(Luận văn thạc sĩ) đánh giá mức độ kim loại nặng trong trầm tích lưu vực sông nhuệ đáy và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Tuyết Nhung ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH LƢU VỰC SƠNG NHUỆ - ĐÁY VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Tuyết Nhung ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH LƢU VỰC SƠNG NHUỆ - ĐÁY VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG Chuyên ngành: Khoa học Môi Trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Ngô Thị Thúy Hƣờng PGS.TS Vũ Văn Mạnh Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, trƣớc hết xin chân thành cảm ơn TS Ngô Thị Thúy Hƣờng, PGS TS Vũ Văn Mạnh tận tình hƣớng dẫn cho tơi thời gian thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô Phịng thí nghiệm Sinh thái học Sinh học mơi trƣờng tạo điều kiện trang thiết bị, kỹ thuật để thực thí nghiệm cho nghiên cứu Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến q thầy giảng dạy chƣơng trình Cao học môn Khoa học Môi trƣờng, thầy cô truyền đạt cho kiến thức tảng hữu ích mơi trƣờng làm sở cho thực tốt luận văn Nghiên cứu phần đề tài đƣợc tài trợ Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (Nafosted), mã số 106.13-2011.04 Xin đƣợc cảm ơn Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (Nafosted) tạo điều kiện kinh phí giúp đỡ chúng tơi thực nghiên cứu Sau cùng, xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình ln tạo điều kiện tốt cho suốt trình học nhƣ thực luận văn, cám ơn động viên chân tình mà bạn bè, anh chị, em dành cho suốt thời gian qua Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Học viên Trần Tuyết Nhung i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƢƠNG I – TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan kim loại nặng nghiên cứu (Cd, Pb, Cu, Zn) hình thành trầm tích 1.1.1 Định nghĩa nguồn gốc kim loại nặng trầm tích thuỷ vực 1.1.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hàm lƣợng kim loại nặng trầm tích thuỷ vực 1.1.3 Dạng tồn kim lại nặng nghiên cứu (Cd, Pb, Cu, Zn) trầm tích ảnh hƣởng chúng đến đời sống thuỷ sinh vật ngƣời 1.2 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trầm tích LVS ngồi nƣớc 15 1.2.1 Lƣu vực sơng ngồi nƣớc 15 1.2.2 Lƣu vực sông nƣớc 16 1.3 Đặc điểm tự nhiên - kinh tế - xã hội tình hình nhiễm lƣu vực sơng Nhuệ - Đáy 18 1.3.1 Đặc điểm tự nhiên - kinh tế - xã hội lƣu vực sơng Nhuệ - Đáy 18 1.3.3 Tình hình nhiễm lƣu vực sơng Nhuệ - Đáy 21 CHƢƠNG – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Phạm vi đối tƣợng nghiên cứu 23 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Phƣơng pháp kế thừa số liệu 25 2.2.2 Phƣơng pháp thu thập số liệu ngoại nghiệp 25 2.2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 25 2.2.