Các thơng số này được đo đạc tại hiện trường. Giá trị của các thơng số này được biểu diễn trên Bảng 3-1
Bảng 3-1 kết quả của các thơng số địa hố mơi trường
Điểm Các thơng số đo tại hiện trường
T pH Ec DO Kênh Nhiêu Lộc- Thị Nghè A 1 29,9 6,67 0,597 0,07 A 2 29,9 6,55 0,597 0,09 A 3 31,5 6,69 8,47 4,42 Kênh Tân Hố-Lị Gốm B 1 30,9 6,85 1,142 0,06 B 2 30,8 6,65 0,855 0,16 B 3 30,5 6,64 0,859 0,08
Kênh Tham Lương –Bến Cát
C 1 31,1 7,1 1,033 0,05
C 2 33 7,5 1,004 0,05
C 3 29,9 6,87 0,498 0,2
C 4 31 6,53 6,21 3,47
C 5 30,7 6,48 5,72 3,21
Kênh Đơi – Kênh Tẻ
D 1 30,1 6,85 1,484 0,22 D 2 D 3 31,6 6,86 13,2 2,64 D 4 31,8 6,84 13,19 2,42 D 5 31,8 6,72 9,73 2,28 Tàu Hũ – Bến Nghé E 1 30,4 6,85 1,521 0,11 E 2 29,8 6,92 0,704 0,15 E 3 31,4 6,82 8,1 5,61
pH 5 6 7 8 A 1 A 2 A 3 B1 B 2 B 3 C 1 C 2 C 3 C4 C 5 D 1 D 2 D3 D 4 D5 E 1 E 2 E 3 pH
Biểu đồ 3-1. Giá trị pH trên các kênh rạch tiêu thốt khu vực thành phố Hồ Chí Minh DO 0 1 2 3 4 5 6 A 1 A 2 A 3 B1 B 2 B 3 C 1 C 2 C 3 C4 C 5 D 1 D 2 D3 D 4 D5 E 1 E 2 E 3 DO
Biểu đồ 3-2. Diễn biến hàm lượng DO trên hệ thống kênh rạch thành phố
Ec 0 5 10 15 A 1 A 2 A 3 B1 B 2 B 3 C 1 C 2 C 3 C4 C 5 D 1 D 2 D3 D 4 D5 E 1 E 2 E 3 Ec
Biểu đồ 3-3. Diễn biến hàm lượng Ec trên hệ thống kênh rạch thành phố
Nhận xét:
Nhìn chung giá trị pH tại 05 hệ thống kênh rạch dao động từ 6,48 – 7,5, gần như trung tính đạt tiêu chuẩn chất lượng nước mặt. Do đĩ, từ kết quả phân tích thống kê cĩ thể nhận định sơ bộ rằng pH khơng cĩ ảnh hưởng lớn đến quá trình tích luỹ kim loại trong bùn lắng. Vì vậy, để cĩ kết luận cuối cùng cần cĩ các nghiên
cứu chi tiết hơn trong phịng thí nghiệm như thí nghiệm mơ phỏng sự phân bố kim loại giữa các pha rắn/lỏng trong điều kiện thay đổi pH.
Theo giá trị DO biểu diễn trên đồ thị ta thấy hệ thống kênh Tân Hố- Lị Gốm cĩ thể nĩi là hệ thống kênh “chết”. Kênh Đơi – Kênh Tẻ tương đối ít ơ nhiễm hơn so với các hệ thống kênh cịn lại. Và dựa theo kết quả phân tích hàm lượng kim loại thì tại các điểm cĩ sự tích luỹ kim loại nặng (B1, B3, A2, E2 ) thì nồng độ DO cũng hạ thấp đáng kể (0,06-0,15g/l). Như vậy, giữa DO và hàm lượng kim loại nặng trong bùn lắng cĩ mối liên quan rõ rệt.
Nước cĩ tính dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20oC cĩ độ dẫn điện là 4,2mS/cm. Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khống hồ tan trong nước và dao động theo nhiệt độ. Theo đồ thị ta cĩ hệ thống kênh Tân Hố – Lị Gốm là hệthống cĩ độ dẫn điện dao động từ 0,859 – 1,142 vì vậy hệ thống này bị ơ nhiễm nặng và hàm lượng các chất khống hồ tan trong nước ít. Hệ thống kênh Đơi –kênh Tẻ nhìn chung ít ơ nhiễm nhất trong 05 hệ thống kênh rạch.
