Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 3(43)/Năm 2007 SỰ TÍCH LUỸ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT DO ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ NHƠM N PHONG - BẮC NINH Nguyễn Cơng Vinh (Viện Nơng hóa - Thổ nhưỡng) Mai Thị Lan Anh (Khoa KH Tự nhiên &Xã hội – ĐH Thái Nguyên) Đặt vấn đề Nghề tái chế nhôm bắt đầu hình thành làng Mẫn Xá, xã Văn Mơn, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh từ năm 1958 với nghề cô đúc nhôm, kim loại màu, tái chế phôi Là làng nghề lớn xã Văn Môn với 507 hộ 2490 khNu, từ năm 1960, Mẫn Xá địa phương có tiếng miền Bắc chuyên thu mua, xử lý nấu đúc nhôm, chì, phế liệu Hiện nay, thơn có 200 hộ dân theo nghề với khoảng 400 lò chế biến Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất loại phế liệu nhôm từ vỏ lon, khung nhôm, xoong nồi, chi tiết phận máy, chí bình hố chất độc hại, bình thuốc sâu, bình khí độc hại qn đội thải Với quy mô sản xuất tương đối lớn, ngày làng nghề Mẫn Xá thu nhận khoảng 100 phế liệu, chủ yếu nhơm, khoảng 7% chì số lại kim loại hỗn tạp khác Hàng ngày có khoảng 500 lò tái chế hoạt động, trung bình nung chảy khoảng 60 phế liệu tiêu thụ khoảng 10 than Hàng năm, Văn Môn thu gom tới 8000 phế liệu đủ loại từ Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Thanh Hoá, Quảng Trị để tái chế loại phế liệu thành nhơm thỏi Trung bình tạ nhôm thành phNm phải cần tới 80 - 100 kg than Mỗi năm thị trường từ 4.500 đến 5000 nhôm luyện nhôm đúc, người sản xuất cần tới 3600 đến 5000 than Cùng với giàu có ngày tăng người dân làng nghề Mẫn Xá, môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân Mặc dù nhận mối nguy hiểm này, người dân nơi phớt lờ nguy hiểm Hàng giờ, người dân tiếp xúc với chất độc hại từ hoạt động cô đúc nhơm Hiện nay, cấp quyền chưa tìm biện pháp hữu hiệu để di dời, xử lý sở sản xuất kể Bài báo nêu lên số kết nghiên cứu ảnh hưởng hoạt động tái chế đến chất lượng môi trường đất nông nghiệp làng nghề tái chế nhôm huyện Yên Phong, Bắc Ninh Đối tượng, phạm vi nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu tiến hành đất lúa thuộc cánh đồng thôn Mẫn Xá, xã Vân Môn, huyện Yên Phong , tỉnh Bắc Ninh Thu thập mẫu đất phân bố theo định vị đồ cho mẫu đất đặc trưng cho vùng có khả bị ô nhiễm trực tiếp chất thải từ làng nghề đất nông nghiệp thôn Mẫn Xá, Vân Môn, Yên Phong, Bắc Ninh (MX) đất lân cận không chịu ảnh hưởng nước thải để làm đối chứng (ĐC) * Phương pháp nghiên cứu: Mẫu đất điều tra vào giai đoạn thu hoạch luá Xuân Mỗi mẫu lấy 10 điểm độ sâu – 20 cm, theo quy tắc hình chéo, trộn lấy mẫu hỗn hợp Bảng 1: Các phương pháp phân tích mẫu đất Đơn vị pHH2O (1/5) pHKCl (1/5) EC Cd, Zn, Cu, Pb 46 mm hos/cm mg/kg Phương pháp Đo pH metter, điện cực thủy tinh huyền phù KCl 1M có pH=6,8 Đo pH metter Tỷ lệ đất/ nước = 1/5, đo máy đo độ dẫn điện Công phá HClO4 +HF (tỷ lệ 1:3), xác nh bng AAS Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 3(43)/Năm 2007 Kt qu nghiờn cu v thảo luận * Một số tính chất đất khu vực nghiên cứu pH đất yếu tố đóng vai trò quan trọng đời sống trồng coi yếu tố sinh thái giới hạn Mỗi loại trồng thích nghi với khoảng pH định, thay đổi pH phía axit hay phía kiềm có ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển trồng Qua nhiều nghiên cứu cho thấy, môi trường tốt để lúa sinh trưởng phát triển đất trung tính (pH = 5-8) pH