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu 28 CHƢƠNG – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 ii 3.1 Đặc điểm môi trƣờng lƣu vực sông Nhuệ - Đáy 29 3.1.1 Hiện trạng kim loại nặng trầm tích lƣu vực sơng Nhuệ - Đáy 29 3.1.2 Hiện trạng kim loại nặng bùn ao nuôi thủy sản sử dụng nguồn nƣớc từ lƣu vực sông Nhuệ - Đáy 36 3.1.3 Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trầm tích ao sông lƣu vực sông Nhuệ - Đáy 42 3.2 Đặc điểm hóa - lý mơi trƣờng nƣớc trầm tích lƣu vực sơng Nhuệ Đáy 45 3.2.1 Đặc điểm hóa - lý môi trƣờng nƣớc lƣu vực sông Nhuệ - Đáy 45 3.2.2 Đặc điểm hóa - lý trầm tích lƣu vực sơng Nhuệ - Đáy 48 3.2.3 Tƣơng quan yếu tố hoá - lý môi trƣờng với hàm lƣợng kim loại nặng trầm tích lƣu vực sơng Nhuệ - Đáy 50 3.3 Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng LVS Nhuệ - Đáy 57 3.3.1 Giải pháp quản lý 57 3.3.2 Giải pháp tuyên truyền, giáo dục 57 3.3.3 Giải pháp khoa học kỹ thuật 58 KẾT LUẬN – KHUYẾN NGHỊ 59 Kết luận 59 Khuyến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHC: Chất hữu LVS: Lƣu vực sông NTS: Nuôi thủy sản KLN: Kim loại nặng iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng từ ngành công nghiệp Bảng 1.2: Ảnh hƣởng trạng thái xi hố - khử đến dạng sản phẩm phân giải xác hữu Bảng 1.3: Sự biến đổi dạng hoạt tính số kim loại nặng điều kiện môi trƣờng khác 10 Bảng 1.4: Hàm lƣợng trung bình kim loại nặng bùn đáy đất liền ven biển 17 Bảng 2.1: Chỉ tiêu, tần suất số điểm thu mẫu bùn đáy lƣu vực sông Nhuệ Đáy 26 Bảng 3.1: Hàm lƣợng Cd trầm tích sơng theo mùa (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 29 Bảng 3.2: Hàm lƣợng Pb trầm tích sơng theo mùa (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 31 Bảng 3.3: Hàm lƣợng Cu trầm tích sơng theo mùa (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 32 Bảng 3.4: Hàm lƣợng Zn trầm tích sơng theo mùa (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 33 Bảng 3.5: Hàm lƣợng trung bình năm kim loại nặng trầm tích sơng theo mặt cắt (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 34 Bảng 3.6: Hàm lƣợng Cd bùn ao theo mùa (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 36 Bảng 3.7: Hàm lƣợng Pb bùn ao theo mùa (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 38 Bảng 3.8: Hàm lƣợng Cu bùn ao theo mùa (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 39 Bảng 3.9: Hàm lƣợng Zn bùn ao theo mùa (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 40 v Bảng 3.10: Hàm lƣợng trung bình năm kim loại nặng bùn ao theo mặt cắt (mg/kg) (giá trị trung bình ± SD) 41 Bảng 3.1: Các tiêu hóa - lý môi trƣờng nƣớc sông Nhuệ - Đáy phân chia theo mặt cắt theo mùa 46 Bảng 3.2: Các tiêu hóa - lý mơi trƣờng nƣớc ao nuôi thuộc LVS Nhuệ Đáy phân chia theo mặt cắt theo mùa 47 Bảng 3.3: Các tiêu hóa - lý trầm tích sơng Nhuệ - Đáy phân chia theo mặt cắt theo mùa 48 Bảng 3.4: Các tiêu hóa - lý bùn đáy ao phân chia theo mặt cắt theo mùa 49 Bảng 3.5: Tổng hợp mối tƣơng quan yếu tố hố - lý mơi trƣờng nƣớc trầm tích với hàm lƣợng kim loại nặng trầm tích sông Nhuệ - Đáy 51 Bảng 3.6: Tổng hợp mối tƣơng quan yếu tố hoá - lý mơi trƣờng nƣớc trầm tích với hàm lƣợng kim loại nặng bùn ao nuôi thủy sản 54 