3.2 SỰ PHÂN BỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG 05 HỆ THỐNG KÊNH RẠCH Các kim loại nặng
Các kim loại nặng rất dễ dàng bị hấp phụ trên bề mặt các chất lơ lửng dạng hữu cơ và vơ cơ. Khi các chất này lắng xuống tạo thành bùn lắng thì các kim loại nặng cũng sẽ bị tích tụ trong bùn lắng. Việc nghiên cứu bùn lắng cĩ thể cho chúng ta biết lịch sử ơ nhiễm của các kim loại nặng: bởi vì lớp bùn lắng sẽ ngày một tích tụ và chồng lên nhau, thơng thường lớp bùn lắng sẽ dày từ vài mm đến đến vài cm mỗi năm tuỳ thuộc vào từng con sơng cụ thể. Khi đã biết chiều dày bùn lắng từng năm thì việc nghiên cứu chất lượng bùn lắng theo chiều sâu của lớp bùn sẽ cho ta biết quá trình ơ nhiễm của kim loại nặng từng năm.
Một số kim loại nặng là các nguyên tố vi lượng khơng thể thiếu được đối với các loại sinh vật trong quá trình trao đổi chất, tuy nhiên một số kim loại nặng khác lại là những chất độc. Cĩ sáu kim loại nặng cơ bản là (Fe, Zn, Mn, Cu, Mo, Co) được gọi là các chất dinh dưỡng vi lượng. Các kim loại khác như (Ca, Si, Ni, Se, Al, V) đồng hố trong quá trình phát triển của cây nhưng lại khơng cần thiết cho các loại sinh vật khác. Ngược lại các kim loại nặng như Pb, Cd, Cr, Hg hồn tồn khơng cần thiết cho sinh vật và đây là các kim loại rất độc.
Cơ chế ảnh hưởng của kim loại nặng cĩ thể biểu diễn bằng biểu đồ ở Hình 3-1 Khi sử dụng các loại bùn lắng vào các mục đích nơng nghiệp cũng cĩ thể dẫn đến việc làm ơ nhiễm đất bởi các kim loại nặng cĩ trong bùn lắng. Các muối của Pb, Cu, Cd, Zn, Ni, Cr, Co, Hg là các chất ơ nhiễm vi lượng thường hiện diện trong đất. Chì và Cadmium là hai kim loại thường xuyên gây ơ nhiễm cho đất.
Hình 3-1 Cơ chế ảnh hưởng của kim loại nặng Chì (Pb)
Chì là kim loại được sử dụng nhiều trong việc chế tạo các hợp kim, vật liệu đường ống, sử dụng trong các loại phẩm nhuộm và là chất phụ gia trong xăng, dầu. Các muối chì thường khơng tan hoặc ít tan trong nước (trừ acetate và nitrate Pb IV). Nước thiên nhiên chứa hàm lượng chì thấp (max 0,01mg/l) cĩ nguồn gốc từ khơng khí ơ nhiễm. Nước sinh hoạt cĩ thể bị nhiễm chì từ các hệ thống ống dẫn. Chì rất độc đối với hệ thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên (ngộ độc cấp tính) – hội chứng nhiễm độc chì (saturnism), ngồi ra chì cịn cĩ thể gây bệnh thiếu máu (sản xuất hồng cầu)…
Cadmium (Cd)
Cadmium thường được sử dụng dưới dạng hợp kim Cd – Ni và trong các linh kiện của nghành điện tử. Càng ngày Cd càng ít được sử dụng trong các nghành mạ điện, hàn, thuốc trừ sâu, hợp kim và phẩm màu. Cd phát tán trong tự nhiên qua các
quá trình đốt và tồn trữ rác, sử dụng phân phosphate, thuốc trừ sâu và dùng bùn từ trạm xử lý nước thải làm phân bĩn cho nơng nghiệp, nước thải cơng nghiệp, quá trình trích ly kẽm từ quặng, quá tình đốt than và dầu ….. Các muối của Cd như chlorua, nitrate và sulfate rất dễ tan trong nước. Với các loại đất cĩ pH thấp, Cd rất linh động và dễ dàng bị hấp phụ trong các loại thực vật. Cd gây các độc tính tức thời như viêm dạ dày, viêm ruột và phù phổi. Các độc tính lâu dài Cd tác động lên các phổi, thận và gan, thiếu máu và rối loạn chức năng đồng hố calcium (bệnh xương Itai – Itai ở Toyama). Cd cũng gây ung thư. Quá trình nhiễm Cd do hút thuốc, do thực phẩm và do các vụ nổ. Cd đặc biệt độc khi hấp thụ vào cơ thể qua đường miệng: khi hàm lượng Cd trong máu hơn 1ppm cĩ thể làm giảm quá trình đồng hố, tác động xấu lên gan và thận. Cd bị tích luỹ trong cơ thể động vật và con người qua chuỗi thức ăn sinh học.
