Nghiên cứu đánh giá hàm lượng và phân bố dạng tồn tại của một số kim loại nặng trong nước và trầm tích trên hệ thống sông nội đô hà nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG VÀ PHÂN BỐ DẠNG TỒN TẠI CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC VÀ TRẦM TÍCH TRÊN HỆ THỐNG SƠNG NỘI ĐÔ HÀ NỘI PHÙNG NGỌC HẢI Haiktmtk57@gmail.com Ngành Kỹ thuật môi trường Chuyên ngành Kỹ thuật môi trường Giảng viên hướng dẫn: TS Văn Diệu Anh Bộ môn: Công nghệ Môi trường Viện: Khoa học Công nghệ Môi trường HÀ NỘI, 12/2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Phùng Ngọc Hải Đề tài luận văn: Nghiên cứu đánh giá hàm lượng phân bố dạng tồn số kim loại nặng nước trầm tích hệ thống sơng nội đô Hà Nội Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số HV: CB170313 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 31 tháng 10 năm 2019 với nội dung sau: ST T Nội dung cần bổ sung/chỉnh sửa Nội dung bổ sung/ chỉnh sửa Ghi Chương Tổng quan tài liệu Đã bổ sung cấu trúc lại mục Chương 1: 1.1 Tổng quan kim loại nặng Bổ sung thêm nội dung 1.2 Tổng quan hệ thống sông xếp lại chương nội đô 1.3 Một số nghiên cứu kim loại nặng hệ thống sông Hà Nội Sắp xếp lại kết nghiên cứu có diễn giải hợp lý Trình bày lại bảng biểu kết Đã chỉnh sửa kết luận đề xuất Viết lại phần kết luận đề giải pháp cải thiện chất lượng xuất nước sông nội đô SĐH.QT9.BM11 Trang đến trang 16 Đã xếp lại kết nghiên cứu có bổ sung diễn giải kết Chương Đã tách bảng kết trình bày lại rõ ràng yêu cầu Trang 49 Ban hành lần ngày 11/11/2014 ST T Nội dung cần bổ sung/chỉnh sửa Nội dung bổ sung/ chỉnh sửa Ghi Bổ sung danh mục chữ Đã bổ sung danh mục chữ viết tắt viết tắt ý nghĩa đầy đủ Trang vii Đã xếp lại thứ tự tài liệu tham khảo theo trình tự xuất Sắp xếp bổ sung thông tiếng Việt, tiếng Anh Đã tin tài liệu tham khảo bổ sung thông tin tài liệu tham khảo Trang 51 Lỗi định dạng văn Đã trỉnh sửa toàn Luận văn Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2019 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SĐH.QT9.BM11 Ban hành lần ngày 11/11/2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu đánh giá hàm lượng phân bố dạng tồn số kim loại nặng nước trầm tích hệ thống sông nội đô Hà Nội” thực với hướng dẫn TS Văn Diệu Anh Đây chép cá nhân, tổ chức Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn xác định đánh giá Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung mà tơi trình bày luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2019 HỌC VIÊN Phùng Ngọc Hải i LỜI CẢM ƠN Lời xin bày tỏ lời cảm ơn trân thành lòng biết ơn sâu sắc tới TS Văn Diệu Anh – Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội người tận tình hướng dẫn tơi nghiên cứu thực Luận văn này; Tôi xin cảm ơn thầy cô giáo Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – Trường đại học Bách khoa Hà Nội giảng dạy, trang bị kiến thức để giúp thực Luận văn này; Qua đây, xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Lãnh đạo, đồng nghiệp Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng – Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, đặc biệt anh Đặng Việt Lâm, Trưởng phòng Thử nghiệm Mơi trường Hóa chất nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện mặt trình thực nghiệm đề tài Luận văn; Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới anh Hoàng Minh Thắng, bạn Trần Thanh Mai, Trần Ngọc Hải nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình thực công tác lấy mẫu trường; Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Đức Việt dù công tác xa cho lời động viên, kinh nghiệm quý báu; Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn Phùng Thị Phương ln bên tơi giai đoạn khó khăn nhất; Cuối tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân ln chia sẻ, động viên suốt q trình học tập nghiên cứu Trường đại học Bách khoa Hà Nội Hà Nội, ngày tháng năm 2019 HỌC VIÊN Phùng Ngọc Hải ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .5 1.1 Tổng quan nghiên cứu kim loại nặng 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Đặc điểm tính độc kim loại nặng 1.1.3 Kim loại nặng nước trầm tích 1.2 Tổng quan hệ thống sông nội đô 12 1.2.1 Giới thiệu hệ thống sông nội đô 12 1.2.2 Các nguồn thải đổ vào hệ thống sông nội đô 14 1.3 Một số nghiên cứu kim loại nặng hệ thống sông Hà Nội 17 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Đối tượng, phạm vi nội dung nghiên cứu 19 2.1.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .19 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 19 2.2 Phương pháp nghiên cứu 19 2.2.1 Lấy mẫu phân tích 19 2.2.2 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 21 2.2.3 Đánh giá phân bố kim loại nặng thành phần môi trường 24 2.2.4 Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng nước mặt hệ thống sông nội đô 28 3.1.1 Kết thông số đo nhanh trường 28 3.1.2 Kết phân tích nồng độ kim loại nặng nước hệ thống sông nội đô .29 3.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trầm tích 38 3.2.1 Đánh giá hàm lượng kim loại nặng trầm tích 38 3.2.2 Hệ số làm giàu EF 42 3.3 Sự phân bố pha kim loại nặng trầm tích hệ thống sơng nội đô 43 3.4 Đánh giá mức độ rủi ro kim loại nặng trầm tích 48 3.4.1 Đánh giá mối nguy hải kim loại nặng trầm tích thơng qua số rủi ro sinh thái tiềm RI .48 3.4.2 Đánh giá mối mức độ rùi ro kim loại nặng trầm tích thơng qua số đánh giá mức độ rủi ro RAC (Risk Assessment Code) 48 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Nguồn thải kim loại số ngành công nghiệp phổ biến [4] Bảng 1.2 Nguồn nước thải thủ hà nội .16 Bảng 1.3: Hàm lượng KLN (mg/kg) có bùn lắng sơng tơ lịch [11] 17 Bảng 1.4: hàm lượng KLN (Cu, Pb, Zn) nước sông nhuệ vào mùa mưa mùa khô .17 Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu nghiên cứu 20 Bảng 2.2 iá trị hàm lượng kim loại vỏ trái đất [21] 25 Bảng 2.3 Phân loại mức độ làm giàu theo hệ số EF [20] 25 Bảng 2.4 Các mức độ ô nhiễm KLN [23] 26 Bảng 2.5 Đánh giá mức độ rủi ro sinh thái KLN [23] 26 Bảng 2.6 Đánh giá rủi ro sinh thái tổng hợp KLN thông qua RI [23] 26 Bảng 2.7 Tiêu chuẩn đánh giá mức độ rủi ro theo số RAC [24] 27 Bảng 3.1 Kết thông số đo nhanh trường 28 Bảng 3.2 Nồng độ kim loại nước sông nội đô 29 Bảng 3.3 Giá trị hệ số phân bố Kd, spm kim loại .37 Bảng 3.4 Hệ số làm giàu EF số kim loại nặng trầm tích sông nội đô hà nội .42 Bảng 3.5 Kết tính tốn số đánh giá mức độ ô nhiễm KLN Cd mẫu trầm tích hệ thống sơng nội Hà Nội 48 Bảng 3.6 Chỉ số rủi ro sinh thái tiềm ri số knl mẫu trầm tích hệ thống sông nội đô Hà Nội 48 Bảng 3.7 Chỉ số đánh giá mức độ rủi ro RAC số KLN mẫu trầm tích hệ thống sông nội đô Hà Nội 49 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ thống sông nội đô hà nội [9] 12 Hình 2.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu 20 Hình 2.2 Quy trình chiết dạng tồn KLN trầm tích theo Tessier… ……22 Hình Biểu đồ nồng độ Cadimi nước theo vị trí thời gian lấy mẫu 29 Hình Biểu đồ nồng độ Chì nước theo vị trí thời gian lấy mẫu 30 Hình 3 Biểu đồ nồng Asen nước theo vị trí thời gian lấy mẫu 30 Hình Biểu đồ nồng độ Đồng nước theo vị trí thời gian lấy mẫu 31 Hình Biểu đồ nồng độ Crom nước theo vị trí thời gian lấy mẫu 31 Hình Biểu đồ nồng độ kẽm nước theo vị trí thời gian lấy mẫu 33 Hình Biểu đồ nồng độ Mangan nước theo vị trí thời gian lấy mẫu 33 Hình Biểu đồ nồng độ kim loại nặng nước theo vị trí thời gian lấy mẫu 34 Hình Biểu đồ phân nhóm từ liệu KLN nước hệ thống sông nội đô theo thứ tự tháng 3.2018, tháng 5.2018 tháng 3.2019 34 Hình 10 Biểu đồ phân tích nhân tố mẫu nước hệ thống sơng nội theo thứ tự tháng 3.2018, tháng 5.2018 tháng 3.2019 35 Hình 11 Biểu đồ hàm lượng Cr, Mn, Fe, Cu trầm tích theo vị trí thời gian lấy mẫu 39 Hình 12 Biểu đồ hàm lượng Zn, As, Cd, Pb trầm tích theo vị trí thời gian lấy mẫu 40 Hình 13 Biểu đồ giá trị hệ số làm giàu EF Min-Max số KLN hệ thống sông nghiên cứu 42 Hình 14 Biểu đồ phân bố pha Cr, Mn, Fe, Cu trầm tích theo vị trí thời gian lấy mẫu 45 Hình 15 Biểu đồ phân bố pha Zn, As, Cd, Pb trầm tích theo vị trí thời gian lấy mẫu 46 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ/ ký hiệu viết tắt Nguyên nghĩa tiếng Anh Nguyên nghĩa tiếng Việt DS Dissolved Solid Chất rắn hòa tan ICP MS Inductively coupled plasma mass Quang phổ nguồn plasma cảm spectrometry ứng cao tần kết nối khối phổ QCVN National technical regulation Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia SE Single Extraction Chiết giai đoạn SPE Sequential Extraction Procedure Chiết liên tục SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng TCVN National technical standard Tiêu chuẩn Kỹ thuật Quốc gia US EPA United States Environmental Protection Agency Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ WS Water Sample Mẫu nước vi MỞ ĐẦU  Tính cấp thiết đề tài: Hà Nội nằm lưu vực sông Hồng sông Đà, hai sông lớn miền Bắc Ngoài ra, qua địa phận Hà Nội cịn nhiều sơng khác sơng Nhuệ, sơng Đáy, sông nhánh nhỏ chảy thành phố tạo thành mạng lưới sông nội đô Các sông nội đô Hà Nội gồm có sơng Tơ Lịch, sơng Kim Ngưu, sông Lừ, sông Sét Gần áp lực gia tăng