng 25 ÷ 35% tổng lượng dòng chảy năm Sau đây là một sốdòng chảy kiệt một số trạm trong lưu vực sông Bằng

bất lợi Điều kiện tự nhiên chủ yếu là rừng núi, địa hình chia cắt lại nằm ở vị tríkhông thuận lợi Xuất phát từ địa hình như vậy cho nên đặc điểm khí hậu ở đây là ítmưa, mùa đông khô và lạnh kết hợp với hiện tượng sương muối và sương mù làmcho việc sản xuất sinh hoạt của nhân dân rất khó khăn.

Về nguồn nước ở đây là một trong những vùng có thể coi là khó khăn nhấtmiền Bắc Điều kiện dòng chảy sông suối rất hạn chế, nhân dân lại sống ở vùng caonhiều nên tình hình nước phục vụ người dân còn thiếu nghiêm trọng

Trong lưu vực sông Bằng và sông Hiến diễn ra nhiều hành vi khai thác vàng,cát và sỏi, do vậy dòng sông hiện bị ô nhiễm nặng nề, có độ đục vượt quá quychuẩn cho phép và có nguy cơ hiểm họa nhiễm độc thuỷ ngân khai thác vàng côngnghiệp Nước thải từ một số nhà máy và khu dân cư chưa được xử lý hoặc xử lýkém chưa đạt quy chuẩn đang được xả thải xuống sông Đặc biệt là nước thải từngành khai thác mỏ đang là tác nhân chính gây ô nhiễm dòng sông Trong khi đó,nguồn nước sông Bằng và sông Hiến là nguồn nước chủ yếu để Công ty TNHH mộtthành viên cấp nước Cao Bằng xử lý sản xuất nước sạch phục vụ nhu cầu sử dụngnước cho thành phố Cao Bằng.[16]

1.2 Hoạt động gây ô nhiễm nước sông tại thành phố Cao Bằng

Nhìn chung chất lượng nước trên lưu vực các sông có khác nhau giữa cáckhu vực Dấu hiện ô nhiễm mang tính chất cục bộ chủ yếu tập trung ở những khuvực đông dân cư, các cơ sở sản xuất và khai thác khoáng sản Hạ lưu thường ônhiễm nặng hơn so với thượng lưu

Nguồn nước thải, chủ yếu là nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp,công nghiệp, nước thải bệnh viện, nước thải khai thác mỏ đang gây ô nhiễm môitrường nghiêm trọng

Thành phố Cao Bằng hiện nay có 5 cơ sở sản xuất công nghiệp chính và mộtvài cơ sở sản xuất do tư nhân, cá thể, tập thể hay công ty trách nhiệm hữu hạn thànhlập, tất cả đều là các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, không nằm trong khu, cụm công nghiệpnào Chính vì vậy, mặc dù hầu hết các cơ sở sản xuất này đều đã thiết lập, xây dựng

hệ thống xử lý nước thải tuy nhiên các hệ thống này thường sử dụng công nghệ xử

lý lạc hậu, mặt khác, do chưa coi trọng vấn đề bảo vệ môi trường nên phần lớn các

hệ thống này sau khi xây dựng đều chưa, không được đi vào hoạt động Do đó, chất

lượng nước thải sau khi xử lý thải ra môi trường chưa đáp ứng được yêu cầu bảo vệmôi trường

Một trong những nguồn ô nhiễm nghiêm trọng của thành phố Cao Bằng là từcủa các cơ sở khai thác và chế biến khoáng sản, hoạt động khai thác tại các khu vựcnày đã và đang tàn phá môi trường nghiêm trọng Cơ sở khai thác và chế biếnkhoáng sản gây ô nhiễm chính tại thành phố Cao Bằng là Mỏ sắt Nà Lũng (Cty CPkhoáng sản & luyện kim CB) cơ sở này chủ yếu thực hiện biện pháp xử lý nước thảibằng phương pháp tạo bể, hồ để thu gom nước thải, lắng lọc tự nhiên nhưng do hầuhết các hồ chứa nước thải dung tích không đạt như thiết kế, lắng lọc rất kém, nướcthải ra môi trường thường vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Tiêu biểu là vụ việc

vỡ đập chắn nước thải từ việc tuyển rửa quặng của Xí nghiệp khai thác quặng sắt

Nà Lũng (thuộc Công ty khoáng sản luyện kim Cao Bằng) xảy ra đêm 05/11/2010

Vụ việc này đã gây ra cơn “lũ bùn đỏ” kéo theo hàng ngàn khối bùn đất từthượng nguồn đổ xuống, tràn lấp cả dòng suối Nà Lũng rồi ùa lên đồng ruộng, hoamàu, vườn tược, nhà cửa của người dân Nó nhuộm đỏ những gì trên đường đi qua.Theo kết quả kiểm tra, xác minh của Thanh tra Sở Tài nguyên và môi trường CaoBằng sự cố vỡ đập là do bờ đập được xây dựng từ năm 2005 nhưng không được gia

cố lu lèn một cách cẩn thận nên móng đập đã bị thủng Tuy nhiên, một số công nhânlại cho biết đập bị vỡ là do dưới đáy đập có một cống lớn dùng để xả thải mỗi khi

có mưa lũ hàng năm Lượng bùn đất trong đập sẽ theo mưa lũ rồi cuốn ra sôngBằng và con sông này sẽ cuốn đi mọi chứng cứ.[28]

Năm 2008, xí nghiệp này đã bị xử phạt 70 triệu đồng vì có hành vi xả thảitrộm Cụ thể, lãnh đạo xí nghiệp nghe dự báo thời tiết là sẽ có mưa lũ về nên đã ralệnh cho xả thải trước, tuy nhiên năm đó mưa lũ lại không về nên hành động xả thảitrộm này đã bị lộ và bị bắt quả tang Từ năm 2005 đến nay xí nghiệp này đã có 4 lần

bị phòng Cảnh sát Môi trường tỉnh Cao Bằng xử phạt vì tội xả thải trộm Đáng lưu

ý là tất cả các lần vi phạm bị bắt quả tang này chỉ xảy ra vào tháng 10 hoặc tháng 11hàng năm, thời điểm ít xảy ra lũ lụt

Năm 2005, xí nghiệp khai thác quặng sắt Nà Lũng đã tự ý xây dựng đập chắnthải số 4 (bể bị vỡ), đồng thời đập này cũng nằm ngoài phạm vi đất được cấp Quantrọng hơn, mặc dù là đập cấp quốc gia nhưng xí nghiệp không hề có bản vẽ thiết kếcũng như báo cáo tác động môi trường Việc làm này đã bị thanh tra Sở Tài nguyên

và Môi trường lập biên bản xử phạt và yêu cầu hoàn chỉnh mọi thủ tục Kể từ khi

xảy ra sự cố thủng đập chắn thải số 4 của Xí nghiệp khai thác quặng Nà Lũng (xãDuyêt Trung, thị xã Cao Bằng), Công ty Khoáng sản luyện kim Cao Bằng đã nỗ lựchết sức nạo vét bùn, khắc phục hậu quả Tuy nhiên, vấn đề không phải chỉ vét hếtbùn là xong, vì đây không phải loại bùn thông thường mà là bùn công nghiệp được

