Vị trí Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Pb Cd S23 6,90 3149 44600 4,70 7,80 8,80 114 14,0 2,1 S24 3,50 415 3370 2,70 14,7 14,5 145 6,70 1,3 S25L1 2,90 2908 22600 2,00 12,1 8,90 195 17,3 5,5 S26 6,60 4339 48030 10,6 14,8 19,2 167 29,3 2,2 S29 10,3 7181 39000 13,5 36,8 155 264 50,0 0,8 S34 2,90 1831 13800 2,80 5,50 7,60 155 5,50 0,8 S5 3,80 885 11000 3,30 27,3 63,9 582 14,0 3,4 S11 1,80 308 3510 3,6 7,80 57,3 112 10,7 1,5 S15 2,90 316 786 2,4 15,9 22,8 50,4 9,90 0,8 S22 2,15 644 2220 4,4 4,00 12,1 32,6 5,10 0,9 S25L2 5,35 519 2440 5,1 5,20 18,9 43,2 18,5 1,6 S31 3,50 311 820 6,0 7,10 26,3 56,5 14,5 0,9 Trung bình 4,38 1900 16015 5,09 13,3 34,6 160 16,3 1,81 Lớn nhất 10,3 7181 48030 13,5 36,8 155 582 50,0 5,5 Nhỏ nhất 2,90 308 786 2,00 4,00 7,60 32,6 5,10 0,8
Hai nguyên tố Fe và Mn có hàm lƣợng khá cao. Tuy vậy, theo các nghiên cứu trƣớc [10],[118],[146] cho thấy Fe và Mn là những kim loại đƣợc coi có nguồn gốc từ thiên nhiên. Do vậy, chúng có mặt sẵn trong lớp trầm tích và có tính song hành nghĩa là cùng có mặt và cùng chiều hƣớng biến đổi hàm lƣợng. Các kim loại Zn, Cu, Pb với hàm lƣợng khá cao tại các điểm nghiên cứu S5, S29 - là những điểm gần cống xả thải của nhà máy Nhiệt điện Phả Lại, Chí Linh và gần đập xả thải. Các kim loại đƣợc phân vào nhóm có hàm lƣợng thấp nhƣ Cd, Cr, Co và Ni đều chƣa vƣợt qua 50 ppb. Nồng độ của các kim loại nặng ở nghiên cứu này đƣợc so sánh với các nghiên cứu khác trên thế giới (bảng 3.12).
Bảng 3.12. Nồng độ Cd, Cr, Cu, Ni, Pb và Zn trong nước lỗ rỗng trên sông Cầu tỉnh Hải Dương so với các con sông khác trên thế giới.
Địa điểm sông Nồng độ lớn nhất (ppb) Tài liệu
tham khảo
Cd Cr Cu Ni Pb Zn
Sông Cầu tỉnh Hải Dƣơng 5,5 10,3 155,0 36,8 50,0 582,2 Nghiên cứu
này Sông Xiao, Trung quốc 1,53 162 61,8 32,2 40,3 252 [141]
Sông Wangyang,
Trung quốc 1,35 257 77,3 35,9 30,8 174 [141] Sông Shaocun, Trung quốc 0,779 86,2 123,1 32,2 47,8 281 [141]
Sông Xiangjiang,
Trung quốc 16,7 43,9 74,5 417 [41] Sông Liao, Trung quốc 0,9 5,7 2,22 59,5 [43] Sông Songhua, Trung quốc 154 167 357 56 [67] Sông Delue, Pháp 7 16,5 11,9 115,6 112,1 [86] Sông Meuse, Hà Lan 0,135 5,597 12,74 6,84 27,73 [57] Sông Tagus, Bồ Đào Nha 6,5 10,7 28,5 915 [75] Hồ Dose, Mỹ 0,9 13 2 38,2 14,9 [30] Sông Leie, Bỉ 0,16 3 8,7 1,3 46 [55] Hồ muối lớn, Mỹ 3,3 50,7 22,1 1,8 [59]
Từ bảng so sánh có thể thấy rõ rằng, nồng độ của hầu hết các kim loại trong nƣớc lỗ rỗng của trầm tích sơng tỉnh Hải Dƣơng có hàm lƣợng cao hơn so với các con sông trên thế giới, đặc biệt là các kim loại Cu, Zn và Ni. Trong khi đó, Cr lại có nồng độ thấp hơn so với các con sông khác. Hàm lƣợng cao của kim loại Cu, Zn và Ni trong nƣớc lỗ rỗng cho thấy rằng tỉnh Hải Dƣơng với sự phát triển công nghiệp và q trình đơ thị hóa nhanh dẫn tới tình trạng ô nhiễm bởi các hoạt động của con ngƣời (nhân tạo).
3.3.2. So sánh hàm lƣợng trung bình của kim loại nặng trong nƣớc mặt và trong nƣớc chiết lỗ rỗng trong nƣớc chiết lỗ rỗng
Từ hàm lƣợng kim loại nặng theo độ sâu 15 cm; 30 cm và sát đáy tính đƣợc hàm lƣợng trung bình của từng kim loại tại mỗi vị trí lấy mẫu. Kết quả thu đƣợc ghi trong bảng 3.13 và so sánh với giá trị trung bình của kim loại nặng trong nƣớc chiết lỗ rỗng (hình 3.5)
Bảng 3.13. Giá trị hàm lượng (ppb) trung bình của các kim loại nặng trong nước mặt theo vị trí lấy mẫu
Vị trí Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb S29 23,8 2949 17855 8,50 16,7 66 117 0,35 29,8 S23 9,53 761 3020 2,63 6,00 13 67,5 0,13 6,10 S34 4,77 1444 5194 3,83 8,80 9,1 118 0,30 13,3 S25L1 4,07 252 602 0,70 4,60 5,8 85,7 0,90 1,00 S24 5,50 225 1196 1,07 7,10 6,6 77,3 0,13 3,80 S26 3,83 868 6443 1,13 6,10 8,0 97,7 0,20 3,40 S5 1,80 157 2170 1,40 9,20 60 131 0,20 11,1 S25L2 1,97 597 2601 1,97 14,5 45 115 0,20 12,7 S22 2,13 668 2385 0,67 5,50 40 77,0 0,17 8,50 S15 1,07 105 881 0,97 5,60 36 118 0,27 7,80 S31 2,05 1103 2870 2,80 13,9 44 91,6 0,30 10,3 S11 2,60 63 583,5 0,75 13,0 46 88,4 0,25 9,30
Hình 3.5. Hàm lượng trung bình của các kim loại nặng trong nước mặt và nước chiết lỗ rỗng tại từng vị trí lấy mẫu
Hàm lượng (ppb) Hàm lượng (ppb)
Hàm lượng (ppb) Hàm lượng (ppb)
Hàm lượng (ppb) Hàm lượng (ppb)
Hàm lượng (ppb) Hàm lượng (ppb)
Hàm lƣợng trung bình của kim loại nặng trong nƣớc mặt (bảng 3.13) và nƣớc chiết lỗ rỗng (bảng 3.11) là rất khác nhau do tính chất lý, hóa, sinh học,... đặc biệt là do nguồn phát thải hoặc dạng tồn tại của kim loại nặng. Nghiên cứu mối liên hệ về hàm lƣợng trong 2 pha để có thêm cơ sở để dự đoán dạng tồn tại và cơ chế di chuyển của các kim loại trong mơi trƣờng nƣớc và trầm tích. Nhận thấy rằng:
- Hầu hết các kim loại trong nƣớc chiết có nồng độ trung bình cao hơn trong nƣớc mặt, trong đó Cd có 12/12 điểm; Fe, Mn, Co, Pb có 10/12 điểm; Cu và Cr với 6 vị trí có hàm lƣợng cao hơn. Điều này phù hợp với quy luật chung là hàm lƣợng kim loại trong trầm tích thƣờng cao hơn trong nƣớc, do vậy có nguy cơ ơ nhiễm nƣớc từ trầm tích do hiện tƣợng khuếch tán từ trầm tích vào nƣớc. Cặp kim loại Fe và Mn có cùng quy luật vận chuyển trong mơi trƣờng nƣớc và trầm tích. Có nhiều vị trí (S23, S25L1, S26, S5, S11) thể hiện hàm lƣợng của Fe và Mn trong nƣớc chiết cao hơn trong nƣớc mặt gấp nhiều lần, dự đốn 2 kim loại này có cùng nguồn phát thải, khơng ở dạng dễ hịa tan, đang bị lƣu giữ trong trầm tích do q trình hấp phụ, keo tụ nên rất khó khuếch tán lên lớp nƣớc phía trên. Ngƣợc lại, cặp kim loại Cu và Cr có tới 7 vị trí có quy luật biến đổi hàm lƣợng ngƣợc chiều nhau, tức là nếu tỷ lệ hàm lƣợng giữa nƣớc chiết với nƣớc mặt của kim loại này lớn hơn 1 thì kim loại kia sẽ có tỷ lệ nhỏ hơn 1. Dự đốn 2 kim loại này khơng cùng nguồn phát thải hoặc khác nhau trong q trình vận chuyển trong mơi trƣờng nƣớc và trầm tích.
- Ở vị trí S29, hàm lƣợng Cr trong nƣớc cao hơn trong nƣớc chiết cho dự đoán Cr khơng bị hịa tan và khuếch tán lên lớp nƣớc mặt mà đƣợc giữ lại trong lịng trầm tích với lực liên kết khá bền. Điều này có nghĩa Cr có xu hƣớng trầm tích hóa và đƣợc chứng tỏ khi nghiên cứu các pha liên kết của kim loại trong trầm tích ở mục 3.4.3
3.3.3. Đánh giá tƣơng quan hàm lƣợng các kim loại nặng trong nƣớc chiết lỗ rỗng tại từng điểm nghiên cứu rỗng tại từng điểm nghiên cứu
Sử dụng chuẩn t- student, phần mềm minitab 16 tìm hệ số tƣơng quan Pearson r với độ tin cậy thống kê 95%. Các bƣớc thực hiện theo hƣớng dẫn ở mục 2.5.2 (chƣơng 2) tính đƣợc giá trị Pvalue và so sánh với giá trị 0,05. Thống kê về tính tƣơng quan của các cặp kim loại tại mỗi địa điểm đƣợc ghi trong bảng 3.14.