Đánh giá hiện trạng kim loại nặng trong đất sản xuất nông nghiệp huyện thuận thành, tỉnh bắc ninh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM PHÙNG THỊ MỸ HẠNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN THUẬN THÀNH TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60.44.03.01 Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Minh Tiến NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NƠNG NGHIỆP - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tôi cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn nêu rõ nguồn gốc Hà nội, ngày 20 tháng 05 năm 2016 Tác giả luận văn Phùng Thị Mỹ Hạnh ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn, tơi nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn TS Trần Minh Tiến tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian tạo điều kiện cho suốt q trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán viên chức môn Phát sinh học Phân loại đất - Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi suốt q trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn./ Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2016 Tác giả luận văn Phùng Thị Mỹ Hạnh MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình viii Trích yếu luận văn ix Thesis Abstract x Phần Mở đầu 1.1 Giả thiết khoa học 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Kim loại nặng đất 2.1.1 Dạng tồn chuyển hóa KLN đất 2.1.2 Tác động KLN tới môi trường đất 2.2 Tình hình nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng đất sản xuất nông nghiệp 2.2.1 Ô nhiễm kim loại nặng đất sản xuất nông nghiệp giới 2.2.2 Ô nhiễm kim loại nặng đất sản xuất nông nghiệp Việt Nam 2.3 Các nguồn gây tác động làm gia tăng hàm lượng KLN đất nông nghiệp 12 2.3.1 Nguồn gốc tự nhiên 12 2.3.2 Nguồn gốc nhân tạo 13 2.4 20 Các biện pháp xử lý ô nhiễm đất sản xuất nông nghiệp Phần Vật liệu phương pháp nghiên cứu 25 3.1 25 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1.1 25 Đối tượng nghiên cứu 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 25 3.2 Nội dung nghiên cứu 25 3.3 25 Phương pháp nghiên cứu 3.3.1 25 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 3.3.2 25 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp 3.3.3 26 Phương pháp lấy mẫu phân tích 3.3.4 Phương pháp so sánh 28 3.3.5 28 Phương pháp xử lý số liệu 3.3.6 Phương pháp lựa chọn tiêu mức độ đánh giá nguy ô nhiễm……… 28 Phần Kết thảo luận 29 4.1 Một số điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Thuận Thành – tỉnh Bắc Ninh 29 4.1.1 29 Điều kiện tự nhiên 4.1.2 34 Điều kiện kinh tế – xã hội 4.2 Hiện trạng kim loại nặng đất sản xuất nông nghiệp khu vực nghiên cứu 4848 4.2.1 48 Độ chua (pH KCl pH H2O) tính chất đất khác 4.2.2 Kim loại nặng 51 4.3 57 Đánh giá nguy ô nhiễm cảnh báo Phần Kết luận kiến nghị 61 5.1 Kết luận 611 5.2 Đề nghị 62 Tài liệu tham khảo 63 Phụ lục Error! Bookmark not defined.65 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường BVTV Bảo vệ thực vật ĐBSH Đồng sông Hồng FAO Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc HST Hệ sinh thái KCN Khu công nghiệp CCN Cụm công nghiệp KLN Kim loại nặng QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VSV Vi sinh vật CEC Khả trao đổi cation OC Hàm lượng cacbon hữu pH pH số đo độ hoạt động (hoạt độ) ion (H+) DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Quan hệ tính linh động kim loại với pH Eh Bảng 2.2 Tổng kết hấp phụ kim loại vết Bảng 2.3 Hàm lượng tối đa cho phép kim loại nặng xem độc tố thực vật đất nông nghiệp Bảng 2.4 Hàm lượng kim loại nặng tầng đất mặt số loại đất Việt Nam Bảng 2.5 Hàm lượng kim loại nặng đất nông nghiệp số vùng Việt Nam 10 Bảng 2.6 Nguồn gốc công nghiệp số kim loại nặng 14 Bảng 2.7 Sử dụng phân bón vơ nước ta qua năm 16 Bảng 2.8 Các tạp chất phân superphophat 18 Bảng 2.9 Thời gian tồn lưu đất số nông dược 20 Bảng 3.1 Mức đánh giá tiêu kim loại nặng 28 Bảng 4.1 Các KCN CCN địa bàn huyện Thuận Thành_ 38 Bảng 4.2 Danh mục làng nghề hoạt động huyện Thuận Thành 40 Bảng 4.3 Biến động dân số, lao động qua