“sinh” ra từ việc tuyển rửa quặng, có thể chứa các chất hoá học, kim loại nặng gâyđộc hại cho sức khoẻ con người, cây trồng và vật nuôi Do vậy người dân lo lắng,nếu không có biện pháp vệ sinh, giải độc một cách cẩn thận có thể sẽ ảnh hưởngnghiêm trọng đến đời sống người dân [28]

Ngoài ra còn có hoạt động khai thác vàng ồ ạt và trái phép vàng ở vùngthượng nguồn sông Bằng và sông Hiến cũng là một trong những nguyên nhân chínhlàm cho nguồn nước sông Bằng và sông Hiến bị ô nhiễm nghiêm trọng

Trong hoạt động khám, chữa bệnh tại các bệnh viện, trung tâm y tế, phòngkhám; nước thải phát sinh gồm: Nước thải của quá trình khám, chữa bệnh tại cáckhu phẫu thuật, xét nghiệm,… thành phần chính: máu bệnh phẩm, chất hữu cơ, chấtrắn lơ lửng, hoá chất, hàm lượng N, P, Clo và vi trùng gây bệnh; Nước thải sinhhoạt của cán bộ công nhân viên, bệnh nhân tại khu điều trị, nhà vệ sinh có thànhphần chính: chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, hàm lượng N, P, Clo, vi khuẩn, dầu mỡđộng thực vật và chất tẩy rửa,… Trên địa bàn thành phố có 3 bệnh viện lớn và mộtvài trạm y tế, cơ sở khám chữa bệnh nhỏ lẻ Nhưng chỉ có Bệnh viện Đa khoa tỉnh

đã được đầu tư hệ thống xử lý nước thải bằng thiết bị hợp khối đảm bảo nước thảithoát ra môi trường đạt tiêu chuẩn cho phép lượng nước thải xử lý Các cơ sở y tếkhác đều chưa được đầu tư hệ thống xử lý nước thải theo đúng quy định Kết quảquan trắc hằng năm cho thấy hầu hết nước thải bệnh viện có các chỉ số cao hơn tiêuchuẩn cho phép nhiều lần như: chỉ số BOD 5 cao gấp 6,5 lần, COD cao gấp 4,8 lần,

độ màu cao gấp 4,4 lần…

Ngoài ra, tại các khu vực nông thôn, nguồn nước thải từ hoạt động sản xuấtnông nghiệp, chăn nuôi gia súc, gia cầm, nước thải sinh hoạt đều thải trực tiếp ramôi trường mà không được xử lý

Nguồn nước thải từ các nguồn thải này đều có hàm lượng chất rắn lơ lửng(TSS), nhu cầu ô xi sinh hóa ( BOD 5 ), nhu cầu ô xi hóa học ( COD)… vượt nhiềulần quy chuẩn Việt Nam cho phép Kết quả phân tích nước mặt trên sông Bằng tại

khu vực thị xã Cao Bằng có chỉ số TSS vượt quy chuẩn cho phép gần 5 lần, BOD5vượt quy chuẩn cho phép từ 2 - 4 lần…

1.3 Ảnh hưởng của ô nhiễm do kim loại nặng đến môi trường

Ô nhiễm do các kim loại nặng thường gặp trong các khu công nghiệp, khukhai thác mỏ, nơi chôn cất các chất thải công nghiệp và những khu vực gần bệnhviện

Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trongnước Trong một số trường hợp, xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt cá và thủy sinhvật Nhiễm bẩn kim loại nặng trong nước có thể bằng những con đường chính sau:lắng đọng từ khí quyển, đổ thải trực tiếp từ nước thải, nước mưa, nước chảy tràn.Nhưng nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng vẫn là quá trình đổ vào môitrường nước nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lýkhông đạt yêu cầu

Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực đến môi trường sốngcủa sinh vật và con người Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm nhập và

cơ thể người Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm,vào đất và các thành phần môi trương liên quan khác Tai nạn ở vịnh Minamata ởNhật Bản là một ví dụ điển hình, đã gây tử vong cho hàng trăm người và gây ranhiễm độc nặng hàng ngàn người khác Nguyên nhân ở đây là người dân ăn cá vàcác động vật biển khác đã bị nhiễm thủy ngân do nhà máy ở đó thải ra Thủy ngân ít

bị phân hủy sinh học, bị tích đọng trong cơ thể sinh vật thông qua chuỗi mắt xíchthức ăn Rong biển có thê tích tụ lượng thủy ngân hơn 100 lần trong nước, cá có thểchứ đến 120 ppm Hg [8]

1.4 Một số nghiên cứu liên quan về vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới

và ở Việt Nam

a Một số nghiên cứu trên thế giới:

Ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích sông ở trên thế giới đã vàđang là vấn đề rất nghiêm trọng, nó gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cuộc sốngcủa con người và sinh vật Trên thế giới nhiều quốc gia đang phải đối mặt với hiệntượng ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích sông nghiêm trọng

Sông Hằng là một trong những con sông bị ô nhiễm nhất trên thế giới vì bịảnh hưởng nặng nề bởi nền công nghiệp hóa chất, rác thải công nghiệp và rác thải

sinh hoạt chưa qua xử lý Theo nghiên cứu của D Kar và đồng nghiệp, năm

2004-2005, về đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong nước bề mặt sông Hằng Cho thấychất lượng nước đang trở nên xấu đi nghiêm trọng Cùng với sự mất đi khoảng 30-40% lượng nước do những đập nước đang làm cho sông Hằng trở nên khô cạn và cónguy cơ biến mất Nước sông giờ không những không thể dùng ăn uống, tắm giặt

mà còn không thể dùng cho sản xuất nông nghiệp Trong nghiên cứu đó, Mẫu nướcđược thu thập một lần trong mỗi tháng trong tháng tư năm 2004 đến tháng 3 năm

2005 từ hai điểm (giữa đoạn sông và một điểm xả) tại bốn trạm quan trắc.Berhampore (BH), Palta (PA), Dakshineswar (DK) và Uluberia (UL) trên sôngGanga, dài 300 km thuộc Bhagirathi-Hooghly ở Tây Bengal, Ấn Độ Hàm lượng

Fe, Mn, Zn, Ni, Cr và Pb đã được phát hiện trong hơn 92% các mẫu trong khoảng0,025-5,49, 0,025-2,72, 0,012-0,370, 0,012-0,375, và 0,001-0,044 0,001-0,250 mg/l, tương ứng Nồng độ Fe, Mn và Cd cũng khác nhau với sự thay đổi của vị trí lấymẫu Nồng độ trung bình cao nhất (mg/L) của Fe (1.485), Zn (0,085) và Cu (0.006)

