Tài liệu Đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh”. doc

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong 1 MỤC LỤC 2 PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đất là một thành phần quan trọng của môi trường, là một tài nguyên vô giá mà tự nhiên đã ban tặng cho con người. Đất là tư liệu sản xuất đặc biệt, là đối tượng lao động độc đáo, là một yếu tố cấu thành của hệ sinh thái Trái Đất. Trên quan điểm sinh thái học, đất là một tài nguyên tái tạo, là vật mang của nhiều hệ sinh thái khác trên trái đất. Với sức ép ngày càng tăng về dân số đã kéo theo sự phát triển mạnh về công nghiệp, đô thị hoá, việc làm và giao thông, làm cho tài nguyên đất bị khai thác mạnh và sự suy thoái môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng. Con người tác động vào đất cũng chính là tác động vào các hệ sinh thái mà đất “mang” trên mình nó. Như vậy, tuỳ thuộc vào phương thức đối xử của con người đối với đất mà đất có thể phát triển theo chiều hướng tốt và cũng có thể phát triển theo chiều hướng xấu. Cho nên việc bảo vệ môi trường đất, duy trì sức sản xuất lâu dài của đất là một trong những chiến lược quan trọng của nước ta trong việc sử dụng hợp lý và lâu bền các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Ngày nay, Việt Nam trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nói chung, khu vực nông thôn nói riêng, các làng nghề có tác dụng rất lớn đối với sự chuyển đổi cơ cấu kinh tế, tạo việc làm và tăng thu nhập cho người dân lao động. Chỉ riêng các tỉnh đồng bằng sông Hồng đã có 203 làng nghề truyền thống được khôi phục và phát triển, đồng thời có tới 523 làng nghề mới được hình thành trong thời gian gần đây. Nhưng sự phát triển các làng nghề trong thời gian qua còn mang tính tự phát, tình trạng ô nhiễm môi 3 trường trong các làng nghề và các cơ sở sản xuất tại nông thôn ngày càng gia tăng. Tỉnh Bắc Ninh với 61 làng nghề trong đó có làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn có nhiều loại hình sản phẩm phong phú, đa dạng, với hình thức sản xuất linh hoạt đã tạo ra một lượng lớn hàng hoá, giải quyết công ăn việc làm và mang lại thu nhập cho người dân, góp phần phát triển kinh tế xã hội của xã Văn Môn nói riêng và của tỉnh Bắc Ninh nói chung. Tuy vậy, làng nghề Văn Môn cũng có những đặc trưng chung đối với các làng nghề khác như sự phát triển của làng nghề còn mang tính tự phát, không có quy hoạch, trình độ công nghệ còn thấp, lao động giản đơn, chưa được đào tạo đầy đủ cơ bản, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm. Ý thức bảo vệ môi trường của dân làng nghề chưa cao, sản xuất chạy theo lợi nhuận và kinh tế, bất chấp độc hại, nguy hiểm gây ô nhiễm môi trường, thiếu các chính sách đồng bộ từ các cơ quan quản lý trung ương tới địa phương về hỗ trợ sản xuất và quản lý môi trường tại làng nghề. Tất cả các mặt hạn chế nêu trên đã tác động không chỉ tới sự phát triển chung của làng nghề mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và sức khoẻ cộng đồng. Mặt khác, do sản xuất quy mô nhỏ nằm rải rác trên khắp địa bàn xã đã tạo nên những nguồn thải nhỏ, khó tập trung và hầu như chưa được xử lý nên đã tác động tới môi trường đất toàn vùng. Vì vậy, để góp thêm tư liệu phân tích đánh giá hiện trạng môi trường đất ở các làng nghề tại tỉnh Bắc Ninh, chúng tôi tiến hành đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh”. 