Đề tài Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh

PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đất là một thành phần quan trọng của môi trường, là một tài nguyên vô giá mà tự nhiên đã ban tặng cho con người. Đất là tư liệu sản xuất đặc biệt, là đối tượng lao động độc đáo, là một yếu tố cấu thành của hệ sinh thái Trái Đất. Trên quan điểm sinh thái học, đất là một tài nguyên tái tạo, là vật mang của nhiều hệ sinh thái khác trên trái đất. Với sức ép ngày càng tăng về dân số đã kéo theo sự phát triển mạnh về công nghiệp, đô thị hoá, việc làm và giao thông, làm cho tài nguyên đất bị khai thác mạnh và sự suy thoái môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng. Con người tác động vào đất cũng chính là tác động vào các hệ sinh thái mà đất “mang” trên mình nó. Như vậy, tuỳ thuộc vào phương thức đối xử của con người đối với đất mà đất có thể phát triển theo chiều hướng tốt và cũng có thể phát triển theo chiều hướng xấu. Cho nên việc bảo vệ môi trường đất, duy trì sức sản xuất lâu dài của đất là một trong những chiến lược quan trọng của nước ta trong việc sử dụng hợp lý và lâu bền các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Ngày nay, Việt Nam trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nói chung, khu vực nông thôn nói riêng, các làng nghề có tác dụng rất lớn đối với sự chuyển đổi cơ cấu kinh tế, tạo việc làm và tăng thu nhập cho người dân lao động. Chỉ riêng các tỉnh đồng bằng sông Hồng đã có 203 làng nghề truyền thống được khôi phục và phát triển, đồng thời có tới 523 làng nghề mới được hình thành trong thời gian gần đây. Nhưng sự phát triển các làng nghề trong thời gian qua còn mang tính tự phát, tình trạng ô nhiễm môi trường trong các làng nghề và các cơ sở sản xuất tại nông thôn ngày càng gia tăng. Tỉnh Bắc Ninh với 61 làng nghề trong đó có làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn có nhiều loại hình sản phẩm phong phú, đa dạng, với hình thức sản xuất linh hoạt đã tạo ra một lượng lớn hàng hoá, giải quyết công ăn việc làm và mang lại thu nhập cho người dân, góp phần phát triển kinh tế xã hội của xã Văn Môn nói riêng và của tỉnh Bắc Ninh nói chung. Tuy vậy, làng nghề Văn Môn cũng có những đặc trưng chung đối với các làng nghề khác như sự phát triển của làng nghề còn mang tính tự phát, không có quy hoạch, trình độ công nghệ còn thấp, lao động giản đơn, chưa được đào tạo đầy đủ cơ bản, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm. Ý thức bảo vệ môi trường của dân làng nghề chưa cao, sản xuất chạy theo lợi nhuận và kinh tế, bất chấp độc hại, nguy hiểm gây ô nhiễm môi trường, thiếu các chính sách đồng bộ từ các cơ quan quản lý trung ương tới địa phương về hỗ trợ sản xuất và quản lý môi trường tại làng nghề. Tất cả các mặt hạn chế nêu trên đã tác động không chỉ tới sự phát triển chung của làng nghề mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và sức khoẻ cộng đồng. Mặt khác, do sản xuất quy mô nhỏ nằm rải rác trên khắp địa bàn xã đã tạo nên những nguồn thải nhỏ, khó tập trung và hầu như chưa được xử lý nên đã tác động tới môi trường đất toàn vùng. Vì vậy, để góp thêm tư liệu phân tích đánh giá hiện trạng môi trường đất ở các làng nghề tại tỉnh Bắc Ninh, chúng tôi tiến hành đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh”. 1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1. Mục đích của đề tài - Xác định hàm lượng các kim loại nặng tổng số (As, Cd, Cu, Pb, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh. - Đánh giá hiện trạng hàm lượng kim loại nặng trong đất tại Văn Môn. 1.2.2. Ý nghĩa của đề tài - Khuyến nghị cho UBND xã Văn Môn về tình trạng ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong môi trường đất từ đó xã có giải pháp hợp lý để xử lý chất thải rắn, chất thải lỏng. - Nâng cao nhận thức cho những người trực tiếp có liên quan đến sản xuất của làng nghề, cũng như tăng thêm vốn hiểu biết về phòng ngừa ô nhiễm môi trường trong các hoạt động sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân. - Góp phần tích cực vào việc bảo vệ sức khoẻ cộng đồng. - Góp phần nâng cao hiệu quả quản lý chất thải cho xã Văn Môn nói riêng và cho tỉnh Bắc Ninh nói chung, để thực hiện chỉ thị và quy chế quản lý chất thải của Chính phủ đã ban hành. PHẦN 2 TỔNG QUAN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. KIM LOẠI NẶNG (KLN) VÀ CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA KLN TRONG ĐẤT, NGUỒN GỐC PHÁT SINH 2.1.1. Kim loại nặng và các dạng tồn tại của kim loại nặng trong đất Thuật ngữ KLN nhằm nói tới bất cứ một nguyên tố nào có khối lượng riêng lớn (d > 5 g/cm3) và thể hiện độc tính ở nồng độ thấp. Tuy nhiên, độ độc của KLN còn phụ thuộc vào các dạng tồn tại của chúng ở trong đất.[7] Khi nghiên cứu sự tích luỹ của KLN trong đất mà chỉ xem xét hàm lượng tổng số thì chưa thể đánh giá đúng độ độc của chúng đối với cây trồng cũng như chiều hướng biến đổi của chúng ở trong đất [7]. Chúng có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau nhưng chủ yếu ở các dạng sau đây: dạng linh động, liên kết với hữu cơ, liên kết với gốc cacbonat, với oxit sắt, với oxit mangan.[7] - Dạng linh động: Các kim loại nặng được hấp phụ trên bề mặt các hạt đất (hạt sét, các oxit sắt và oxit mangan bị solvat hoá, các axit mùn). Đây là dạng mà cây trồng dễ hấp thu trong quá trình hút dinh dưỡng và nước vào cơ thể. - Dạng liên kết cacbonat: Các kim loại nặng tồn tại dưới dạng các muối cacbonat (CO32-) trong đất. Sự tồn tại và liên kết của các dạng này phụ thuộc rất nhiều vào pH của đất cũng như lượng cacbonat trong đất. - Dạng liên kết oxit sắt, oxit mangan: Dạng này dễ hình thành do các oxit sắt và oxit mangan tồn tại trong đất như kết von đá ong, vật liệu gắn kết giữa các hạt đất. Các oxit này là những chất loại bỏ rất tốt các KLN nhờ quá trình nhiệt động học không ổn định dưới điều kiện khử. - Dạng liên kết với chất hữu cơ: KLN liên kết với các chất hữu cơ khác nhau trong đất như : sinh vật đất, sản phẩm phân giải của chất hữu cơ, chất hữu cơ bao phủ bên ngoài hạt đất,…Do đặc tính tạo phức và peptiz hoá của các chất hữu cơ làm cho các kim loại tích luỹ lại trong đất (các chất hữu cơ bị oxy hoá, phân giải dẫn đến sự giải phóng các kim loại nặng vào đất). - Dạng còn lại: Bao gồm các KLN nằm trong cấu trúc tinh thể của các khoáng vật nguyên sinh và thứ sinh. Dạng này rất khó giải phóng ra môi trường dưới các điều kiện tự nhiên bình thường. Do tác dụng của các quá trình phong hoá, đặc biệt là phong hoá hoá học và phong hoá sinh học mà các KLN dần dần được giải phóng ra môi trường đất. 2.1.2. Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong môi trường đất Kim loại trong đất ban đầu một phần được sinh ra từ các quá trình hoạt động địa hoá của khoáng vật mẹ và đi vào đất thông qua quá trình phong hoá hoá học. Tuy nhiên, với quá trình phong hoá hoá học thì lượng kim loại đi vào đất là không đáng kể mà chủ yếu kim loại đi vào đất là do các hoạt động sản xuất của con người [8]. Các hoạt động đó bao gồm: - Hoạt động sản xuất công nghiệp + Công nghiệp nhựa: Co, Cr, Cd, Hg + Công nghiệp dệt: Zn, Al, Ti, Sn + Công nghiệp sản xuất vi mạch: Cu, Ni, Cd, Zn, Sb + Bảo quản gỗ: Cu, Cr, As + Mỹ nghệ: Pb, Ni, Cr - Hoạt động sản xuất nông nghiệp + Sử dụng phân bón hoá học: As, Cd, Mn, U, V và Zn trong một số phân phốt phát. + Sử dụng phân chuồng: As, Cu, As, Zn + Sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật: Cu, Mn và Zn trong thuốc trừ nấm, As và Pb trong thuốc sử dụng đối với cây ăn quả. + Nước tưới: có thể thải ra Cd, Pb, Se - Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại + Đào, xới và cặn thải - nhiễm bẩn thông qua phong hoá, xói mòn do gió thải ra As, Cd, Hg, Pb. Cặn thải khếch tán do sông - trầm tích trên đất do lũ, nạo vét sông…thải ra As, Cd, Hg, Pb. + Vận chuyển trong quá trình tuyển quặng - vận chuyển theo gió lên trên đất thải ra As, Cd, Hg, Pb. Khai khoáng - nhiễm bẩn do bụi thải ra As, Cd, Hg, Pb, Sb, Se. + Công nghiệp sắt thép: Cu, Ni, Pb - Do trầm tích từ không khí + Nguồn từ đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải, thiêu huỷ cây trồng : Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V. + Công nghiệp luyện kim: As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb + Khói linh động: Mo, Pb cùng với Br, Cl và V + Đốt cháy xăng, dầu (bao gồm các trạm xăng): As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn và Cd - Kim loại từ rác thải + Bùn cặn: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn + Rửa trôi từ đất: As, Cd, Fe, Pb + Phế thải: Cd, Cr, Cu, Pb, Zn + Đốt rác, bụi than: Cu và Pb Dựa vào nguồn gốc phát sinh kim loại trong môi trường đất ở trên, ta có thể thấy rằng, lượng kim loại nặng trong môi trường đất của làng nghề Văn Môn có được ngoài do hoạt động phong hoá hoá học của quá trình hoạt động địa hoá của khoáng vật mẹ, còn do hoạt động sản xuất nông nghiệp và hoạt động sản xuất làng nghề mà chủ yếu là từ phế thải của làng nghề gây nên. Nguyên nhân chủ yếu là từ phế thải của làng nghề đổ ra môi trường. Chính vì vậy, vấn đề cấp bách hiện nay của xã Văn Môn nói riêng và của tỉnh Bắc Ninh nói chung là phải tìm ra cách quản lý và xử lý lượng phế thải do hoạt động sản suất làng nghề thải ra môi trường phù hợp với điều kiện thực tế của xã Văn Môn và của tỉnh Bắc Ninh. 2.2. SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG TỚI CÂY TRỒNG VÀ SỨC KHOẺ CON NGƯỜI Ngày nay, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của công nghiệp và hình thành nhiều thành phố lớn, vấn đề ô nhiễm ngày càng trở nên nghiêm trọng. Khói từ nhà máy, từ hoạt động giao thông làm ô nhiễm bầu khí quyển. Nước thải từ các nhà máy, khu dân cư làm ô nhiễm nguồn nước. Phế thải từ các khu công nghiệp, các làng nghề và việc sử dụng phân bón hoá học, bùn thải, thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn tài nguyên đất. Tất cả những nguồn gây ô nhiễm này đều là nguyên nhân của sự tích tụ quá mức hàm lượng KLN trong đất và nước.[7] Với sự tích tụ quá mức lượng KLN trong môi trường đất đã làm cho thảm thực vật trên mặt đất bị mất đi, nhiều loài không thể sống được ở những vùng đất chứa lượng KLN quá cao. Đất giảm lượng tích luỹ mùn và trở nên chặt hơn, nghèo dinh dưỡng hơn. Những cây có thể mọc được ở những vùng đất chứa lượng KLN cao thì ngay trong bản thân chúng cũng sẽ chứa lượng KLN nhất định, và lượng KLN nhất định này cao hơn mức bình thường mà chúng có được do chúng hút các chất dinh dưỡng trong đất. Các KLN tích luỹ trong đất từ đó đi vào nông sản, thực phẩm và theo chuỗi thức ăn KLN trong đất sẽ được tích tụ trong thực vật và vào cơ thể con người. Nếu cơ thể con người tích tụ lượng KLN càng lớn sẽ gây ra nhiều loại bệnh nguy hiểm ảnh hưởng tới sức khoẻ, và tính mạng của con người.[21] Tính độc của một số KLN tồn dư trong rau và trong cơ thể con người: * Tính độc của kẽm (Zn) - Đối với cây trồng: Sự dư thừa Zn gây độc đối với cây trồng khi Zn tích tụ trong đất quá cao. Dư thừa Zn cũng gây ra bệnh mất diệp lục. Sự tích tụ Zn trong cây quá nhiều gây một số mối liên hệ đến mức dư lượng Zn trong cơ thể người và góp phần phát triển thêm sự tích tụ Zn trong môi trường mà đặc biệt là môi trường đất.[1, 21] - Đối với con người: Zn là dinh dưỡng thiết yếu và nó sẽ gây ra các chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa. Trong cơ thể con người, Zn thường tích tụ chủ yếu ở trong gan, là bộ phận tích tụ chính của các nguyên tố vi lượng trong cơ thể, khoảng 2 g Zn được thận lọc mỗi ngày. Zn còn có khả năng gây ung thư đột biến, gây ngộ độc thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm. Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể gây ra các triệu chứng như bệnh liệt dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và một số triệu chứng khác.[1, 21] * Tính độc của đồng (Cu) - Đối với cây trồng: Theo kết quả nghiên cứu của nhiều công trình cho thấy Cu có vai trò rất quan trọng đối với phát triển của cây trồng. Cây trồng thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điều này cho thấy Cu có liên quan đến mức phản ứng oxit hoá của cây. Trong cây thiếu chất Cu thì quá trình oxit hoá Acid Ascorbic bị chậm, Cu hình thành một số lớn chất hữu cơ tổng hợp với Protein, Acid amin và một số chất khác mà chúng ta thường gặp trong nước trái cây. Ngoài những ảnh hưởng do thiếu Cu, thì việc thừa Cu cũng xảy ra những biểu hiện ngộ độc mà chúng có thể dẫn tới tình trạng cây chết . Lý do của việc này là do dùng thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu, đã khiến cho chất liệu Cu bị cặn lại trong đất từ năm này qua năm khác, ngay cả bón phân Sulfat Cu cũng gây tác hại tương tự.[1, 21] - Đối với con người: Nguyên liệu dẫn đến ngộ độc Cu của con người có thể do uống nước qua hệ thống dẫn nước bằng Cu, ăn thực phẩm có chứa lượng Cu cao như Chocolate, nho, nấm, tôm,…, bơi trong các hồ bơi có sử dụng thuốc diệt tảo (Algaecides) có chứa Cu để làm vệ sinh hồ, uống bia hay rượu. Cu là một chất độc đối với động vật: Đối với người 1 g/kg thể trọng đã gây tử vong, từ 60 – 100 mg/1kg gây buồn nôn. Cu ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ do thiếu hụt cũng như dư thừa. Cu thiết yếu cho việc sử dụng sắt (Fe), bệnh thiếu máu do thiếu hụt Fe ở trẻ em đôi khi cũng được kết hợp với sự thiếu hụt Cu.[1, 21] * Tính độc của Cadmium (Cd) - Đối với cây trồng: Rau diếp, cần tây, củ cải, cải bắp có xu hướng tích luỹ Cd khá cao, trong khi đó củ khoai tây, bắp, đậu tròn, đậu dài được tích luỹ một số lượng Cd nhiều nhất trong các loại thực phẩm, lá cà chua được tìm thấy tích luỹ Cd khoảng 70 lần so với lá cà rốt trong cùng biện pháp trồng trọt giống nhau. Trong các cây, Cd tập trung cao trong các rễ cây hơn các bộ phận khác ở các loài yến mạch, đậu nành, cỏ, hạt bắp, cà chua, nhưng các loài này sẽ không phát hiện được khi tích lũy Cd ở rễ cây. Tuy nhiên, trong rau diếp, cà rốt, cây thuốc lá, khoai tây, Cd được chứa nhiều nhất trong lá. Trong cây đậu nành, 2 % Cd được tích luỹ hiện diện trong lá và 8 % ở chồi. Cd trong mô cây thực phẩm là một yếu tố quan trọng trong việc giải quyết sự tích luỹ chất Cd trong cơ thể con người. Sự tập trung Cd trong mô thực vật có thể gây ra thông tin sai lệch của quần thể.[1, 21] - Đối với con người: Cd trong môi trường thường không độc hại nhiều nhưng nguy hại chính đối với sức khoẻ con người từ Cd là: sự tích tụ mãn tính của nó ở trong thận. Ở đây, nó có thể gây ra rối loạn chức năng nếu tập trung ở trong thận lên trên 200 mg/kg trọng lượng tươi. Thức ăn là con đường chính mà Cd đi vào cơ thể, nhưng việc hút thuốc lá cũng là nguồn ô nhiễm KLN, những người hút thuốc lá có thể thấm vào cơ thể lượng Cd dư thừa từ 20 – 35 μgCd/ngày. Cd đã được tìm thấy trong Protein mà thường ở trong các khối của cơ thể và những Protein này có thể tìm thấy trong nấm, đậu nành, lúa mì, cải bắp và trong một số loại thực vật khác. Cd là một KLN có hại, nó vào cơ thể qua thực phẩm và nước uống, Cd dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt ở đó. Khi xâm nhập vào cơ thể Cd sẽ phá huỷ thận. Nhiều công trình cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng xương, nứt xương, sự hiện diện của Cd trong cơ thể sẽ khiến việc cố định Ca trở nên khó khăn. Những tổn thương về xương làm cho người bị nhiễm độc đau đớn ở vùng xương chậu và hai chân. Ngoài ra, tỷ lệ ung thư tiền liệt tuyến và ung thư phổi cũng khá lớn ở nhóm người thường xuyên tiếp xúc với nhóm chất độc này.[1, 21] * Tính độc của Arsenic (As) - Đối với cây trồng: Arsenic được nhiều người biết đến do tính độc của một số hợp chất có trong nó. Sự hấp thụ As của nhiều cây trồng trên đất liền không quá lớn, thậm chí ở trên đất trồng tương đối nhiều As, cây trồng thường không chứa lượng As gây nguy hiểm. As khác hẳn một số KLN bình thường vì đa số các hợp chất As hữu cơ ít độc hơn các As vô cơ. Lượng As trong các cây có thể ăn được thường rất ít. Sự có mặt của As trong đất trồng trở nên chua hơn, nồng độ pH < 5 khi có sự kết hợp giữa các loại nguyên tố khác nhau như Fe, Al. Chất độc ảnh hưởng từ As làm giảm đột ngột sự chuyển động trong nước hay làm đổi màu của lá kéo theo sự chết lá cây, hạt giống thì ngừng phát triển. Cây đậu và những cây họ Đậu rất nhạy cảm đối với độc tố As.