Theo tiêu chuẩn một số nước trên thế giới về chất lượng của đất nông nghiệp và công đã được trình bày trong các bảng từ 1.3 đến 1.6. Để thuận tiện, chúng tôi phân ra thành hai loại mẫu đất là đất nông nghiệp và đất công nghiệp (đất bãi thải và trầm tích suối) để so sánh với các tiêu chuẩn giới hạn. Dựa trên hàm lượng tổng của các kim loại đã thu được ở trên, và các tiêu chuẩn giới hạn của một số nước, chúng tôi có bảng so sánh các giá trị phân tích được với các tiêu chuẩn của các nước như ở bảng 3.10 và 3.11.
Bảng 3.5. Hàm lượng Cd trong các mẫu đất nông nghiệp so với giới hạn trong đất nông nghiệp theo tiêu chuẩn của các nước
Đơn vị: mg/Kg
Mẫu
Hàm lượng Tiêu chuẩn Cd trong đất nông nghiệp
Cd Áo Canađa Việt Nam Anh Đức
RN1 1.763 5 8 1,5 1(3) 2(5) RN2 1.597 RN3 2.307 R_BT1 1.386 R_BT2 1.222 R_BT3 1.732 R_BT4 2.413 R_BT5 3.111 R_S1 14.734 R_S2 6.379
Theo như số liệu ở bảng 3.10 thì hàm lượng Cd trong các mẫu đất nông nghiệp phân tích đều cao hơn tiêu chuẩn giới hạn của Việt Nam là 1,5 mg/Kg. So với tiêu chuẩn của Canada, Đức và Áo thì chỉ có mẫu R-S1 và R-S2 là có hàm lượng cao hơn so với các tiêu chuẩn giới hạn. Còn các mẫu đất nông nghiệp khác đều thấp hơn so với tiêu chuẩn của Canada, Đức và Áo. Điều này chứng tỏ là 2 mẫu đất nông nghiệp R-S1 và R-S2 có hàm lượng Cd cao. Còn khi so sánh với tiêu chuẩn của Việt Nam thì hầu hết các mẫu đất ruộng đều có hàm lượng Cd cao hơn so với giới hạn cho phép của TCVN, ngoại trừ 2 mẫu R_BT1 và R_BT2 là có hàm lượng Cd thấp hơn một chút so với giới hạn cho phép. Như vậy, khi so sánh với tiêu chuẩn giới hạn của Việt Nam nhận thấy có 8/10 mẫu đất vượt quá so với giới hạn cho phép của TCVN. Còn khi so sánh với giới hạn cho phép của các nước như Canada, Đức và Áo thì chỉ có 2 mẫu đất ruộng gần suối là có hàm lượng Cd cao hơn.
Bảng 3.6. Hàm lượng Cd trong các mẫu đất bãi thải và trầm tích so với giới hạn trong đất công nghiệp theo tiêu chuẩn của Việt Nam
(Đơn vị: mg/Kg)
Mẫu Hàm lượng Tiêu chuẩn Cd trong đất công nghiệp Việt Nam* BT1 61.66 10 BT2 10.75 BT3 31.15 BT4 10.03 BT5 19.24 BT6 42.48 TTS1 78.19
Tiêu chuẩn Cd trong trầm tích nước ngọt**
3,5 TTS2 79.65 TTS3 77.46 TTS4 51.54 TTS5 84.70 TTS6 59.05 **QCVN 43:2017/BTNMT
Tương tự, đối với các mẫu đất bãi thải và trầm tích ở suối, chúng tôi so sánh với các tiêu chuẩn đất công nghiệp theo tiêu chuẩn của Việt Nam. Các kết quả so sánh được thể hiện ở bảng 3.6.
Theo như bảng 3.6 thì tất cả các mẫu đất bãi thải và trầm tích đều cao hơn so với tiêu chuẩn đất công nghiệp của Việt Nam. Điều này chứng tỏ nguy cơ ô nhiễm Cd rất cao trong các mẫu đất bãi thải và trầm tích so với các tiêu chuẩn giới hạn.
Tóm lại, qua việc đánh giá mức độ ô nhiễm của Cd theo các chỉ số ô nhiễm và các tiêu chuẩn ô nhiễm cho thấy, nếu chỉ dựa vào việc đánh giá qua hàm lượng tổng số (chỉ số Igeo và các tiêu chuẩn chất lượng trầm tích) thì chưa đủ và chưa chính xác, mà cần phải kết hợp với việc đánh giá thông qua hàm lượng các dạng liên kết của chúng (chỉ số ICF và RAC) để xác định rõ mức độ ảnh hưởng và nguy cơ ô nhiễm của kim loại đối với hệ sinh thái.