dân số quy hoạch thoát nước chưa hợp lý, hầu thải đặc biệt nước thải sinh hoạt thải trực tiếp sông nội đô gây ô nhiễm nguồn nước vượt khả tự làm sơng Các dịng sơng trở thành kênh thoát nước thải thành phố, đặc biệt vào mùa khô Vấn đề đánh giá mức độ ô nhiễm nhận diện nguồn thải làm sở cho việc kiểm soát chất lượng nước nhiệm vụ thiết Trong số tác nhân ô nhiễm nước, kim loại nặng (KLN) đối tượng quan tâm độc tính, tính bền vững khả tích luỹ sinh học chúng Thực tế có nhiều nghiên cứu đánh giá kim loại nặng nước sông nội đô Hà Nội, nhiên nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng lớp trầm tích cịn đa số nghiên cứu trước tập trung xem xét kim loại nặng dạng tổng trầm tích, chưa xem xét dạng tồn nên chưa có đánh giá đầy đủ ô nhiễm rủi ro Dưới số điều kiện môi trường định, kim loại trầm tích bị hịa tan vào mơi trường nước [1, 2] Độc tính mức độ khả dụng sinh học, khả tích luỹ sinh học kim loại trầm tích phụ thuộc vào dạng tồn chúng, kim loại tồn dạng trao đổi cacbonat khả tái hòa tan trở lại cột nước cao hệ lan truyền nhiễm theo dịng nước, gia tăng mức độ khả dụng sinh học tích luỹ sinh học Đối với dạng tồn kim loại lưu giữ cấu trúc trầm tích khả tái hòa tan vào cột nước thấp nguy ảnh hương đến hệ sinh thái nước khơng có Chính vậy, liệu hàm lượng tổng kim loại trầm tích khơng phản ánh mức độ ảnh hưởng chúng đến mơi trường nước Việc phân tích dạng tồn kim loại tổng kim loại Cr, Cu, Zn, As, Pb trầm tích Đợt (T3/2019) cao nhiều so với Đợt (T3/2018) Ở điểm lấy mẫu khác nhau, cụ thể bốn điểm khảo sát thuộc Sông Lừ Sông Sét, cho thấy hàm lượng kim loại tổng cao so với điểm khảo sát khác, điều phù hợp với thực tế, nay, đoạn ven sông Lừ thi công cải tạo đường xuống cấp, phế liệu xây dựng, rác sinh hoạt thải bỏ bừa bãi không thu gom, nước thải sinh hoạt từ chợ đổ trực tiếp vào sông Hàm lượng kim loại nặng sông Tô Lịch giảm dần theo chiều dọc sông, hàm lượng cao điểm đầu sông (TL1) 39 Crom (Cr) 1400 200 1200 1000 150 mg/kg Mangan (Mn) 800 600 100 400 50 200 0 TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6 S1 Sông Tô Lịch S2 S3 Sông Sét L1 TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6 S1 L2 KN1 KN2 KN3 Sông Tô Lịch Sông Lừ Sông K Ngưu S2 S3 Sông Sét L1 L2 KN1 KN2 KN3 Sông Lừ Sông K Ngưu Đồng (Cu) Sắt (Fe) 300 120,000 250 100,000 200 80,000 150 60,000 100 40,000 50 20,000 - TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6 S1 TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6 S1 S2 S3 L1 L2 KN1 KN2 KN3 Sông Tô Lịch Sông Sét Sông Lừ Sông Tô Lịch Sông K Ngưu S2 S3 Sông Sét L1 L2 KN1 KN2 KN3 Sơng Lừ Sơng K Ngưu Hình 11 Biểu đồ hàm lượng Cr, Mn, Fe, Cu trầm tích theo vị trí thời gian lấy mẫu 40 Kẽm (Zn) 2500 2000 1500 1000 500 TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6 S1 Sông Tô Lịch S2 Asen (As) 80 70 60 50 40 30 20 10 S3 Sông Sét L1 TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6 S1 L2 KN1 KN2 KN3 Sông Lừ Sông Tô Lịch Sông K Ngưu Cadimi (Cd) S2 S3 Sông Sét L1 L2 KN1 KN2 KN3 Sơng Lừ Sơng K Ngưu Chì (Pb) 200 150 100 50 0 TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6 S1 Sông Tô Lịch S2 S3 Sông Sét L1 TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6 S1 L2 KN1 KN2 KN3 Sông Lừ Sông Tô Lịch Sông K Ngưu S2 S3 Sông Sét L1 L2 KN1 KN2 KN3 Sông Lừ Sông K Ngưu Hình 12 Biểu đồ hàm lượng Zn, As, Cd, Pb trầm tích theo vị trí thời gian lấy mẫu 41 Kết phân tích hàm lượng tổng kim loại nghiên cứu sông Tô Lịch cao hơn, ngoại trừ Cr, giá trị trung bình 69,7 mg/kg so với giá trị trung bình 157 mg/kg theo nghiên cứu sơng Tơ Lịch PGS TS Trần Đức Hạ năm 2018 [11] So sánh với kết nghiên cứu Nguyễn Thị Lan Hương (2006) [7] có hầu hết giá trị hàm lượng kim loại tổng Cu, Pb, Cd, Cr cao so với kết phân tích tại, ngoại trừ với Zn, giá trị cao nghiên cứu 665 mg/kg so với 845,7 mg/kg nghiên cứu Hàm lượng kim loại nặng số điểm khảo sát chưa vượt mức cho phép tiến tới gần giá trị mức độ có khả gây tác động đến sinh vật đáy xáo trộn trầm tích 3.2.2 Hệ số làm giàu EF Từ kết phân tích hàm lượng kim loại nặng trầm tích nghiên cứu kết hợp với phân tích theo cụm để chia nhóm vị trí nghiên cứu theo đặc tính ô nhiễm chung, giá trị hệ số làm giàu EF kim loại tính theo cơng thức (2) trình bày mục 2.2.3.2 Bảng 3.4 Hệ số làm giàu EF số kim loại nặng trầm tích sơng nội Hà Nội Hệ số làm giàu EF Cr Mn Cu Zn As Cd Pb TB 2.1-2.6 0.6-1.3 4.9-6.0 18.0-25.4 28.9-47.6 22.6-29 9.7-16.1 Phân loại Trung bình Thấp Trung bìnhĐáng kể Đáng kể- cao Cao Cao Đáng kể 42 Giá trị EF Cr 50 40 30 20 10 Pb Vùng đáng Mn kể -rất cao Cd Cu As Zn max Hình 13 Biểu đồ giá trị hệ số làm giàu EF Min-Max số KLN hệ thống sông nghiên cứu Từ biểu đồ giá trị hệ số làm giàu – max ba đợt nghiên cứu ta thấy, mức độ làm giàu cao nguyên tố As, mức độ đáng kể nguyên tố Cu, Cd Pb Nhóm có nguyên tố Mn mức thấp, Cr Pb mức đáng kể lại nguyên tố nghiên cứu có mức độ làm giàu từ cao đến cao Đặc biệt As có mức độ làm giàu cao với giá trị EF (As) 47,6 tức gấp 1,19 lần giá trị ngưỡng mức độ làm giàu cao Các liệu phân tích hệ thống sơng nghiên cứu hàm lượng As ln có giá trị từ xấp xỉ đến vượt QCVN 08: 2015/BTNMT-B1 3.3 Sự phân bố pha kim loại nặng trầm tích hệ thống sông nội đô Dạng liên kết kim loại phân tích từ mẫu trầm tích mơ tả Hình 3.4 Kết cho thấy phân bố kim loại nặng theo dạng tồn trầm tích xếp theo thứ tự giảm dần mức độ liên kết kim loại:  Cr: Hữu > Fe – Mn oxit > cặn dư > cacbonat > trao đổi  Mn: Cacbonat > Fe – Mn oxit ~Hữu > cặn dư > trao đổi  Fe: Hữu > Fe – Mn oxit > cặn dư > liên kết với cacbonat > trao đổi  Cu: Fe- Hữu > Fe – Mn oxit > cacbonat > cặn dư > trao đổi  Zn: Fe – Mn oxit > cacbonat > hữu > cặn dư > trao đổi  As: Hữu > Fe – Mn oxit > cacbonat > cặn dư ~ trao đổi 43  Cd: Fe – Mn oxit > hữu > cacbonat > cặn dư > trao đổi  Pb: Hữu > Fe – Mn oxit > trao đổi > cặn dư > cacbonat Hầu hết kim loại tồn chủ yếu hai dạng liên kết hữu liên kết với Fe – Mn oxit Sự phân bố dạng kim loại tương đồng điểm: dạng trao đổi (F1) chiếm tỉ lệ thấp Từ kết phân tích thành phần pha kim loại