8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.2.2. Hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ
Kim loại nặng là các kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3. Các KLN
của con người, một phần các kim loại này đi vào hệ sinh thái dưới nước rồi bị phân huỷ thành các phần tử nhỏ, một phần lắng đọng xuống trầm tích đáy, được tích luỹ theo thời gian. Các KLN khi đã bị lắng đọng xuống dưới đáy dễ bị giữ lại lâu dài bởi trầm tích, đặc biệt trầm tích sông Nhuệ thuộc loại đất thịt nặng nên khả năng sẽ giữ tốt các KLN này. Nhận thấy khả năng tích luỹ các KLN khác nhau của trầm tích sông Nhuệ là khác nhau.
Hàm lượng Cadimi tổng số trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ: Cadimi là kim loại rất độc hại đối với cơ thể người ngay cả ở nồng độ rất thấp do cadimi có khả năng tích lũy sinh học rất cao. Khi xâm nhập vào cơ thể cadimi can thiệp vào các quá trình sinh học, các enzym liên quan đến kẽm, magie và canxi, gây tổn thương đến gan, thận, gây nên bệnh loãng xương và bệnh ung thư. Hàm lượng cadimi tổng số trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ dao động trong khoảng 6,2÷9,8 mg/kg. So sánh với QCVN 43:2012/BTNMT (5mg/kg) [15] thì hàm lượng cadimi trong tất cả các mẫu trầm tích sông Nhuệ đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép từ 1,24 ÷1,96 lần. Hàm lượng Cd cao nhất ở khu vực Cầu Chiếc và thấp nhất tại điểm cuối của đoạn sông, tại Cống Thần. Tương tự như chiều hướng của Cd trong nước, hàm lượng Cd trong trầm tích sông Nhuệ cũng giảm dần từ điểm Cầu Chiếc tới điểm cuối Cống Thần. Cadimi là nguyên liệu thành phần của ngành công nghiệp lớp mạ bảo vệ thép, là chất ổn định trong sản xuất PVC, là chất tạo màu trong plastic và thủy tinh, và trong hợp phần của nhiều hợp kim. Hàm lượng Cd trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ cho thấy sông Nhuệ đang bị ô nhiễm Cd một cách nghiêm trọng, cần phải ngăn chặn kịp thời các dòng thải công nghiệp nói trên. Việc sử dụng bùn sông Nhuệ để làm phân bón là vô cùng nguy hiểm cho cây trồng cũng như cho sức khoẻ hệ sinh thái và con người. Hàm lượng Cd trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015 được phản ánh trong Hình 3.4.
Hình 3.4. Hàm lượng Cd trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015 Hàm lượng asen trong trầm tích sông Nhuệ: Asen là KLN nguy hiểm bậc nhất
đối với có thể con người và hệ sinh thái. Asen can thiệp các quá trình trao đổi chất dẫn tới cái chết từ hội chứng rối loạn chức năng đa cơ quan [39]. Theo điều tra của UNICEF, ô nhiễm As chủ yếu do hoạt động của con người trong nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Từ đó cho thấy khả năng xâm nhiễm vào môi trường tự nhiên rất lớn, đặc biệt ở các vùng sông nội độ, là nơi tích tụ các chất ô nhiễm có nguồn gốc từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp. Trầm tích sông Nhuệ tại các vị trí khảo sát có hàm lượng asen thấp, nằm trong khoảng 0,1÷1,02 mg/kg, thấp hơn nhiều so với GTGH của QCVN 43: 2012/BTNMT (17mg/kg). Như vậy, hiện tại vấn đề ô nhiễm asen trong môi trường nước và trầm tích sông Nhuệ chưa phải là vấn đề đáng quan ngại nhưng cũng cần lưu ý vì các dòng thải vào sông Nhuệ chủ yếu là các dòng thải nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt, luôn có thể có chứa hàm lượng đáng kể KLN độc hại này.