năm 41 Bảng 4.4 Hàm lượng kim loại nặng số phân bón thơng thường 44 Bảng 4.5 Lượng phân bón theo cấu trồng 45 Bảng 4.6: Một số tiêu chất lượng điểm lấy mẫu 50 Bảng 4.7 Mức đánh giá tiêu kim loại nặng 57 vii DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Sơ đồ địa điểm lấy mẫu địa bàn huyện Thuận Thành 27 Hình 4.2 Sơ đồ biểu thị số liệu trung bình năm (2005 - 2015) Trạm Khí tượng Bắc Ninh 32 Hình 4.3 pHH2O đất tầng mặt 23 điểm nghiên cứu 48 Hình 4.4 Hàm lượng Cu đất tầng mặt 23 điểm nghiên cứu 51 Hình 4.5 Hàm lượng Pb đất tầng mặt 23 điểm nghiên cứu 52 Hình 4.6 Hàm lượng Cd đất tầng mặt 23 điểm nghiên cứu 53 Hình 4.7 Hàm lượng As đất tầng mặt 23 điểm nghiên cứu 54 Hình 4.8 Hàm lượng Zn đất tầng mặt 23 điểm nghiên cứu 55 Hình 4.9 Hàm lượng Hg đất tầng mặt 23 điểm nghiên cứu 56 TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Mục tiêu đề tài đánh giá trạng kim loại nặng (Asen (As), Thủy Ngân (Hg), Cadimi (Cd), Đồng (Cu), Kẽm (Zn), Chì (Pb))trong đất sản xuất nông nghiệp huyện Thuận Thành – tỉnh Bắc Ninh Sử dụng phương pháp thu thập số liệu sơ cấp, thứ cấp, thu thập thông tin liên quan, lựa chọn mẫu, lấy mẫu, phân tích mẫu, xử lý số liệu, xây dựng đồ cách tổng hợp để thực mục tiêu Kết cho thấy đất sản xuất nơng nghiệp địa bàn nghiên cứu có hàm lượng kim loại nặng mức độ khác Đối với Pb, Zn, As mức thấp theo thang đánh giá viện Thổ nhưỡng Nông hóa (2011) khơng nhiễm chưa vượt q ngưỡng cho phép QC-03/2008 BTNMT, Hg Cu có nhiều điểm sơ nhiễm nhiễm nặng Căn vào trạng phát được, phân tích ngun nhân gây nên tình trạng trên, quan quản lý mơi trường huyện Thuận Thành cần phải có giải pháp tổng hợp quản lý, công nghệ để xử lý vấn đề 5.2 KIẾN NGHỊ Đề tài thực đánh giá KLN tổng số với số lượng mẫu hạn chế Để đánh giá đầy đủ phục vụ cho công tác bảo vệ đất, quy hoạch quản lý hướng cần nghiên cứu thêm hàm lượng KLN linh động đất Cần có phương pháp đánh giá theo quy chuẩn, tiêu chuẩn để có sở khoa học cho việc phân loại mức độ ô nhiễm 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt: Cục Bảo vệ Môi trường, 2003 Chất thải q trình sản xuất vấn đề bảo vệ mơi trường Nhà xuất Lao động, 2003 Hồ Thị Lam Trà, Nguyễn Hữu Thành Kim loại nặng (tổng số trao đổi) đất nông nghiệp huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên Tạp chí Khoa học đất, số 19/2003 http://thuanthanh.gov.vn/kinh-te/cum-cong-nghiep-tren-dia-ban-huyen-thuanthanh-15-1029.html http://www.bacninh.gov.vn/Zone/KHCNMoiTruong/BaoVeMoiTruong.html http://www.mard.gov.vn/pages/news_detail.aspx?NewsId=7877&Page=4 Huỳnh Trường Giang (2008) KLN môi trường tác động tới động vật thủy sản, khoa Thủy Sản, Đại học Cần Thơ Lê Đức Lê Văn Khoa Tác động hoạt động làng nghề tái chế đồng thủ công xã Đại Đồng, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng n đến mơi trường đất khu vực Tạp chí khoa học đất số 14/ 2001 Lê Đức Trần Thị Tuyết Thu (2000), “Bước đầu nghiên cứu khả hút thu tích luỹ Pb bèo tây rau muống đất bị ô nhiễm”, Thông báo khoa học trường đại học, Bộ giáo dục Đào tạo, Hà Nội, 2000 Lê Đức, Trần Khắc Hiệp (2006) Giáo trình đất bảo vệ đất, NXB Hà Nội 10 Lê Huy Bá, 1997, Sinh thái môi trường đất, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội 11 Lê Văn Khoa, Lê Thị Anh Hằng, Phạm Minh Cường, Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng môi trường đất, nước, trầm tích, thực vật khu vực cơng ty Văn Điển cơng ty Orion Hanel, tạp chí khoa học đất số 11/1999 12 13 14 15 16 Nguyễn Hữu Thành, Hồ Thị Lam Trà, 2003, nghiên cứu hàm lượng Zn đất nông nghiệp huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên Nguyễn Ngọc Nông, Hàm lượng nguyên tố vi lượng kim loại nặng số loại đất vùng Đơng Bắc Việt Nam Tạp chí khoa học đất số 18/ 2003 Nguyễn Xuân Cự, Trần Thị Tuyết Thu (2003), Bài giảng ô nhiễm đất biện pháp xử lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh, Nguyễn Xuân Huân Một số nghiên cứu kim loại nặng giới Tạp chí khoa học đất số 20/2004 Tạp chí Khoa học Phát triển (2010) Tuyển chọn số chủng vi khuẩn nấm rễ (AMF) có khả chuyển hóa hấp thu Cu, Pb, Zn