CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.3.4. Quan hệ giữa các yếu tố môi trƣờng đến sự tích lũy kim loại nặng
nƣớc ngồi: Giá trị giới hạn mức có thể ảnh hƣởng đến hệ sinh thái PEL của Canada và giá trị hƣớng dẫn chất lƣợng trầm tích sạch tạm thời ISQG của Canada (Canadian Sediment Quality Guidelines, Environmental Canada) đƣợc trình bày tại Bảng 32.
Bảng 32. Một số tiêu chuẩn chất lượng trầm tích của Canada năm 2002
STT Chỉ tiêu ISQG (mg/kg) PEL (mg/kg)
1 Pb 35 91,3
2 Cd 0,6 3,5
3 Zn 123 315
ISQG (Interim freshwater sediment quality guidelines): hướng dẫn chất lượng trầm tích nước sạch tạm thời
- PELs (Probale effect levels): mức độ gây ảnh hưởng
Theo Tiêu chuẩn của Canada so sánh với giá trị giới hạn mức có thể ảnh hƣởng đến hệ sinh thái PEL thì tất cả các mẫu trầm tích lấy tại khu vực nghiên cứu đều cho giá trị vƣợt tiêu chuẩn đối với cả 03 chỉ tiêu Pb, Cd, Zn từ vài lần đến vài chục lần. Đặc biệt tại mẫu TT5 cả 3 kim loại nặng trên đều vƣợt khoảng 50 lần. Do đó có thể đánh giá rằng trầm tích suối Văn Dƣơng tại khu vực nghiên cứu đã có dấu hiệu bị ơ nhiễm kim loại nặng Pb, Zn, Cd ở mức khá nghiêm trọng.
3.3.4. Quan hệ giữa các yếu tố mơi trƣờng đến sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích trầm tích
Từ các nguồn nƣớc thải của Khu công nghiệp sông Công, một lƣợng lớn các kim loại độc hại đã xâm nhập vào suối Văn Dƣơng và tích lũy trong trầm tích. Sự tích lũy của kim loại trong trầm tích hay nói cách khác khả năng lắng đọng của các ion kim loại trƣớc hết phụ thuộc vào các yếu tố môi trƣờng nhƣ hợp chất hữu cơ, thành phần cấp hạt, thành phần khoáng vật sét, … Mối liên hệ giữa các yếu tố môi trƣờng đến sự
tích lũy của kim loại nặng trong trầm tích đƣợc thể hiện qua hệ số tƣơng quan Person. Tuy nhiên, do số lƣợng mẫu quá ít, đánh giá tƣơng quan chỉ mang tính chất tham khảo. Vì vậy, đề tài chỉ đánh giá xu thế tƣơng quan giữa hàm lƣợng kim loại nặng và các thơng số có liên quan giữa các vị trí thu mẫu tƣơng ứng.
Kết quả tính hệ số tƣơng quan Pearson cho thấy các kim loại nặng trong trầm tích có tƣơng quan khá chặt với các thông số môi trƣờng nhƣ DO, EC có thể theo chiều thuận tùy theo yếu tố tác động (Bảng 33). Đặc biệt, mối liên hệ giữa hàm lƣợng kim loại nặng và hàm lƣợng sét, hàm lƣợng các chất hữu cơ trong trầm tích là rõ rệt nhất. Tại các điểm có sự tích lũy cao kim loại nặng nhƣ TT5, TT7 cũng có hàm lƣợng sét và chất hữu cơ cao. Lƣợng oxy hòa tan DO cũng thể hiện mối liên hệ rõ rệt với hàm lƣợng các kim loại nặng, nhƣng theo chiều nghịch. Tại những điểm có tích lũy kim loại nặng cao nhƣ TT5, TT7 cũng đồng thời cũng có giá trị DO khá thấp. Đối với pH, các giá trị đo đƣợc ngoài hiện trƣờng cho thấy, độ pH của suối Văn Dƣơng khá đồng đều, gần nhƣ trung tính, nằm trong giới hạn cho phép và mối tƣơng quan giữa pH và sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích suối Văn Dƣơng có hệ số tƣơng quan khơng cao. Nguyên nhân có thể là do trong nƣớc suối Văn Dƣơng khơng có sự khác nhau nhiều về giá trị pH ở các điểm nghiên cứu.
