3.4.2.1 Cống xả Hồ Bình (B1):
Bảng 3-6 Kết quả các hợp phần của Cr, Cu, Zn trên cống xả Hồ Bình Kim loại TESS-1 TESS-2 TESS-3 TESS-4 TESS-5 Tổng
TESS
Cr Kph 2,3526 60,815 40,775 13,567 117,51
Cu 0,6212 3,1068 4,268 93,335 11,89 113,22
Zn 127,66 475,64 447,47 49,842 4,8508 1105,5
Kim loại nặng Zn:
Biểu đồ 3-12 phần trăm các hợp phần kim loại của Zn trên cống xả Hồ Bình
TESS-1 TESS-2 TESS-3 TESS-4 TESS-5
Sắp xếp theo phần trăm giảm dần của các hợp phần Zn đo được trong mẫu:hợp phần dạng liên kết đặc thù với cacbonat 43,023% > hợp phần dạng liên kết với các hợp chất của Fe oxyt và Mn oxyt 40,48% > hợp phần dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ 4,51% > hợp phần dạng liên kết với các hợp chất silicat 0,44%. Phần trăm của Zn trong hợp phần linh động, dễ biến đổi là 11,55%
Như vậy, phần trăm Zn liên kết đặc thù với cacbonat chiếm tỷ lệ cao nhất và nhiều thứ hai là bị hấp phụ bởi hợp chất của Fe oxyt và Mangan oxyt, kết quả này giống với nhận xét của Hồ Thị Lam Trà (2005)
Calcium carbonate là chất hấp thu mạnh để tạo phức với Zn thành muối kép (CaCO 3.ZnCO 3) trong bùn. Đối với kim loại như Zn, tạo ra chất đồng kết tủa với cacbonat là một dạng hố học quan trọng, đặc biệt khi hàm lượng oxyt sắt và chất hữu cơ tồn tại thấp hơn ở trong bùn (Forstner and Wittmann, 1979).
Hàm lượng của Zn tại vị trí này 2100ppm và phần trăm kim loại dạng ion linh động, dễ biến đổi là 11,55%. Như vậy, Zn cĩ khả năng đi vào hệ sinh thái và gây độc cho mơi trường.
Kim loại nặng Cu:
Biểu đồ 3-13 phần trăm các hợp phần kim loại của Cu trên cống xả Hồ Bình
TESS-1 TESS-2 TESS-3 TESS-4 TESS-5
Sắp xếp theo phần trăm giảm dần của các hợp phần Cu đo được trong mẫu: hợp phần dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ 82,437% > hợp phần dạng liên kết với các hợp chất silicat 10,5% > hợp phần dạng liên kết với các hợp chất của sắt oxyt và mangan oxyt 3,77% > hợp phần dạng liên kết đặc thù với cacbonat 2,744%. Dạng ion linh động, dễ biến đổi 0,55%
Dựa trên kết quả phân tích trên ta cĩ Cu liên kết tốt với các hợp chất hữu cơ, ít bị hấp phụ bởi hợp chất của sắt oxyt và mangan oxyt và hầu như khơng bị hồ tan trong nước.
Theo kết quả nghiên cứu của Rapin et al. (1983) Cu liên kết với chất hữu cơ cao nhất (70-80%) trong mẫu bùn ơ nhiễm ở Villefranche Bay. Cu cĩ thể tạo phức dễ dàng với chất hữu cơ để tạo ra những hợp chất bền (Stumm and Morgan, 1981).
Kim loại nặng Cr:
Biểu đồ 3-14 phần trăm các hợp phần kim loại của Cr trên cống xả Hồ Bình
TESS-1 TESS-2 TESS-3 TESS-4 TESS-5
Sắp xếp theo phần trăm giảm dần của các hợp phần Cr đo được trong mẫu: hợp phần dạng liên kết với các hợp chất của sắt oxyt và mangan oxyt 51,8% > hợp phần dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ 34,7% > hợp phần dạng liên kết với các hợp chất silicat 11,55% > hợp phần dạng liên kết đặc thù với cacbonat 2%. Dạng ion linh động, dễ biến đổi rất thấp.