ảnh hưởng đến tính di động kim loại nặng đất Bảng 2: Một số đặc tính đất Mẫn Xá Thông số thống kê Giá trị nhỏ Giá trị lớn Trung bình STDEV CV % pHH2O (1:5) 5,95 6,52 6,19 0,19 3,06 pHKCl (1:5) 4,97 6,12 5,44 0,35 6,38 EC (mmhos/cm) 48,00 182,40 110,88 38,75 34,94 Theo kết nghiên cứu thu bảng 2, pH đất nằm ngưỡng chua nhẹ đến chua vừa Giá trị pHH2O biến động khoảng 6,19 ± 0,19 trung bình 6,19, pHKCl biến động khoảng 4,97-6,1; trung bình 5,44 ± 0,35 Độ dẫn điện dung dịch đất có liên quan đến hàm lượng muối tan dung dịch Thông thường, nồng độ muối tan dung dịch tăng lên độ dẫn diện dung dịch đất tăng EC dung dịch đất biến động khoảng từ 48-182,40 mmhos/cm, trung bình đạt 110,88 ± 38,75 mm hos/cm * Sự tích lũy kim loại nặng đất + Sự tích lũy Đồng đất Bảng 3: Hàm lượng Cu, Pb, Zn, Cd tổng số đất (mg/kg đất) Thông số thống kê Giá trị nhỏ Giá trị lớn Trung bình STDEV CV % TC EU TCVN 7209-2002 TC Hà Lan: -Ngưỡng ô nhiễm -Ngưỡng phải xử lý Cu Pb Zn Cd ĐC MX ĐC MX ĐC MX ĐC MX 22,10 23,10 22,06 0,71 3,13 27,9 38,11 32,06 4,015 12,52 28,22 30,29 29,26 1,46 5,00 29,21 43,12 37,46 5,8 14,98 41,89 42,99 42,44 0,78 1,83 55,89 87,98 68,192 13,78 20,201 0,45 0,48 0,47 0,021 4,56 0,56 0,81 0,716 0,1 13,49 50-140 50 36 190 150-300 200 140 720 150-300 100 140 720 1-3 0,8 1,2 Ngoài ra, hoạt động sản xuất nơng nghiệp ngồi việc sử dụng bùn thải làm phân bón, người sử dụng nước thải công nghiệp nước thải sinh hoạt để tưới tiêu, hoạt động làm tăng hàm lượng kim loại nặng đất 47 T¹p chÝ Khoa häc & Công nghệ - Số 3(43)/Năm 2007 S liu nghiờn cứu trình bày bảng 3, hàm lượng Cu đất khu vực thôn Mẫn Xá (bị ảnh hưởng nước thải làng nghề tái chế nhôm-MX) 32,06 ± 4,015 mg/kg cao đất khu vực không bị ảnh hưởng (ĐC) 22,06 ± 3,13 mg/kg, ∆ Cu trung bình 10 mg/kg, mẫu Cu dao động khoảng 27,9-38,11 mg/kg Tuy nhiên, tất mẫu phân tích hai khu vực nghiên cứu thấp TCVN 7209 – 2002 Nhưng xét theo Tiêu chuNn Hà Lan (36mg/kg), mẫu đất điểm nghiên cứu đạt ngưỡng ô nhiễm Chứng tỏ hoạt động tái chế bắt đầu gây ô nhiễm môi trường đất 60.0 Pb TCVN7209-2002 TC Hà Lan 250.0 50.0 200.0 m g P b /k g đ ấ t m g C u /kg đ ất 40.0 150.0 30.0 100.0 20.0 50.0 10.0 Cu TCVN 7209-2002 TC Hà Lan 0.0 0.0 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 Hình 1: Hàm lượng Cu,Pb tổng số đất (mg/kg đất) + Sự tích lũy Chì đất Trong cơng nghiệp, chì ứng dụng sản xuất sơn, ắc quy, dùng làm chất xúc tác Với ưu điểm trên, chì ngày ứng dụng rộng rãi sản xuất Tuy nhiên, chì bị cấm sử dụng số lĩnh vực, chẳng hạn chì pha xăng Việc ứng dụng rộng rãi chì làm cho mơi trường sinh thái có hàm lượng vượt tiêu chuNn cho phép, đặc biệt môi trường đất Khi phát thải vào mơi trường đất chì có thời gian tồn lưu lâu, hợp chất chì có khuynh hướng tích lũy mơi trường đất trầm tích sơng hồ, làm nhiễm chuỗi thức ăn ảnh hưởng đến trình trao đổi chất thể người Hình cho thấy hàm lượng Pb đất khu vực nghiên cứu tiêu chuNn cho phép Hàm lượng Pb tổng số trung bình thơn Mẫn Xá 37,46 ± 5,8 mg/kg cao vùng đối chứng (29,26 ± 5,00 mg/kg) Nói chung tất mẫu ngưỡng cho phép theo tiêu chuNn Việt Nam tiêu chuNn nước EU, TC Hà Lan, dao động từ 29,21-43,12 mg/kg đất Chứng tỏ vùng nghiên cứu chưa bị ô nhiễm Pb Tuy nhiên, so với vùng đối chứng, Vân Mơn có xu hướng tích luỹ Pb đất Nếu xu hướng tiếp diễn, tương lai gần vùng có nguy bị nhiễm + Sự tích luỹ Kẽm đất Do