4 1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1. Mục đích của đề tài - Xác định hàm lượng các kim loại nặng tổng số (As, Cd, Cu, Pb, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh. - Đánh giá hiện trạng hàm lượng kim loại nặng trong đất tại Văn Môn. 1.2.2. Ý nghĩa của đề tài - Khuyến nghị cho UBND xã Văn Môn về tình trạng ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong môi trường đất từ đó xã có giải pháp hợp lý để xử lý chất thải rắn, chất thải lỏng. - Nâng cao nhận thức cho những người trực tiếp có liên quan đến sản xuất của làng nghề, cũng như tăng thêm vốn hiểu biết về phòng ngừa ô nhiễm môi trường trong các hoạt động sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân. - Góp phần tích cực vào việc bảo vệ sức khoẻ cộng đồng. - Góp phần nâng cao hiệu quả quản lý chất thải cho xã Văn Môn nói riêng và cho tỉnh Bắc Ninh nói chung, để thực hiện chỉ thị và quy chế quản lý chất thải của Chính phủ đã ban hành. 5 PHẦN 2 TỔNG QUAN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. KIM LOẠI NẶNG (KLN) VÀ CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA KLN TRONG ĐẤT, NGUỒN GỐC PHÁT SINH 2.1.1. Kim loại nặng và các dạng tồn tại của kim loại nặng trong đất Thuật ngữ KLN nhằm nói tới bất cứ một nguyên tố nào có khối lượng riêng lớn (d > 5 g/cm 3 ) và thể hiện độc tính ở nồng độ thấp. Tuy nhiên, độ độc của KLN còn phụ thuộc vào các dạng tồn tại của chúng ở trong đất.[7] Khi nghiên cứu sự tích luỹ của KLN trong đất mà chỉ xem xét hàm lượng tổng số thì chưa thể đánh giá đúng độ độc của chúng đối với cây trồng cũng như chiều hướng biến đổi của chúng ở trong đất [7]. Chúng có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau nhưng chủ yếu ở các dạng sau đây: dạng linh động, liên kết với hữu cơ, liên kết với gốc cacbonat, với oxit sắt, với oxit mangan.[7] - Dạng linh động: Các kim loại nặng được hấp phụ trên bề mặt các hạt đất (hạt sét, các oxit sắt và oxit mangan bị solvat hoá, các axit mùn). Đây là dạng mà cây trồng dễ hấp thu trong quá trình hút dinh dưỡng và nước vào cơ thể. - Dạng liên kết cacbonat: Các kim loại nặng tồn tại dưới dạng các muối cacbonat (CO 3 2- ) trong đất. Sự tồn tại và liên kết của các dạng này phụ thuộc rất nhiều vào pH của đất cũng như lượng cacbonat trong đất. - Dạng liên kết oxit sắt, oxit mangan: Dạng này dễ hình thành do các oxit sắt và oxit mangan tồn tại trong đất như kết von đá ong, vật liệu gắn kết giữa các hạt đất. Các oxit này là những chất loại bỏ rất tốt các KLN nhờ quá trình nhiệt động học không ổn định dưới 6 điều kiện khử. - Dạng liên kết với chất hữu cơ: KLN liên kết với các chất hữu cơ khác nhau trong đất như : sinh vật đất, sản phẩm phân giải của chất hữu cơ, chất hữu cơ bao phủ bên ngoài hạt đất,…Do đặc tính tạo phức và peptiz hoá của các chất hữu cơ làm cho các kim loại tích luỹ lại trong đất (các chất hữu cơ bị oxy hoá, phân giải dẫn đến sự giải phóng các kim loại nặng vào đất). - Dạng còn lại: Bao gồm các KLN nằm trong cấu trúc tinh thể của các khoáng vật nguyên sinh và thứ sinh. Dạng này rất khó giải phóng ra môi trường dưới các điều kiện tự nhiên bình thường. Do tác dụng của các quá trình phong hoá, đặc biệt là phong hoá hoá học và phong hoá sinh học mà các KLN dần dần được giải phóng ra môi trường đất. 2.1.2. Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong môi trường đất Kim loại trong đất ban đầu một phần được sinh ra từ các quá trình hoạt động địa hoá của khoáng vật mẹ và đi vào đất thông qua quá trình phong hoá hoá học. Tuy nhiên, với quá trình phong hoá hoá học thì lượng kim loại đi vào đất là không đáng kể mà chủ yếu kim loại đi vào đất là do các hoạt động sản xuất của con người [8]. Các hoạt động đó bao gồm: - Hoạt động sản xuất công nghiệp + Công nghiệp nhựa: Co, Cr, Cd, Hg + Công nghiệp dệt: Zn, Al, Ti, Sn + Công nghiệp sản xuất vi mạch: Cu, Ni, Cd, Zn, Sb + Bảo quản gỗ: Cu, Cr, As + Mỹ nghệ: Pb, Ni, Cr - Hoạt động sản xuất nông nghiệp + Sử dụng phân bón hoá học: As, Cd, Mn, U, V và Zn trong một số phân 7 phốt phát. + Sử dụng phân chuồng: As, Cu, As, Zn + Sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật: Cu, Mn và Zn trong thuốc trừ nấm, As và Pb trong thuốc sử dụng đối với cây ăn quả. + Nước tưới: có thể thải ra Cd, Pb, Se - Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại + Đào, xới và cặn thải - nhiễm bẩn thông qua phong hoá, xói mòn do gió thải ra As, Cd, Hg, Pb. Cặn thải khếch tán do sông - trầm tích trên đất do lũ, nạo vét sông…thải ra As, Cd, Hg, Pb. + Vận chuyển trong quá trình tuyển quặng - vận chuyển theo gió lên trên đất thải ra As, Cd, Hg, Pb. Khai khoáng - nhiễm bẩn do bụi thải ra As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se. + Công nghiệp sắt thép: Cu, Ni, Pb - Do trầm tích từ không khí + Nguồn từ đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải, thiêu huỷ cây trồng : Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V. + Công nghiệp luyện kim: As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb + Khói linh động: Mo, Pb cùng với Br, Cl và V + Đốt cháy xăng, dầu (bao gồm các trạm xăng): As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn và Cd - Kim loại từ rác thải + Bùn cặn: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn + Rửa trôi từ đất: As, Cd, Fe, Pb + Phế thải: Cd, Cr, Cu, Pb, Zn + Đốt rác, bụi than: Cu và Pb Dựa vào nguồn gốc phát sinh kim loại trong môi trường đất ở trên, ta có thể thấy rằng, lượng kim loại nặng trong môi trường đất của làng nghề Văn 8 Môn có được ngoài do hoạt động phong hoá hoá học của quá trình hoạt động địa hoá của khoáng vật mẹ, còn do hoạt động sản xuất nông nghiệp và hoạt động sản xuất làng nghề mà chủ yếu là từ phế thải của làng nghề gây nên. Nguyên nhân chủ yếu là từ phế thải của làng nghề đổ ra môi trường. Chính vì vậy, vấn đề cấp bách hiện nay của xã Văn Môn nói riêng và của tỉnh Bắc Ninh nói chung là phải tìm ra cách quản lý và xử lý lượng phế thải do hoạt động sản suất làng nghề thải ra môi trường phù hợp với điều kiện thực tế của xã Văn Môn và của tỉnh Bắc Ninh. 2.2. SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG TỚI CÂY TRỒNG VÀ SỨC KHOẺ CON NGƯỜI Ngày nay, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của công nghiệp và hình thành nhiều thành phố lớn, vấn đề ô nhiễm ngày càng trở nên nghiêm trọng. Khói từ nhà máy, từ hoạt động giao thông làm ô nhiễm bầu khí quyển. Nước thải từ các nhà máy, khu dân cư làm ô nhiễm nguồn nước. Phế thải từ các khu công nghiệp, các làng nghề và việc sử dụng phân bón hoá học, bùn thải, thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn tài nguyên đất. Tất cả những nguồn gây ô nhiễm này đều là nguyên nhân của sự tích tụ quá mức hàm lượng KLN trong đất và nước.