đã được quan sát thấy ở Palta, Mn (0,420) và Ni (0.054) tại Berhampore, trong khitối đa của Pb (0,024 mg / L) và Cr (0,018 mg / L) đã thu được tại các trạm ở hạ lưu,Uluberia Hàm lượng các kim loại nặng khác nhau trong nước mặt của sông Hằngsông được sắp xếp theo trình tự: Fe > Mn > Ni > Cr > Pb > Zn > Cu > Cd [22]

Sông của Sunchullí -Viscachani thuộc khu vực khai thác vàng nằm ở phíaTây Bắc của La Paz, Bolivia Hoạt động khai thác mỏ này có thể tạo ra các tác độngrất nghiêm trọng đến hệ sinh thái, cũng như đối với sức khỏe của các thợ mỏ vàngười dân, chủ yếu là do các phương pháp nguyên thủy sử dụng trong việc thu hồivàng Theo nghiên cứu Đặc tính, tiềm năng của ô nhiễm thủy ngân trong khu vựckhai thác mỏ vàng Apolobamba, Bolivia của Acosta J.A và đồng nghiệp năm 2011thì kết quả nghiên cứu ở đây cho thấy tích tụ của thủy ngân trong đất và trầm tích làmột trong những tích tụ cao nhất thế giới Nồng độ cao nhất của thủy ngân đã đượctìm thấy trong trầm tích sông của Sunchullí -Viscachani là 102 mg/kg, và trong cáclớp trầm tích của hồ Sunchullí và hồ Viscachani là 12,3 mg/kg và 11,7 mg/kg.Những nồng độ đó có thể gây ra vấn đề nghiêm trọng đối với đời sống thuỷ sinh,các hệ sinh thái liên quan và sức khỏe con người.[17]

Theo đánh giá ô nhiễm kim loại nặng và chất lượng trầm tích trong sông Buriganga, Bangladesh của P K Saha và M.D Hossain năm 2011.Sông Burigangachảy qua bên cạnh thành phố Dhaka, thủ đô của Bangladesh, là một trong nhữngsông ô nhiễm nhất ở Bangladesh Nhiều ngành công nghiệp đã được thiết lập trong

và xung quanh thành phố Dhaka trong thập kỷ qua, và số các ngành công nghiệpmới đang liên tục gia tăng Sông Buriganga ngày càng bị ô nhiễm bởi hàng nghìnđơn vị công nghiệp và nước thải thành phố với khối lượng lớn chất thải độc hại cóchứa rất nhiều kim loại nặng ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước là mốiquan tâm quan trọng, do độc tính của kim loại và tích lũy của nó trong thủy sản vàmôi trường sống kim loại nặng trái ngược với hầu hết các chất gây ô nhiễm, khôngphân hủy sinh học, nó trải qua một chu kỳ sinh thái toàn cầu trong mà nước tự nhiên

là con đường chính Tiếp xúc với các kim loại nặng có liên quan đến một số bệnhcủa con người như phát triển chậm phát triển hoặc dị tật, suy thận, ung thư, pháthai, ảnh hưởng đến trí tuệ và hành vi, và thậm chí tử vong trong một số trường hợptiếp xúc với nồng độ rất cao Trong nghiên cứu này, mẫu trầm tích được thu thập từnăm địa điểm dọc sông Buriganga, nồng độ đo được trong tổng số trầm tích nhưsau: 60,3-105,6 mg / kg đối với Pb, 0,4-1,6 mg / kg đối với Cd, 52,8-139,6 mg / kgđối với Cr, 70-346 mg / kg đối với Cu và 245-984,9 mg / kg đối với Zn Các kết quảcủa nghiên cứu này cung có giá trị cấp thông tin về nội dung kim loại nặng và đặctính vật lý trầm tích từ các trạm lấy mẫu khác nhau của sông Buriganga Thứ tự củacác nồng độ trung bình của nặng kim loại: Zn> Cu> Cr> Pb> Cd Theo USEPA cácmẫu trầm tích bị ô nhiễm nặng nề: Pb, Cu, Zn [25]

Theo Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích từ Ion Gate (sôngDanube), Serbia và Montenegro của Milenkovic N Và đông nghiệp năm 2005 Ta

có tổng chiều dài của sông Danube là khoảng 2.800 km và chiều dài của nó tronglãnh thổ của Serbia là 588 km, tương đương khoảng 20% tổng chiều dài của nó Cáclưu vực sông Danube bao gồm 87% lãnh thổ của đất nước Nó cũng đại diện chomột phần phát triển nhất và đông dân cư của Serbia và bao gồm các sông Tisza tiểulưu, sông Sava tiểu lưu vực, và Velika Morava tiểu lưu vực Chiều rộng trung bìnhcủa sông Danube ở Serbia là 1 km, do đó tạo thành một bề mặt nước tổng cộng 520

km2 Ngày nay, khu vực lũ lụt của sông Danube là khoảng 1.000 km2, trong khi hồtích tụ thủy điện của nhà máy điện Iron Gate I có diện tích bề mặt khoảng 10,50

km2 và của Iron Gate II khoảng 8 km2 Các Phần của sông Danube khu vực vào

Serbia chủ yếu bao gồm giữa và một phần, thấp hơn sông Danube, với giá trị tổngthể độ dốc sông tương đối thấp Trong nghiên cứu này, Các trầm tích được lấy mẫutrong tháng sáu năm 2002 tại Serbia, bờ sông bên phải, trong phần dòng chảy chậmcủa sông Dòng chảy trung bình sông trong thời kỳ này là 5000 m3/s Các mẫu trầmtích bề mặt đã được thu thập tại bảy vị trí dọc theo con sông từ Smederevo(1112km) xuống Radujevac (851km) Hàm lượng ô nhiễm các kim loại là: Cd là0,2-1,7 mg/kg, Cu là 11-35 mg/kg, Pb là 21,5-54 mg/kg, Hg là 0,12-1,1 mg/kg, Ni

là 16-39 mg/kg và Zn là 70-230 mg/kg các kết quả này cho thấy trâm tích sôngDanube đã bị ô nhiễm và cần có các biện pháp quản lý để làm giảm và hạn chế sựgia tăng của hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích sông Danube.[24]

b Một số nghiên cứu tại Việt Nam:

Nguồn nước mặt ở Việt Nam đang phải đối diện với nhiều thách thức, trong

đó vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đang rất được quan tâm, nghiên cứu Với mạnglưới sông ngòi dày đặc, trong đó có 13 hệ thống sông lớn có diện tích trên10.000km2, tài nguyên nước mặt của Việt Nam chiếm khoảng 2% tổng lượng dòngchảy của các sông trên thế giới Sông ngòi Việt Nam cũng đang phải đối mặt vớihiện tượng ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích sông nghiêm trọng ví dụnhư:

