Đánh giá mức độ ô nhiễm và rủi ro của thủy ngân và chì trong trầm tích vùng cửa an hòa sông trường giang, huyện núi thành, tỉnh quảng nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG NGÔ QUANG HỢP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO CỦA THỦY NGÂN VÀ CHÌ TRONG TRẦM TÍCH VÙNG CỬA AN HÒA SƠNG TRƯỜNG GIANG, HUYỆN NÚI THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM Ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN – MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn: ThS ĐOẠN CHÍ CƯỜNG Đà Nẵng – Năm 2016 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG NGÔ QUANG HỢP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO CỦA THỦY NGÂN VÀ CHÌ TRONG TRẦM TÍCH VÙNG CỬA AN HÒA SÔNG TRƯỜNG GIANG, HUYỆN NÚI THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM Ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN – MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn: ThS ĐOẠN CHÍ CƯỜNG Đà Nẵng – Năm 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu khóa luận trung thực, khách quan chưa ông bố cơng trình khác Đà nẵng, ngày 29 tháng năm 2016 Sinh viên thực Ngô Quang Hợp LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực khóa luận tốt nghiệp này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn gia đình ln bên cạnh tôi, động viên, hỗ trợ tinh thần lẫn vật chất Tôi xin gửi lời cảm ơn quý thầy cô Khoa Sinh – Môi trường, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng cung cấp kiến thức cho suốt thời gian học Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đoạn Chí Cường - người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt thời gian thực khóa luận Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn đến bạn bè (Phan Nhật Trường, Phan Thị Hiền Trang, Lê Văn Hào, Dương Thị Chinh, Dương Quang Hưng, Phan Thanh Hằng, Ông Thế Tài, Hoàng Thị Tâm, Nguyễn Thị Cẩm Nhung tập thể lớp 12CTM) em lớp 13CTM (Phan Thị Ái Trinh), lớp 14CTM (Bùi Thanh Phi), hỗ trợ tơi để tơi hồn thành khóa luận đạt kết quả tốt Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 29 tháng năm 2016 Sinh viên thực Ngô Quang Hợp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.2 ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT CỦA KLN TRONG TRẦM TÍCH 1.3 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC VỀ Ơ NHIỄM KLN TRONG TRẦM TÍCH 14 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 21 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 21 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 CHƯƠNG 27 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 27 3.1 ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG KLN HG VÀ PB TRONG TRẦM TÍCH MẶT TẠI VÙNG CỬA AN HÒA SÔNG TRƯỜNG GIANG 27 3.2 MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CỦA KLN HG VÀ PB TRONG TRẦM TÍCH MẶT VÙNG CỬA AN HÒA SÔNG TRƯỜNG GIANG 31 3.3 ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 KẾT LUẬN 42 KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 49 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT KLN : Kim loại nặng KCN : Khu công nghiệp NTVL : Nguyên tố vi lượng QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCCP : Tiêu chuẩn cho phép DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Kết