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Vùng nghiên cứu địa điểm thu mẫu thuộc lƣu vực sông Nhuệ - Đáy 24 Hình 3.1: Biến động hàm lƣợng Cd trầm tích sơng theo mùa vị trí thu mẫu Các dấu * biểu thị khác biệt mặt cắt so với mặt cắt mùa thu (*: 0,05 ≥ P ≥ 0,01, **: 0,01 ≥ P ≥ 0,001) Sự khác biệt mùa xuân mùa thu đƣợc biểu thị dấu + (+: 0,05 ≥ P ≥ 0,01; ++: 0,01 ≥ P ≥ 0,001) 30 Hình 3.2: Biến động hàm lƣợng Pb trầm tích sơng theo mùa vị trí thu mẫu Sự khác biệt mùa xuân mùa thu đƣợc biểu thị dấu + (++: 0,01 ≥ P ≥ 0,001; +++: P ≤ 0,001) 31 Hình 3.3: Biến động hàm lƣợng Cu trầm tích sơng theo mùa vị trí thu mẫu Sự khác biệt mặt cắt mùa xuân so với mặt cắt đƣợc biểu thị o (o: 0,05 ≥ P ≥ 0,01) Và dấu + biểu thị cho sai khác mùa xuân mùa thu (++: 0,01 ≥ P ≥ 0,001) 32 Hình 3.4: Biến động hàm lƣợng Zn trầm tích sơng theo mùa vị trí thu mẫu Các dấu hoa thị biểu thị khác biệt mặt cắt so với mặt cắt mùa thu (***: P ≤ 0,001) Sự khác biệt so với mặt cắt mùa xuân đƣợc biểu thị o (o: 0,05 ≥ P ≥ 0,01) Và dấu + biểu thị cho khác biệt mùa thu mùa xuân (+: 0,05 ≥ P ≥ 0,01; +: 0,01 ≥ P ≥ 0,001; +++: P ≤ 0,001) 33 Hình 3.5: Biến động trung bình năm hàm lƣợng kim loại nặng trầm tích sơng theo mặt cắt Các dấu hoa thị biểu thị khác biệt có ý nghĩa thống kê kim loại nặng Zn so với mặt cắt (*: 0,05 ≥ P ≥ 0,01) Sự khác biệt kim loại nặng Cu so với mặt cắt đƣợc biểu thị o (o: 0,05 ≥ P ≥ 0,01) 35 Hình 3.6: Biến động hàm lƣợng Cd bùn đáy ao theo mùa vị trí thu mẫu Sự sai khác mặt cắt mùa xuân so với mặt cắt biểu thị dấu o (o: 0,05 ≥ P ≥ 0,01) Sự sai khác mùa xuân mùa thu đƣợc biểu thị dấu + (+: 0,05 ≥ P ≥ 0,01; ++: 0,01 ≥ P ≥ 0,001) 37 vii Hình 3.7: Biến động hàm lƣợng Pb bùn đáy ao theo mùa vị trí thu mẫu Sự sai khác mặt cắt mùa xuân so với mặt cắt biểu thị dấu o (o: 0,05 ≥ P ≥ 0,01; oo: 0,01 ≥ P ≥ 0,001; ooo: P ≤ 0,001) Dấu + biểu thị cho khác biệt mùa thu mùa xuân mặt cắt (++: 0,01 ≥ P ≥ 0,001) 38 Hình 3.8: Biến động hàm lƣợng Cu bùn đáy ao theo mùa vị trí thu mẫu Sự sai khác mùa xuân mùa thu đƣợc biểu thị dấu + (+: 0,05 ≥ P ≥ 0,01; ++: 0,01 ≥ P ≥ 0,001) 39 Hình 3.9: Biến động hàm lƣợng Zn bùn đáy ao theo mùa vị trí thu mẫu Sự sai khác mặt cắt mùa xuân so với mặt cắt biểu thị dấu o (oo: 0,01 ≥ P ≥ 0,001) Sự sai khác mùa xuân mùa thu đƣợc biểu thị dấu + (+++: P ≤ 0,001) 40 Hình 3.10: Biến động trung bình năm hàm lƣợng kim loại nặng (mg/kg) bùn đáy ao theo mặt cắt 41 viii 29 Trung tâm quan trắc phân tích tài nguyên môi trƣờng Hà Nam (2014), Báo cáo “Thông báo tình hình nhiễm nước sơng Nhuệ, sơng Đáy (đợt năm 2014), URL: http://tnmthanam.gov.vn/index.php/vi/news/Tai-nguyen-nuoc/Thong-baove-tinh-hinh-o-nhiem-nuoc-song-Nhue-song-Day-dot-1-nam-2014-1190/ 30 Vneconomy (2013), 10 nơi ô nhiễm giới, URL: http://www.tienphong.vn/the-gioi/10-noi-o-nhiem-nhat-the-gioi-658654.tpo 63 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Sự khác biệt mặt thống kê nồng độ kim loại nặng Cd, Pb, Cu Zn trầm tích sơng theo mặt cắt theo mùa đƣợc biểu thị dấu * (*: P