Dựa theo kết quả phân tích trên ta cĩ hợp chất của sắt oxyt và mangan oxyt hấp phụ tốt Cr trong bùn lắng. Vì vậy, đây cĩ thể được xem là cơ chế chính trong
việc cố định Cr. Dạng ion linh động, dễ biến đổi chiếm tỷ lệ thấp như vậy Cr khơng hồ tan trong nước.
Kết quả này khơng giống với kết quả của R. Zufiarre, (1998). Theo tác giả, phần trăm Cr tìm được cao nhất ở dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ 46% và silicat 40%
Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng tại cống xả Hồ Bình thì Zn vượt tiêu chuẩn nhiều lần cĩ khả năng gây ảnh hưỏng đến mơi trường sinh thái và theo kết quả phân tích của phương pháp Tessier thì hợp phần linh động chiếm tỷ lệ lớn. Cần phải cĩ biện pháp xử lý ơ nhiễm kim loại Zn tại vị trí này. Cu và Cr tương đối bền vững trong mơi trường, do đĩ ít gây ảnh huởng đến hệ sinh thái.
3.4.2.2 Tân Hố- Lị Gốm, cầu Hậu Giang (B3):
Bảng 3-7 Kết quả các hợp phần của Cr, Cu, Zn trên cầu Hậu Giang Kim loại TESS-1 (ppm) TESS-2 (ppm) Tổng hàm lượng kim loại (ppm)
Cr 0,5215 28,096 2290
Cu 1,173 1,047 1033
Zn 1065,7 1191,8 4026
Theo bảng kết quả ta cĩ Cr, Cu, Zn giới hạn kết quả ở hai hợp phần đầu. Bởi vì, thực chất hợp phần cĩ khả năng linh động trong mơi trường và gây ra rủi ro sinh thái chính là hợp phần dạng ion linh động, dễ biến đổi và dạng liên kết đặc thù với cacbonat
Cr: phần trăm dạng ion linh động, dễ biến đổi 0,023% chiếm tỷ lệ thấp , Cr hầu như hồn tồn khơng hồ tan vào nuớc. Phần trăm dạng liên kết đặc thù với cacbonat 1,23% chiếm một tỷ lệ nhỏ. Như vậy, Cr là kim loại khĩ hồ tan trong nước, tồn tại chủ yếu ở dạng bền vững trong mơi trường, khả năng gây độc cho hệ sinh thái là thấp.
Cu: với 0,114% ở dạng ion linh động, dễ biến đổi và 0,1% là hợp phần ở dạng liên kết đặc thù với cacbonat. Như vậy, Cu khĩ hồ tan trong nước và liên kết hố học yếu với cacbonat. Khả năng linh động trong mơi trường là thấp.
Zn: nồng độ kim loại ở dạng ion linh động, dễ biến đổi hợp phần cĩ thể sẵn sàng sử dụng cho sinh vật là 26,47% chiếm một tỷ lệ lớn. Phần trăm hợp phần ở dạng liên kết đặc thù với cacbonat là 29,6%. Do đĩ, Zn là kim loại rất linh động trong mơi trường, khả năng đi vào hệ sinh thái và gây rủi ro mơi trường là cao.
Khu vực kênh Tân Hố- Lị Gốm với sự phát triển đa dạng các loại hình cơng nghiệp, hệ thống kênh này nhận nước thải từ các cơ sở sản xuất và nước thải sinh hoạt nên hệ thống kênh này được xem là hệ thống kênh “chết”. Ngồi ra, kênh này cịn bị tích tụ một lượng lớn hàm lượng kim loại nặng, khả năng tích luỹ sinh học của các kim loại này vào trong mơi trường rất cao đặc
biệt là Zn (11,55-26,47%). Do đĩ, đưa ra mơ hình xử lý chất ơ nhiễm tại các vị trí này là cấp thiết.