Lưu vực sông Cầu là một lưu vực đã bị ô nhiễm hoàn toàn Dân số sốngtrong lưu vực này chiếm khoảng 7 triệu trên một diện tích gần 10000 Km2 Tronglưu vực này, ngoài khu sản xuất công nghiệp lớn nhất Thái Nguyên, qua việc khaithác mỏ và hóa chất, còn có trên dưới 800 cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp vàquy mô công nghiệp nhỏ như các làng nghề tập trung Lượng chất thải lỏng xả thảivào lưu vực sông Cầu ước tính khoảng 40 triệu m3/năm Riêng khu vực TháiNguyên xả thải khoảng 24 triệu m3 trong đó có nhiều kim loại độc hại nhưSelenium, Mangan, Chì, Thiết, Thủy Ngân và các hợp chất hữu cơ từ các nhà máysản xuất hóa chất bảo vệ thực vật như thuốc sát trùng, thuốc trừ sâu rầy, trừ nấmmốc v.v [27]

Sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu là 2 con sông tiếp nhận nước thải từ thànhphố Hà Nội Việc xả thải được ước tính có tổng khối lượng 458000m3 Trong đó43% từ nước thải sinh hoạt, 57% từ công nghiệp, 2% từ bệnh viện, chỉ có khoảng4% được xử lý trước khi thải (2003) Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng kim

loại nặng trong trầm tích hai con sông này rất cao và vượt quá QCVN43:2012/BTNMT rất nhiều Hàm lượng asen trong trầm tích là 18-73 và 17- 66mg/kg, cadimi là <0.88-427 và <0.88-3.3 mg/kg, crom là 111- 262 và 92-281mg/kg, chì là 58.9-168 và 51.3-363 mg/kg, kẽm là 182-1240 và 169-1101 mg/kg tạisông Tô Lịch và sông Kim Ngưu.[23]

Sông Nhuệ có diện tích lưu vực 1070 km2 Khu vực ảnh hưởng trên diện tích

đó thuộc thành phố Hà Nội và thuộc địa phận tỉnh Hà Nam Nước sông Tô Lịchthường xuyên xả vào sông Nhuệ với lưu lượng trung bình từ 11-17 m3/s, lưu lượngcực đại đạt 30m3/s Đây là nguyên nhân chủ yếu làm sông Nhuệ bị ô nhiễm Ngoài

ra, dọc theo sông Nhuệ còn có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp, làng nghề thủ công sảnxuất và chế biến kim loại Những kim loại nặng này theo dòng nước chảy xuống vàlắng đọng xuống bùn đáy sông Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng kim loạinặng trong trầm tích sông này là rất cao Hàm lượng chì là 375,2 - 490,2 mg/kg,Cadimi là 7,4-14,8 mg/kg vượt quá QCVN 43:2012/BTNMT rất nhiều.[4]

Từ các tài liệu tham khảo cho thấy, mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về kimloại nặng trong nước sông và trầm tích tại Việt Nam tuy nhiên đa phần các nghiêncứu này chỉ tập trung vào một số con sông lớn như sông Hồng, sông sông Cầu…Vẫn còn một số con sông, nhánh sông nhỏ vẫn chưa được nghiên cứu Dữ liệu khảosát về mức độ ô nhiễm kim loại nặng tại Việt Nam do đó chưa được thực hiện đầy

sẽ được khuyếch đại và đến lúc nào đó sẽ trở thành chất gây độc cho sinh vật tiêuthụ, thậm chí ngay cả sinh vật sản xuất

Con người hấp thụ chì một cách gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn hoặc trựctiếp bằng nhiều con đường: hô hấp, tiếp xúc qua da hoặc tiêu hóa Một số dạngnhiễm độc chì được biết đên là: nhiễm độc mãn tính và nhiễm độc cấp tính.

Sự thâm nhập chì qua nhau thai người xảy ra rất sớm từ tuần thứ 20 của thainhi và tiếp diễn sau đó Trẻ em có mức hấp thụ chì gấp 4 – 5 lần so với người lớn.Mặt khác, thời gian bán phân hủy sinh học chì ở trẻ em cũng lâu hơn nhiều Chì tíchđọng trong xương Trẻ em từ 6 tuổi trở xuống và phụ nữ có thai là những đối tượngmẫn cảm với những ảnh hưởng nguy hại cho sức khỏe do chì gây ra

Chì cũng kìm hãm chuyển hóa Canxi bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếpthông qua kìm hãm sự chuyển hóa vitamin D Chì gây độc cả hệ thống thần kinhtrung ương lẫn thần kinh ngoại biên Nhiễm độc chì thường làm rối loạn trí óc, nhẹthì nhức đầu; nặng thì co giật có thể dẫn đến động kinh, hôn mê và tử vong.[1]

Trong cơ thể, chì tác dụng lên hệ thống enzyme nhất là enzyme vận chuyểnhyđro Khi bị nhiễm độc, người bệnh có một số rối loạn cơ thể, chủ yếu là rối loạn

bộ phận tạo huyết (tủy xương) Tùy theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những taibiến như đau bụng, đừng viền đen Burton ở lợi, đau khớp, viêm thận, cao huyết ápvĩnh viễn, liệt, tai biến não; nếu bị nặng có thể dẫn đến tử vong.[13]

Ủy ban chuyên viên FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JECFA) đã thiết lậpgiá trị tạm thời cho lượng chì đưa vào cơ thể hàng tuần có thể chịu được đối với cơthể trẻ sơ sinh và thiếu nhi là 25µg/kg thể trọng (tương đương 3,5 µg/kg thểtrọng/ngày)

b Độc tính của Asen

Asen là kim loại nặng có độc tính rất là cao đối với con người và các sinhvật; nó xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường thực phẩm, nước uống và khôngkhí Trong nước uống As không trông thấy được, không mùi, không vị do đó nếukhông có phương tiện thử thì không thể nhận biết Sự phát hiện người nhiễm Asenrất khó do những triệu chứng của bệnh phải từ 5 – 15 năm sau mới phát hiện được

As có thể gây ra 19 bệnh khác nhau như gây : ung thư biểu mô da, phế quản, phổi,các xoang, các loại xoang, khớp…

As được rất nhiều người biết đến vì những tính độc của một số hợp chất chứa

As Tuy nhiên, không phải mọi hợp chất của As trong đất trồng đều độc Sự hấp thụ

As của nhiều cây trồng trên đất liền không quá lớn, thậm chí ở đất trồng tương đốinhiều As, cây trồng thường không chứa As gây nguy hiểm.