Bảng 33. Hệ số tương quan Pearson R2
giữa hàm lượng kim loại nặng và các yếu tố môi trường
N=7 pH EC DO CHC Sét
Pb -0,13 0,56 -0,80 0,98 0,98
Cd -0,11 0,70 -0,73 0,88 0,92
Zn -0,11 0,56 -0,74 0,98 0,97
N : tổng số mẫu trầm tích lấy tại suối Văn Dương
Hệ số tương quan (R2) lấy giá trị trong khoảng từ -1 đến 1. Khi R2 càng gần 0
thì quan hệ càng lỏng lẻo, ngược lại khi R2 càng gần 1 hoặc -1 thì quan hệ càng chặt
chẽ (R2
Từ kết quả ở bảng 33 cho thấy hàm lƣợng sét trong trầm tích có mối tƣơng quan dƣơng rất chặt với hàm lƣợng các kim loại nặng đƣợc tích lũy trong trầm tích. Hệ số tƣơng quan R2 giữa sét với hàm lƣợng Pb là 0,98 còn với Cd và Zn tƣơng ứng là 0,92 và 0,97. Hình 11 cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa sét với hàm lƣợng Cd, Pb và Zn trong trầm tích suối Văn Dƣơng.
Hình 11. Đồ thị tương quan giữa các kim loại Pb, Zn, Cd với sét và hợp chất hữu cơ
Cd-sét y = 0.0367x + 0.9322 R2 = 0.8374 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 100 200 300 400 500 Pb-sét y = 0.0095x + 3.0258 R2 = 0.9529 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 500 1000 1500 2000 Zn-sét y = 0.0014x + 2.9247 R2 = 0.9377 0 5 10 15 20 25 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Pb-CHC y = 0.006x + 1.6634 R2 = 0.9649 0 2 4 6 8 10 12 14 0 500 1000 1500 2000 Zn-CHC y = 0.0009x + 1.5796 R2 = 0.9634 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Cd-CHC y = 0.0222x + 0.518 R2 = 0.7703 0 2 4 6 8 10 12 14 0 100 200 300 400 500
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 TT1 TT4 TT5 TT6 TT7 TT8 TT9 0 5 10 15 20 25 30 Pb Cd Zn sét
Hình 12. Mối tương quan giữa hàm lượng sét với Pb, Zn, Cd trong trầm tích suối Văn Dương
Tƣơng tự nhƣ sét, chất hữu cơ cũng có mối tƣơng quan dƣơng rất chặt với hàm lƣợng kim loại nặng đƣợc tích lũy trong trầm tích (Bảng 33 và Hình 11, Hình 13).
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 TT1 TT4 TT5 TT6 TT7 TT8 TT9 0 5 10 15 20 25 30 Pb Cd Zn CHC
Hình 13. Sự tương quan giữa hàm lượng CHC với Pb, Zn, Cd trong trầm tích suối Văn Dương
Từ các kết quả này cho thấy vai trò quan trọng của sét và chất hữu cơ trong việc tích lũy kim loại nặng trong trầm tích. Hay nói khác đi, sét và chất hữu cơ là 2 yếu tố cơ bản gây tích lũy kim loại nặng trong trầm tích suối Văn Dƣơng. Tại vị trí nào hàm lƣợng sét và chất hữu cơ cao thì tại đó sự xuất hiện của các kim loại nặng (Pb, Cd, Zn) cũng cao và ngƣợc lại.
