Đánh giá mức độ tích tụ kim loại nặng trong trầm tích sông Nhuệ: nguồn gốc, mức độ ô nhiễm và rủi ro

Phương pháp nghiên cứu 1. Phương pháp thu thập tài liệu

Tài liệu thu thập được xử lý, đưa lên thành bảng biểu, đồ thị và phân tích, phân loại để từ đó xác định những vấn đề cần đánh giá. - Thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu bằng phương pháp tổng hợp các số liệu thống kê và điều tra. - Thu thập thông tin về các nguồn thải của khu vực nghiên cứu, bằng phương pháp tổng hợp tài liệu từ Sở tài nguyên và môi trường, các báo cáo thường niên của xã, huyện… các tài liệu này liên quan đến nội dung nghiên cứu.

- Các mẫu trầm tích cũng được lấy theo phương pháp hỗn hợp ở tầng mặt với độ sâu trung bình từ 0 – 10 cm. Phương pháp phân tích tương quan là một phương pháp toán học áp dụng vào việc phân tích thống kê nhằm biểu hiện và nghiên cứu mối liên hệ tương quan giữa các chỉ tiêu. - Phân tích định tính về bản chất của mối quan hệ, đồng thời dùng phương pháp đồ thị để xác định tính chất và xu thế của mối quan hệ đó.

- Biểu hiện cụ thể mối liên hệ tương quan bằng phương trình hồi quy tuyến tính hoặc phi tuyến tính và tính các tham số của các phương trình. Kết quả phân tích nước và trầm tích được so sánh với các QCVN và tiêu chuẩn thế giới về ngưỡng giới hạn kim loại nặng trong nước và trầm tích.

Hiện trạng môi trường nước mặt sông Nhuệ

Giá trị DO giảm đột ngột < 1 mg O2/l (vượt TCCP B2) tại các điểm lấy mẫu từ cầu Hà Đông đến Đập Đồng Quan chứng tỏ nước sông tại các vị trí này chứa lượng lớn chất thải hữu cơ và quá trình phân huỷ kị khí xảy ra mạnh mẽ. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu nước sông Nhuệ ở bảng 3.4 cho thấy hàm lượng các kim loại nặng Pb, Cd, As, Hg đều ở dưới ngưỡng cho phép QCVN 03:2008, cột B2. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Nhuệ tháng 2, năm 2004 trong đề tài cấp nhà nước “Xây dựng đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy” – viện Địa lý cũng cho thấy, hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu nước đa phần nằm dưới ngưỡng cho phép.

Tuy nhiên, hàm lượng Pb ở cống Liên Mạc và hàm lượng Cd và Hg ở cầu Cống Thần vào mùa mưa lại cao hơn mùa khô, điều này có thể được giải thích do thời điểm lấy mẫu nước sông tiếp nhận nguồn thải chứa hàm lượng cao các kim loại này. Chất lượng nước tại cống Liên Mạc từ sông Hồng chảy vào sông Nhuệ là tương đối tốt, hàm lượng các chất ô nhiễm hầu hết nằm trong ngưỡng cho phép theo QCVN 03 : 2008, cột A2, chỉ có chỉ tiêu BOD5 và NH4+ vượt TCCP cột A2 nhưng vẫn nằm trong TCCP cột B2, nhìn chung chất lượng nước ở đây đạt tiêu chuẩn cho nông nghiệp. - Khi sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu hợp lưu và đổ vào sông Nhuệ tại đập Thanh Liệt, lúc này sông Nhuệ phải tiếp nhận thêm một khối lượng nước thải sinh hoạt cũng như nước thải công nghiệp của phần lớn nội thành Hà Nội.

- Trên đoạn cuối của sông từ đập Nhật Tựu đến gần điểm hợp lưu sông Nhuệ và sông Đáy là cống Lương Cổ chất lượng nước sông biến đổi mạnh do quá trình tự làm sạch của dòng sông, số lượng thải ít đi nên chất lượng nước sông cũng dần được cải thiện. Đồng thời, kết quả phân tích cũng thể hiện đã có sự gia tăng hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Nhuệ so với kết quả phân tích năm 2004 trong đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy.

Mức độ tích luỹ kim loại nặng trong trầm tích

Trầm tích tại điểm cầu Hà Đông có chứa hàm lượng CHC lớn nhất (4,21%), nếu xét theo thang đánh giá đất của giáo sư Lê Văn Tiềm thì mẫu trầm tích này có hàm lượng CHC khá giàu và trầm tích tại điểm đầu nguồn sông Nhuệ có hàm lượng CHC nhỏ nhất (0,86%)– rất nghèo chất hữu cơ. Hàm lượng Ca2+ và Mg2+ cũng có xu hướng tăng cao ở đoạn giữa sông và giảm dần về hạ lưu, kết quả này cũng thể hiện đoạn giữa sông do được bổ sung nước thải sinh hoạt của thành phố nên hàm lượng các chất trong trầm tích tăng cao hơn phía thượng nguồn và giảm dần phía hạ lưu do được pha loãng. Theo bảng phân loại của Katrinski (1960), tại cống Liên Mạc trầm tích có kết cấu nền đáy là cát pha, tại cầu Hà Đông, cầu Tó Hữu và tại đập Đồng Quan trầm tích có kết cấu nền đáy là thịt nặng.