[1, 21] - Đối với con người: Khi lượng độc tố As vượt quá ngưỡng, nhất là trong thực vật, rau sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, nhiều hơn sẽ gây ngộ độc. Nhiễm độc As trong thời gian dài làm tăng nguy cơ gây ung thư bàng quang, thận, gan, phổi. As còn gây ra những chứng bệnh tim mạch như cao huyết áp, tăng nhịp tim và các vấn đề thần kinh. Đặc biệt khi uống nước có nhiễm As cao trong thời gian dài sẽ gây hội ứng đen da và ung thư da. [1, 21] * Tính độc của chì (Pb) - Đối với cây trồng: Sự dư thừa Pb cũng sẽ gây độc cho cây trồng khi hàm lượng Pb trong đất quá cao. - Đối với con người: Khi ăn phải một lượng Pb 25 – 30 g, nạn nhân thoạt tiên có thể thấy vị ngọt rồi chát, nghẹn ở cổ, nôn ra chất trắng, đau bụng dữ dội, mạch yếu, tê chân tay, co giật và tử vong. Khi cơ thể tích luỹ một lượng Pb đáng kể sẽ dần dần xuất hiện các biểu hiện nhiễm độc như hơi thở hôi, sưng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên, mạch yếu, nước tiểu ít, thường gây sảy thai ở phụ nữ có thai.[1, 21] 2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.3.1. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới Việc nghiên cứu KLN trong môi trường đất ở trên thế giới đã được tiến hành từ rất sớm. Năm 1964, Alter Mitchell đã tiến hành nghiên cứu và phân tích hàm lượng một số KLN trong một số loại đất đá (xem bảng 1).[8] Bảng 1. Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đất đá Đơn vị: mg/kg Nguyên tố Đá măcma Đá trầm tích Siêu bazơ (Serpentine) Bazơ (Basalt) Axit (Granite) Đá vôi Đá cát kết Đá phân lớp Cr 2.000-2.980 200 4 10-11 35 90-100 Mn 1.040-1.300 1.500-2.200 400-500 620-1.100 4-60 850 Co 110-150 35-50 1 0,1-4 0,3 19-20 Ni 2.000 150 0,5 7-12 2-9 68-76 Cu 10-42 90-100 10-13 5,5-15 30 39-50 Zn 50-58 100 40-52 20-25 16-30 10-120 Cd 0,12 0,13-0,2 0,09-0,2 0,028-0,1 0,05 0,2 Sn 0,5 1-1,5 3-3,5 0,5-4 0,5 4-6 Hg 0,004 0,01-0,08 0,08 0,05-0,16 0,03-0,29 0,18-0,5 Pb 0,1-0,4 3-5 20-24 5,7-7 8-10 20-23 (Nguồn: Alter Mitchell, 1964 [8]) Dựa vào bảng 1 ta thấy tuỳ từng loại đá mà hàm lượng kim loại chứa trong chúng là khác nhau. Thông thường hàm lượng kim loại hình thành trong đá macma lớn hơn trong đá trầm tích. Hàm lượng KLN trong đất được tích luỹ ngoài quá trình phong hoá tại chỗ của các khoáng vật và đá mẹ, còn do các hoạt động sản suất của con người mang lại, mà nguyên nhân này là chủ yếu. Vì vậy, năm 1982 Galloway và Freedmas đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố KLN do tự nhiên và do nhân tạo (bảng 2).[10] Bảng 2. Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng Đơn vị: 108 g/năm Nguyên tố Tự nhiên Nhân tạo Sb 9,8 380 As 28 780 Cd 2,9 55 Cr 580 940 Co 70 44 Cu 190 2,600 Pb 59 20,000 Mn 6,100 3,200 Hg 0,4 110 Mo 11 510 Ni 280 980 Se 4,1 140 Ag 0,6 50 Sn 52 430 V 650 2,100 Zn 360 8,400 (Nguồn: Galloway & Freedmas, 1982 [10]) Theo Thomas (1986), các nguyên tố KLN như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr, As,…thường chứa trong phế thải của các nhà máy luyện kim màu, sản suất ô tô. Cũng theo Thomas khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l sẽ gây ô nhiễm đất nghiêm trọng. Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật Bản, Anh, Ailen hàm lượng Pb cao hơn 100 mg/kg đã phản ánh tình trạng ô nhiễm Pb nghiêm trọng [29]. Ở nước Anh, kết quả điều tra môi trường đất của 53 thành phố, thị xã về các KLN đặc biệt là các KLN như Pb, Zn, Cu, Ni cho thấy: các KLN trên thường có nhiều ở khu vực khai thác mỏ, và có hàm lượng Pb tổng số vượt trên 200 ppm, ở nhiều vùng công nghiệp đã vượt quá 500 ppm.[5] Các chất thải từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, khai khoáng…đã làm ô nhiễm không chỉ môi trường đất mà còn làm ô nhiễm môi trường nước ở các con sông, biển. Theo Setevenson (1986), nếu hàng năm có 20 tấn bùn được đổ ra trên 1 ha đất và sau 20 năm dung dịch đất sẽ có khoảng 8 ppm Zn, và 5 ppm Cd [2]. Phân tích các mẫu bùn cống rãnh người ta thu được kết quả KLN ở bảng 3. Bảng 3. Trị số trung bình kim loại nặng trong bùn cống rãnh thành phố Đơn vị: ppm Bùn cống rãnh Al Fe Mn Cu Zn Pb Ni Cd Cr Hg Bùn cống rãnh thành phố 7280 2370 150 565 2220 520 100 28 1040 5 Bùn nhà máy dệt - - - 394 864 129 63 4 2490 - Bùn nhà máy rượu - - - 81 255 29 18 2 117 - Bùn nhà máy chế biến gỗ - - - 53 122 42 119 2 81 - Bùn cống rãnh ở Anh - - - 800 3000 700 80 - 250 - (Nguồn: Tan et al., 1971; Wild, 1993) Đất bị ô nhiễm KLN làm giảm năng suất cây trồng ảnh hưởng đến nông sản dẫn tới tác động xấu đến sức khoẻ con người. Vì vậy, nhiều nước trên thế giới đã quy định mức ô nhiễm KLN (bảng 4). Do đó việc đánh giá và phân loại ô nhiễm đất bởi KLN rất quan trọng trong việc bảo vệ nguồn tài nguyên này cũng như bảo vệ sức khoẻ cộng đồng.[9] Bảng 4. Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng được xem là độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp Đơn vị: mg/kg Nguyên tố Áo Canada Balan Nhật Anh Đức Cu 100 100 100 125 50 50 Zn 300 400 300 250 150 300 Pb 100 200 100 400 50 500 (Nguồn: Kabata- Pendias, 1992 [9]) 2.3.2. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất ở Việt Nam Ở Việt Nam đã có những nghiên cứu bước đầu về KLN trong đất, và đã chỉ ra rằng hàm lượng của các nguyên tố KLN (Cu, Pb, Zn, Cd,…) trong đất phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và mẫu chất hình thành nên các loại đất đó. Các tác giả Trần Công Tấu và Trần Công Khánh (1998) đã công bố hàm lượng KLN dạng tổng số và dễ tiêu ở tầng đất mặt 0 – 20 cm của một số loại đất đã đưa ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở hai loại đất chính ở Việt Nam (bảng 5), trong đó đất feralit phát triển trên đá bazan có hàm lượng các nguyên tố trên (trừ Pb) cao nhất.[14] Bảng 5. Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam Đơn vị: mg/kg Loại đất Dạng Co Cr Fe Mn Ni Pb Zn Đất Feralit phát triển trên đá bazan TS 59,5 257,6 125091 1192 227,1 9,0 81,0 DĐ 0,46 <0,36 <0,83 55,5 0,96 <0,51 <0,51 Đất phù sa vùng ĐBSCL TS 6,1 30,8 17924 239 18,6 29,1 36,2 DĐ 0,52 <0,36 1,45 134,7 <0,57 <0,51 1,1 Đất phù sa vùng ĐBSH TS 13,6 43,2 42280 227 34,9 37,1 86,7 DĐ 0,24 <0,36 <0,83 43,8 <0,57 0,29 0,6 Đất xám phát triển trên Granit miền Trung TS 1,2 9,9 5848 26,0 2,6 9,3 11,6 DĐ <0,1 <0,36 <2,83 0,42 0,62 <0,51 <0,51 Đất phèn TS 1,9 25,9 8823 26,0 12,4 23,4 21,4 DĐ 0,48 <0,36 19,8 14,5 1,14 <0,51 4,89 (Nguồn: Trần Công Tấu & Trần Công Khánh, 1998 [14]) Ghi chú: TS: Tổng số DĐ: Di động Nghiên cứu của tác giả Lê Đức (1998) cũng chỉ ra rằng hàm lượng KLN trong các loại đất khác nhau có giá trị thành phần nguyên tố khác nhau phụ thuộc vào nguồn gốc đá mẹ. Trong đất Ferrasols phát triển trên đá vôi hàm lượng các nguyên tố Cu, Mn, Mo tương ứng đạt: 52 mg/kg; 827 mg/kg; 2,51 mg/kg. Trên đất Ferrasols có nguồn gốc Gnai thì hàm lượng của Cu và Mn có xu hướng ít hơn, tương ứng hàm lượng các nguyên tố này trong đất là 28 mg/kg và 758 mg/kg.[3] Các kết luận tương tự cũng được Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001) đưa ra khi nghiên cứu hàm lượng các KLN của nhiều loại đất khác nhau (bảng 6). Theo tác giả, đất phát triển trên đá vôi có hàm lượng Cu và Zn khá cao: 106 mg/kg và 53 mg/kg nhưng lại thấp ở đất phát triển trên đá cát: 16 mg/kg và 32 mg/kg. Hàm lượng Pb ở mức trung bình và Cd có hàm lượng thấp ở tất cả các loại đá.[27] Bảng 6. Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng của Việt Nam Đơn vị: mg/kg Địa điểm Đá mẹ và mẫu chất Cây trồng Cu Pb Zn Cd Hải Phòng Phù sa Lúa 24 33 89 0,09 Hà Nội Phù sa Lúa – rau 22 24 159 0,09 Hà Giang Phù sa Lúa 24 21 57 0,05 Bắc Giang Đá vôi Cây ăn quả 16 19 32 0,07 Sơn La Đá vôi Cây ăn quả 58 27 144 0,04 Ninh Bình Đá vôi Mía 106 33 153 0,02 Nghệ An Đá bazan Cao su 47 24 159 0,02 Đắc Lắc Đá bazan Lúa 90 10 124 0,08 Gia Lai Đá bazan Cao su 83 11 105 - Lâm Đồng Đá bazan Cà phê 49 11 80 - (Nguồn: Hồ Thị Lam Trà & Kazuhico Egashira, 2001 [27]) Hiện nay Việt Nam đang đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội, nhiều khu đô thị, khu công nghiệp được mở ra dẫn tới tình trạng ô nhiễm môi trường đất do hoạt động sản xuất của con người ngày càng trở nên nghiêm trọng. Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự (1999) ở khu vực công ty Pin Văn Điển và công ty Orion – Hanel (bảng 7) cho thấy: nước thải của hai khu vực trên đều có chứa các KLN đặc thù trong quá tình sản xuất, với hàm lượng vượt quá TCVN 5945/1994 đối với nước mặt loại B (Pin Văn Điển, Hg vượt 9,04 lần; Orion – Hanel, Pb vượt 1,12 lần). Trong trầm tích mương Hanel, 2 KLN có hàm lượng vượt quá hàm lượng nền là Pb (3,3 – 10,25 lần); Hg (1,56 – 2,24 lần). Đất gần công ty Pin Văn Điển có hàm lượng Zn cao hơn hàm lượng tối đa gây độc cho thực vật ở đất nông nghiệp, theo tiêu chuẩn của Anh từ 1,33 – 1,79 lần.[10] Bảng 7. Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực công ty Pin Văn Điển và Orion – Hanel Đơn vị: mg/kg Độ Khu vực Văn Điển Khu vực Hanel Cu Pb Zn Cd Hg Cu Pb Zn Cd Hg 0 – 20 31,42 32,63 268,25 0,985 0,122 21,34 27,93 44,50 0,312 0,078 20 - 40 25,54 25,28 256,08 0,910 0,096 18,22 21,46 39,25 0,275 0,034 (Nguồn: Lê Văn Khoa & cộng sự, 1999 [10]) Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Nông (2003) (bảng 8) cho thấy rằng, hàm lượng của các nguyên tố Cd, Pb As trong đất ở Bắc Cạn và ở Thái Nguyên càng lớn đối với vùng gần đô thị, khu công nghiệp và khu dân cư tập trung. Tuy hàm lượng các nguyên tố chưa vượt quá TCCP nhưng hàm lượng Cd, Pb, As khá cao trong vài loại đất ở vùng thành phố Thái Nguyên đang là sự cảnh báo về môi trường.[12] Bảng 8. Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Cạn và Thái nguyên Đơn vị: mg/kg Nguyên tố Bắc Cạn Thái Nguyên Cd 0,46 – 1,05 0,78 – 1,59 Pb 1,87 – 3,12 1,25 – 2,98 As 1,25 – 2,98 1,88 – 5,12 (Nguồn: Nguyễn Ngọc Nông, 2003 [12]) Năm 2002, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của các khu công nghiệp tới hàm lượng KLN trong tầng đất mặt. Các mẫu được lấy tại các huyện Nhà Bè, Bình Chánh, khu vực gần các khu công nghiệp, nơi có nguy cơ ô nhiễm Cd và Zn rất cao thì hàm lượng của chúng có thể đạt từ 7,6 – 25,5 mg/kg. Ở các khu công nghiệp phía Bắc của thành phố Hồ Chí Minh (quận Thủ Đức, quận 2, quận 9) có khả năng gây ô nhiễm Zn rất cao. Hàm lượng Zn thực tế đã xác định dao động từ 161 – 390 mg/kg trong tầng đất mặt ở quận 2, từ 356 – 679 mg/kg trong đất mặt ở quận 9.[13] Theo tác giả Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (1999) khi nghiên cứu hàm lượng một số kim loại nặng trong đất nông nghiệp của các huyện Từ Liêm và Thanh Trì – Hà Nội cho thấy hàm lượng các kim loại nặng dao động trong khoảng: 0,16 – 0,36 mg/kg Cd; 40,1 – 73,2 mg/kg Cu; 3,19 – 5,30 mg/kg Pb; 98,2 – 137,2 mg/kg Zn. Nói chung đất nông nghiệp của hai huyện Từ Liêm và Thanh Trì chưa bị ô nhiễm kim loại nặng (theo TCVN 1995) trừ Cu. Tại vùng đất chuyên rau của Tây Tựu - Từ Liêm hàm lượng Cu đã cao hơn từ 20 – 30 mg/kg so với đất khác (73,2 mg/kg).[26] Tác giả Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003) khi nghiên cứu hàm lượng Cu, Zn, Ni (tổng số và di động) trong đất nông nghiệp của huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cũng cho thấy: hàm lượng tổng số của Cu dao động từ 21,85 – 149,34 mg/kg; Zn từ 59,45 – 188,65 mg/kg; Ni từ 27,38 – 55,71 mg/kg. Trong 15 mẫu đất nghiên cứu có 2 mẫu bị ô nhiễm Cu, các tác giả cũng cảnh báo về nguy cơ ô nhiễm Zn, nhưng chưa tìm thấy sự ô nhiễm và tích luỹ Ni.[22] Theo tác giả Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001) một số mẫu đất ở làng nghề tái chế chì Chỉ Đạo – Văn Lâm – Hưng Yên có hàm lượng Cu: 43,68 – 69,68 mg/kg; Pb: 147,06 – 661,2 mg/kg; Zn: 23,6 – 42,3 mg/kg (thuộc loại đất có hàm lượng Zn di động cao). Trong số 9 mẫu nước phân tích Pb có 7 mẫu vượt quá giới hạn cho phép dùng cho nước sinh hoạt (0,05 mg/l) từ 0,07 - 10,83 mg/kg chiếm 77,78 %; 5 mẫu vượt quá giá trị giới hạn nước dùng cho các mục đích khác (0,1 mg/l). Môi trường bị ô nhiễm đã ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng và đặc biệt là đến sức khoẻ của người dân trong xã.[4] Theo tài liệu thu thập được, tác giả Phạm Quang Hà và cộng sự (2000) đã nghiên cứu về đất nông nghiệp ở làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn và đã có kết luận như sau: Hàm lượng KLN trong đất nông nghiệp của làng nghề này khá cao, trung bình hàm lượng Cu là 41,1 mg/kg (dao động từ 20,0 – 216,7 mg/kg); Pb là 39,7 mg/kg (dao động từ 20,1 – 143 mg/kg); Zn là 11,3 mg/kg (dao động từ 33,7 – 887,4 mg/kg).[6] PHẦN 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Hiện trạng hàm lượng tổng số của các kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại xã Văn Môn - huyện Yên Phong - tỉnh Bắc Ninh. - 23 mẫu đất được lấy tại các vị trí khác nhau trên toàn bộ đất nông nghiệp, và đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn (hình 1). Các thông tin cơ bản của các mẫu đất nghiên cứu được trình bày ở bảng 9, trong đó: + Mẫu 1: Được lấy ở dạng bùn tại cống thải chung của xã, đây là nơi tiếp nhận nguồn nước thải sinh hoạt và nước thải từ các lò đúc nhôm, chì của xã. Đồng thời đây cũng là nơi cung cấp nước tưới cho các cánh đồng Bên Đông, Đồng Năng, Khóm Nấm của xã. + Mẫu 2: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở dạng bùn tại ao Nấm thuộc thôn Phù Xá. Cạnh ao Nấm có một đường mòn và nhà ở của các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm ngay tại nhà và bã thải của hoạt động sản xuất này được đổ trực tiếp ra bờ ao. Ngoài ra, ao Nấm còn gần khu nghĩa trang, nghĩa địa của thôn Phù Xá. + Mẫu 3: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở dạng bùn tại mương Trung Hồ thuộc thôn Phù Xá, cạnh mương là ao nuôi trồng thuỷ sản và các hộ dân cư trong thôn. + Mẫu 4: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn tại ao nuôi trồng thuỷ sản thuộc xóm Giếng thôn Quan Độ. Xung quanh ao là các đường mòn, phía Tây Nam của ao còn gần khu đất tín ngưỡng, phía Đông có bãi tập kết phế liệu của các hộ dân trong thôn. Bảng 9. Đặc điểm của mẫu đất phân tích Mẫu đất Loại đất Vị trí MĐ sử dụng Toạ độ X (48Q) Toạ độ Y (UTM) Mẫu 1 Đất bùn Cống thải chung của xã Nông nghiệp 544858 2342128 Mẫu 2 Đất bùn Ao Nấm Nông nghiệp 544771 2342109 Mẫu 3 Đất bùn Mương Trung Hồ Nông nghiệp 544687 2341995 Mẫu 4 Đất bùn Xóm Giếng – Quan Độ Nông nghiệp 543872 2341469 Mẫu 5 Đất bùn Thôn Quan Độ Nông nghiệp 543946 2341424 Mẫu 6 Đất bùn Thôn Quan Đình Nông nghiệp 544918 2342061 Mẫu 7 Đất bùn Thôn Mẫn Xá Nông nghiệp 544952 2342185 Mẫu 8 Đất bùn Ngòi phải cầu Tó Nông nghiệp 544039 2341424 Mẫu 9 Đất bùn Ngòi trái cầu Tó Nông nghiệp 544053 2341541 Mẫu 10 Đất bùn Khu vực giữa cầu Tó Nông nghiệp 544010 2341632 Mẫu 11 Đất bùn Thôn Phù Xá Nông nghiệp 544354 2341647 Mẫu 12 Đất bùn Thôn Mẫn Xá Nông nghiệp 544657 2342072 Mẫu 13 Đất bùn Ao cá bãi Hồ Nông nghiệp 544708 2342166 Mẫu 14 Đất canh tác Đồng Mả Xây Nông nghiệp 544797 2341760 Mẫu 15 Đất canh tác Thôn Quan Độ Nông nghiệp 543836 2341552 Mẫu 16 Đất canh tác Cánh đồng Cầu Bống Nông nghiệp 544113 2341414 Mẫu 17 Đất canh tác Thôn Tiền Nông nghiệp 544107 2341648 Mẫu 18 Đất khu vực Khu di tích đền Bắc Dsinh, VCGT 544633 2341931 Mẫu 19 Đất khu vực Sân vận động Mẫn Xá Dsinh, VCGT 544774 2341881 Mẫu 20 Đất khu vực Chợ Văn Môn Dsinh, VCGT 544861 2341874 Mẫu 21 Đất khu vực Đình làng Mẫn Xá Dsinh, VCGT 544673 2341838 Mẫu 22 Đất khu vực Đầu làng Mẫn Xá Dsinh, VCGT 544357 2341823 Mẫu 23 Đất khu vực Trường mầm non Mẫn Xá Dsinh, VCGT 544328 2341865 Hình 1. Sơ đồ các điểm lấy mẫu đất tại xã Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh + Mẫu 5: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn của sông Ngũ Huyện Khê thuộc thôn Quan Độ (thôn Quan Độ là nơi thu mua và tập chung các phế liệu phế thải, đồng thời cũng là nơi cung cấp nguyên liệu sản xuất đúc nhôm, chì cho thôn Mẫn Xá. Sông Ngũ Huyện Khê là nơi tiếp nhận nguồn nước