3.4. ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ KIỂM SỐT Ơ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRÊN SUỐI VĂN DƢƠNG
Khu công nghiệp sông Công là một KCN tập trung nhiều loại hình sản xuất kinh doanh bao gồm: Công nghiệp cơ khí chế tạo, cơng nghệ toa xe và phụ tùng, công nghiệp chế tạo điện và lắp ráp, công nghiệp chế tạo dụng cụ y tế, công nghiệp vật liệu xây dựng, công nghiệp chế biến nông lâm sản, công nghiệp nhẹ tổng hợp và các cơ sở chế biến kim loại, do vậy cần phải có nhiều giải pháp đồng bộ khác nhau để hạn chế và giảm thiểu các tác động xấu đến môi trƣờng. Các giải pháp đó bao gồm:
+ Biện pháp quản lý + Các giải pháp kỹ thuật
3.4.1. Biện pháp quản lý
Ban quản lý khu cơng nghiệp, Phịng Tài ngun mơi trƣờng thị xã sông Công và Sở Tài Nguyên và Môi trƣờng tỉnh cần thƣờng xuyên kiểm tra và có những biện pháp cứng rắn, xử lý nghiêm minh đối với những nhà máy, xí nghiệp thực hiện không đúng các nội dung đã cam kết trong các bản Báo cáo đánh giá tác động môi trƣờng, Bản cam kết bảo vệ môi trƣờng và Đề án bảo vệ môi trƣờng; giấy phép xả thải không đúng quy định, thải các chất ô nhiễm ra môi trƣờng không đạt tiêu chuẩn cho phép, xảy ra những sự cố gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh. Đặc biệt đối với các nhà máy, xí nghiệp sản xuất và chế biến các kim loại, sản xuất các thiết bị, linh kiện, … có khả năng gây ơ nhiễm kim loại cao.
- Tăng cƣờng kiểm tra, giám sát việc thực hiện các yêu cầu về bảo vệ môi trƣờng đối với các cơ sở, dự án đầu tƣ bên trong KCN theo đúng quy định tại điểm a, khoản 4, điều 36 của Luật bảo vệ mơi trƣờng; rà sốt và u cầu các doanh nghiệp trong KCN đấu nối nƣớc thải vào hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung.
3.4.2. Biện pháp kỹ thuật
3.4.2.1. Các phương án khống chế ơ nhiễm khơng khí
hình cơng nghiệp cụ thể, công nghệ sản xuất, mức độ phát sinh chất thải, tải lƣợng và thời gian phát thải.
Các doanh nghiệp phải cam kết đảm bảo nồng độ các chất ơ nhiễm trong khí thải ra mơi trƣờng KCN đáp ứng đƣợc các tiêu chuẩn sau:
- QCVN 19:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải cơng nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ.
- QCVN 20:2009/BTNMT: Quy chuẩn quốc gia về khí thải cơng nghiệp đối với một số chất vô cơ.
- QCVN 05:2009/BTNMT: Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng khơng khí xung quanh.
- QCVN 06 :2009/BTNMT: Quy chuẩn quốc gia về một số chất độc hịa trong khơng khí xung quanh.
3.4.2.2. Các phương án khống chế ơ nhiễm nguồn nước
- Mỗi nhà máy trong KCN cần có các hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất và sinh hoạt cục bộ phù hợp với công nghệ, nghành nghề sản xuất của mình và đạt tiêu chuẩn loại C-QCVN 40:2011/BTNMT trƣớc khi thải vào hệ thống thoát nƣớc thải chung để đƣa về hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung của KCN trƣớc khi thải ra suối Văn Dƣơng với sông Cầu.
- Khu công nghiệp sông Công cần vận hành thƣờng xuyên hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung hiện có theo đúng cơng suất, hiệu suất xử lý và tiếp tục đầu tƣ giai đoạn II module xử lý hóa lý trong đó quan tâm tập trung xử lý các kim loại nặng đảm bảo nƣớc thải sau xử lý đạt QCVN.