Quan hệ giữa hợp phần linh động với hàm lượng tổng
Bảng 3-8 : Kết quả các dạng liên kết của Cu, Zn và Cr trong 3 mẫu phân tích Ký hiệu
mẫu Kim loại Cu Hàm lượng kim loại (ppm) Dạng linh động (%) Liên kết với cacbonat (%) Liên kết với oxyt Fe-Mn (%) Liên kết với chất hữu cơ (%) Liên kết với hợp chất silicat (%) E 2 217 1,5 16,14 1,822 62,74 17,8 B1 142,9 0,55 2,744 3,77 82,437 10,5 B2 1033 0,114 0,1 Kim loại Cr E 2 1800 0,05 0,59 96 0,91 2,45 B1 93,7 Kph 2 51,8 34,7 11,55 B2 2290 0,023 1,23 Kim loại Zn E2 854 21,9 21,64 46,37 9,3 0,8 B1 2100 11,55 43,023 40,48 4,51 0,44 B2 4026 26,47 29,6
Theo kết quả bảng trên ta thấy dạng ion linh động của Cu phụ thuộc vào hàm lượng tổng số. Hàm lượng tổng số càng tăng thì khả năng linh động của Cu trong mơi trường càng kém.
Dạng ion linh động của Cr và Zn khơng phụ thuộc vào hàm lượng tổng số của Cr, Zn trong bùn lắng.
So sánh khả năng linh động của các kim loại trên kênh Tàu Hũ-Bến Nghé và Tân Hố-Lị Gốm:
Biểu đồ 3-15: % dạng linh động của kim loại trên kênh TH-BN và TH-LG 0 5 10 15 20 25 30 E 2 B 1 B 2 (%) Dang linh dong CuCr Zn
% Dạng linh động của Cu tại E2, B1, B2 nhân với 10 khi biểu diễn trên biểu đồ % Dạng linh động của Cr tại E2, B1, B2 nhân với 100 khi biểu diễn trên biểu đồ
Biểu đồ 3-16: % dạng liên kết với cacbonat trên kênh TH-BN và TH-LG
0 10 20 30 40 50 E2 B1 B2 % D
ang lien ket voi cacbonat
Cu Cr Zn
% Dạng linh động của Cu tại B2 nhân với 10 khi biểu diễn trên biểu đồ % Dạng linh động và liên kết với các cacbonat là 2 hợp phần kim loại linh động trong mơi trường. Theo biểu đồ biểu thị trên ta thấy: tại kênh Tàu Hũ- Bến Nghé % dạng linh động của Cu và Cr cao hơn kênh Tân Hố-Lị Gốm tuy nhiên tỷ lệ này thấp nên khả năng gây ơ nhiễm cho hệ sinh thái là khơng đáng kể. % dạng linh động của Zn tại hai kênh đều cao. Vì vậy, khả năng đi vào hệ sinh thái và gây độc cho hệ sinh thái của Zn tại hai kênh là vấn đề nên xem xét. Đối với dạng liên kết với cacbonat thì tỷ lệ liên kết của Cu (16,14%) tại kênh Tàu Hũ-Bến Nghé cao hơn tại Tân Hố- Lị Gốm. Nhưng Cr và Zn liên kết với cacbonat tại kênh Tàu Hũ- Bến Nghé thì thấp hơn. Vì vậy, cĩ thể nĩi mức độ ơ nhiễm kim loại nặng tại kênh Tàu Hũ- Bến Nghé thấp hơn Tân Hố-Lị Gốm.
3.5. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG TÍCH LUỸ KIM LOẠI NẶNG CU, CR, ZN CỦA CỎ VETIVER
Dựa trên kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng và phân tích về khả năng tích luỹ sinh học của Cu, Cr, Zn trong bùn lắng. Bùn lắng tại Cầu Hậu Giang được chọn để thử nghiệm khả năng tích luỹ kim loại nặng của cỏ Vetiver
Bảng 3-9 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong cỏ Vetiver trong 2 tháng
Cỏ Vetiver Cu (ppm) Zn (ppm) Cr (ppm)
Thân 45,5 1300 3,62
Rễ 455 4850 118
Biểu đồ 3-17: Hàm lượng kim loại trong thân và rễ cĩ Vetiver
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Cu Zn Cr*10 Ha øm l ượng ki m l oa ïi t rong t ha ân ( ppm) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Ha øm l ượng ki m l oa ïi t rong r ễ ( ppm) Thân Rễ
Ghi chú: Hàm lượng Cr trong thân và rễ khi biểu diễn trên đồ thị nhân với 10
NHẬN XÉT:
Các kim loại chủ yếu được hấp thu vào rễ. Trong đĩ, Zn là kim loại được hấp thu cao nhất (4850 ppm). Điều này chứng minh % Zn ở dạng bioavailability cao. Kết quả này phù hợp với kết quả xác định khả năng tích luỹ sinh học của Zn là 26,48 %. Cr là kim loại hấp thu trong rễ cỏ Vetiver thấp nhất (118ppm) tương ứng với khả năng tích luỹ sinh học thấp nhất trong 3 kim loại khảo sát là 0,023%.
83
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN:
Thành phố Hồ Chí Minh cĩ 5 hệ thống kênh rạch thốt nước chính: Nhiêu Lộc – Thị Nghè, Tàu Hũ- Bến Nghé, Tân Hố- Lị Gốm, Đơi – Tẻ, Tham Lương- Bến Cát. Nước thải sinh hoạt từ 95 cống rãnh xả trực tiếp vào hệ thống kênh. Hệ thống kênh này cũng là nơi tiếp nhận nước thải đã qua xử lý và chưa xử lý của hơn 75 xí nghiệp. Lượng nước thải mỗi ngày ước tính khoảng 600.000 lít nước thải sinh hoạt và 43.000 lít nước thải cơng nghiệp. Vì vậy, sự tích tụ các kim loại nặng trong bùn lắng là điều khơng thể tránh khỏi. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng mức độ ơ nhiễm kim loại nặng trên các kênh rạch. Đặc biệt, tại kênh Tân Hố- Lị Gốm là kênh bị ơ nhiễm nhất. Hàm luợng của các kim loại nặng đều rất cao (hàm lượng của các kim loại dao động trong khoảng: Cu 37-1033mg/kg trọng lượng khơ, Pb 60-300mg/kg, Zn 420-4030mg/kg, Cr 30-2290 mg/kg và Cd 1,4-11,5mg/kg.
Kết quả của nghiên cứu đã cung cấp tính linh động của kim loại Zn, Cr, Cu và % các hợp phần mà kim loại liên kết. Một tỷ lệ lớn của hàm lượng tổng của kim loại Zn được chiết tách ở dạng linh động (11,55-26,47%), kết quả này cĩ thể dùng để đánh giá những rủi ro mơi trường. Tuy nhiên, cĩ một tỷ lệ lớn hợp phần dạng liên kết với các hợp chất của sắt oxyt và mangan oxyt đây là hợp phần cũng khá linh động trong mơi trường. Phần trăm của kim loại nặng ở dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ (pha dễ bị oxy hố) thì ít hơn và những kim loại tồn tại trong dạng này thì sự hồ tan vào mơi trưịng thấp và trong mơi trường acid và oxy hố mạnh thì những kim loại này dễ bị phĩng thích vào trong mơi trường. Cu liên kết chủ yếu với hợp chất hữu cơ trong mơi trường (47,16-82,437%) tạo ra hợp chất bền. Cr liên kết với hợp chất Fe oxyt và Mangan oxyt là chủ yếu (51,8-96%), đây cĩ thể xem là cơ chế chính trong việc cố định Cr. Khả năng linh động của Cr rất kémnên Cr hầu như khơng hồ tan vào trong nước, nếu cĩ thì rất ít.