thải từ các nhà máy sản xuất giấy của xã Phong Khê). + Mẫu 6: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn tại ao nuôi trồng thuỷ sản (cạnh ao có đường giao thông, nhà ở và cánh đồng trồng lúa) của thôn Quan Đình. Trước kia cạnh ao có bãi đổ rác của thôn. + Mẫu 7: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn tại ao nuôi trồng thuỷ sản thuộc thôn Mẫn Xá – đây là thôn có hoạt động sản xuất làng nghề chủ yếu của xã. Xung quanh ao là các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm. + Mẫu 8: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở dạng bùn tại ngòi phải cầu Tó thuộc sông Ngũ Huyện Khê của thôn Tiền (sông Ngũ Huyện Khê là nơi tiếp nhận nguồn nước thải của các cơ sở sản xuất giấy Phong Khê). + Mẫu 9: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở dạng bùn tại ngòi trái cầu Tó thuộc sông Ngũ Huyện Khê của thôn Quan Độ, gần với nhà dân và khu đất sản xuất kinh doanh của các hộ dân trong thôn. + Mẫu 10: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn tại khu vực giữa cầu Tó, nơi tiếp giáp của thôn Tiền và thôn Quan Độ. + Mẫu 11: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn tại ao nuôi trồng thuỷ sản của nhà ông Duy thuộc thôn Phù Xá. Xung quanh ao giáp với trường học và nhà dân. + Mẫu 12: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn tại ao nuôi trồng thuỷ sản thuộc thôn Mẫn Xá. Xung quanh ao giáp với nhà dân, đường mòn và cánh đồng (nơi thường xuyên có hoạt động đốt phế liệu). + Mẫu 13: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn tại ao cá bãi Hồ thuộc thôn Phù Xá. Xung quanh ao giáp với nhà dân và mương Trung Hồ. + Mẫu 14: Mẫu đất được lấy ở tầng đất canh tác thuộc cánh đồng Mả Xây thôn Mẫn Xá. Đây là nơi thường xuyên có hoạt động đốt phế liệu. + Mẫu 15: Mẫu đất được lấy ở tầng đất canh tác khu cánh đồng thôn Quan Độ - gần bãi tập kết phế liệu của người dân trong thôn. + Mẫu 16: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở tầng đất canh tác khu cánh đồng Cầu Bống - gần bãi đổ phế liệu của các hộ dân trong thôn. + Mẫu 17: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở tầng đất canh tác khu cánh đồng Vùng 1 thuộc thôn Tiền. + Mẫu 18: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở dạng viên (khô) thuộc khu di tích đền Bắc thôn Phù Xá. Xung quanh đền là cánh đồng, đường đi và trường học. + Mẫu 19: Mẫu đất được lấy ở dạng viên (khô) thuộc sân vận động thôn Mẫn Xá, xung quanh sân vận động là các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm tại nhà. + Mẫu 20: Mẫu đất được lấy ở dạng viên (ướt) thuộc khu chợ của xã Văn Môn, xung quanh chợ là đường đi, nhà dân và khu cánh đồng thuộc thôn Quan Đình. + Mẫu 21: Mẫu đất được lấy ở dạng viên (khô) thuộc khu đất Đình làng thôn Mẫn Xá, xung quanh Đình làng các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm. + Mẫu 22: Mẫu đất được lấy ở dạng viên (khô) của khu đất đầu làng thuộc thôn Mẫn Xá, xung quanh khu đất lấy mẫu là các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm ngay tại nhà. + Mẫu 23: Mẫu đất được lấy ở dạng viên (khô) thuộc khu đất trường mầm non thôn Mẫn Xá, xung quanh trường là các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm ngay tại nhà. 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Thu thập các thông tin cơ bản về hoạt động sản xuất của làng nghề Văn Môn. Điều tra, khảo sát hoạt động sản xuất và hiện trạng môi tường đất của làng nghề Văn Môn. Tập hợp và xử lý các số liệu về chất thải có chứa KLN do nghiên cứu trước đây đã thực hiện. Xác định địa điểm lấy mẫu và tiến hành lấy mẫu phân tích. Phân tích mẫu đất với các thông số sau: - H+TĐ - As - Cd - Pb - Cu - Zn Tập hợp và xử lý các số liệu đã phân tích được từ trên. So sánh với TCVN về hàm lượng KLN trong môi trường đất. Đánh giá chung hàm lượng KLN trong môi trường đất của xã Văn Môn. 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp kế thừa: Khai thác và kế thừa các kết quả điều tra về chất thải trên toàn quốc, các kết quả điều tra hiện trạng môi trường tỉnh Bắc Ninh. - Phương pháp khảo sát thực địa: Điều tra khảo sát thực địa, thu thập các thông tin mới nhất về tình hình kinh tế - xã hội của xã. Làm việc với các cơ quan, ban ngành của xã để thu thập số liệu thực tế về phát triển kinh tế - xã hội của xã. - Phương pháp quan trắc: trên cơ sở hiện trạng kinh tế - xã hội của xã, lấy mẫu đất đánh giá sơ bộ hàm lượng KLN trong môi trường đất của xã. + Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu: Sử dụng phương pháp chuẩn đối với đánh giá chất lượng đất (áp dụng TCVN 7538_2: 2005; TCVN 7538_3: 2005; TCVN 6647: 2000). Dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất và hướng dẫn của cán bộ trong xã, tiến hành khoanh điểm lấy mẫu trên bản đồ (sơ đồ lấy mẫu), mẫu đất được lấy theo phương pháp lấy mẫu đất hỗn hợp (lấy theo đường chéo). Khu vực gần nguồn gây ô nhiễm số lượng mẫu đất được lấy dầy hơn, xã nguồn gây ô nhiễm số mẫu đất lấy ít hơn. Mẫu đất được lấy để phân tích được lấy ở tầng đất mặt (tầng đất mặt có chiều sâu 0 - 20 cm) bằng cách gạn bỏ đất bề mặt sâu khoảng 3 – 4 cm, sau lấy đất bằng dụng cụ lấy mẫu (xẻng, dao,…) và cho vào túi nilong có ghi ký hiệu mẫu, có phiếu mẫu ghi ký hiệu mẫu, độ sâu, địa điểm và ngày lấy mẫu. Mẫu đất được xử lý bằng cách phơi khô trong điều kiện phòng (200 – 250C), sau nhặt kỹ sỏi, đá, kết von. Đất được đem đi nghiền trong cối sứ bằng chày sứ bọc cao su, và rây qua dụng cụ rây có kích thước lỗ 0.1mm. Đất sau khi nghiền được trộn đều và đựng trong túi nilong có nhãn ghi rõ ký hiệu mẫu. + Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: 23 mẫu được lấy, xử lý và phân tích trong phòng thí nghiệm * H+TĐ: Chiết đất bằng dung dịch KCl 1M (pH = 5,6 - 5,8) theo tỷ lệ đất/dịch là 1/5, dịch chiết được đo bằng máy đo pH điện cực thuỷ tinh. * As: sử dụng phương pháp Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) * Cd, Pb, Cu, Zn: sử dụng phương pháp cực phổ Von – Ampe hoà tan. PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - Xà HỘI CỦA LÀNG NGHỀ VĂN MÔN 4.1.1. Điều kiện tự nhiên Xã Văn Môn thuộc huyện Yên Phong tỉnh Bắc Ninh nằm dọc sông Ngũ Huyện Khê, là đơn vị hành chính nằm trên giáp ranh Hà Nội - Bắc Ninh (thể hiện ở bản đồ phía sau). Xã Văn Môn có: - Phía Đông giáp xã Đông Thọ - Yên Phong - Bắc Ninh - Phía Tây giáp thành phố Hà Nội - Phía Nam giáp huyện Từ Sơn - Bắc Ninh - Phía Bắc giáp xã Yên Phụ - Yên Phong - Bắc Ninh Một phần phía Đông Bắc giáp thị trấn Chờ - Yên Phong - Bắc Ninh. Địa hình của xã Văn Môn tương đối đồng nhất- địa hình bằng phẳng. Nhìn chung, địa hình có hướng dốc từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông được thể hiện qua dòng chảy mặt sông Ngũ Huyện Khê có hướng chảy đổ về sông Đuống và sông Thái Bình. Về mặt khí hậu, Văn Môn mang đầy đủ các đặc trưng của khí hậu đồng bằng Bắc Bộ - khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, có sự phân hoá khí hậu theo hai mùa chính và hai mùa chuyển tiếp. Mùa hè kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều. Mùa đông kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, sang mùa chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới lục địa đã biến tính nhiều trong quá trình di chuyển xong vẫn khá lạnh. Nhiệt độ không khí hàng năm dao động trong khoảng từ 23,90 – 24,40C (tính trung bình theo niên gián thống kê năm 2006). Tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là tháng 1 (nhiệt độ từ 15,90 – 19,80C), tháng có nhiệt độ trungbình lớn nhất là tháng 6, 7, 8 (nhiệt độ từ 28,70 – 29,60C) (bảng 10). Bảng 10. Nhiệt độ không khí trung bình, số giờ nắng, lượng mưa, độ ẩm Tháng Nhiệt độ (0C) Số giờ nắng (Giờ) Lượng mưa (mm) Độ ẩm (%) 2003 2004 2005 2006 2003 2004 2005 2006 2003 2004 2005 2006 2003 2004 2005 2006 TB năm 23,9 24,4 24,0 23,9 1.302,8 1.714,4 1.481,2 1.387,3 1.537,3 1.386,8 1.224,4 1.639,4 83,8 81,7 81,7 83,2 Tháng 1 17,1 16,4 19,8 15,9 69,9 116,5 31,6 31,6 19,3 39,5 7,7 13,9 79 75 79 80 Tháng 2 18,9 20,3 17,7 17,6 30,4 76,5 62,0 18,3 7,1 46,2 34,4 37,6 