quan trắc chất lượng nước mặt sông Trường Giang 1.2 Các ngành cơng nghiệp hoạt động địa bàn huyện Núi Thành 2.1 Phân loại trầm tích nhiễm dựa vào yếu tố ô nhiễm Cf 24 2.2 Các mức độ nhiễm tởng các NTVL trầm tích theo số PLI 25 2.3 Các mức độ ô nhiễm trầm tích NTVL theo số Igeo 26 Các mức độ rủi ro KLN trầm tích theo 2.4 2.5 3.1 số 𝐸𝑟𝑖 Các mức độ rủi ro KLN trầm tích theo số RI Hàm lượng KLN trầm tịch mặt vùng cửa An Hịa sơng Trường Giang 27 27 28 3.2 Hàm lượng KLN trầm tích qua nghiên cứu 30 3.3 Mức độ ô nhiễm PLI mức độ tích lũy KLN Igeo KLN trầm tịch mặt vùng cửa An Hòa sông Trường Giang 33 3.4 Rủi ro KLN trầm tịch mặt vùng cửa An Hịa sơng Trường Giang 38 DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu Tên hình hình Trang 2.1 Bản đồ khu vực vị trí nghiên cứu 22 3.1 Biểu đồ thể hàm lượng Hg, Pb trầm tích vùng cửa An Hịa sông Trường Giang 30 Biểu đồ thể mức độ ô nhiễm KLN 3.2 trầm tích mặt vùng cửa An Hịa sơng Trường Giang theo 35 số Igeo Biểu đồ thể mức độ ô nhiễm KLN 3.3 trầm tích mặt vùng cửa An Hịa sơng Trường Giang theo 36 số PLI Biểu đồ thể yếu tố rủi ro sinh thái KLN 3.4 trầm tích mặt vùng cửa An Hịa sơng Trường 39 Giang các địa điểm thu mẫu theo số 𝑬𝑖𝑟 Biểu đồ thể mức độ rủi ro sinh thái KLN 3.5 trầm tích mặt vùng An Hịa sơng Trường Giang các địa điểm thu mẫu theo số RI 41 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Q trình phát triển cơng nghiệp, nơng nghiệp dịch vụ y tế, du lịch, thương mại… nước ta làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt diện kim loại nặng môi trường đất, nước vấn đề môi trường cộng đồng quan tâm Vùng cửa sơng, ven biển thường nơi tích tụ chất ô nhiễm có nguồn gốc từ nội địa Trong môi trường thủy sinh, trầm tích có vai trị quan trọng hấp thụ kim loại nặng lắng đọng hạt lơ lửng trình có liên quan đến bề mặt vật chất vơ hữu trầm tích Sự tích tụ kim loại nặng ảnh hưởng đến đời sống sinh vật thủy sinh, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người thông qua chuỗi thức ăn; ví dụ nhiều lồi động vật khơng xương sống sử dụng trầm tích nguồn thức ăn, thể chúng nơi lưu giữ tích tụ kim loại nặng Sự tích tụ kim loại nặng sinh vật đe dọa sức khỏe nhiều lồi sinh vật đặc biệt cá, chim người [27] Do vậy, đánh giá mức độ ô nhiễm rủi ro kim loại nặng môi trường trầm tích cần thiết tính độc, tính bền vững tích tụ sinh học chúng Trường Giang sông chạy dọc theo bờ biển thuộc tỉnh Quảng Nam Đầu sơng phía Nam đở biển cửa Hòa An (hay An Hòa), huyện Núi Thành, đầu sơng phía Bắc đở biển Cửa Đại, thành phố Hội An Ở huyện Thăng Bình thành phố Tam Kì Sơng nối hạ lưu hệ thống sơng Vu Gia - Thu Bồn phía Bắc hạ lưu hệ thống sông Tam Kỳ - An Tân phía Nam Nguồn nước Trường Giang thu nhận từ hai hệ thống sông Vùng cửa An Hịa sơng Trường Giang ngồi việc chịu tác động hoạt động KCN Bắc Chu Lai, KCN Trường Hải, KCN Tam Hiệp, hoạt động nuôi trồng thủy sản, chịu ảnh hưởng các hoạt động từ hai hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn 36 Asejire, Tây Nam Nigeria”, nghiên cứu tiến hành phân tích KLN: Al, Fe, Zn, Cu, Pb, Cr, Mn, Ni, Ba 20 vị trí Kết đánh giá theo số PLI tác giả cho kết PLI 1, tất mẫu nhiễm tởng thể, đó S14 có dấu hiệu ô nhiễm suy giảm chất lượng Điều tác giả giải thích từ hoạt động người[26] So sánh với nghiên cứu tơi PLI nghiên cứu tác giả nhỏ có khác ý nghĩa Sau đánh giá mức ô nhiễm cách sử dụng số PLI Igeo cho thấy, đánh giá KLN khơng nhận thấy nhiễm đánh giá chung thấy có khu vực bị ô nhiễm nhẹ Trên thực tế, số liệu mang tính tương đối vùng cửa sơng khơng chịu tác động kim loại Pb Hg mà chịu tác động nhiều yếu tố ô nhiễm khác 3.3 ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH Để đáp ứng nhu cầu yêu cầu độ xác, đơn giản nhanh chóng, số rủi ro Lar Hakanson đưa dựa hoàn toàn vào liệu trầm tích Mục đích phương pháp các số rủi ro yêu cầu phải thể nguy sinh thái tiềm chất ô nhiễm định Trọng tâm chất độc hại Để giải thích chọn trầm tích để đánh giá rủi ro, Lar Hakanson đưa luận điểm: (1) liệu từ trầm tích cung cấp giá trị trung bình ởn định đáng kể qua thời gian so với môi trường khác nước, (2 ) mẫu trầm tích tương đối dễ dàng để thu thập trường, (3) tính đại diện mẫu thời gian khơng gian đánh giá theo cách khá đơn giản, 37 (4) các quy định phân tích thơng qua từ trầm tích thường cung cấp hai liệu rẻ tốt Sau xác định hàm lượng đánh giá mức độ ô nhiễm, tiến hành đánh giá rủi ro sinh thái các KLN trầm tích thông qua số RI Kết thể bảng 3.4: Bảng 3.4 Rủi ro KLN trầm tịch mặt tại vùng cửa An Hịa sơng Trường Giang 𝑬𝒊𝒓 Mẫu RI Mức độ rủi ro RI Pb Hg M1 6.685 91.532 98.217 Rủi ro sinh thái thấp M2 16.598 126.239 142.836 Rủi ro sinh thái trung bình M3 50.21 94.942 145.152 Rủi ro sinh thái trung bình M4 4.915 43.069 47.985 Rủi ro sinh thái thấp M5 43.76 36.194 79.954 Rủi ro sinh thái thấp M6 4.735 33.353 38.088 Rủi ro sinh thái thấp M7 29.453 53.250 82.702 Rủi ro sinh thái thấp M8 1.89 58.655 60.545 Rủi ro sinh thái thấp M9 3.795 16.766 20.561 Rủi ro sinh thái thấp M10 7.365 30.718 38.083 Rủi ro sinh thái thấp M11 5.053 15.911 20.963 Rủi ro sinh thái thấp M12 12.348 13.002 25.349 Rủi ro sinh thái thấp M13 2.208 50.544 52.751 Rủi ro sinh thái thấp M14 1.653 41.570 43.223 Rủi ro sinh thái thấp 38 M15 2.585 130.183 132.768 Rủi ro sinh thái trung bình Trung bình 12.883 55.728 68.612 Rủi ro sinh thái thấp Kết bảng 3.4 cho thấy yếu tố rủi ro Pb: Eir(Pb) dao động từ 1.89 - 50.21, Eir(Pb) trung bình 12.88; yếu tố rủi ro Hg: Eir(Hg) dao động từ 15.92 - 130.18, Eir(Hg) trung bình 55.728 Trong đó, mức độ rủi ro Hg vị trị M1, M2, M3, M15 đáng qan tâm (lần lượt 91.5315, 126.239, 94.942, 130.1834) Yếu tố rủi ro Hg khu vực nghiên cứu cao Pb, cụ thể Er(Hg) trung bình gấp lần Er(Pb) Điều giải thích yếu tố đáp ứng độc hại 𝑇𝑟𝑖 (Hg)> 𝑇𝑟𝑖 (Pb) (40>5) 140 120 100 80 60 40 20 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 Er(Pb) M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 Er(Hg) Hình 3.4 Biểu đờ thể hiện ́u tố rủi ro KLN trầm tích mặt vùng cửa An Hòa sông Trường Giang tại địa điểm thu mẫu theo số 𝐸𝑟𝑖 Kết nghiên cứu Lars Hakanson năm 1980 đánh giả rủi ro sinh thái các KLN mơi trường trầm tích khu vực nuôi trồng thủy sản Thụy Điển KLN: Zn, Cu, Pb, Cr, As, Hg, Cd cho kết Er(Hg) > Er(Pb) [20] 39 Kết nghiên cứu Yujun Yi cộng năm 2011 cho kết Eir(Hg) > Eir(Pb), nghiên cứu thực đánh giả rủi ro sinh thái trầm tích, thứ tự rủi ro sinh thái các kim loại nặng Hg> Cd> As> Cu> Pb> Cr> Zn Trong đó, Hg cho có nguy