KẾT LUẬN
Qua quá trình khảo sát, thực nghiệm và phân tích, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
1.Đã xây dựng đường chuẩn cho phép phân tích xác định lượng vết Cd bằng phương pháp ICP-MS. Phương trình đường chuẩn là Y = 988,64.X + 5,7233. Các giá trị LOD và LOQ để xác định Cd lần lượt là 0,00244 (ppb) và 0,0072 (ppb).
2.Đã phân tích và xác định được các dạng tồn tại và hàm lượng Cd trong 22 mẫu đất ở gần mỏ kẽm-Cd làng Hích, Đồng Hỷ, Thái Nguyên. Kết quả phân tích cho thấy các mẫu đất bị ô nhiễm bởi Cd đặc biệt là các mẫu đất bãi thải, mẫu trầm tích của suối và hai mẫu ruộng gần suối. Hàm lượng Cd trong các mẫu này từ 6,582 mg/Kg ÷ 84,695 mg/Kg. Còn đối với các mẫu đất ruộng gần bãi thải thì hàm lượng Cd thấp hơn nhiều (từ 1,107 mg/Kg ÷ 3,111 mg/Kg), tuy nhiên vẫn có 6/8 mẫu đất ruộng ở khu vực này có hàm lượng Cd cao hơn so với giới hạn cho phép của tiêu chuẩn Việt Nam. Trong các mẫu đất và trầm tích phân tích thì Cd tồn tại chủ yếu ở dạng liên kết với cacbonat (F2), dạng cặn dư (F5), dạng trao đổi (F1), ít hơn ở dạng liên kết với Fe- Mn oxit (F3) và tồn tại ít nhất ở dạng liên kết với các chất hữu cơ (F4).
3.Đã đánh giá được mức độ rủi ro của kim loại Cd trong 22 mẫu đất phân tích ở khu vực mỏ kẽm- Cd, làng Hích, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên theo một số chỉ tiêu Igeo, ICF và RAC
4.Đã so sánh được hàm lượng Cd trong các mẫu đất và trầm tích với các tiêu chuẩn giới hạn cho phép của Việt Nam và quốc tế. Kết quả cho thấy rằng hàm lượng Cd trong các mẫu phân tích đều có nguy cơ gây ô nhiễm với môi trường ở mức thấp (nhẹ), trung bình và cao (nặng).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] T. T. Van Luong (2012) ‘Nghiên cứu sử dụng cỏ vetiver để cải tạo đất bị ô nhiễm Pb, As sau khai thác khoáng sản ở tỉnh Thái Nguyên. Luận án tiến sỹ Nông nghiệp, chuyên ngành Trồng trọt, Đại học Thái Nguyên’. [2] J. J. D’Amore, S. R. Al-Abed, K. G. Scheckel, and J. A. Ryan (2005)
‘Methods for Speciation of Metals in Soils’, J. Environ. Qual., vol. 34, no. 5, p. 1707,
[3] G. Liu, L. Tao, X. Liu, J. Hou, A. Wang, and R. Li (2013) ‘Heavy metal speciation and pollution of agricultural soils along Jishui River in non- ferrous metal mine area in Jiangxi Province, China’, J. Geochemical Explor., vol. 132, pp. 156–163.
[4] M. Ghayoraneh and A. Qishlaqi (2013)‘Concentration, distribution and speciation of toxic metals in soils along a transect around a Zn/Pb smelter in the northwest of Iran’, J. Geochemical Explor., vol. 180, pp. 1–14. [5] R. Xiao, S. Wang, R. Li, J. J. Wang, and Z. Zhang (2017) ‘Soil heavy
metal contamination and health risks associated with artisanal gold mining in Tongguan, Shaanxi, China’, Ecotoxicol. Environ. Saf., vol. 141, no. October 2016, pp. 17–24,
[6] Z. ling Ren et al.( 2017) ‘Speciation and reactivity of lead and zinc in heavily and poorly contaminated soils: Stable isotope dilution, chemical extraction and model views’, Environ. Pollut., vol. 225, pp. 654–662.
[7] S. Cheng, G. Liu, C. Zhou, and R. Sun (2018) ‘Chemical speciation and risk assessment of cadmium in soils around a typical coal mining area of China’, Ecotoxicol. Environ. Saf., vol. 160, pp. 67–74.
[8] L. Chen et al. (2018)‘Speciation, Fate and Transport, and Ecological Risks of Cu, Pb, and Zn in Tailings from Huogeqi Copper Mine, Inner Mongolia, China’, J. Chem., p. 8.
affecting Pb speciation and the leaching risk among land-use types around Pb-Zn mine’, Geoderma, vol. 326, pp. 123–132.
[10] H. T. T. Pham (2016) “Nghiên cứu phân tích dạng một số kim loại nặng trong cột trầm tích thuộc lưu vực sông cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Luận án tiến sĩ”
[11] Nguyễn Viết Thành (2012) “Nghiên cứu hàm lượng một số kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất nông nghiệp do ảnh hưởng của nước tưới sông Nhuệ”
[12] Trịnh Thị Thanh (2003), “Độc hại môi trường và sức khỏe con người”,
NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
[13] Goku M.Z.L, Akar M, Cevik F, Findik O. (2003), “Bioacumulation ofsome heavy metal (Cd, Fe, Zn, Cu) in two Bivalvia Species”, Faculy of Fisheries, Cukurova University, Adana, Turkey, 89 – 93.
[14] Nguyễn Khánh Tân (2016 )“ Đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp tại phường châu khê, thị xã từ sơn, tỉnh bắc ninh. Luân văn thạc sỹ chuyên ngành Khoa học môi trường, Đại học nông nghiệp I” [15] Phạm Thị Thu Hà (2016) “Nghiên cứu phân tích dạng một số kim loại
nặng trong cột trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Luận án tiến sỹ hóa học, chuyên ngành hóa phân tích học viện Khoa học và công nghệ,”
[16]. Tessier A, Campbell P. G. C. and Blsson M (1979), Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Analytical Chemistry, vol, 51, no, 7, pp, 844–851.
[17]. Pueyo M, Mateu J, Rigol A, Vidal M, Lopez-Sanchez JF, Rauret G (2008).Use of the modified BCR three-step sequential extraction procedure for the study of trace element dynamics in contaminated soils.
Environ Pollut; 152: 330–341.
of the BCR three step sequential extraction procedure prior to the certification of new sediment and soil reference materials”. Journal of Environmental Monitoring, vol 1, no 1, pp 57–61.
[19]. Ure A. M., Quevauviller P. H., Muntau H. and Griepink B (1993),
Speciation of heavy metals in soils and sediment, An account of the improvement and harmonization of extraction techniques undertaken under the auspices of the BCR of the commission of the European communities.International Journal of Environmental Analytical Chemistry, vol 51, pp 135- 151.
[20] Phạm Luận (2006), “Phương pháp phân tích phổ nguyên tử”, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.
[21] Dương Quang Phùng (2009), ‘‘Một số phương pháp phân tích điện hóa’’, NXB công ty cổ phần KOV.
[22]. Li Y., Han Y., et al (2011).Simultaneous determination of Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, and Pb2+ by using second derivative spectrophotometry method, Spectrochimica. Acta, Part A, 79, 1546-1551.
[23]. Lars Jarup (2003).Hazards of heavy metal contamination. British Medical Bulletin 68, pp 167-182.
[24] Hồ Viết Quý, (2009). “Các phương phân tích công cụ trong hoá học hiện đại”, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội.
[25] Công ty TNHH MTV Kim loại màu Thái Nguyên (1998), Báo cáo đánh giá tác động môi trường mỏ kẽm Cd Làng Hích - Thái Nguyên. Trong báo cáo có đề cập đến nguy cơ ảnh hưởng của một số nguyên tố kim loại nặng trong trong đất và nước tại khu vực lân cận
[26] Phạm Ngọc Cẩn, Trần Tuấn Anh, Trần Trọng Hòa, Phạm Thị Dung, Ngô Thị Phượng, Trần Quốc Hùng, Búi Ấn Niên, Nguyễn Viết Ý, Trần Văn Hiếu (2011), “Đặc điểm quặng hóa và khoáng chất các kẽm Cd Làng Hích”, Tạp chí các khoa học về Trái Đất, 1, (33), 85-93.
[27] Phạm Hồng Hạnh (2012) “Nghiên cứu những vấn đề môi trường đã, đang và sẽ nảy sinh do hoạt động mỏ kẽm Cd Làng Hích, Thái Nguyên. Luận văn thạc sỹ- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên” Năm
[28] Hà Thị Lan (2011) nghiên cứu “Hiện trạng ô nhiễm và khả năng hấp thụ kim loại nặng trong đất của một số loài thực vật tại khu vưc khai thác khoáng sản huyện Đồng Hỷ tỉnh Thai Nguyên. đại học Nông Nghiệp” [29] Võ Hồ Thủy (2016) “Xác định hàm lượng Cd và Asen trong một số mẫu
đất và nước khu vực mỏ Trại Cau - Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử và phổ phát xạ nguyên tử. Luận văn thạc sĩ hóa phân tích , Đại học Khoa học”.
[30] M. Lei, Y. Zhang, S. Khan, P. F. Qin, and B. H. Liao (2010) “Pollution, fractionation, and mobility of Pb, Cd, Cu, and Zn in garden and paddy soils from a Pb/Zn mining area,” Environ. Monit. Assess., vol. 168, no. 1– 4, pp. 215–222, doi: 10.1007/s10661-009-1105-4.
[31] L. M. Huang, C. B. Deng, N. Huang, and X. J. Huang (2013) “Multivariate statistical approach to identify heavy metal sources in agricultural soil around an abandoned Pb-Zn mine in Guangxi Zhuang Autonomous Region, China,” Environ. Earth Sci., vol. 68, no. 5, pp. 1331–1348, doi: 10.1007/s12665-012-1831-8.
[32] M. Ghayoraneh and A. Qishlaqi (2017) “Concentration, distribution and speciation of toxic metals in soils along a transect around a Zn/Pb smelter in the northwest of Iran,” J. Geochemical Explor., vol. 180, pp. 1–14, Sep. 2017, doi: 10.1016/j.gexplo.2017.05.007.
[33] A. Kicińska, B. Smreczak, and J. Jadczyszyn (2019) “Soil bioavailability of cadmium, lead, and zinc in the areas of Zn-Pb ore mining and processing (Bukowno, Olkusz),” J. Ecol. Eng., vol. 20, no. 1, pp. 84–92, doi: 10.12911/22998993/93794.
Rodrigues (2019) “Potentially toxic metal contamination and microbial community analysis in an abandoned Pb and Zn mining waste deposit,”
Sci. Total Environ., vol. 675, pp. 367–379, 2019, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.04.223.
[35] Lê Văn Khoa, Hoàng Xuân Cơ, Nguyễn Văn Cư, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Lưu Đức Hải, Thân Đức Hiền, Trân Khắc Hiệp, Nguyễn Đình Hòe, Phạm Ngọc Hồ, Trịnh Thị Thanh (2018), Khoa học môi trường, NXB giáo dục, Hà Nội.
[36] Lê Đức, Trần Khắc Hiệp (2016), giáo trình đất và bảo vệ đất , NXB Hà Nội [37] Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về môi trường (2008): QCVN
03:2008/BTNMT – Quy chuẩn quốc gia vê Giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất.
[38] Quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến quặng Cd, kẽm trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2008-2015 -Nghị quyết số 10/2008/NQ-HĐND ngày 18 tháng 7 năm 2008 của Hội đồng nhân dân tỉnh Thái Nguyên, khóa XI.
[39] H. T. T. Pham (2016) “Nghiên cứu phân tích dạng một số kim loại nặng trong cột trầm tích thuộc lưu vực sông cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. [40] Trần Cao Sơn (2018), Thẩm định phương pháp trong phân tích Hóa học
và Vi sinh vật, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
[41] Chu. Thi Thu Ha (2011) “Survey on heavy metals contaminated soils in Thai Nguyen and Hung Yen provinces in Northern Vietnam,” J. Vietnamese Environ., vol. 1, no. 1, pp. 34–39, doi: 10.13141/jve.vol1.no1.pp34-39.
[42] B. T. K. Anh, D. D. Kim, T. Van Tua, N. T. Kien, and D. T. Anh (2011) “Phytoremediation potential of indigenous plants from Thai Nguyen province, Vietnam,” J. Environ. Biol., vol. 32, no. 2, pp. 257–262.
Kẽm Chì Khu Vực Làng Hích,” Vietnam J. Earth Sci., vol. 33, no. 1, pp. 85–93, doi: 10.15625/0866-7187/33/1/281.
[44] TLTK: Hamilton E. I (2000), Environmental variables in a holistic evaluation of land contaminated by historic mine wastes: a study of multi- element mine wastes in West Devon, England using arsenic as an element of potential concern to human health. The Science of the Total Environment 249, 171-221.)