3.4.2.3. Xử lý chất thải nguy hại
Các chủ doanh nghiệp trong KCN phải chịu trách nhiệm trong việc thu gom, lƣu trữ, xử lý, tiêu huỷ tất cả những chất thải rắn nguy hại sinh ra theo đúng Thông tƣ số 12/2011/TT-BTNMT ngày 14 tháng 4 năm 2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu thu đƣợc chúng tôi đi đến một số kết luận sau: 1. Tại thời điểm nghiên cứu trạm xử lý nƣớc thải tập trung đang trong giai đoạn xây dựng, toàn bộ lƣợng nƣớc thải khu công nghiệp mới chỉ đƣợc xử lý sơ bộ tại các cơ sở sản xuất tuy nhiên không đảm bảo quy chuẩn cho phép xả trực tiếp vào suối Văn Dƣơng ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng nguồn tiếp nhận. Nƣớc thải bị ô nhiễm kim loại nặng, Amoni, chất rắn lơ lửng... Vào mùa mƣa mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nƣớc thải có tăng lên do nƣớc mƣa chảy qua bãi chứa bùn thải và cuốn theo các chất bẩn trên bề mặt của khu công nghiệp. Nồng độ Cd trong nƣớc thải vƣợt 11, 2 lần vào mùa mƣa và vƣợt 8,2 lần vào mùa khô, nồng độ Zn trong nƣớc thải vƣợt 10,8 lần vào mùa mƣa và 8,2 lần vào mùa khô, Mn vƣợt 3,5 lần vào mùa mƣa và khoảng 2,6 lần vào mùa khô, amoni vƣợt 1,8 lần vào mùa mƣa và khoảng 1,4 lần vào mùa khô và chất rắn lơ lửng (TSS) vƣợt 4,8 lần vào mùa mƣa và 1,8 lần vào mùa khô so sánh với QCVN 40:2011/BTNMT (cột B).
2. Kết quả phân tích mẫu đất tại khu cơng nghiệp sơng Cơng cho thấy nƣớc thải đã phần nào có tác động đến hàm lƣợng kim loại nặng trong đất. Tại vị trí mẫu đất lấy tại khu vực chịu tác động của nƣớc thải khu cơng nghiệp sơng Cơng có hàm lƣợng kim loại nặng tăng lên khá nhiều. Hàm lƣợng Zn tổng số trong đất tại vị trí sau điểm tiếp nhận nƣớc thải của Khu cơng nghiệp sông Công tăng lên gần 27 lần, vƣợt giới hạn cho phép khoảng 4,8 lần, trong khi Cd tăng 311 lần vƣợt giới hạn cho phép 14 lần. Riêng đối với Pb tuy có hàm lƣợng tăng gần 13 lần nhƣng vẫn nằm trong giới hạn cho phép.
3. Chất lƣợng nƣớc suối Văn Dƣơng tại các vị trí trƣớc và sau khi tiếp nhận nguồn nƣớc thải từ khu công nghiệp Sông Cơng cho thấy hầu hết các chỉ tiêu phân tích chất lƣợng nƣớc mặt tại suối Văn Dƣơng sau điểm tiếp nhận nƣớc thải đều cao hơn so với trƣớc khi tiếp nhận nƣớc thải của Khu công nghiệp sông Công, đặc biệt đối với chỉ tiêu Cd tăng lên rất nhiều lần. Cụ thể, Cd vƣợt giới hạn cho phép gần 9,2 lần, chỉ tiêu Zn
vƣợt tiêu chuẩn cho phép 2,5 lần và Pb vƣợt tiêu chuẩn cho phép 1,2 lần. Rõ ràng là nƣớc thải từ khu cơng nghiệp đã có ảnh hƣởng rõ rệt đến nồng độ kim loại nặng (Pb, Cd, Zn) trong nƣớc suối Văn Dƣơng.