phát triển khoa học cơng nghệ, q trình thị hóa ngày tăng, nguồn chất thải từ nhà máy, khu công nghiệp, đô thị vào môi trường ngày tăng lên Kẽm có phế thải nhiều nghành công nghiệp công nghiệp luyện kim màu, sản xuất tơ, cơng nghiệp hóa chất, kẽm có bùn thải nhà máy sơn tổng hợp, cặn thải sơn sau sử dụng, 48 Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 3(43)/Năm 2007 bụi từ khu công nghiệp, bùn thải, nước thải khu thị Ngồi ra, số loại thuốc trừ sâu, phân bón có chứa kẽm Bằng đường khác lắng đọng từ khí quyển, sử dụng bùn thải nguồn phân bón cho trồng, sử dụng trầm tích sơng hồ để bón ruộng, hoạt động khai mỏ từ hoạt động kẽm hợp chất kẽm đưa vào đất tích lũy đất làm tăng hàm lượng vượt mức cho phép gây đất ô nhiễm kẽm 2.5 160.0 Cd TCVN 7209-2002 TC Hà Lan 140.0 2.0 120.0 1.5 m g C d /k g đ ấ t m g Z n /kg đ ấ t 100.0 80.0 1.0 60.0 40.0 0.5 20.0 Pb TC Hà Lan TCVN 7209-2002 0.0 0.0 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 Hình Hàm lượng Zn,Cd đất (mg/kg đất) Theo bảng hình 2, hàm lượng Zn đất khu vực nghiên cứu thấp ngưỡng cho phép theo TCVN 7209-2002 (100 mg/kg đất) biến động khoảng 55,89-87,98 mg/kg đất, TC Hà Lan 140 mg/kg đất Trung bình đất thôn Mẫn Xá đạt 68.192 ± 13.78 mg/kg đất cao đất vùng ĐC 42,44 ± 0,78 (mg/kg đất) ∆ Zn = 24,8 mg/kg đất Như vậy, dùng nước thải dẫn vào ruộng lúa có xu hướng làm tích lũy Zn đất chiều hướng gia tăng, ảnh hưởng ngày nhiều nước thải dẫn vào ruộng + Sự tích luỹ Cadimi đất Hiện nay, nơng nghiệp sử dụng bùn thải, nước thải khu công nghiệp, khu thị làm phân bón cho trồng, việc mang vào đất lượng Cd đáng kể Đã có nhiều tác giả nghiên cứu hàm lượng Cd có bùn thải khu thị cho kết bùn thải chứa lượng đáng kể Cd khoảng từ mg/kg bùn Sự tập trung kim loại nặng bùn thải nước thải phụ thuộc vào đặc thù ngành công nghiệp tốc độ thị hóa khu đô thị Trước đây, chất thải thường đổ thẳng vào hệ thống sông môi trường biển Đây nơi kim loại nhiều chất dinh dưỡng thông thường khác chất thải nguyên nhân gây nhiều tượng ô nhiễm phú dưỡng Theo số liệu phân tích thu bảng hình 2, hầu hết mẫu đất thu thập Vân Mơn có hàm lượng Cd thấp ngưỡng cho phép TCVN 7209 – 2002 (2,00 mg/kg đất) Tuy nhiên, hàm lượng gần đạt đến ngưỡng ô nhiễm theo tiêu chuNn Hà Lan (0,8 mg/kg đất) Các mẫu thu thập Vân Môn cho thấy hàm lượng Cd đất biến động khoảng 0,56-0,81 mg/kg đất cao đất vùng ĐC (0,45-0,48 mg/kg đất) 49 T¹p chÝ Khoa học & Công nghệ - Số 3(43)/Năm 2007 Kt luận - pH đất nằm ngưỡng chua vừa chua nhẹ pHH2O biến động khoảng 6,19 ± 0,19; pHKCl biến động khoảng 4,97-6,1; trung bình 5,44 ± 0,35 - EC dung dịch đất biến động khoảng 48-182,40 mmhos/cm, trung bình đạt 110,88 ± 38,75 mm hos/cm Điều chứng tỏ dung dịch đất có hàm lượng muối tan Đây nguyên nhân gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng đất, nước suất trồng - Hàm lượng Cu đất khu vực thôn Mẫn Xá (bị ảnh hưởng từ nước thải làng nghề tái chế nhôm) 32,06 ± 4,015 mg/kg cao đất khu vực không bị ảnh hưởng 22,06 ± 3,13 mg/kg, ∆ Cu trung bình 10 mg/kg, mẫu Cu dao động khoảng 27,9-38,11 mg/kg Tuy nhiên, tất mẫu phân tích hai khu vực nghiên cứu thấp TCVN 7209 – 2002 - Hàm lượng Pb đất khu vực nghiên cứu nằm tiêu chuNn cho phép Hàm lượng Pb tổng số trung bình thơn Mẫn Xá 37,46 ± 5,8 mg/kg cao vùng đối chứng (29,26 ± 5,00 mg/kg) Tất mẫu thu thập nằm ngưỡng cho phép tiêu chuNn Việt