Lượng As trong các cây trồng thường rất ít, thậm chí cả khi trồng trên cáckhu vực đất bị ô nhiễm Nhìn chung, nồng độ As trong rễ thực vật cao hơn trongthân, lá hoặc quả Lượng As trong các sản phẩm nông nghiệp khoảng 1mg/kg Sự

có mặt của As trong đất, làm đất trở nên chua hơn Sự tích lũy As trong đất có thểtùy thuộc vào giá trị pH của đất hoặc nước rác hoặc nước sử dụng để tưới chứa As

Khi bị nhiễm độc As cây có biểu hiện đổi màu lá kéo theo sự chết của lá cây

ở trên đỉnh và rìa, hạt giống thì ngừng phát triển Đậu và các loại cây họ đậu khácrất nhạy cảm với độc tố của As Mức độ chịu độc As ở những loài cây đó là rất khácnhau

Sự hấp thu các dạng asenat, asenic, axit monometylasenic (MMA) và axitdimetylasenic (DMA) của cây turnip cho thấy sự hấp thu tăng theo nồng độ Astrong đất Các As hữu cơ có thể chuyển hóa cao hơn As vô cơ Tổng lượng As hấpthu bởi cây turnip theo xu hướng MMA < DMA < asenic < asenat Còn với nhữngcây họ đậu, lượng As tích lũy theo thứ tự : DMA < MMA < asenic < asenat.[1]

As là kim loại nặng có tính độc cao đối với con người và sinh vật, nó có thểgây ra 19 bệnh khác nhau như gây ung thư biêt mô da, phế quản, phổi, xoang,khớp… do As và các hợp chất của As có tác dụng lên nhóm Sulphydryl (-SH) phá

vỡ quá trình photphorin hóa As làm ảnh hưởng tới chức năng của tế bào, tới việctổng hợp protein và việc tạo xương Do As có tính chất hóa học tương tự nhưphotpho (P) nên chất này có thể làm rồi loạn P ở một số quá trình hóa sinh Tínhđộc của các hợp chất As được xếp theo thứ tự: As hữu cơ > asenat > asenit > asen

As (III) thể hiện tính độc khi nó tấn công vào nhóm hoạt động –SH củaenzyme làm cản trở hoạt động của enzyme AsO43- có tính chất tương tự như PO43-gây ức chế enzyme, ngăn cản sự tạo ra ATP chất sản ra năng lượng As (III) làmđông tụ các protein do tấn công vào liên kết sunfua Asen trong nước uống gây ra:ung thư da, tăng rủi ro các bệnh tim mạch, phổi…

Trước tính nguy hại của As với sức khỏe con người, tổ chức nghiên cứu ungthư quốc tế (IARC) xếp nguyên tố này vào nhóm nguy cơ gây ung thư số 1 [13]

c Độc tính của thủy ngân

Khi cây trồng bị nhiễm độc thủy ngân (Hg) thường có các triệu chứng: làmchậm sự phát triển của rễ và sự sinh trưởng của cây trồng từ hạt, làm ức chế quanghợp và cuối cùng dẫn đến làm giảm năng suất Hg tích lũy trong rễ làm hạn chế hútthu K+, mặc dù lượng Hg thấp lại làm kích thích sự hút thu K+ (Hendrix vàHiginbotham, 1974) Sức chống chịu Hg ở cây trồng bậc cao hơn cũng được nghiêncứu: mặc dù cơ chế sinh lý học chưa được biết rõ Nó chủ yếu liên quan tới sự khửhoạt tính Hg ở bề mặt màng Sự hấp thu Hg hình thành các phức không tan vớiprotein giàu S xảy ra ở nhiều cây trồng.[18]

Ở những nhà kính, hơi độc từ các phẩm màu, từ sơn chứa Hg có thể tác độngtiêu cực đến nhiều cây trồng, đặc biệt là hoa hồng Trên các lá của chúng xuất hiệncác đốm màu nâu, lá bị vàng và sau đó bị rụng Các nụ hoa non trở nên màu nâu vàrụng [9]

Thủy ngân trong môi trường nước có thể hấp thu vào cơ thể thủy sinh vật,đặc biệt là cá và các loại động vật không xương sống Cá hấp thụ thủy ngân vàchuyển hóa thành metyl thủy ngân (CH3Hg+) rất độc đối với cơ thể người Chất nàyhòa tan trong mỡ, phần béo của các màng và trong não tủy

Thủy ngân vô cơ tác động chủ yếu đến thận, trong khi metyl thủy ngân ảnhhưởng chính đến hệ thần kinh trung ương Sau khi nhiễm độc, người bệnh dễ bịkích thích, cáu gắt, xúc động, rối loạn tiêu hóa, rối loạn thần kinh, viêm lợi, runchân Thủy ngân làm phân ly tế bào chromosoma, phá vỡ nhiễm sắc thể và ngăn cản

sự phân chia tế bào là nguyên nhân gây hiện tượng vô sinh ở nam giới khi ngộ độclâu dài hơi thủy ngân Nếu nhiễm độc nặng có thể gây tử vong Độc tính do thủyngân tác dụng lên nhóm Sulphydrul (-SH) của các hệ thống enzyme Sự liên kết củathủy ngân với màng tế bào ngăn cản vận chuyển đường qua màng và cho phép vậnchuyển kali tới màng Điều này giải thích vì sao những trẻ sơ sinh từ người mẹ bịnhiễm metyl thủy ngân sẽ bị tác động lên hệ thần kinh trug ương ( có thể gây tâmthần phân liệt, kém phát triển trí tuệ và co giật).[13]

Năm 1972, Ủy ban chuyên viên FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JEFCA)

đã thiết lập giá trị ạm thời cho lượng tiếp nhận hàng tuần có thể chịu đựng được đốivới thủy ngân là 5µg/kg thể trọng, trong đó metyl thủy ngân không được lớn hơn3,3 µg/kg thể trọng.[23]

d Độc tính của kẽm

Kẽm là nguyên tố vi lượng được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm vànước uống dưới hình thức các phức chất hữu cơ Các muối kẽm hòa tan đều độc.Khi ngộ độc kẽm sẽ cảm thấy miệng có vị kim loại, đau bụng, mạch chậm, co giật Chế độ ăn thường là nguồn cung cấp kẽm chính cho cơ thể Hấp thụ quá nhiều kẽmlàm ngăn chặn sự hấp thu đồng và sắt Ion kẽm tự do trong dung dịch là chất có độctính cao đối với thực vật, động vật không xương sống, và thậm chí là cả động vật cóxương sống Mô hình hoạt động của ion tự do đã được công bố trong một số ấnphẩm, cho thấy rằng chỉ một lượng mỏ mol ion kẽm tự do cũng giết đi một số sinhvật

Ion kẽm tự do là một axít Lewis mạnh đến mức có thể ăn mòn Axít dịch vịchứa axít clohydric, mà hàm lượng kẽm kim loại trong đó dễ hòa tan trong đó gây