Chrome (Cr)
Chrome thường được sử dụng trong các loại phẩm màu , thuốc vẽ, cơng nghiệp mạ chrome, xử lý bề mặt, thuộc da, tẩy trắng. Nĩ lan truyền trong mơi trường do nước thải và rác thải . Độ hồ tan của Cr phụ thuộc vào độ oxy hố. Các muối của Cr III (sulfate) bị oxy hố với sự hiện diện của nước thành Cr VI . Các muối của Cr VI (acid chromic, chromate, dichromate và polychromate) thường tan trong nước. Độc tính của Cr cũng phụ thuộc vào độ oxy hố, Cr III khơng độc trong khi Cr VI lại gây độc tính rõ rệt. Các muối của Cr VI gây kích thích da, lở loét, chậm phát triển và tác động lên gan, thận. Cr VI cũng gây biến đổi gen và ung thư cho người.
Kẽm (Zn)
Kẽm thường được sử dụng trong nghành mạ, hợp kim, phẩm nhuộm, dây dẫn, các loại phân bĩn và thuốc trừ sâu. Thơng thường các muối của Zn tan, nhưng hydroxid kẽm Zn(OH)2 và carbonate kẽm ZnCO 3 lại kết tủa trong nước cĩ độ cứng cao. Kẽm là nguyên tố hiếm căn bản. Sự thiếu hụt kẽm gây nên các tác dụng đối với da, ít hồng cầu và chậm phát triển. Kẽm độc dưới dạng các khĩi oxide kẽm, gây tác động đến đường hơ hấp (ho, viêm phế quản, buồn nơn…. ).
Đồng (Cu)
Đồng là một chất quan trọng, là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng và động vật. Ở trạng thái kim loại thì Cu cĩ màu hơi đỏ, sáng bĩng giống như kim khí và dễ dát mỏng mềm và là một chất dẫn nhiệt, dẫn điện tốt. Sử dụng chủ yếu của Cu là để sản xuất dây kim loại và hợp kim của nĩ, Cu thau và Cu thiếc. Trong thiên nhiên Cu ở nhiều hình thức: sulphides, chất sulphate, muối sulphate, cacbonate, hợp chất khác và cịn tìm thấy Cu trong mơi trường như là kim loại tự nhiên. Hằng ngày lượng Cu lấy vào cơ thể thì luơn luơn vượt quá liều luợng cho phép (yêu cầu hàng ngày là 2mg/ngày), Cu tích luỹ trong gan, khi nĩ nhiễm sâu vào dấu hiệu của mơ hạc bất lợi.