Hàm lượng chì tổng số trong trầm tích sông Nhuệ: Chì là một nguyên tố có độc tính cao đối với con người và động vật. Khi xâm nhập vào cơ thể kim loại chì kết hợp với một số enzym làm rối loạn hoạt động của cơ thể. Ở pH cao kim loại chì trở nên ít tan do dễ tạo phức với các hợp chất hữu cơ, kết tủa dưới dạng oxit, hidroxit và liên kết với oxit và silica của đất sét vì vậy ở pH cao kim loại chì có khả
năng tích lũy sinh học thấp. Nhưng ở pH thấp hơn thì khả năng tích lũy sinh học của chì tăng dần.
Hình 3.5. Hàm lượng Pb trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015 Hàm lượng Pb trong trầm tích sông Nhuệ nằm trong phạm vi 248,2÷
330,2mg/kg được trình bày trong Hình 3.5.
Hàm lượng chì cao nhất tại Cầu Chiếc và thấp nhất tại Cống Thần. So sánh với GTGH của hàm lượng chì trong QCVN 43:2012/BTNMT (91,3mg/kg) [15] thì hàm lượng chì trong trầm tích sông Nhuệ đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép từ 3 ÷3,6 lần. So sánh hàm lượng Pb trong trầm tích ở đoạn sông nghiên cứu với trầm tích của một số khu vực khác cho thấy, hàm lượng Pb ở khu vực này cao hơn nhiều so với mẫu trầm tích của một số sông nội đô khác như sông Sài Gòn (3,31 đến 63,1 mg/kg; kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 19,9 đến 117 mg/kg [43]). Điều này phần nào thể hiện mức độ ô nhiễm kim loại Pb một cách nghiêm trọng ở khu vực nghiên cứu.
Như vậy, có thể thấy trầm tích sông Nhuệ đang bị ô nhiễm kim loại Pb một cách rõ rệt. Trong công nghiệp, kim loại chì được sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau như: công nghiệp chế tạo ắc quy, sơn, nhựa, luyện kim. Nguồn phát thải chì vào sông Nhuệ chủ yếu từ các hoạt động sản xuất công nghiệp ắc quy, sơn, nhựa từ khu công nghiệp Văn Điển nên việc phát hiện hàm lượng cao của chì trong trầm
tích và trong nước sông Nhuệ cho thấy ảnh hưởng của các dòng thải từ khu công nghiệp này tới hàm lượng chì trên sông Nhuệ là rất rõ rệt.
Hàm lượng kẽm tổng số trong trầm tích sông Nhuệ: Hàm lượng Zn trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015 được phản ánh trong Hình 3.6.
Hình 3.6. Hàm lượng Zn trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 – 2015 Kẽm là một nguyên tố vi lượng rất cần thiết đối với con người và động thực vật. Kẽm hiện diện trong hầu hết các bộ phận cơ thể con người. Kẽm cần thiết cho thị lực, giúp cơ thể chống lại bệnh tật, chống nhiễm trùng và cần thiết cho các hoạt động sinh sản... Tuy nhiên khi hàm lượng kẽm trong cơ thể lớn quá có thể tạo ra các tác dụng ngược lại gây ra các bệnh như ngộ độc thần kinh và suy giảm hệ miễn nhiễm [39]. Hàm lượng Zn trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ dao động trong khoảng 265,5÷341,6 mg/kg. Hàm lượng kẽm cao nhất tại mẫu thu được tại vị trí Cầu Tó. Ở các mẫu còn lại hàm lượng kẽm thấp hơn GTGH B1 của QCVN 43:2012/BTNMT (315mg/kg) và thấp nhất tại mẫu trầm tích thu được ở vị trí cuối đoạn sông. Kết quả phân tích hàm lượng Zn trong trầm tích có giá trị không khác nhau nhiều và chưa phải là cao khi so sánh với trầm tích tại một số sông nội đô khác như trầm tích thuộc kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè (có giá trị từ 349 đến 1453 mg/kg, [43]), tuy nhiên đã có những vị trí hàm lượng kẽm trong trầm tích vượt GTGH của QCVN 43:2012/BTNMT (315mg/kg). Trong công nghiệp, kim loại kẽm có rất nhiều
ứng dụng đặc biệt trong lĩnh vực luyện kim, công nghiệp mạ và sản xuất pin điện... Nhận thấy trầm tích sông Nhuệ đang bắt đầu có dấu hiệu ô nhiễm Zn. Việc duy trì, phát triển các ngành công nghiệp nói trên trong vùng lưu vực cần phải chú ý nhiều hơn đến chất lượng nước thải để hạn chế phát thải kim loại này vào trong sông.