cao để cải tạo đất ô nhiễm KLN (5) tr 832 - 842 63 17 Trần Công Tấu, Trần Công Khánh, Hiện trạng môi trường đất Việt Nam thông qua việc nghiên cứu kim loại nặng Tạp chí khoa học đất số 10/ 1998 18 Trịnh Quang Huy (2006) Bài giảng Tồn dư hóa chất nơng nghiệp Trường ĐH Nơng nghiệp I Hà Nội Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa (1998) Sổ tay phân tích Đất, nước, phân bón, trồng, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội, Việt Nam 19 20 21 Viện Thổ nhưỡng Nơng hố (2007) Báo cáo kết điều tra phân bón 2004 – 2007 Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa (2011) Báo cáo kết đề tài “ Nghiên cứu áp dụng biện pháp sinh học giải ô nhiễm kim loại nặng đất nước cho vùng chuyên canh rau miền Đông Nam Bộ đồng sông Cửu Long” Tiếng anh : 22 Alina Kabata-Pendias, Ph.D., D.Sc (2000).Trace elements in Soils and Plants Alina Kabata-Pendias 23 Canadian Council of Minister of the Environment (CCME) (1997) Recommadations canadienes pour la qualité des sols Mars 24 Ghosh, M., Singh, S.P (2005), "A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of its byproducts", Applied ecology and environmental reserch, 3(1), pp 1-18 25 Ho Thi Lam Tra, Kazuhiko Egashira (1999) Heavy Metal Characterization of River Sediment in Ha Noi, Viet Nam Commun Soil Sci Plant Analý United States 26 Hồ Thị Lam Trà, Kazuhiko Egashira (2001) Status of Heavy metal inAgricultural Soils of Viet Nam Plant Nuts pp 419 – 422 27 Kabata-Pendias and H Pendias (1985) Trace Elements in Soils and Plants CRC Press, Inc Boca Raton, Florida 28 Nieboer E, Richardson DHS (1980) The replacement of the nondescript term “heavy metals” by a biologically and chemically significant classification of metal ions Environ Poll Series B - Chem Phys pp 3–26 29 Plant J.A., Raiswell R (1983), “Principles of environmental geochemistry”, Applied environmental geochemistry, Academic Press, London, pp – 39 PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH pH KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN THUẬN THÀNH T T 1 1 K ý h i T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T K i 1n 1 1 1 1 1 ọa Nh V ómH ĩ O H ó L K h H ó C T H ó C T C T K h K h H ó K h p H K C l5 A s C d H P g b 0 0 Kim loại Z C n u 5 5 9 1 5 8 5 2 65 2 2 T K T h T H T ó T H T ó T H T ó T H T ó T H T ó T L T T H T ó T K T h T C T T T C T T Giá trị thấp nhất: Giá trị cao nhất: 5 7 7 8 1 G Độ lệch chuẩn: QCVN 03/2008; 0 5 6 5 5 1 5 5 3 5 5 8 2 0 66 PHỤ LỤC 2: ĐỊA ĐIỂM LẤY MẪU KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN THUẬN THÀNH T T 1 1 2 2 K ý K i n Th T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T V ĩ đ 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hô 2T 1hơ 67 PHỤ LỤC 2: MỘT SƠ ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN LUẬN VĂN Điều n Điều n Điều tra nông hộ Điều tra nông hộ 68 Công l đất Phân tích ttrong phò Cảnh Cản h q n 69 PHIEU l>IEU TRA Vlf:N KHOA HQC NONG NGHI:f:P Vlf:TNAM (Di tai Danh gia hi�n trang K h ieu ph'i.e: u: rJ.L,{ Chu s& hiru: - 0r-,0� �; \� ·� 'fr� J:u � • � Thon: �.1£wl Huyen: •••• , v;, Ten XU d6ng: """'.:_� .Mil Xa: ,,(.f:if/.J.In.fp Ngay diSu tra: I THONG TIN CHUNG o nhi�m kim loai nang dftt snr xuftt nong nghiep tren dia ban huyen Thuan Thanh - tinh B�c Ninh) VI:f:N THO NHUONG NONG HOA :Z""'k'i""' :MtL Tinh: J.\J.:.Q II D4C DIEM KHU DAT DIEU TRA Dien tich thira d§t: Ca c§.u cay tr6ng: �r Hien trang tham thirc v�t: {.15 �.� LW ± , , )u.; Dia hinh nrong d6i:D Cao Dvan cao D Van 13.ran th§.p Loai cffit: ··············�····r·· � : Nguen cun_g c�� nu6: nroi: Vil ,� Ky hieu mau dat da lay tai khu ruong dieu tra: Drrung 1-\ill- '1J J.eu.JJ � • 1\ -'\ � S, Khoang each dSn dirong giao thong chinh g!n nhit (huong): � � Khoang each dSn khu clan cu gAn nhit (hirong): ,;.t.tf.'f � 10 Khoang each dSn khu cong nghiep gAn nh§.t (lnrong, ten KCN?): ¥� San xu§.t gi hoac 11 Khoang each dSn lang nghe gAn nhat (hirong, nghe gi ?): .•K0 :1 - � � �· 12 Khoang each d@n nguon mroc gAn nh§.t (huong): ?(a : 13 Khoang each dSn nguon gay o nhi@m)