Trong số 05 kim loại nặng đuợc quan trắc (bao gồm Cu, Pb, Zn, Cr, Cd) cĩ thể chia chúng thành hai nhĩm căn bản:
• Các kim loại nặng là các nguyên tố vi lượng cần thiết cho sinh vật (ở nồng độ nhỏ) và cĩ thể gây tác hại nếu vượt ngưỡng cho phép: Cr, Cu, Zn
• Các kim loại nặng là các nguyên tố hồn tồn khơng cần thiết cho sinh vật và cĩ khả năng gây tác hại nếu vượt ngưỡng cho phép (cĩ khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật): Cd, Pb
Bảng 3-2 Kết quả hàm lượng KLN trong các mẫu bùn trong các kênh
Điểm Cu (ppm) Pb (ppm) Zn (ppm) Cr (ppm) Cd (ppm) Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè A 1 228,1 201 349 85,9 2,1 A 2 304 199 1453 48,6 1,9 A 3 30,68 117 480,2 25,07 0,039 Kênh Tân Hố – Lị Gốm B 1 142,9 131,9 2100 93,7 1,433 B 2 37,13 59,5 423 30,8 0,041 B 3 1033 302 4026 2290 11,47
Kênh Tham Lương – Bến Cát
C 1 81,47 87,5 943 35,7 0,242
C 2 30,55 87,7 131,3 27,6 0,112
C 3 28,4 29,2 181 34,4 0,073
C 4 24,08 29,88 117,37 24,86 0,115
C 5 21,68 17,8 83,9 27,7 kph
Kênh Tẻ – Kênh Đơi
D 1 57,21 110 217 24,7 0,077 D 2 54,69 55,5 226 41,5 0,06 D 3 25,37 30,67 128 24,78 0,037 D 4 50,2 90,2 243 27,7 0,067 D 5 23,29 33,93 158,7 24,11 Kph Kênh Tàu Hũ – Bến Nghé E 1 144,6 71,6 623 246 0,028 E 2 217,7 208 854 1800 0,143 E 3 98,75 103,1 405 82,6 0,052 WAC 173- 204 (1) TEL (2) PEL (3) 390 35,7 197 530 35 91,3 960 123 315 270 37,3 90 6,7 0,596 3,53 (1)Gía trị giới hạn của kim loại trong bùn lắng cần phải xử lý
(2) Và (3) giá trị mức giới hạn tác dụng và mức cĩ khả năng ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Tiêu chuẩn của Canada (Canadian Sediment Quality Guidelines, Environmental Canada).
3.2.1 Hệ kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè:
Biểu đồ 3-4 Phân bố hàm lượng kim loại nặng dọc kênh Kênh Nhiêu Lộc- Thị Nghè 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Cu Pb Zn Cr Cd*100 ppm A 1 A 2 A 3
Ghi chú: Hàm lượng kim loại của Cd×100
Dựa vào kết quả đo hàm lượng kim loại nặng được thể hiện trên đồ thị ta rút ra nhận xét:
Cu:Nồng độ trung bình của Cu là 187,59ppm, cao gấp 5,3 lần giá trị TEL nhưng vẫn nhỏ hơn so với giá trị PEL và các giá trị tiêu chuẩn WAC. Như vậy hàm lượng Cu trong bùn lắng của kênh NLTN khơng gây ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh khi tiếp xúc với chúng.
Pb: Nồng độ trung bình của Pb là 172,34ppm, lớn hơn giá trị PEL chứng tỏ chúng cĩ khả năng gây các tác động đến thuỷ sinh. Tuy nhiên, so với tiêu chuẩn WAC thì nĩ nhỏ hơn rất nhiều giá trị ngưỡng mức độ khơng gây tác động và nhỏ hơn nhiều so với mức cho phép của bùn cống dùng cho nơng nghiệp.
Cr: Nồng độ trung bình của Cr là 53,19ppm, lớn hơn giá trị TEL nhưng vẫn nhỏ hơn so với giá trị PEL và các giá trị tiêu chuẩn WAC. Như vậy hàm lượng Cr trong bùn lắng của kênh NLTN khơng gây ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh khi tiếp xúc với chúng.
Cd: Nồng độ trung bình của Cd là 1,35ppm, lớn hơn giá trị TEL nhưng vẫn nhỏ hơn so với giá trị PEL và các giá trị tiêu chuẩn WAC. Như vậy hàm lượng Cd trong bùn lắng của kênh NLTN khơng gây ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh khi tiếp xúc với chúng.
Zn : Nồng độ trung bình đo được của Zn trên kênh 760,73 lớn hơn gấp 2 lần so với giá trị PEL chứng tỏ chúng cĩ khả năng gây các tác động đến thuỷ sinh. Tuy
nhiên , vẫn nhỏ so với tiêu chuẩn WACù. Nhưng, tại vị trí A2 nồng độ Zn tăng cao đạt 1453 vượt xa tiêu chuẩn WAC là 960. Như vậy, cần phải xem xét các tác động của bùn lắng đối với hệ sinh thái tại vị trí A2 .