[7] Với sự tích tụ quá mức lượng KLN trong môi trường đất đã làm cho thảm thực vật trên mặt đất bị mất đi, nhiều loài không thể sống được ở những vùng đất chứa lượng KLN quá cao. Đất giảm lượng tích luỹ mùn và trở nên chặt hơn, nghèo dinh dưỡng hơn. Những cây có thể mọc được ở những vùng đất chứa lượng KLN cao thì ngay trong bản thân chúng cũng sẽ chứa lượng KLN nhất định, và lượng KLN nhất định này cao hơn mức bình thường mà chúng có được do chúng hút các chất dinh dưỡng trong đất. Các KLN tích luỹ trong đất từ đó đi vào nông sản, thực phẩm và theo chuỗi thức ăn KLN trong đất sẽ được tích tụ trong thực vật và vào cơ thể con người. Nếu cơ thể con 9 người tích tụ lượng KLN càng lớn sẽ gây ra nhiều loại bệnh nguy hiểm ảnh hưởng tới sức khoẻ, và tính mạng của con người.[21] Tính độc của một số KLN tồn dư trong rau và trong cơ thể con người: * Tính độc của kẽm (Zn) - Đối với cây trồng: Sự dư thừa Zn gây độc đối với cây trồng khi Zn tích tụ trong đất quá cao. Dư thừa Zn cũng gây ra bệnh mất diệp lục. Sự tích tụ Zn trong cây quá nhiều gây một số mối liên hệ đến mức dư lượng Zn trong cơ thể người và góp phần phát triển thêm sự tích tụ Zn trong môi trường mà đặc biệt là môi trường đất.[1, 21] - Đối với con người: Zn là dinh dưỡng thiết yếu và nó sẽ gây ra các chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa. Trong cơ thể con người, Zn thường tích tụ chủ yếu ở trong gan, là bộ phận tích tụ chính của các nguyên tố vi lượng trong cơ thể, khoảng 2 g Zn được thận lọc mỗi ngày. Zn còn có khả năng gây ung thư đột biến, gây ngộ độc thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm. Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể gây ra các triệu chứng như bệnh liệt dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và một số triệu chứng khác.[1, 21] * Tính độc của đồng (Cu) - Đối với cây trồng: Theo kết quả nghiên cứu của nhiều công trình cho thấy Cu có vai trò rất quan trọng đối với phát triển của cây trồng. Cây trồng thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điều này cho thấy Cu có liên quan đến mức phản ứng oxit hoá của cây. Trong cây thiếu chất Cu thì quá trình oxit hoá Acid Ascorbic bị chậm, Cu hình thành một số lớn chất hữu cơ tổng hợp với Protein, Acid amin và một số chất khác mà chúng ta thường gặp trong nước trái cây. Ngoài những ảnh hưởng do thiếu Cu, thì việc thừa Cu cũng xảy ra những biểu hiện ngộ độc mà chúng có thể dẫn tới tình trạng cây chết . Lý do của việc 10 [...]... 2.00 0-2 .980 200 1.04 0-1 .300 1.50 0-2 .200 11 0-1 50 3 5-5 0 2.000 150 1 0-4 2 9 0-1 00 5 0-5 8 100 0,12 0,1 3-0 ,2 0,5 1-1 ,5 0,004 0,0 1-0 ,08 0, 1-0 ,4 Axit ỏ trm tớch ỏ vụi ỏ cỏt ỏ phõn (Granite) kt lp 35 4-6 0 0,3 2-9 30 1 6-3 0 0,05 0,5 0,0 3- 9 0-1 00 850 1 9-2 0 6 8-7 6 3 9-5 0 1 0-1 20 0,2 4-6 0,1 8-0 ,5 4 40 0-5 00 1 0,5 1 0-1 3 4 0-5 2 0,0 9-0 ,2 3-3 ,5 0,08 3-5 1 0-1 1 62 0-1 .100 0, 1-4 7-1 2 5, 5-1 5 2 0-2 5 0,02 8-0 ,1 0, 5-4 0,0 5-0 ,16 0,29 2 0-2 4... c kt qu KLN bng 3 Bng 3 Tr s trung bỡnh kim loi nng trong bựn cng rónh thnh ph n v: ppm Bựn cng rónh Bựn cng rónh Al Fe Mn Cu 7280 2370 150 565 thnh ph Bựn nh mỏy dt Bựn nh mỏy - - - ru Bựn nh mỏy ch - - bin g Bựn cng rónh - - Zn 222 Pb 520 Ni 100 Cd 28 Cr 104 Hg 5 - 394 81 0 864 255 129 29 63 18 4 2 0 2490 117 - 53 122 42 119 2 81 - - 800 300 700 80 - 250 - Anh 0 (Ngun: Tan et al., 1971; Wild, 1993)... V PHNG PHP NGHIấN CU 3.1 I TNG V PHM VI NGHIấN CU - Hin trng hm lng tng s ca cỏc kim