Nam tiêu chuNn EU Trong tiêu chuNn cho phép Hà Lan, dao động từ 29,21-43,12 mg/kg đất - Hàm lượng Zn đất khu vực nghiên cứu thấp ngưỡng cho phép theo TCVN 7209-2002 (100 mg/kg đất) biến động khoảng 55,89-87,98 mg/kg đất, TC Hà Lan 140 mg/kg đất Trung bình đất thơn Mẫn Xá đạt 68,192 ± 13,78 mg/kg đất cao đất vùng ĐC 42,44 ± 0,78 (mg/kg đất) ∆ Zn = 24,8 mg/kg đất - Hầu hết mẫu đất thu thập Vân Mơn có hàm lượng Cd thấp ngưỡng cho phép TCVN 7209 – 2002 (2,00 mg/kg đất), nhiên gần đạt đến ngưỡng ô nhiễm theo tiêu chuNn Hà Lan (0,8 mg/kg đất) Các mẫu thu thập Vân Môn cho thấy hàm lượng Cd đất biến động khoảng 0,56-0,81 mg/kg đất cao đất vùng ĐC (0,45-0,48 mg/kg đất) Summary Accumulation of heavy metals in the ground due to waste water from Yen Phong Aluminium- recycling village, Bac Ninh province Van Mon commune (Ma Xa district) is located in Red river Delta In Ma Xa, soil is characterized as fluvisol The area has traded recycled heavy metals, such as aluminium and color metals since 1958 There are now more 200 households reproducing heavy metals from the different waste sources collected from the North to the centre of country Van Mon early reused about thousand tons of waste to produce 4.5-5 thousand tons of repured alluminium Heavy metal recycling reaches the source of huge waste that may cause soil pollution and water environment pollution A study was carried out on rice based land around recycled heavy metals in Man Xa and Van Mon villages, Yen phong district Analyzed soils showed that almost all of soils affected by 50 T¹p chÝ Khoa học & Công nghệ - Số 3(43)/Năm 2007 waste from heavy metal trade have accumulated of heavy metals, such as Cd, Zn, Cu and Pb higher than those in controlled soils TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Codex Alimentarius Commission (FAO/WHO) (2002), Report of the 34th Session of the Codex Committee on Food Additives and Contaminants, Rotterdam, The Netherlands 11-15 March 2002, [2] Đặng Thị Tuyết (2003), Nghiên cứu ảnh hưởng nguyên tố Đồng, Cadimi, Chì, kẽm đến sinh trưởng, phát triển mạ, Khóa luận tốt nghiệp [3] L Raschid-Sally (2002), Wastewater use in agriculture, UNESCAP-IWMI-NISF Seminar on Environmental and Public Health Risks due to Contamination of Soils, Crops, Surface and Groundwater from Urban, Industrial and Natural Sources in South-East Asia 10-12 December 2002, Hanoi, Vietnam [4] R,W, Simmons, Nguyễn Công Vinh, Jens Raunso Jensen (2006), Cadimi đất trồng lúa thóc Nam Định: Nguy tiềm tàng sức khỏe cộng đồng? Tái sử dụng nước thải nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, tháng 06/2006 [5] Tổng cục tiêu chuNn đo lường chất lượng Việt Nam, Chất lượng đất-Tiêu chu n hàm lượng KLN đất, TCVN 7209:2002 51 ... dẫn diện dung dịch đất tăng EC dung dịch đất biến động khoảng từ 48-182,40 mmhos/cm, trung bình đạt 110,88 ± 38,75 mm hos/cm * Sự tích lũy kim loại nặng đất + Sự tích lũy Đồng đất Bảng 3: Hàm lượng... Trung bình đất thơn Mẫn Xá đạt 68.192 ± 13.78 mg/kg đất cao đất vùng ĐC 42,44 ± 0,78 (mg/kg đất) ∆ Zn = 24,8 mg/kg đất Như vậy, dùng nước thải dẫn vào ruộng lúa có xu hướng làm tích lũy Zn đất chiều... hưởng ngày nhiều nước thải dẫn vào ruộng + Sự tích luỹ Cadimi đất Hiện nay, nơng nghiệp sử dụng bùn thải, nước thải khu công nghiệp, khu đô thị làm phân bón cho trồng, việc mang vào đất lượng Cd