3.2.2 Hệ Kênh Tân Hố- Lị Gốm:
Hàm lượng kim loại của Cd nhân với 100 khi biểu diễn trên biểu đồ Biểu đồ 3-5 Phân bố hàm lượng kim loại nặng dọc kênh
Kênh Tân Hố – Lị Gốm 0 1000 2000 3000 4000 5000 Cu Pb Zn Cr Cd*100 ppm B 1 B 2 B 3
Ghi chú: Hàm lượng kim loại của Cd×100
Cu: Nồng độ trung bình của Cu trên kênh là 404,34 cao hơn tiêu chuẩn WAC. Như vậy, bùn lắng của kênh Tân Hố – Lị Gốm đã cĩ dấu hiệu ơ nhiễm Cu. Tuy nhiên, cĩ 66,67% số mẫu phân tích cĩ hàm lượng Cu nhỏ hơn 390. Hàm lượng Cu cao nhất tại vị trí B3 cĩ giá trị 1033 cao gấp 2,5 lần so với tiêu chuẩn WAC. Vì vậy, cần phải xem xét các tác động của bùn lắng đối với hệ sinh thái tại vị trí này.
Pb: Nồng độ trung bình của Pb trên kênh là 164,47 lớn hơn giá trị PEL chứng tỏ chúng cĩ khả năng gây các tác động đến thuỷ sinh . Tuy nhiên, vẫn nhỏ hơn tiêu chuẩn WAC ngưỡng mức độ khơng gây tác động .
Zn: Nồng độ trung bình của Zn trên kênh là 2183 cao gấp 2,2 lần tiêu chuẩn WAC. Như vậy, bùn lắng trên kênh Tân Hố- Lị Gốm đã bị ơ nhiễm nặng bởi kim loại Zn. Oâ nhiễm Zn cao nhất tại các vị trí B1 và B3, đặc biệt là tại vị trí B 3 cĩ giá trị 4026 cao gấp 4 lần tiêu chuẩn WAC và lớn hơn nhiều so với mức cho phép đối với bùn . Vì vậy, cần phải xem xét các tác động của bùn lắng đối với hệ sinh thái tại vị trí B1 và B3, đặc biệt là tại vị trí B3.
Cr: Giá trị trung bình của Cr là 804,83 cao hơn tiêu chuẩn WAC 3 lần. Cĩ 66,67% số mẫu phân tích cĩ hàm lượng Cr nhỏ hơn 270. Hàm lượng Cr cao nhất tại vị trí B3 cĩ giá trị 2290 cao gấp 8 lần so với tiêu chuẩn WAC và lớn hơn nhiều so với mức cho phép đối với bùn cống dùng cho nơng nghiệp. Vì vậy, cần phải đặc biệt xem xét tác động của bùn lắng đối với hệ sinh thái tại vị trí này.
Cd: Nồng độ trung bình của Cd là 4,31 nhỏ hơn tiêu chuẩn WAC. Tuy nhiên, hàm lượng Cd lại tăng lên tại vị trí B 3 đạt 11,47 cao gấp 1,7 lần so với tiêu chuẩn WAC. Vì vậy, cần phải xem xét các tác động của bùn lắng đối với hệ sinh thái tại vị trí này.
Nhận xét: nhìn chung hệ kênh Tân Hố- Lị Gốm ít bị ơ nhiễm bởi Pb. Tại vị trí B1 cần phải xem xét mức độ tác động đến hệ sinh thái của Zn. Đặc biệt, quan tâm đến vị trí B3 tại đây tất cả các giá trị kim loại đều vượt tiêu chuẩn WAC nhiều lần và bùn lắng tại khu vực này khơng thể dùng để rải trên các cánh đồng.
3.2.3 Hệ Kênh Tàu Hũ- Bến Nghé:
Biểu đồ 3-6 Phân bố hàm lượng kim loại nặng dọc kênh Kênh Tàu Hũ – Bến Nghé 0 500 1000 1500 2000 Cu Pb Zn Cr Cd*1000 E 1 E 2 E 3
Ghi chú:Hàm lượng kim loại của Cd×1000
Cu: Nồng độ trung bình của Cu là 153,68 ppm cao gấp 4,3 lần giá trị TEL nhưng vẫn nhỏ hơn giá trị PEL và tiêu chuẩn WAC. Như vậy hàm lượng Cu trong bùn lắng của kênh Tàu Hũ- Bến Nghé khơng gây ảnh hưởng đến đời sống thuỷ