rủi ro trung bình [32] Trong nghiên cứu Ye, H cộng (2013) cho kết tương tự: Er(Hg) > Er(Pb) Eir(Hg) dao động từ 83,3 đến 268,4 (Eir(Hg) trung bình = 12,9), Eir(Pb) dao động từ 4,1 đến 7,2 (Eir(Pb) trung bình = 5,3) [34] Kết nghiên cứu Jinman Wang cộng (2013) rủi ro sinh thái kim loại: Cd, Hg, As, Pb, Cr, Cu, Zn Ni mỏ than lộ thiên Trung Quốc cho thấy khu mỏ chứa hàm lượng Hg, Pb mức cao Pb xem yếu tố nhiễm khu mỏ với số rủi ro 79,6 Tác giả khuyến cáo kiểm sốt nhiễm Pb xem cần thiết nhằm hạn chế bớt tác động kim loại đến môi trường bên cạnh đó tăng cường khôi phục hệ sinh thái đây[30] Sau đánh giá yếu tố rủi ro Eir KLN Hg Pb, tiến hành đánh giá rủi ro sinh thái (RI), kết thể bảng 3.3 Kết cho thấy: vị trí M2, M3, M15 nơi cho bị nhiễm Hg Pb có mức rủi ro sinh thái trung bình (mức RI 142.836, 145.152, 132.768) cao vị trí lại khu vực nghiên cứu Đánh giá rủi ro chung cho tồn khu vực mức độ rủi ro sinh thái khu vực mức thấp 40 RI 160 140 120 100 80 60 40 20 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 Hình 3.5 Biểu đờ thể hiện mức độ rủi ro KLN trầm tích mặt vùng An Hòa sơng Trường Giang tại địa điểm thu mẫu theo số RI Trong nghiên cứu Ye HX cộng (2013) khảo sát nồng độ kim loại nặng trầm tích, phân tích phân bố khơng gian, đánh giá rủi ro sinh thái tiềm năng, các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường đất ngập nước Zhalong, số rủi ro sinh thái trung bình (RI) dao động từ 76.9 đến 47.5 Hầu hết vị trí có mức rủi ro sinh thái trung bình Kết cho thấy số rủi ro sinh thái tiềm (RI) có phân bố không gian tương tự với 𝐸𝑟𝑖 Cd 𝐸𝑟𝑖 Hg Nguy tiềm ẩn RI chủ yếu xảy khu thực nghiệm đệm đất ngập nước Zhalong, đặc biệt phần phía Đơng hai vùng khu vực có nguy sinh thái cao So với nghiên cứu chúng tơi mức độ rủi ro sinh thái nghiên cứu cao nhiều [34] Nghiên cứu khác Jing Li năm 2014 đánh giá rủi ro kim loại nặng trầm tích mặt sông Dương Tử, nghiên cứu sử dụng số Geoaccumulation – đánh giá dựa giá trị địa hóa (Igeo), số rủi ro sinh thái (RI) để đánh giá ô nhiễm kim loại Cd, Zn, Pb, Cr, Ni, thực 41 15 mẫu dọc theo thượng nguồn nguồn nước Kết nghiên cứu cho thấy 27% tổng số địa điểm lấy mẫu cho thấy rủi ro sinh thái đáng kể, 53% tổng số địa điểm lấy mẫu cho thấy rủi ro sinh thái cao [22] Một nghiên cứu nước Lê Anh Nhi năm 2014 đánh giá rủi ro sinh thái số kim loại nặng trầm tích mặt hạ lưu sông Cu Đê, Liên Chiểu, Thành phố Đà Nẵng, đánh giá rủi ro sinh thái các KLN trầm tích mức độ rủi ro sinh thái vị trí mức độ rủi ro trung bình, cịn các vị trí cịn lại có mức độ rủi ro thấp (RI nghiên cứu tác giả dao động từ 59,383 - 139,698) [12] 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu, rút kết luận sau: Tuy số vị trí lấy mẫu hàm lượng Pb Hg vượt quá TCCP hàm lượng trung bình Pb Hg (lần lượt 51.533 mg/kg, 0.557 mg/kg) nằm TCCP ( Igeo(Pb) >2), mức độ nhiễm nhẹ Pb vị trí M2, M7 (2>Igeo(Pb)>1), mức độ nhiễm nhẹ Hg hai vị trí M2 M15, cịn vị trí khác khơng bị ô nhiễm mức giá trị Đanh giá tồn khu vực nghiên cứu thấy chưa bị ô nhiễm KLN Kết đánh giá mức độ ô nhiễm tổng hợp kim loại nặng theo số PLI cho thấy: mức độ ô nhiễm trung bình hai vị trí M2 (3-12), mức độ nhiễm nhẹ vị trí M1, M4, M5, M7, M10, M15 (1-3), cịn vị trí cịn lại khơng bị nhiễm (