ăn mòn kẽm clorua Nuốt đồng xu 1 cent của Mỹ năm 1982 (97,5% kẽm) có thể làmhỏng niêm mạc dạ dày do khả năng hòa tan cao của các ion kẽm trong dịch vị

Có bằng chứng về sự thiếu hụt đồng khi uống ở mức thấp một lượng kẽm100–300 mg/ngày; một thử nghiệm gần đây cho thấy số người nhập viện cao hơnliên quan đến các biến chứng tiết niệu so với "thuốc trấn an" trong số đàn ông lớntuổi uống 80 mg/day, khuyến khích uống 11 và 8 mg Zn/ngày theo thứ tự đối vớiđàn ông và phụ nữ Thậm chí ở các mức thấp hơn, gần với tiêu chuẩn RDA, có thểcan thiệp với việc uống đồng và sắt, chống lại ảnh hưởng của cholesterol Hàmlượng kẽm vượt quá 500 ppm trong đất gây rối cho khả năng hấp thụ các kim loạicần thiết khác của thực vật, như sắt và mangan Có những tình huống gọi là sự runkẽm hay ớn lạnh kẽm sinh ra do hít phải các dạng bột ôxít kẽm nguyên chất

JECFA đã đề nghị giá trị tạm thời cho lượng kẽm tiếp nhận tối đa hàng ngày

có thể chịu đựng được là 1 mg/kg thể trọng Nhu cầu dinh dưỡng về kẽm hàng ngày

ở người lớn là 12 -20 mg/l.

Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã khuyến cáo rằngkẽm phá hủy các thụ thể thần kim trong mũi gây ra chứng mất khứu giác Các báocáo về chứng mất khứu giác cũng được quan sát trong thập niên 1930 khi các côngtác chuẩn bị kẽm để sử dụng trong một nỗ lực không thành công để ngăn chặn sựlây nhiễm bệnh bại liệt Ngày 16 tháng 6 năm 2009, FDA thông báo rằng nhữngngười sử dụng kẽm nên dừng sử dụng các sản phẩm trị cúm có gốc kẽm và yêu cầuloại bỏ các sản phẩm đó trong các cửa hàng FDA nói rằng việc không cảm nhậnđược mùi có thể đe dọa đời sống vì người dân không thể cảm nhận được sự rò rỉ củagas hoặc khói và không thể nhận biết rằng thực phẩm có bị hư trước khi họ ăn [13]

e Độc tính của sắt

Sắt là một trong những kim loại có nhiều trong vỏ quả đất Nồng độ của nótrong nước thiên nhiên có thể từ 0,5 - 50 mg/l Sắt còn có thể hiện diện trong nướcuống do quá trình keo tụ hóa học bằng hợp chất của sắt do sự ăn mòn ống dẫn nước.Sắt là một nguyên tố căn bản trong dinh dưỡng của con người Nhu cầu tối thiểu vềsắt hàng ngày tuỳ thuộc vào tuổi, giới tính, thể chất thay đổi 10 - 50 mg/ngày

Việc hấp thụ quá nhiều sắt gây ngộ độc, vì các sắt II dư thừa sẽ phản ứng vớicác perôxít trong cơ thể để sản xuất ra các gốc tự do Khi sắt trong số lượng bìnhthường thì cơ thể có một cơ chế chống ôxi hóa để có thể kiểm soát quá trình này.Khi dư thừa sắt thì những lượng dư thừa không thể kiểm soát của các gốc tự dođược sinh ra

Một lượng gây chết người của sắt đối với trẻ 2 tuổi là ba gam sắt Một gam

có thể sinh ra sự ngộ độc nguy hiểm Danh mục của DRI về mức chấp nhận caonhất về sắt đối với người lớn là 45 mg/ngày Đối với trẻ em dưới 14 tuổi mức caonhất là 40 mg/ngày.[13]

Nếu sắt quá nhiều trong cơ thể (chưa đến mức gây chết người) thì một loạtcác hội chứng rối loạn quá tải sắt có thể phát sinh, chẳng hạn như hemochromatosis.Việc hiến máu là đặc biệt nguy hiểm do có thể sinh ra chứng thiếu sắt và thôngthường được chỉ định bổ sung thêm các biệt dược chứa sắt

Để phòng tránh sự lưu giữ một lượng sắt quá thức trong cơ thể, năm 1983,JECFA đã thiết lập giá trị tạm thời cho lượng tiếp nhận tối đa hàng ngày có thểchịu đựng được là 0,8 mg/kg thể trọng.[13]

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG

NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, đối tượng nghiên cứu được tập trung là môi trườngnước và trầm tích trên sông Hiến, Sông Bằng chảy qua Thành phố Cao Bằng

Hình 2: Sơ đồ lấy mẫu

Để đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng tại hai con sông này, nghiên cứuđược tiến hành lấy mẫu nước và trầm tích tại một số điểm được trình bày trong hình

2 và bảng 4 Ngày lấy mẫu 30/3/2013

Bảng 4: Vị trí lấy mẫu và kí hiệu mẫu nước và trầm tích

Phía dưới khách sạn Bằng Giang SB4 TTSB4

Thực hiện thêm nghiên cứu về nguồn thải và chất lượng nước nguồn thải vịtrí các nguồn thải được trình bày ở hình 3 bảng 5 Ngày lấy mẫu 12-15/04/2013

Bảng5: Vị trí lấy mẫu và kí hiệu mẫu nước thải

Xí nghiệp chế biến khoáng sản Nậm Loát (thuộc Công ty CP

2.2 Phương pháp nghiên cứu

a 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu tổng quan

Các tài liệu, số liệu, bản đồ, các công trình nghiên cứu được thu thập có liênquan đến lĩnh vực nghiên cứu Sau khi thu thập, các tài liệu được tổng hợp và tổngquan trong phần chương 1 để có thể đưa ra bức tranh tổng quát về vấn đề ô nhiễmkim loại nặng trong môi trường

b 2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa

Đây là phương pháp thu thập các thông tin, số liệu cần thiết thông qua phỏngvấn, ghi nhận từ các đối tượng có liên quan hoặc từ quan sát trực quan hiện trạngcủa các đối tượng nghiên cứu, với khối lượng và mức độ chi tiết đủ để phục vụ cho

đề tài

Các thông tin cần điều tra, khảo sát phục vụ đề tài gồm có:

- Điều tra, xác định các nguồn xả thải vào sông Bằng, sông Hiến và nhữngthông tin về đặc trưng xả thải Lấy mẫu và phân tích chất lượng nước thải

- Khảo sát, đo đạc, lấy mẫu và phân tích chất lượng nước, trầm tích sông vùng

nghiên cứu

c 2.2.3 Phương phương lấy, bảo quản và xử lý mẫu[3]

Thực hiện lấy và bảo quản mẫu nước, trầm tích theo các tiêu chuẩn ViệtNam hiện hành:

* TCVN 5996-1995: Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối

* TCVN 5999-1995: Hướng dẫn lấy mẫu nước thải

* TCVN 5993-1995: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu

* TCVN 6663-3:2000 - Chất lượng nước - Lấy mẫu Phần 13: Hướng dẫn lấymẫu bùn nước, bùn nước thải, bùn liên quan

* TCVN 6663-15:2004 - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản

pH

SMEWW 5220D- Xác định nhu cầu oxy hoáhọc bằng cách oxy hóa các hợp chất hữu cơbằng hỗn hợp bicromat và axit sulfuric trongcuvet đậy kín ở 150OC trong 2 giờ, rồi đo độ

TT Thông số

khối lượng Làm khô giấy lọc và cặn ở 103 –

105OC Cân giấy lọc đã sấy Hiệu số khối lượnggiấy lọc trước và sau khi lọc và sấy cho biết giá

TCVN 6177:1996- Xác định sắt bằng phươngpháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10-phenantrolin

mg/kg

Nước,trầm tích

TCVN 7877:2008 (ISO 5666:1999) - Xác địnhthuỷ ngân bằng phương pháp đo hấp thụ nguyên

tử

mg/kg

Nước,trầm tích

Nước,trầm tích

TCVN 6193:1996-Xác định coban, niken, đồngkẽm, cađimi và chì bằng phương pháp trắc phổ

hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

Pb

Clorua, Nitrit, Orthophotphat, Bromua, Nitrat vàSunfat hoà tan bằng sắc ký lỏng ion

TCVN 6494-2:2000- Xác định các ion Florua,Clorua, Nitrit, Orthophotphat, Bromua, Nitrat vàSunfat hoà tan bằng sắc ký lỏng ion

*TCNV 6649:2000 (ISO 11466:1995) chất lượng đất – chiết các nguyên tốvết tan trong nước cường thủy

Mô tả tóm tắt quy trình xử lý mẫu trầm tích bằng cường thủy để phân tíchxác định kim loại

- Mẫu được phơi Mẫu được xử lý tại phòng thí nghiệm, phơi khô không khí,giã và rây qua rây 1mm Khi phơi các mẫu được đảm bảo kí hiệu chính xác và tránhnhiễm bẩn chéo giữa các mẫu và các nguồn khác bên ngoài Các mẫu sau xử lý

được đựng trong giấy được gấp kín Cân 0,5g mẫu sau đó cho mẫu vào cốc thủytinh 100ml, cho 15ml HCl + 5ml HNO3 (tỷ lệ 3:1)

- Mẫu quá nhiều hữu cơ ngâm dung dịch cường thủy qua đêm, đun dung dịchtrên bếp cách cát.Nhiều hữu cơ quá cho thêm pecloric đun tới hết khói trắng ( trongquá trình phá mẫu phải đậy nắp kính đồng hồ) Nếu mẫu vẫn còn hữu cơ xử lý bằng

H2O2 cho tới khi mẫu trắng hoàn tòa

- Để nguội, hòa tan mẫu bằng 5ml HNO3 tia thêm nước cất và đun nhẹ tới khidung dịch trong suốt Nếu mẫu nhiều Si phải lọc bỏ trước khi định mức lên 50mlhoặc 100ml

e 2.2.5 Tính toán tải lượng ô nhiễm

Việc tính toán tải lượng ô nhiễm phải dựa vào: mục đích sử dụng nguồnnước của cộng đồng hoặc các giá trị môi trường cần duy trì; việc xác định các chất

ô nhiễm cần quan tâm; và các tiêu chuẩn, mục tiêu chất lượng nước đã có trong đóxác định các giá trị giới hạn cho các chất ô nhiễm để đảm bảo các mục tiêu, giá trị

C tc (mg/l) là giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm đang xem xét;

86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m 3 /s) x (mg/l) sang (kg/ngày).

3 Nội dung nghiên cứu:

1- Đánh giá được mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước,trầm tích sông Bằng, sông Hiến Thông qua các số liệu phân tích các mẫu nước vàtrầm tích được lấy tại một số điểm trên sông Bằng và sông Hiến

2- Sơ bộ đánh giá sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích sông Bằng, sôngHiến Dựa trên hàm số T và hệ số tích lũy kim loại nặng được tính theo công thức:

3- Xác định và đánh giá ô nhiễm của nguồn thải công nghiệp và mỏ tại thànhphố Cao Bằng Qua các điều tra khảo sát nguồn thải và số liệu phân tích nước thảitại các nguồn thải công nghiệp và mỏ.

4- Đưa ra các giải pháp cụ thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước lưu vựcsông Bằng, sông Hiến Dựa trên tình hình ô nhiễm của hai con sông và tình hìnhphát triển, định hướng phát triển trong tương lai của thành phố Cao Bằng

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đánh giá mức độ ô nhiễm tại sông Bằng, sông Hiến đoạn chảy qua thành phố Cao Bằng

f 3.1.1 Hiện trạng môi trường nước mặt:

Môi trường nước mặt tại sông Bằng và sông Hiến hiện đang bị ô nhiễm Chấtlượng môi trường nước tại 2 con sông này không đạt QCVN08:2008/BTNMT(cột

A2) Một vài chỉ tiêu tại một số điểm còn vượt quá cả QCVN08:2008/BTNMT(cột

B1) ví dụ như TSS, COB, BOD Được trình bày ở bảng 7:

Bảng 7 Một số tính chất lý, hóa học tại sông Bằng, sông Hiến

Kết quả phân tích cho thấy, giá trị pH dao động trong khoảng từ 7,89 – 8,34

và không có nhiều thay đổi giữa các vị trí mẫu Trên sông Bằng tại vị trí chân cầu Hồng Việt có giá trị pH cao nhất (pH=8,34) trên sông Hiến giá trị pH cao nhất tại

chân cầu sông Hiến (pH= 8,21) Các giá trị này đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN08:2008/BTNMT cột A1 (6-8,5).