Tuy nhiên, hàm lượng Asen trong các mẫu trầm tích tương đối cao, trong những năm tới nếu nguồn thải ra sông Nhuệ không được kiểm soát thì nguy cơ ô nhiễm Asen trong trầm tích là rất lớn. Do đó có thể đánh giá rằng trầm tích sông Nhuệ đã có dấu hiệu bị ô nhiễm kim loại nặng Pb, Cd, Hg và có nguy cơ ô nhiễm As do các hoạt động sản xuất và chất thải đô thị. Do đó, các chất ô nhiễm lắng đọng trong trầm tích không chỉ làm ô nhiễm môi trường nước mà sẽ làm ô nhiễm môi trường đất tại các khu vực bãi chôn lấp và nếu được sử dụng làm phân bón thì sẽ gây nguy cơ ô nhiễm đất canh tác trong nông nghiệp.

Để đánh giá mối liên hệ giữa các yếu tố địa hóa môi trường (pH, Eh), hàm lượng chất hữu cơ, CEC, Ca2+, Mg2+, thành phần cấp hạt của trầm tích với hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích, ở đây sử dụng phương pháp phân tích tương quan bằng việc tính toán hệ số tương quan Pearson [48] (bảng 3.9). Ngoài ra, kết quả phân tích tương quan (bảng 3.9) cho thấy nguyên tố Hg có mối tương quan thuận chặt chẽ với hàm lượng chất hữu cơ trong trầm tích hơn các nguyên tố KLN còn lại.

Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước và trong trầm tích sông Nhuệ

Nhìn chung, có thể kết luận sơ bộ là dung tích hấp phụ CEC, hàm lượng Ca2+, Mg2+ có mối tương quan thuận với hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích sông Nhuệ. Nhìn chung, tại vị trí có hàm lượng KLN trong nước cao thì hàm lượng KLN trong trầm tích cũng tương đối cao và mối tương quan giữa hai đại lượng này là khỏ chặt chẽ , mối tương quan thuận thể hiện rừ nhất đối với nguyờn tố Pb. Điều này chứng tỏ, kim loại nặng trong nước chủ yếu bị lắng đọng và tích luỹ trong trầm tích đáy sông.

Các nguyên tố Pb, Cd, Hg tích luỹ trong trầm tích sông Nhuệ với hàm lượng lớn cho thấy trầm tích sông Nhuệ đã có biểu hiện ô nhiễm các kim loại này. Nguyên tố As có hàm lượng chưa vượt mức tác động xấu đối với sinh vật, tuy nhiên vẫn có nguy cơ ô nhiễm As trong trầm tích sông Nhuệ trong những năm tới.

Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước lưu

Để đảm bảo cho môi trường nước trên sông Nhuệ ít nhất cũng phải đạt được tiêu chuẩn cho phép B2, tức là để có khả năng cung cấp nước phục vụ cho tưới tiêu thuỷ lợi và giao thông thuỷ thì ngoài việc hạn chế việc xả chất thải cần phải chú ý tới biện pháp tăng cường khả năng tự làm sạch của nguồn nước. - Sử dụng biện pháp làm giảm nồng độ ô nhiễm của các nguồn thải khi xả nước thải bằng cách tạo dòng chảy mạnh (cống thải có độ dốc, ..) nhằm tăng cường sự khuyếch tán oxy vào nước, làm tăng cường quá trình tự phân huỷ chất ô nhiễm. - Vận hành các cửa cống, đập trong hệ thống lưu vực đảm bảo thuỷ chế phù hợp với quy luật tự làm sạch của dòng sông, tránh suy thoái dòng chảy nhất là cống Liên Mạc, đập Cầu Đen, đập Thanh Liệt.

- Giải pháp hạn chế nước thải từ Hà Nội vào sông Nhuệ: Để đảm bảo chất lượng nước trên sông Nhuệ ít nhất cũng đạt TCCP B2, cần phải giảm bớt một lượng nước thải của Hà Nội vào sông Nhuệ và cách giải quyết có thể là đưa lượng nước thải này vào sông Hồng qua trạm bơm Yên Sở. - Giải pháp thiết kế hệ thống xử lý nước thải của Hà Nội: Việc xây dựng một hệ thống xử lý nước thải nhằm đảm bảo chất lượng môi trường nước của Hà Nội nói chung và chất lượng môi trường nước sông Nhuệ nói riêng là việc làm rất cần thiết. - Giải pháp mở rộng và tăng lưu lượng nước qua cống Liên Mạc: Cống Liên Mạc đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp nước tưới cho người dân và giảm thiểu ô nhiễm môi trường lưu vực sông Nhuệ.

Tuy nhiên theo tính toán và dự báo, trong tương lai với lượng nước thải sinh hoạt và công nghiệp ngày một gia tăng thì lưu lượng cấp tối đa của cống Liên Mạc (khoảng 75 m3/s) [7], chưa đảm bảo cho môi trường nước sông Nhuệ đạt được ở mức TCCP B2. Cần có những nghiên cứu sâu hơn về mức độ tác động của các độc tố hoá học trong trầm tích sông khi sử dụng chúng trong nông nghiệp và tìm ra các giải pháp khoa học công nghệ hữu hiệu xử lý ô nhiễm trong trầm tích sông.