nặng điểm cho thấy Mn, Cu, As kim loại có tỉ lệ pha trao đổi, (F1) lớn so với kim loại khác, điều có nguy gây ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái thủy sinh Và có khả lan truyền cao Các kim loại Cr, Fe, Cd có tỉ lệ pha trao đổi nhỏ điều chứng tỏ kim loại có xu hướng tích lũy lớp trầm tích mặt, linh động Ở pha cacbonat, Mn, Zn, Cd chiếm hàm lượng cao kim loại có lực lớn với ion cacbonat (hằng số bền lớn) kết tủa hạt khống Ngồi ra, tương đồng bán kính ion chúng với Ca (Ca 0,99 A⁰, Cd = 0,97 A⁰) thuận lợi cho trình thay Ca vào pha CO32- [6] Pha liên kết Fe – Mn oxit (F3) pha mà hầu hết kim loại chiếm tỉ trọng lớn trình hấp phụ, keo tụ đồng kết tủa kim loại nặng với chất keo sắt hydroxit, mangan hydroxit Các kim loại Cr, Cu, Fe, As, Pb liên kết với pha hữu (F4) dường chiếm tỉ trọng lớn pha Các kim loại Zn, Cd chiếm tỉ lớn thứ hai pha Điều bắt nguồn từ cạnh tranh hai trình tạo phức Fe/Mn – hữu dạng Fe/Mn oxit Thành phần KLN pha hữu cao giải thích hệ thống sơng nghiên cứu bị nhiễm hữu liên tục phải tiếp nhận vận chuyển nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý, chất hữu đóng vai trịchất hấp phụ, liên kết với KLN nước, tạo thành chất rắn lơ lửng, qua thời gian di chuyển dịng sơng có q trình sa lắng, tích tụ tạo lên lớp trầm tích mặt So sánh kim loại nghiên cứu thấy tỉ lệ liên kết với pha hữu đồng lớn (83%) kẽm nhỏ (40,4 %) Đồng kim loại có khả tạo phức hữu cao so với số kim loại khác lý 44 Dạng cặn dư chiếm tỉ trọng nhỏ trầm tích Lớn kim loại Cr (12,1%) Fe (18,1%) Kim loại dạng liên kết chặt chẽ với chất rắn, nằm cấu trúc tinh thể trầm tích nên khơng hịa tan nước điều kiện môi trường tự nhiên, kim loại phân bố chủ yếu dạng chủ yếu nguồn tự nhiên Thành phần lớn tiềm lan truyền nhiễm tích lũy sinh học chúng thấp Tỉ lệ kim loại dạng cặn dư thấp cho thấy kim loại trầm tích khu vực nghiên cứu đa phần có nguồn nhân tạo từ hoạt động kinh tế xã hội khu vực Trong năm dạng chiết dạng trao đổi dạng liên kết với cacbonat hai dạng có tiềm tích lũy sinh học cao Kim loại tồn hai dạng dễ dàng giải phóng vào cột nước, tích lũy cá thể sống nước chuỗi thức ăn Các kết phân tích ba đợt nghiên cứu có tương đồng với kết nghiên cứu phân bố pha số KLN trầm tích sơng Cầu dạng cặn dư chiếm đa số, sau đến dạng liên kết sắt – mangan oxit kết báo nghiên cứu pha liên kết KLN trầm tích cột số sơng tỉnh Hải Dương pha liên kết với chất hữu pha liên kết với sắt – manangan oxit chiếm tỉ trọng lớn Tuy nhiên, hàm lượng tổng số hàm lượng dạng kim loại điểm khu vực lớn so với điểm nghiên cứu trước Điều cho thấy phân bố kim loại trầm tích khu vực phụ thuộc nhiều vào nguồn thải tự nhiên thành phần nhiễm có nước mặt vị trí nghiên cứu 45 100% 100% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% 0% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% 0% TL1 TL1 TL2 TL2 TL3 Tô Lịch TL4 F1 TL3 TL4 F1 TL5 F2 TL5 F2 TL6 F3 F3 L1 Lừ F4 TL6 Tô Lịch F4 L2 L1 L2 Lừ S1 Sét S3 S1 Sét K Ngưu S3 KN3 Fe KN3 F5 K Ngưu 46 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 Cr T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 100% 100% Mn TL1 TL1 TL2 TL2 TL3 Tô Lịch F5 TL4 F1 TL3 TL4 F1 TL5 F2 TL5 F2 TL6 F3 F3 L1 Lừ F4 Tô Lịch TL6 F4 L2 L1 Lừ L2 S1 Sét S3 S1 Sét F5 Hình 14 Biểu đồ phân bố pha Cr, Mn, Fe, Cu trầm tích theo vị trí thời gian lấy mẫu K Ngưu S3 KN3 F5 Cu K Ngưu KN3 100% 100% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% 0% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% 0% TL1 TL1 TL2 TL2 TL3 TL4 F1 TL3 TL4 F1 TL5 F2 TL5 F2 TL6 F3 F3 L1 Tô Lịch F4 Tô Lịch TL6 F4 L2 L1 Lừ L2 S1 Lừ S3 Sét S1 Sét S3 KN3 K Ngưu KN3 F5 47 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 Zn T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 T3.2018 T5.2018 T3.2019 100% 100% As K Ngưu TL1 TL1 TL2 TL2 TL3 Tô Lịch F5 TL4 F1 TL3 Tô Lịch TL4 F1 TL5 F2 Cd TL5 F2 TL6 F3 F3 L1 Lừ F4 TL6 F4 L2 L1 F5 Lừ L2 S1 Sét S3 S1 Sét Hình 15 Biểu đồ phân bố pha Zn, As, Cd, Pb trầm tích theo vị trí thời gian lấy mẫu K Ngưu S3 KN3 F5 Pb K Ngưu KN3 3.4 Đánh giá mức độ rủi ro kim loại nặng trầm tích 3.4.1 Đánh giá mối nguy hải kim loại nặng trầm tích thơng qua số rủi ro sinh thái tiềm RI Bảng 3.5 Kết tính tốn số đánh giá mức độ ô nhiễm KLN Cd mẫu trầm tích hệ thống sơng nội Hà Nội Cji Cr Cu Zn As Cd Pb Cd Phân loại 0.36-1.3 0.20-0.8 0.63-3.1 0.64-1.9 0.15-0.6 0.21-1.3 2.19-8.9 Ô nhiễm thấp-vừa phải Bảng 3.6 Chỉ số rủi ro sinh thái tiềm RI số KNL mẫu trầm tích hệ thống sơng nội Hà Nội Eri Cr Cu Zn As Cd Pb RI Phân loại 0.7-2.5 1.0-3.8 0.6-3.1 6.4-18.9 4.6-18.4 1.1-6.3 14.4-52.9 Rủi ro sinh thái thấp Kết tính tốn số đánh giá mức độ ô nhiễm Cd, số đánh giá rủi ro sinh thái tiềm RI mức độ nhiễm KLN trầm tích hệ thống sông nghiên cứu mức thấp đến vừa phải rủi ro sinh thái mức thấp Mức độ đóng góp số Cd Zn As cao với giá trị 3.1 1.9 hai thơng số có hệ số làm giàu cao Đối với số rủi ro sinh thái tiềm RI As Cd hai nguyên tố đóng góp lớn với giá trị 6.4-18.9 4.6-18.4 Tóm lại, mức độ ô nhiễm rủi ro sinh thái KLN hệ thống sông nghiên cứu chưa cho thấy mức độ ô nhiễm rủi ro sinh thái cao Tuy nhiên cần có biện pháp nhằm giảm thiểu KLN đóng góp lớn As, Cd tính độc cao chúng đến hệ sinh thái 3.4.2 Đánh giá mối mức độ rùi ro kim loại nặng trầm tích thơng qua số đánh giá mức độ rủi ro RAC (Risk Assessment Code) Từ kết bảng số liệu phân bố dạng tồn kim loại nặng trầm tích, ta tính tốn được số RAC theo công thức (8) trình bày mục 2.2.3.4 Kết tính tốn thể bảng 3.7 48 Bảng 3.7 Chỉ số đánh giá mức độ rủi ro RAC số KLN mẫu trầm tích hệ thống sơng nội đô Hà Nội Sông Cr Mn Fe Cu Zn As Cd Pb Tô Lịch 4.7-23.1 17.7-65.3 0.5-31.2 1.9-48.6 16.5-59.7 11.3-43.4 10.8-81 4.4-34 Lừ 10-22.3 19.8-60.4 1.1-32.6 1.9-42.4 7.9-60.4 12-20.2 3.7-39.9 5.3-17 Sét 11.2-18 20-61.8 0.8-20 1.6-53.7 5.4-49.7 11.9-30.7 2.7-34.3 5.2-15.7 Kim Ngưu 17-18.8 24.1-81.1 0.8-24.6 2.9-30.6 18.5-45.1 23.9-31.8 19.6-27.2 11.7-18 Trung bình 14.4 40.8 11.1 15.2 25.0 25.4 22.3 15.7 Kết giá trị RAC trung bình KLN khơng có khác biệt lớn, xếp theo tứ tự Fe