Hàm lượng TSS được thể hiện trong hình 3:

Hình 3 Hàm lượng TSS trong nước sông Bằng và sông Hiến

Theo kết quả trên ta thấy giá trị TSS tại các vị trí khác nhau trên sông Bằng

và sông Hiến đều có sự khác biệt lớn, hàm lượng dao động từ 35-102,7 mg/l trênsông Bằng và dao động từ 176-374 mg/l Hàm Lượng TSS trên sông Bằng có chiềuhướng tăng rồi lại giảm từ đầu nguồn với cuối nguồn Hàm lượng TSS cao nhất trênsông này là tại vị trí hợp lưu với sông Hiên Hàm Lượng TSS tại sông Hiến có chiềuhướng tăng từ đầu nguồn đến cuối nguồn Hàm lượng TSS cao nhất trên sông Hiến

là tai điểm chân cầu sông Hiến

* Trị số COD, DO, BOD5

Hàm lượng COD, DO, BOD5 được thể hiện trong hình 4:

Hình 4 Hàm lượng COD, DO, BOD 5 trong nước sông Bằng và

sông Hiến

Giống pH, các giá trị về hàm lượng DO cũng không thay đổi khác biệt lớngiữa các điểm lấy nẫu Giá trị DO thay đổi trong khoảng từ 5,83- 8,1 mg/l dọc theosông Bằng và sông Hiến Nhìn vào bảng kết quả thì thấy duy nhất hàm lượng DOtại vị trí chân cầu Hoàng Ngà là không đủ điều kiện để đạt QCVN08:2008/BTNMTcột A1 Giá trị DO bỗng dưng tụt giảm tại vị trí này có lẽ do đoạn sông này phảinhận nguồn nước thải từ phường sông Bằng, Phường Tân Giang và bệnh viện tỉnhCao Bằng

Giá trị hàm lượng BOD5 và COD tại sông Bằng và sông Hiến có sự thay đổikhá lớn giữa các điểm lấy mẫu Theo bảng số liệu ta thấy chỉ có Hàm Lượng CODtại vị trí phía sau nhà máy luyện gang đạt giới hạn cho phép của QCVN08:2008/BTNMT cột A2 còn lại hàm lượng COD, BOD5 tại các vị trí khác đều vượt quáQCVN08:2008/BTNMT cột A2 Giá trị COD tại sông Bằng thay đổi trong khoảng12,43 – 27 mg/l tại sông Hiến thay đổi trong khoảng 15,3-27,8 mg/l Giá trị BOD5tại sông Bằng thay đổi từ 6,14-8,6 mg/l, tại sông Hiền thay đổi từ 6,71-13,5 mg/l

Sự thay đổi hàm lượng này có thể được giải thích do trên sông Bằng tại vị trí châncầu Hồng Việt phải chịu nước thải từ thị trấn Nước Hai và các cơ sở sản xuất, bệnhviện của huyện Hòa An nên có hàm lượng COD, BOD5 cao, theo dòng chảy hàmlượng các chỉ tiêu này giảm dần nhưng tới điểm hợp lưu với sông Hiến do hàmlượng của sông này tăng dần từ đầu nguồn đến cuối nguồn do cuối nguồn phải tiếpnhận nước thải từ phường Sông Hiến và phường Hòa Chung nên Hàm lượng CODBOD lại tăng, kết hợp với nước thải từ thành phố Cao Bằng nên càng tăng hơn nữa

về cuối nguồn Hàm lượng COD và BOD5 cao nhất tại chân cầu sông Hiến

* Trị số NO2-, PO4

3-Hàm lượng NO2-, PO43- được thể hiện trong hình 5:

Hình 5 Hàm lượng NO 2 - , PO 4 3- trong nước sông Bằng và sông

Hiến

Giá trị NO2- dao động trong khoảng 0,007-0,023 mg/l tại sông Bằng và0,017- 0,03 mg/l tại sông Hiến Ta thấy đã có những vị trí có hàm lương vượt quáQCVN08:2008 /BTNMT cột A2 đó là chân cầu Hồng việt và câu cầu treo CanhTân Hàm lượng NO2- đạt giá trị rất thấp chứng tỏ điều kiện môi trường ở đâykhông phù hợp cho nitơ tồn tại dưới dạng nitrat Giá trị PO43- dao động trongkhoảng 0,043 - 0,75 mg/l tại sông Bằng và 0,08-0,14 mg/l tại sông Hiến Có thểthấy chỉ có hàm lượng PO43- trên sông Bằng là vượt quá QCVN08:2008 /BTNMTcột A2 còn sông Hiến thì không Hàm lượng PO43- cao nhất là 0,75 mg/l tại vị tríchân cầu Hoàng Ngà Giá trị này cho thấy tại vị trí này sông Bằng đang có dấu hiệu

bị phú dưỡng

g 3.1.2 Hiện trạng kim loại nặng môi trường nước mặt:

Các kim loại nặng nghiên cứu bao gồm: Pb, Zn, Fe, As, Hg Hàm lượng cáckim loại này trong nước được trình bày tại bảng 8:

Bảng 8 Hàm lượng kim loại nặng tại sông Bằng, sông Hiến

Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu nước sông Bằng

và sông Hiến ở bảng 7 cho thấy hàm lượng các kim loại nặng Pb, Zn, Fe, As, Hgđều ở dưới ngưỡng cho phép của QCVN08:2008/BTNMT (cột A2) Chứng tỏ rằngnước sông Bằng và sông Hiến chưa bị ô nhiễm kim loại nặng trong nước Nhưnghàm lượng các kim loại tại các vị trí khác nhau trên sông Bằng và sông Hiến đều có

sự khác biệt lớn Sự khác biệt này được mô tả cụ thể như sau:

* Nguyên tố chì (Pb)

Hàm lượng chì trong nước được minh họa ở hình 6:

Hình 6 hàm lượng chì tổng số trong nước sông Bằng, sông Hiến

Hàm lượng chì trong nước sông Bằng dao động trong khoảng 0,0064 mg/l, trong nước sông Hiến dao động trong khoảng 0,00061- 0,00924 mg/l.Các kết quả này đều dưới ngưỡng cho phép của QCVN08:2008/BTNMT (cột A2).Nhìn chung do hàm lượng chì ở trong nước sông Bằng là thấp và không đáng kểnhưng hàm lượng chì từ vị trí phía dưới trạm bơm nhà máy nước Tân An tới điểmhợp lưu với sông Bằng là khá lớn và đang có nguy cơ bị ô nhiễm chì Hàm lượngchì cao nhất tại vị trí dưới trạm bơm nhà máy nước Tân An và thấp nhất tại vị tríphía sau nhà máy luyện gang

0,00051-* Nguyên tố kẽm (Zn)

Hàm lượng kẽm trong nước được minh họa ở hình 7:

Hình 7 hàm lượng kẽm tổng số trong nước sông Bằng, sông Hiến

Hàm lượng kẽm trong nước sông Bằng dao động trong khoảng 0,048 - 0,11mg/l, trong nước sông Hiến dao động trong khoảng 0,09-0,126 mg/l Các kết quảnày đều dưới ngưỡng cho phép của QCVN08:2008/BTNMT (cột A2) Hàm lượngkẽm trên sông Bằng có chiều hướng gia tăng về phía hạ nguồn, còn trên sông Hiếnlại có chiều hướng suy giảm về phía hạ nguồn Hàm lượng kẽm cao nhất tại vị tríchân cầu treo Canh Tân và thấp nhất tại vị trí chân cầu Hồng Việt

* Nguyên tố sắt (Fe)

Hàm lượng sắt trong nước được minh họa ở hình 8:

Hình 8 Hàm lượng sắt tổng số trong nước sông Bằng, sông Hiến