Cầu Hậu Giang của kênh Tân Hố – Lị Gốm là nơi tích tụ kim loại nặng cao nhất. Khả năng linh động của kim loại Zn cao (26.47%). Vì vậy, bùn lắng tại đây đã gây ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh và ơ nhiễm mơi trường. Khả năng tận dụng bùn lắng sau khi nạo vét làm nguồn bổ sung chất dinh dưỡng cho đất là khơng khả thi.
Do cĩ các đặc tính đặc trưng. Cỏ Vetiver được lựa chọn để kiểm chứng kết quả của phương pháp chiết tách. Kết quả thử nghiệm đã đưa ra kết quả sơ bộ kim loại nào cĩ tỷ lệ hợp phần linh động cao thì hấp thu vào rễ của cỏ Vetiver cao. Đây là các thơng tin cơ sở để thiết kế một hệ thống xử lý hồn chỉnh để xử lý trầm tích sơng rạch bị ơ nhiễm kim loại nặng. Tác dụng của cơng nghệ xanh này nhằm phục hồi các con sơng và kênh rạch “chết” ở Việt Nam
KIẾN NGHỊ
Sự tích tụ kim loại nặng tập trung chủ yếu ở lớp bùn mặt, nếu so sánh với các tiêu chuẩn của nước ngồi Sediment Management Standard WAC 173-204 và(Canadian Sediment Quality Guidelines, Environmental Canada) thì cần phải xử lý ở một số vị
84
trí. Vì bùn mặt do cĩ mức độ ơ nhiễm và độc hại cao nên tách riêng ra và tiến hành xử lý ở các khu vực thích hợp. Cĩ thể dùng cỏ Vetiver để xử lý loại bỏ các thành phần độc hại như kim loại nặng. Sau đĩ ổn định bùn và cĩ thể tận dụng cho các mục đích nơng nghiệp, làm vật liệu san lấp, chế biến các vật liệu ximăng và các vật liệu nhẹ.
Để hạn chế sự tích tụ bùn lắng trên các hệ thống kênh rạch, thành phố nên ưu tiên cho các dự án đầu tư xử lý nước thải đơ thị. Tại những nơi cĩ sự tích luỹ sinh học của kim loại nặng cao nên xây dựng mơ hình xử lý bằng thực vật vì đây là cơng nghệ xử lý thân thiện với mơi trường
85 Tài liệu trong nước
1. Huỳnh Khánh An: Nghiên cứu thu hồi Crom từ phế thải nhà máy thuộc da
2. Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003): Kim loại nặng (tổng số và di động) trong đất nơng nghiệp của huyện Văn Lâm Tỉnh Hưng Yên. Tạp chí Khoa học đất (19) 167-173
3. Lâm Minh Triết (chủ trì – 2000): Báo cáo đề tài Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ mơi trường trong hoạt động nạo vét, vận chuyển và đổ bùn lắng kênh rạch Tp. Hồ Chí Minh
4. Lê Huy Bá (chủ biên): Độc học mơi trường
5. Mapsud, N. (2004): Khảo sát thủy địa hĩa – trầm tích về ơ nhiễm nước và trầm tích bùn đáy trong hệ thống kênh rạch Thành phố Hồ Chí minh. Hội thảo Việt- Đức: Nghiên cứu mơi trường- địa sinh thái phục vụ sử dụng hợp lý và quản lý tài nguyên đất-nước trong các vùng ven biển, cao nguyên và Tây nguyên Nam Việt Nam
6. Phạm Hồng Hộ, 2000. Cây cỏ Việt Nam
7. TS. Diệp Thị Mỹ Hạnh và nnk (2003). Khảo sát một số lồi thực vật cĩ khả năng tích lũy Pb và Cd từ mơi trường đất.
8. TS. Hồng Thị Thanh Thủy (chủ trì): Nghiên cứu đặc điểm địa hĩa mơi trường các kim loại nặng gây ơ nhiễm (Cr, Pb, Zn, và Cd) trong trầm tích