86 86 83 86 Tháng 3 21,9 21,3 20,1 18,9 25,7 77,1 36,4 25,3 10,1 7,8 37,2 29,5 84 82 84 87 Tháng 4 25,1 25,6 23,9 24,0 116,3 120,7 79,7 77,6 26,0 46,9 121,1 9,8 86 86 87 86 Tháng 5 27,1 28,3 26,1 28,7 162,6 175,8 147,1 202,6 331,3 181,1 204,2 220,7 85 86 85 83 Tháng 6 29,1 29,7 29,1 29,6 135,0 187,8 194,8 129,5 241,6 255,8 112,9 357,2 85 83 81 80 Tháng 7 29,3 29,5 28,8 29,5 121,2 249,1 117,4 214,6 272,1 240,5 290,0 229,6 84 82 83 80 Tháng 8 28,2 28,8 28,9 28,7 173,3 138,2 184,6 165,9 324,8 303,7 218,4 428,8 85 88 86 89 Tháng 9 27,0 27,2 27,9 28,4 156,6 166,3 167,2 177,0 115,6 167,7 80,5 257,1 83 86 84 86 Tháng 10 24,6 25,4 24,9 25,9 147,9 159,1 168,5 148,4 85,0 95,3 - 5,7 83 78 75 83 Tháng 11 20,6 22,9 22,5 22,2 104,7 140,3 129,8 132,1 65,3 - 17,9 17,9 82 76 78 85 Tháng 12 18,4 17,5 18,6 16,8 59,2 107,0 162,1 64,4 39,1 2,3 100,1 31,6 84 72 75 73 (Nguồn: Niên gián thống kê 2006 )[12] Xã Văn Môn có tổng số giờ nắng trong năm dao động từ 1387,3 – 1481,2 giờ, tháng có nhiều giờ nắng nhất trong năm là tháng 6, 8, tháng có ít giờ nắng nhất là tháng 1 (bảng 10). Lượng mưa trung bình của các tháng dao động từ 5,7 – 428,8 mm. Tổng lượng mưa trung bình cả năm dao động từ 1.224,4 – 1.639,4 mm, càng về sau càng giảm. Tháng có lượng mưa trung bình thấp nhất là tháng 10, tháng có lượng mưa trung bình lớn nhất là tháng 6, 8 (bảng 10). Độ ẩm tương đối lớn, độ ẩm tương đối trung bình các tháng trong năm luôn lớn hơn 73%, độ ẩm tương đối cao nhất trung bình khoảng 86 - 89% nằm rải rác ở các tháng trong năm. Tốc độ gió trung bình là 2 m/s và ít chênh lệch trong năm. 4.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội 4.1.2.1. Tình hình sử dụng đất đai Xã Văn Môn với diện tích đất tự nhiên là 424,84 ha trong đó đất dùng cho sản xuất nông nghiệp là 265,36 ha (62,47%), đất phi nông nghiệp là 159,15 ha (37,46%), đất chưa sử dụng là 0,33 ha (0,07%) (Biểu đồ 1). Bên cạnh ngành sản xuất chính là sản xuất nông nghiệp thì Văn Môn còn có nghề phụ là đúc nhôm chì, nghề phụ này có truyền thống từ lâu đời. Biểu đồ 1. Cơ cấu sử dụng đất đai xã Văn Môn năm 2007 4.1.2.2. Tình hình phát triển của các ngành kinh tế * Nông nghiệp Lĩnh vực sản xuất nông nghiệp cũng được xã đầu tư. Năm 2006, tổng diện tích gieo cấy là 237,24 ha. Năng suất bình quân là 54,2 tạ/ha; màu quy thóc đạt 138,8 tạ/ha. Tổng sản lượng quy thóc đạt 2.940 tấn. Cơ cấu cây trồng vật nuôi cũng được thay đổi phù hợp với điều kiện tự nhiên của xã và yêu cầu của nền kinh tế thị trường. Chăn nuôi phát triển: Đàn lợn có khoảng 10.600 con, trong đó lợn nái có 108 con. Đàn trâu bò có 117 con, trong đó có 40 con vừa cầy kéo vừa sinh sản. Đàn gà có 9.450 con (có 13 hộ nuôi theo phương pháp công nghiệp với 2.400 con). Ngan có 12 hộ nuôi với 280 con, vịt có 9 hộ nuôi với 2.050 con. Thực hiện chuyển dịch cơ cấu kinh tế, có 19,18 ha nuôi trồng thuỷ sản giao cho 41 tổ chức đoàn thể quản lý bước đầu đi vào sử dụng và khai thác có hiệu quả. Tình hình sản xuất nông nghiệp của xã Văn Môn được thể hiện rõ qua bảng 11. Bảng 11. Tình hình sản xuất nông nghiệp của xã Văn Môn giai đoạn 2004 - 2007 Năm Tổng giá trị sản xuất 2004 2005 2006 2007 Trồng trọt (triệu đồng) 6800 7000 7700 8974 Chăn nuôi (triệu đồng) 8600 9300 14700 19096 Biểu đồ 2. Tỷ lệ phần trăm (%) tổng giá trị sản xuất nông nghiệp của xã Văn Môn giai đoạn 2004 – 2007 * Thủ công nghiệp Những hộ làm nghề tiểu thủ công nghiệp trong làng nghề nói chung đều có thu nhập cao hơn hộ thuần nông. Thu nhập từ ngành nghề này ngày càng đóng vai trò chủ yếu trong thu nhập của người dân. Thu nhập bình quân của các hộ sản xuất từ 400.000 – 800.000 đ/người/tháng. Sự phát triển của làng nghề đã làm cho mức sống của người dân trong vùng cao hơn hẳn so với thuần nông. Số hộ giàu ngày một tăng lên, số hộ nghèo chiếm tỷ lệ nhỏ và không có hộ đói. Như vậy, phát triển làng nghề là động lực làm chuyển dịch cơ cấu xã hội nông thôn theo hướng tăng hộ giàu, giảm hộ nghèo, nâng cao phúc lợi cho người dân và góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá nông thôn. * Dịch vụ thương mại Cùng với quá trình phát triển kinh tế, nâng cao mức sống của người dân trong xã, dịch vụ thương mại có phát triển hơn. Tuy nhiên, mức độ phát triển của dịch vụ thương mại trong xã vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu của người dân. 4.1.2.3. Cơ sở hạ tầng * Giao thông Công tác xây dựng cơ cấu hạ tầng được các cấp lãnh đạo xã hết sức quan tâm. Các tuyến đường giao thông liên xã, liên thôn được đầu tư cải tạo về cơ bản, tu bổ san lấp ổ gà, rải sỏi cấp phối. Tổng vốn đầu tư xây dựng đường giao thông là 1.682,22 triệu đồng. * Thuỷ lợi Công tác xây dựng và quản lý hệ thống thuỷ lợi được các cấp lãnh đạo xã hết sức quan tâm. Các kênh mương được xây mới và tu bổ hoàn toàn, đảm bảo nhu cầu tưới nước vào mùa cấy và nhu cầu tiêu nước vào mùa khô. Ngoài ra, phía Nam của xã có sông Ngũ Huyện Khê, là nơi cung cấp nước tưới cho các cánh đồng trong xã. Tuy nhiên, nước sông hiện nay đang ngày càng ô nhiễm do chất thải của các nhà máy giấy xã Phong Khê đổ ra, điều này làm ảnh hưởng tới chất lượng đất và năng suất cây trồng trong xã. * Điện Trong xã hệ thống lưới điện được lắp đặt tới từng hộ gia đình, đảm bảo cung cấp đủ nhu cầu điện của người dân trong xã. 4.1.2.4. Dân số và lao động Mặc dù với diện tích đất tự nhiên không lớn, nhưng dân số xã Văn Môn đang ngày gia tăng qua các năm. Mật độ dân số của Văn Môn thuộc loại cao trong tỉnh, tính trên toàn xã là 2148 người/km2. Bảng 12. Tốc độ gia tăng dân số của xã Văn Môn giai đoạn 2004 - 2007 Năm 2004 2005 2006 2007 Số người 9216 9350 9458 9622 Từ bảng 10 ta có thể tính được tỷ lệ tăng dân số tự nhiên qua các năm 2005, 2006, 2007 của xã Văn Môn như sau: Biểu đồ 3. Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của xã Văn Môn giai đoạn 2005 - 2007 4.1.2.5. Y tế và giáo dục Công tác y tế: Trạm y tế của xã đã tổ chức việc khám chữa bệnh cho người dân trong xã, duy trì trực trạm 24/24, khám chữa bệnh cho gần 9000 lượt người. Xã đã hoàn thành các chương trình y tế Quốc gia là chủ động phòng chông dịch bệnh, tích cực xây dựng cơ sở vật chất, mua sắm trang thiết bị nhằm nâng cao chất lượng khám chữa bệnh cho người dân. Xã đã được Trung tâm y tế huyện xếp loai xã có phong trào y tế mạnh. Công tác giáo dục của xã đã đạt được những thành tích đáng kể: Đảng, chính quyền và nhân dân luôn chăm lo xây dựng cơ sở vật chất, có các hình thức khuyến khích và tạo các điều kiện cần thiết từ đó nâng cao chất lượng dậy và học. Số học sinh thi tốt nghiệp bậc tiểu học đạt 100 %. Xã đã hoàn thành phổ cập giáo dục THCS giai đoạn 2, các trường đều đạt danh hiệu tiên tiến. 4.2. THỰC TRẠNG LÀNG NGHỀ Ở Xà VĂN MÔN 4.2.1. Tình hình sản xuất của làng nghề Làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn xuất hiện từ rất sớm. Từ những năm 60 – 80 nghề đúc nhôm, chì ở Văn Môn đã phát triển mạnh và sản phẩm đồ gia dụng bằng đồng, nhôm có mặt ở nhiều nơi. Hiện nay, hoạt động chủ yếu của làng nghề là đúc nhôm. Cả xã hiện có khoảng 450 hộ làm nghề cô đúc nhôm (có trên 100 hộ sản xuất lớn), ngoài ra còn có 236 hộ chuyên thu gom phế liệu. Sản lượng nhôm, đồng phế liệu chế biến hàng năm khoảng trên 3000 tấn. Các mặt hàng sản xuất gồm: - Đúc nhôm: 450 hộ sản xuất gồm các mặt hàng như đồ gia dụng, nhôm thỏi… - Đúc chì: 01 hộ sản xuất chì kẹp công tơ điện với sản lượng khoảng 100 kg/ngày. - Đúc kẽm: 02 hộ sản xuất với lượng trên 2 tấn/ngày. - Sản xuất đồng: 01 hộ sản xuất kéo dây cáp điện. Nguyên liệu sử dụng là các loại phế liệu kim loại màu (nhôm, đồng, chì) như: dây điện, dụng cụ gia đình, vỏ máy các loại…Với lượng tiêu thụ khoảng trên 4000 tấn/năm. Do nguồn nguyên liệu rất phong phú nên khi cô đúc nhôm, chì chất thải chứa nhiều kim loại nặng và các tạp chất khác. Nhiên liệu tiêu thụ trong quá trình nung chảy phế liệu và đúc là than và điện với lượng tiêu thụ khoảng 870 tấn than/năm. Vì vậy, trong quá trình sản xuất đã thải ra môi trường một lượng khí thải và chất thải rắn lớn. Trung bình mỗi ngày làng nghề