4. Các kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy sau khoảng 10 năm tiếp nhận nƣớc thải của Khu cơng nghiệp sơng Cơng trầm tích suối Văn Dƣơng đã tích tụ một lƣợng đáng kể các kim loại nặng Pb, Zn, Cd tại khu vực này. Trầm tích có độ hạt mịn, thành phần khống vật sét cao thì hàm lƣợng kim loại nặng cũng cao.
Tại hầu hết các vị trí khảo sát trên đoạn suối Văn Dƣơng trong vùng nghiên cứu đều cho kết quả đo đƣợc vƣợt giới hạn cho phép so sánh với giới hạn mức có thể ảnh hƣởng tới hệ sinh thái PEL (tiêu chuẩn của Canada), đặc biệt vị trí TT5 vƣợt rất nhiều lần khoảng 50 lần với cả 03 kim loại nặng trên. Cịn các vị trí khác tất cả đều vƣợt giá trị cho phép từ vài lần đến vài chục lần. Trầm tích suối Văn Dƣơng tại khu vực nghiên cứu đã có dấu hiệu bị ơ nhiễm kim loại nặng Pb, Zn, Cd ở mức khá nghiêm trọng.
Qua kết quả nghiên cứu các dạng tồn tại của các kim loại Pb, Zn, Cd trong trầm tích suối Văn Dƣơng cho thấy hầu hết các kim loại này chủ yếu nằm trong dạng cặn dƣ. So với Pb và Zn, hàm lƣợng Cd nằm trong dạng cặn dƣ lớn hơn chiếm trên 70%, còn Pb và Zn dạng cặn dƣ chiếm từ trên 50%. Ngồi ra, Pb và Cd cịn có một lƣợng khá lớn nằm trong dạng liên kết với Fe-Mn oxit lần lƣợt Pb>35%, Cd 20%, còn lại một lƣợng nhỏ tồn tại trong dạng hữu cơ, dạng cacbonat và dạng trao đổi.
Riêng nguyên tố Zn, có sự phân bố ở dạng trao đổi, dạng cacbonat và dạng liên kết với Fe-Mn oxit trong trầm tích hầu hết đều >10% trong toàn bộ các mẫu đƣợc phân tích trên khu vực nghiên cứu. Dạng cacbonat (F2) chiếm >15%, liên kết với Fe- Mn oxit >12%, dạng trao đổi chiếm >10%, còn lại dạng hữu cơ chiếm khoảng 7%. Sự tồn tại của Zn trong các dạng khơng bền của trầm tích đã cảnh báo nguy cơ lan truyền ô nhiễm của Zn trong suối Văn Dƣơng sẽ ảnh hƣởng tiếp theo đến chất lƣợng nƣớc lƣu vực sông Cầu.
Tuy nhiên, nếu chỉ dựa trên tổng hàm lƣợng các kim loại nặng trong bùn lắng để đánh giá các rủi ro môi trƣờng là chƣa đủ. Trong giai đoạn tiếp theo, cần phải triển khai tiếp các nghiên cứu đánh giá tính linh động và khả năng tích lũy trong chuỗi sinh
thái của các kim loại tức là % kim loại có thể bị hấp thụ bởi thực vật và động vật. Đây là các thông tin cơ bản để phục vụ đánh giá khả năng ô nhiễm môi trƣờng của các kim loại nặng, khả năng tái sử dụng của các trầm tích sau khi nạo vét.
2 . KIẾN NGHỊ
1. Ban quản lý Khu công nghiệp tỉnh Thái Nguyên yêu cầu các đơn vị sản xuất kinh doanh nằm trong Khu công nghiệp sông Công phải xử lý sơ bộ nƣớc thải sản xuất và nƣớc thải sinh hoạt của đơn vị trƣớc khi đƣa về hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung.
- Khu công nghiệp sông Công cần vận hành thƣờng xuyên hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung hiện có theo đúng cơng suất, hiệu suất xử lý và tiếp tục đầu tƣ giai đoạn II module xử lý hóa lý trong đó quan tâm tập trung xử lý các kim loại nặng đảm bảo