loi nng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong mụi trng t ti xó Vn Mụn - huyn Yờn Phong - tnh Bc Ninh - 23 mu t c ly ti cỏc v trớ khỏc nhau trờn ton b t nụng nghip, v t dõn sinh, vui chi gii trớ ca xó Vn Mụn (hỡnh 1) Cỏc thụng tin c bn ca cỏc mu t nghiờn cu c trỡnh by bng 9, trong ú: + Mu 1: c ly dng bựn ti cng thi chung ca... t (AAS) * Cd, Pb, Cu, Zn: s dng phng phỏp cc ph Von Ampe ho tan 29 PHN 4 KT QU V THO LUN 4.1 IU KIN T NHIấN, KINH T - X HI CA LNG NGH VN MễN 4.1.1 iu kin t nhiờn Xó Vn Mụn thuc huyn Yờn Phong tnh Bc Ninh nm dc sụng Ng Huyn Khờ, l n v hnh chớnh nm trờn giỏp ranh H Ni - Bc Ninh (th hin bn phớa sau) Xó Vn Mụn cú: - Phớa ụng giỏp xó ụng Th - Yờn Phong - Bc Ninh - Phớa Tõy giỏp thnh ph H Ni - Phớa Nam... 1 0-1 1 62 0-1 .100 0, 1-4 7-1 2 5, 5-1 5 2 0-2 5 0,02 8-0 ,1 0, 5-4 0,0 5-0 ,16 0,29 2 0-2 4 5, 7-7 8-1 0 2 0-2 3 (Ngun: Alter Mitchell, 1964 [8]) Da vo bng 1 ta thy tu tng loi ỏ m hm lng kim loi cha trong chỳng l khỏc nhau Thụng thng hm lng kim loi hỡnh thnh trong ỏ macma ln hn trong ỏ trm tớch Hm lng KLN trong t c tớch lu ngoi quỏ trỡnh phong hoỏ ti ch ca cỏc khoỏng vt v ỏ m, cũn do cỏc hot ng sn sut ca con ngi mang... Phõn tớch mu t vi cỏc thụng s sau: - H+T - As - Cd - Pb - Cu - Zn 6 Tp hp v x lý cỏc s liu ó phõn tớch c t trờn 7 So sỏnh vi TCVN v hm lng KLN trong mụi trng t 8 ỏnh giỏ chung hm lng KLN trong mụi trng t ca xó Vn Mụn 3.3 PHNG PHP NGHIấN CU - Phng phỏp k tha: Khai thỏc v k tha cỏc kt qu iu tra v cht thi trờn ton quc, cỏc kt qu iu tra hin trng mụi trng tnh Bc Ninh - Phng phỏp kho sỏt thc a: iu tra kho... c khi tớch ly Cd r cõy Tuy nhiờn, trong rau dip, c rt, cõy thuc lỏ, khoai tõy, Cd c cha nhiu nht trong lỏ Trong cõy u nnh, 2 % Cd c tớch lu hin din trong lỏ v 8 % chi Cd trong mụ cõy thc phm l mt yu t quan trng trong vic gii quyt s tớch lu cht Cd trong c th con ngi S tp trung Cd trong mụ thc vt cú th gõy ra thụng tin sai lch ca qun th.[1, 21] - i vi con ngi: Cd trong mụi trng thng khụng c hi nhiu... Nam giỏp huyn T Sn - Bc Ninh - Phớa Bc giỏp xó Yờn Ph - Yờn Phong - Bc Ninh Mt phn phớa ụng Bc giỏp th trn Ch - Yờn Phong - Bc Ninh a hỡnh ca xó Vn Mụn tng i ng nht- a hỡnh bng phng Nhỡn chung, a hỡnh cú hng dc t Bc xung Nam v t Tõy sang ụng c th hin qua dũng chy mt sụng Ng Huyn Khờ cú hng chy v sụng ung v sụng Thỏi Bỡnh V mt khớ hu, Vn Mụn mang y cỏc c trng ca khớ hu ng bng Bc B - khớ hu nhit i giú... ph n cú thai.[1, 21] 2.3 TèNH HèNH NGHIấN CU KIM LOI NNG TRONG T TRấN TH GII V VIT NAM 2.3.1 Tỡnh hỡnh nghiờn cu kim loi nng trong t trờn th gii Vic nghiờn cu KLN trong mụi trng t trờn th gii ó c tin hnh t rt sm Nm 1964, Alter Mitchell ó tin hnh nghiờn cu v phõn tớch hm lng mt s KLN trong mt s loi t ỏ (xem bng 1).[8] 13 Bng 1 Hm lng ca mt s kim loi nng trong mt s loi t ỏ n v: mg/kg Nguyờn t ỏ mcma... nhng nghiờn cu bc u v KLN trong t, v ó ch ra rng hm lng ca cỏc nguyờn t KLN (Cu, Pb, Zn, Cd,) trong t ph thuc nhiu vo ngun gc ỏ m v mu cht hỡnh thnh nờn cỏc loi t ú Cỏc tỏc gi Trn Cụng Tu v Trn Cụng Khỏnh (1998) ó cụng b hm lng KLN dng tng s v d tiờu tng t mt 0 20 cm ca mt s loi t ó a ra 7 c t (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tp trung ch yu hai loi t chớnh Vit Nam (bng 5), trong ú t feralit phỏt trin . tiến hành đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh”. . LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong