CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.5. Một số phƣơng pháp đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng
Để đánh giá mức độ ô nhiễm, tập số liệu đƣợc tập hợp trên phần mềm Excel và phân tích thống kê bằng phần mềm Minitab 16. Trƣớc tiên cần đánh giá mối tƣơng quan về hàm lƣợng của các cặp kim loại theo hệ số tƣơng quan Pearson với độ tin cậy thống kê P = 0,95; đồng thời kết hợp phƣơng pháp so sánh thông qua các chỉ số đánh giá số môi trƣờng.
1.5.1. Phân tích tƣơng quan hàm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc và trầm tích
Nghiên cứu mối quan hệ giữa hàm lƣợng kim loại nặng trong hai pha nƣớc
và trầm tích thơng qua hệ số phân bố Kd (kg/L). Có nhiều cơng thức tính hệ số phân
bố Kd, thơng thƣờng tính bằng tỉ số nồng độ của kim loại ở nƣớc lỗ rỗng trên tổng nồng độ kim loại ở các pha liên kết trầm tích [132].
Đây là thông số quan trọng để xác định tính chất phân bố, khả năng hấp thu và hòa tan của kim loại nặng giữa pha trầm tích rắn và pha nƣớc. Qua đó đánh giá
khả năng tích lũy sinh học và gây ơ nhiễm mơi trƣờng của các kim loại nặng [74].
Nếu giá trị Kd càng lớn thì khả năng di chuyển của kim loại từ pha trầm tích sang
pha nƣớc càng lớn. Ngoài ra, “hệ số phân bố giả” K’d ( L/kg) cũng có thể đƣợc tính
bằng tỉ số hàm lƣợng kim loại ở pha trầm tích rắn (mg/kg) trên nồng độ kim loại ở nƣớc mặt (mg/L) [142]. Tuy nhiên, với giá trị K’d càng lớn thì kim loại đó đƣợc coi là có độ tan kém và ái lực lớn với trầm tích. Một cách đánh giá khác thì hệ số phân bố Kd đƣợc tính theo cơng thức logarit nhƣ sau [127]:
Với CP là hàm lƣợng kim loại nặng trong pha lơ lửng (M/M) và CD là nồng
độ của kim loại nặng trong pha hòa tan (M/V). Qua đó, đánh giá đƣợc giá trị Kd của
vùng nguyên sơ (chƣa bị ô nhiễm) sẽ lớn hơn vùng bị ô nhiễm do chất lƣợng nƣớc quyết định. Tác giả giải thích rằng ở vùng ơ nhiễm, có sự canh tranh cao của các kim loại nặng với các cation (dẫn điện tốt)...
1.5.2. Chỉ số ô nhiễm CF
Chỉ số ô nhiễm CF (Contamination Factor) là một trong những chỉ tiêu quan
trọng trong đánh giá về mức độ ảnh hƣởng xấu của kim loại nặng đến môi trƣờng bằng thời gian lƣu của chúng. Nếu kim loại có chỉ số ơ nhiễm CF cao thì chúng sẽ có thời gian tồn tại ngắn trong trầm tích và sẽ có nguy cơ ảnh hƣởng lớn đến mơi trƣờng. Trong chỉ số ơ nhiễm CF, có hai loại chỉ số: (1) chỉ số ơ nhiễm riêng ICF
Contamination Factor) (bảng 1.4). Chỉ số ơ nhiễm riêng ICF đƣợc tính bằng tỉ số giữa tổng hàm lƣợng kim loại nặng trong 4 pha đầu ( pha trao đổi, cacbonat, Fe-Mn oxit và hữu cơ) và pha 5 (pha còn lại) [23] [118] [142] . Chỉ số ô nhiễm chung GCF đƣợc định nghĩa bằng tổng chỉ số ICF của từng kim loại tại mỗi điểm lấy mẫu.