Hàm lượng sắt tổng số trong trầm tích sông Nhuệ: Hàm lượng Fe trong trầm tích dao động trong khoảng 255,8 ÷ 318,5 mg/kg. Hàm lượng Fe cao nhất ở khu vực Cầu Tó và thấp nhất tại điểm Đồng Quan. So sánh hàm lượng sắt với các kim loại khác, thành phần sắt trong trầm tích sông Nhuệ khá cao, chỉ đứng sau kim loại chì và kẽm. Sắt là một nguyên tố kim loại mà các cơ thể sống cần với hàm lượng vi lượng. Tuy nhiên, nếu hàm lượng sắt quá cao trong môi trường sẽ dẫn đến sự phơi nhiễm cho cộng đồng khi tiếp xúc, vì rất có thể trầm tích sông Nhuệ sẽ được nạo vét, được sử dụng làm phân bón cho cây lương thực, và chính hàm lượng sắt cao trong bùn đất cũng hạn chế năng suất cây trồng. Trong những năm tới nếu nguồn thải ra sông Nhuệ không được kiểm soát thì nguy cơ ô nhiễm sắt và các kim loại khác trong trầm tích là rất lớn.
Nhận thấy các vị trí có hàm lượng kim loại nặng tăng cao đều có sự liên quan trực tiếp đến các hoạt động của con người. Cụ thể như vị trí Cầu Tó, hàm lượng sắt, cadimi, kẽm trong trầm tích đều rất cao có thể là kết quả của việc phải tiếp nhận nước thải của thành phố Hà Nội từ sông Tô Lịch qua đập Thanh Liệt, nước thải của khu công nghiệp Cầu Diễn, nước thải của các làng nghề chế biến kim loại như làng nghề dao kéo Đa Sỹ ở Hà Đông… Ở Cầu Chiếc, hàm lượng chì cao hơn hẳn các vị trí khác giải thích việc sông phải tiếp nhận một lượng lớn nước thải có nhiễm chì từ các nhà máy pin, nhà máy sơn, ... từ khu công nghiệp Văn Điển. Do đó có thể đánh giá rằng trầm tích sông Nhuệ đã có dấu hiệu bị ô nhiễm kim loại nặng Pb, Cd và có nguy cơ ô nhiễm Zn do các hoạt động sản xuất và chất thải đô thị.
Như vậy, tại thời điểm nghiên cứu, hàm lượng KLN trong trầm tích sông Nhuệ lớn hơn nhiều so với lớp nước phía trên và có mối quan hệ tương quan chặt chẽ với hàm lượng của các ion kim loại trong nước. Do môi trường nước sông Nhuệ có pH hơi kiềm, hầu hết các kim loại trong nước sông Nhuệ nhanh chóng bị tích lũy
đi vào trầm tích đáy, và xu hướng của các kim loại trong trầm tích cũng ít có khả năng hòa tan ngược lại vào nước. Chính vì lí do đó nên hàm lượng các KLN trong trầm tích sông Nhuệ cao hơn nhiều so với hàm lượng KLN trong nước sông. Trầm tích sông Nhuệ đã có những dấu hiệu ô nhiễm nặng các kim loại Pb (248,2÷336,8 mg/kg) cao gấp từ 2,72 ÷2,59 lần GTGH của QCVN 43:2012/BTNMT, Cd (6,2÷9,8mg/kg) cao gấp từ 1,24÷1,96 lần GTGH của QCVN 43:2012/BTNMT, Zn (260,1÷341,6 mg/kg) cao hơn GTGH QCVN 43:2012/BTNMT ở 2/5 vị trí và có hàm lượng Fe lớn (254,8÷295,6 mg/kg).