GCF = Σ ICF
Bảng 1.4. Phân loại mức độ ô nhiễm theo ICF và GCF
STT Mức độ ảnh hưởng Chỉ số ICF GCF 1 Thấp (Low) < 1 < 6 2 Trung bình (Moderate) 1-3 6-12 4 Lớn (Considerable) 3-6 12-24 5 Rất lớn (High) >6 >24
1.5.3. Chỉ số đánh giá rủi ro RAC
Chỉ số đánh giá nguy cơ môi trƣờng RAC (Risk Assessment Code) là tỉ số
của tổng hàm lƣợng 2 pha đầu (pha trao đổi, cacbonat) với tổng các pha dƣới dạng tỷ lệ phần trăm [118, 120]. Một cách khác, RAC cũng đƣợc coi là hệ số di chuyển MF (mobility factor), nói lên khả năng trao đổi và thiết lập cân bằng của kim loại giữa pha nƣớc và trầm tích. RAC là chỉ số quan trọng trong việc đánh giá ảnh hƣởng của các hoạt động nhân tạo nhƣ hoạt động công, nông nghiệp và du lịch.
Khi sử dụng RAC để đánh giá đối với các kim loại (Cd, Cu, Pb, Zn) dựa trên khả năng liên kết giữa chúng với các thành phần khác trong đất hoặc trầm tích, hoặc khả năng kim loại đƣợc giải phóng và xâm nhập vào chuỗi thức ăn. Vì vậy, RAC đánh giá rủi ro liên quan đến dạng tồn tại của kim loại nặng trong môi trƣờng, nghĩa là đánh giá sự hoạt động và khả năng tác dụng nhanh chóng về mặt sinh học của kim loại. Khi chỉ số RAC nhỏ hơn 1%, khơng có rủi ro. Trong khoảng từ 1-10%, nguy cơ thấp, nguy cơ trung bình trong khoảng từ 11-30%, nguy cơ cao trong 31- 50% và nguy cơ rất cao trong 51 -100% [97].
(1.5.3) (1.5.2)
Bảng 1.5. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ rủi ro theo chỉ số RAC STT Mức độ rủi ro RAC (%) STT Mức độ rủi ro RAC (%) 1 Thấp <1 0 2 Trung bình 10 - 30 3 Cao 30 - 50 4 Rất cao > 50 1.5.4. Thông số đánh giá chất lƣợng trầm tích SQGs
Việc xác định nồng độ của kim loại nặng trong trầm tích đạt tiêu chuẩn hay
vƣợt quá mức độ quy định môi trƣờng là vơ cùng quan trọng. Điều đó giúp cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng đƣợc khách quan và chính xác hơn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng 3 tiêu chuẩn về thông số đánh giá chất lƣợng
trầm tích SQGs để so sánh, bao gồm: (1) mức ngƣỡng ảnh hƣởng TEL (threshold
effects level) và mức ảnh hƣởng ngẫu nhiên PEL (probable effects level) [47, 48];
(2) mức ảnh hƣởng thấp nhất LEL (lowest effect level) và mức ảnh hƣởng nghiêm
trọng SEL (severe effect level) [45]; (3) phạm vi ảnh hƣởng thấp ERL (effects range
low) và phạm vi ảnh hƣởng trung bình ERM (effects range medium) [48] [51].
Ba loại tiêu chuẩn này có thể trực tiếp sử dụng để so sánh hàm lƣợng kim
loại nặng trong trầm tích (MKLN) mà khơng cần chuẩn hóa và đƣợc phân loại mức
độ nguy cơ đối với hệ sinh thái nhƣ sau:
(a) MKLN < TEL (1), LEL (2), ERL (3): ít ảnh hƣởng, trầm tích khơng bị ô nhiễm ;
(b) TEL, PEL (1) < MKLN < LEL, SEL (2) hay ERL, ERM (3): ảnh hƣởng xấu ;
(c) MKLN > PEL (1); SEL (2) hay ERM (3): ảnh hƣởng nghiêm trọng