thải ra 1500m3 khí thải bao gồm CO, CO2, SO2, Nox, bụi và bụi kim loại. Do lượng than chỉ cháy hết khoảng 75 % nên lượng xỉ than thải ra khoảng 217.5 tấn/năm, điều này gây nguy hại trực tiếp tới môi trường đất của xã Văn Môn. 4.2.2. Quy trình sản xuất và chất thải Hoạt động sản xuất của làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn được thực hiện theo quy trình sau: §óc KhÝ th¶i (CO, CO2, SO2, NOx, bôi nh«m, ch×, kÏm, bôi than), to. Khu«n Ph«i ®óc KhÝ th¶i, to, ån Nguyªn liÖu(nh«m, ch×, kÏm phÕ th¶i) ChÊt th¶i r¾n (CTR lÉn trong phÕ liÖu, nilon ...) ChÊt th¶i r¾n (xØ than, xØ nh«m , ®ång...) N­íc lµm m¸t Hình 2. Quy trình đúc nhôm, chì có kèm theo dòng thải của làng nghề Văn Môn (Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Bắc Ninh, 2007 [23]) S¶n phÈm th« (xoong, m©m…) §¸nh bãng BÓ n­íc s¹ch Thµnh phÈm Dung dÞch axÝt cã chøa cÆn nh«m AxÝt Ph«i ®óc nh«m M¸y c¸n C¾t Bavia M¸y ®ét dËp, gß thñ c«ng §Çu mÈu nh«m N­íc th¶i (Thay röa hµng ngµy) DÇu mì Hình 3. Quy trình sản xuất đồ gia dụng của làng nghề Văn Môn (Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Bắc Ninh, 2007 [23]) Dựa vào hình 2 và hình 3, cùng với trang thiết bị và phương tiện sản xuất hầu hết là lạc hậu thì chất thải ở làng nghề Văn Môn tồn tại ở một số dạng sau: - Bụi nhôm - Khí thải: các loại khí như CO, CO2, SO2, NOx,… - Bã, xỉ nhôm, chì, kẽm bị loại ra trong quá trình sản xuất - Axit sau khi dùng để đánh bóng sản phẩm - Tro được tạo ra do đốt dây đồng - Cặn dầu thải ra từ máy biến thế, dầu mỡ có chứa bột nhôm từ các máy đột dập, cắt bavia,… Hiện nay làng nghề Văn Môn có khoảng 450 hộ làm nghề cô đúc nhôm, kẽm, đồng (có trên 100 hộ sản xuất lớn), ngoài ra còn có khoảng 236 hộ chuyên thu gom phế liệu. Sản lượng nhôm, đồng phế liệu chế biến hàng năm khoảng trên 3000 tấn. Các mặt hàng sản xuất gồm: + Đúc nhôm: 450 hộ sản xuất các mặt hàng như đồ gia dụng, nhôm thỏi,…Sản lượng khoảng 2000 tấn/năm. + Đúc chì: 01 hộ sản xuất chì kẹp công tơ điện với sản lượng khoảng 30 tấn/năm. + Đúc kẽm: 02 hộ sản xuất với sản lượng trên 600 tấn/năm. + Sản xuất đồng: 01 hộ sản xuất kéo dây cáp điện, sản lượng 370 tấn/năm. Do nguyên liệu sản xuất chủ yếu là phế liệu kim loại (khoảng 4000 tấn/năm) và công nghệ sản xuất thủ công nên sản phẩm chỉ chiếm 70 – 80 %, còn lại 20 – 30 % là bã xỉ kim loại và tạp chất. Như vậy, lượng bã xỉ thải ra trong quá trình sản xuất khoảng 600 – 800 tấn/năm. Xỉ nhôm còn phát sinh do việc gạn đãi bã, bột nhôm của một số hộ gia đình. Trung bình mỗi ngày mỗi gia đình sàng, đãi được khoảng 120 kg bột hoặc bã nhôm, tỉ lệ thu hồi với nguyên liệu dạng bột là 50 % nhôm còn nguyên liệu dạng bã có khả năng thu hồi được 80 % nhôm. Nhưng số hộ sản xuất theo dạng này ít, không đáng kể. Qua khảo sát thực tế ở làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn cho thấy chất thải rắn được đóng thành bao rồi vứt xuống ao, mương, vệ đường, thậm chí còn đem ra lấp cả đồng ruộng. Con đường liên xã qua làng nghề như được rải một lớp bột nhôm. Điều này là nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và làm ảnh hưởng đến sức khoẻ của người dân. Một số hộ sản xuất đồ gia dụng như: chậu, mâm nhôm,…có dùng axit để đánh bóng sản phẩm. Lượng axít này sau khi dùng xong được đổ cùng với nước thải không qua xử lý vào hệ thống kênh, mương thoát nước rồi chảy ra sông, ao, hồ,… Đây chính là nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm của làng nghề. Ngoài các hộ sản xuất tái chế kim loại, ở Văn Môn có khoảng 236 hộ chuyên thu gom, kinh doanh phế liệu các loại như: Máy biến thế, dây cáp điện, đồ dùng sinh hoạt loại bỏ, xác máy bay,…Lượng dầu mỡ trong máy biến thế đa số được các hộ đổ tại khu đất nhà mình. Hàng năm lượng dầu mỡ trong máy biến thế thải ra môi trường của các hộ khoảng 5000 lít. Điều này là nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm môi trường đất, nước mặt và nước ngầm do dầu, mỡ tại địa phương. Mặt khác, hàng ngày vẫn có các hộ mang dây cáp điện ra ruộng đốt để lấy dây đồng. Lượng tro sau khi đốt không được thu gom lại mà để tại chỗ đã làm cho đất canh tác ở các ruộng này bị ô nhiễm, điều này làm ảnh hưởng đến chất lượng hoa màu canh tác trên những thửa ruộng này, từ đó ảnh hưởng đến sức khoẻ của người dân cũng như người tiêu dùng. 4.3. HIỆN TRẠNG HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT Xà VĂN MÔN Hầu hết các mẫu đất nghiên cứu lấy từ đất nông nghiệp và một số lấy từ đất dân sinh, vui chơi, giải trí của xã Văn Môn, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh có hàm lượng As, Cd, Pb, Cu, Zn tổng số nằm dưới ngưỡng cho phép theo TCVN 7209 – 2002 và một số mẫu có hàm lượng As, Cd, Pb, Cu, Zn tổng số vượt ngưỡng cho phép của TCVN 7209 – 2002. Để đánh giá mức độ ô nhiễm của các KLN trên trong đất nghiên cứu, chúng tôi phân hàm lượng tổng số của các KLN ra các mức độ sau: - Chưa nhiễm bẩn: Hàm lượng KLN < 70% TCVN 7209: 2002 - Nhiễm bẩn: Hàm lượng KLN từ 70 – 99% TCVN 7209: 2002 - Ô nhiễm: Hàm lượng KLN ≥ TCVN 7209: 2002 4.3.1. Hiện trạng hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp Mẫu đất được lấy trên đất dùng cho mục đích nông nghiệp có 17 mẫu, và kết quả được thể hiện ở bảng 13: Bảng 13. Hàm lượng tổng số một số KLN trong đất nông nghiệp xã Văn Môn Mẫu đất H+TĐ As (mg/kg) Cd (mg/kg) Pb (mg/kg) Cu (mg/kg) Zn (mg/kg) Mẫu 1 0,64 0,46 2,15 112,30 56,83 119,36 Mẫu 2 0,78 0,56 2,01 48,58 42,14 127,49 Mẫu 3 0,57 0,60 1,13 54,26 39,44 701,86 Mẫu 4 0,67 0,53 3,52 146,54 43,38 290,97 Mẫu 5 0,81 0,68 2,31 60,04 47,79 142,49 Mẫu 6 0,81 0,64 1,52 48,79 58,46 118,43 Mẫu 7 0,54 0,67 7,89 56,43 39,44 110,52 Mẫu 8 0,74 0,64 1,21 134,57 46,78 157,45 Mẫu 9 0,73 0,55 2,11 46,57 59,42 254,13 Mẫu 10 0,78 0,63 1,85 65,98 39,05 159,04 Mẫu 11 0,83 0,67 1,38 40,62 40,47 267,64 Mẫu 12 0,79 0,57 1,56 79,26 87,65 254,98 Mẫu 13 0,57 0,54 1,59 59,24 58,26 152,00 Mẫu 14 0,79 0,57 2,14 148,24 45,92 110,56 Mẫu 15 0,67 0,68 2,21 58,46 158,13 107,80 Mẫu 16 0,75 0,74 1,16 62,75 145,26 135,02 Mẫu 17 0,78 0,72 1,89 49,97 54,12 214,98 TCVN 7209 12 2 70 50 200 Qua bảng 13 ta thấy H+ trao đổi dao động từ 0,54 – 0,83 chưa vượt quá TCCP (TCVN 7377: 2004 là 3,57 – 6,84 đối với đất phù sa). Điều này chứng tỏ khả năng liên kết của keo đất trong đất nông nghiệp xã Văn Môn tương đối yếu. - Lượng As tổng số trong đất Qua biểu đồ 4 ta thấy rằng lượng As tổng số dao động ở mức từ 0,46 – 0,74 mg/kg. So với tiêu chuẩn Việt Nam, tất cả các mẫu phân tích có hàm lượng As dưới tiêu chuẩn cho phép (TCVN 7209: 2002 là 12 mg/kg). Biểu đồ 4. Hàm lượng As tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn Chú ý: - Từ M1 – M13 là mẫu bùn - Từ M14 – M17 là mẫu đất canh tác - Lượng Cd tổng số trong đất Hàm lượng Cd tổng số trong đất nghiên cứu dao động ở mức từ 1,13 – 7,89 mg/kg, trong đó có 8 mẫu vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 47,06 % tổng số mẫu) và 9 mẫu nhỏ hơn TCCP (TCVN 7209: 2002 là 2 mg/kg) nhưng có 5 mẫu đã ở mức bị nhiễm bẩn (chiếm tỷ lệ 29,41 % tổng số mẫu) (Biểu đồ 5). Các mẫu vượt quá TCCP đều ở mức ô nhiễm, đáng chú ý hơn cả là mẫu số 7 có hàm lượng Cd là 7,89 mg/kg vượt quá TCCP là 3,945 lần, vì đây là mẫu đất được lấy tại ao nuôi trồng thuỷ sản thuộc thôn Mẫn Xá – đây là thôn có hoạt động sản xuất làng nghề chủ yếu của xã, xung quanh ao là các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm. Phế thải hàng ngày của các hộ sản xuất được đổ trực tiếp (chưa qua xử lý) ra bờ ao, đến những ngày mưa hay ngày có gió to thì các phế thải này được thổi xuống ao. Thêm vào đó, do sự trầm tích khí thải từ các lò sản xuất của các hộ xuống ao đã làm lượng Cd trong mẫu bùn của ao cao đáng kể. Cũng như vậy, hàm lượng Cd tổng số ở các mẫu 1, 2, 4, 5, 9, 14, 15 cao và vượt TCCP là vì những mẫu đất này được lấy trên vùng đất tiếp giáp và gần với nơi sản xuất của các hộ dân cư thôn Quan Độ và thôn Mẫn Xá. Biểu đồ 5. Hàm lượng Cd tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn Chú ý: - Từ M1 – M13 là mẫu bùn - Từ M14 – M17 là mẫu đất canh tác - Lượng Pb tổng số trong đất Hàm lượng Pb tổng số trong đất nghiên cứu dao động từ 40,62 – 148,24 mg/kg, trong đó có 5 mẫu (mẫu số 1, 4, 8, 12, 14) ở mức ô nhiễm vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 29,41 % tổng số mẫu) và 12 mẫu nhỏ hơn TCCP (TCVN 7209: 2002 là 70 mg/kg) nhưng có 8 mẫu bị nhiễm bẩn (chiếm tỷ lệ 47,06 % tổng số mẫu) (Biểu đồ 6). Đáng chú ý là các mẫu bị ô nhiễm đều có hàm lượng Pb tổng số rất cao, có mẫu gấp hơn 2 lần so với TCCP, nguyên nhân là do các mẫu được lấy tại khu vực gần nguồn gây ô nhiễm, qua sự lắng đọng theo thời gian và do mưa rửa trôi các chất xuống ao, hồ, mương gần đó đã làm cho đất khu vực này ngày một ô nhiễm thêm và làm tăng hàm lượng Pb trong đất. Biểu đồ 6. Hàm lượng Pb tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn Chú ý: - Từ M1 – M13 là mẫu bùn - Từ M14 – M17 là mẫu đất canh tác - Lượng Cu tổng số trong đất Qua biểu đồ 7 thấy, hàm lượng Cu tổng số trong đất nghiên cứu dao động từ 39,05 – 158,13 mg/kg, trong đó có 8 mẫu ở mức ô nhiễm và đều vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 47,06 % tổng số mẫu), 9 mẫu ở mức nhiễm bẩn và nhỏ hơn TCCP (chiếm tỷ lệ 52,94 % tổng số mẫu) (TCVN 7209: 2002 là 50 mg/kg). Đặc biệt là mẫu số 15 có hàm lượng Cu tổng số trong đất là 158,13 mg/kg vượt quá TCCP đến 3,16 lần, và mẫu số 16 có hàm lượng Cu tổng số trong đất là 145,26 mg/kg. Hai mẫu 15 và 16 có hàm lượng Cu tổng số cao như vậy nguyên nhân là do hai mẫu đất này được lấy tại nơi gần bãi tập kết và bãi đổ phế liệu của người dân. Theo thời gian một lượng lớn KLN trong đó có Cu đã ngấm vào đất và làm cho lượng Cu trong đất tăng cao. Biểu đồ 7. Hàm lượng Cu tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn Chú ý: - Từ M1 – M13 là mẫu bùn - Từ M14 – M17 là mẫu đất canh tác - Lượng Zn tổng số trong đất Hàm lượng Zn tổng số trong đất nghiên cứu dao động rất lớn từ 107,80 – 701,86 mg/kg (Biểu đồ 8). Trong đó có 6 mẫu bị ô nhiễm, đặc biệt là mẫu số 3 bị ô nhiễm nặng nhất với hàm lượng Zn tổng số trong đất là 701,86 mg/kg, cả 6 mẫu này đều vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 35,29 % tổng số mẫu), 11 mẫu còn lại chưa vượt quá TCCP nhưng trong đó có 4 mẫu bị nhiễm bẩn (chiếm tỷ lệ 23,53 % tổng số mẫu) và đang có nguy cơ bị ô nhiễm (TCVN 7209: 2002 là 200 mg/kg). Biểu đồ 8. Hàm lượng Zn tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn Chú ý: - Từ M1 – M13 là mẫu bùn - Từ M14 – M17 là mẫu đất canh tác Qua biểu đồ 8 ta thấy mẫu số 3 có hàm lượng Zn tổng số cao nhất (701,86 mg/kg) nguyên nhân là do mẫu đất nghiên cứu được lấy ở dạng bùn tại mương Trung Hồ thuộc thôn Phù Xá, cạnh mương là ao nuôi trồng thuỷ sản. Mương Trung Hồ là mương cung cấp nước cho ao đồng thời cũng là nơi tiêu nước của các cánh đồng và một phần nước thải sinh hoạt từ trong thôn Phù Xá và thôn Mẫn Xá đổ ra. - Đánh giá sự ô nhiễm KLN trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn Qua kết quả phân tích ở bảng 13 và sơ đồ lấy mẫu thấy rằng hàm lượng As tổng số trong đất nghiên cứu đều ở mức chưa nhiễm bẩn, chưa vượt quá TCCP. Hàm lượng Cd trong đất nghiên cứu tương đối cao, có 8 mẫu chiếm tỷ lệ 47,06 % tổng số mẫu có hàm lượng vượt quá TCCP và điều này rất đáng lo ngại khi chúng theo chuỗi thức ăn vào cơ thể con người. Hàm lượng Pb tổng số trong đất nghiên cứu tương đối cao, đáng chú ý là các mẫu ô bị nhiễm đều có hàm lượng Pb tổng số vượt quá TCCP tói hơn 2 lần. Hàm lượng Cu tổng số trong đất phân tích đều ở mức nhiễm bẩn (từ 70 – 99 % TCVN 7209: 2002) và ô nhiễm (từ 100 % trở lên so với TCVN 7209: 2002), điều này chứng tỏ hàm lượng Cu tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn là rất cao và nguy cơ gây ô nhiễm đất cục bộ về hàm lượng Cu của xã là rất cao. Lượng Zn tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn cũng rất cao, và nguy cơ ô nhiễm về lượng Zn trong đất cũng khó tránh khỏi. Trong 17 mẫu đất phân tích về hàm lượng Zn tổng số có tới 6 mẫu bị ô nhiễm vượt quá TCCP, có mẫu có hàm lượng Zn tổng số gấp hơn 3 lần so với TCCP. 4.3.2. Hiện trạng hàm lượng kim loại nặng trong đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí Mẫu đất được lấy trên đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí có 6 mẫu, và kết quả được thể hiện ở bảng sau: Bảng 14. Hàm lượng tổng số một số KLN trong đất dân sinh, vui chơi, giải trí của xã Văn Môn Mẫu đất H+TĐ As (mg/kg) Cd (mg/kg) Pb (mg/kg) Cu (mg/kg) Zn (mg/kg) Mẫu 18 0,65 0,63 2,35 70,54 42,98 128,41 Mẫu 19 0,67 0,65 5,31 72,14 57,65 142,23 Mẫu 20 0,65 0,65 1,54 81,02 54,21 124,05 Mẫu 21 0,72 0,78 1,45 46,15 49,21 133,67 Mẫu 22 0,58 0,58 2,11 60,45 51,03 542,12 Mẫu 23 0,73 0,64 1,20 142,01 42,32 128,38 TCVN 7209 12 5 120 70 200 Qua bảng 14 ta thấy độ chua trao đổi dao động từ 0,58 – 0,73 với giá trị này ta thấy được khả năng trao đổi của keo đất trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn chưa cao, chưa vượt quá TCCP (TCVN 7377: 2004 là 3,57 – 6,84 đối với đất phù sa). Điều này chứng tỏ khả năng liên kết của keo đất tương đối yếu. - Lượng As tổng số trong đất Qua biểu đồ 9 thấy hàm lượng As trong đất nghiên cứu dao động từ 0,58 – 0,78 mg/kg, chưa vượt quá TCCP (TCVN 7209: 2002 là 12 mg/kg). Với hàm lượng As tổng số như trên là rất thấp và chưa đáng lo ngại. Biểu đồ 9. Hàm lượng As tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn - Lượng Cd tổng số trong đất Hàm lượng Cd tổng số trong đất nghiên cứu dao động từ 1,20 – 5,31 mg/kg (Biểu đồ 10), trong đó có 1 mẫu vượt quá TCCP (TCVN 7202: 2002 là 5 mg/kg) đó là mẫu số 19 với hàm lượng Cd tổng số là 5,31 mg/kg, 5 mẫu còn lại có hàm lượng Cd tổng số thấp và chưa vượt quá TCCP. Mẫu số 19 có hàm lượng Cd tổng số cao như vậy nguyên nhân do mẫu đất nghiên cứu được lấy tại sân vận động thôn Mẫn Xá, xung quanh sân vân động là các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm tại nhà, bã thải từ các hộ dân này được đổ trực tiếp ra vệ đường và một phần trong sân vận động. Theo thời gian tích tụ và lắng đọng một lượng lớn KLN trong đó có Cd đã ngấm xuống đất và làm cho hàm lượng KLN trong đất tăng cao. Biểu đồ 10. Hàm lượng Cd tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn - Lượng Pb tổng số trong đất Hàm lượng Pb tổng số trong đất nghiên cứu dao động từ 46,15 – 142,01 mg/kg (Biểu đồ 11). Trong đó, mẫu số 23 có hàm lượng Pb tổng số là 142,01 mg/kg vượt quá TCCP, 5 mẫu còn lại có hàm lượng Pb tổng số chưa vượt quá TCCP (TCVN 7209: 2002 là 120 mg/kg). Mẫu số 23 có hàm lượng Pb tổng số cao nguyên nhân do mẫu đất nghiên cứu được lấy tại khu đất thuộc trường mầm non thôn Mẫn Xá, xung quanh trường là các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm tại nhà. Khói, bụi và bã thải từ các hộ dân cư sản xuất này hàng ngày vẫn làm cho không khí trong trường ô nhiễm. Đó cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng Pb trong đất của trường mầm non tăng cao. Biểu đồ 11. Hàm lượng Pb tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn - Lượng Cu tổng số trong đất Qua biểu đồ 12 thấy hàm lượng Cu tổng số trong đất nghiên cứu dao động từ 42,32- 57,65 mg/kg, cả 6 mẫu này chưa vượt quá TCCP (TCVN 7209: 2002 là 70 mg/kg). Trong đó có 4 mẫu (mẫu số 19, 20, 21, 22) bị nhiễm bẩn (từ 70 – 99 % so với TCVN 7209: 2002) chiếm tỷ lệ 66,67 % tổng số mẫu. Biểu đồ 12. Hàm lượng Cu tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn - Lượng Zn tổng số trong đất Hàm lượng Zn tổng số trong đất nghiên cứu dao động từ 124,05 – 542,12 mg/kg (Biểu đồ 13), trong đó có 1 mẫu vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 16,67 % tổng số mẫu) và gấp hơn 2 lần so với TCCP đó là mẫu số 5 với hàm lượng Zn tổng số là 542,12 mg/kg, 5 mẫu chưa vượt TCCP (TCVN 7209: 2002 là 200 mg/kg) nhưng có 1 mẫu ở mức nhiễm bẩn. Mẫu số 22 có hàm lượng Zn tổng số trong đất cao nguyên nhân là do mẫu đất nghiên cứu được lấy tại khu đất đầu làng thuộc thôn Mẫn Xá, xung quanh khu đất lấy mẫu là các hộ dân cư có hoạt động sản xuất đúc nhôm ngay tại nhà. Rác thải từ các hộ dân cư được đổ bữa bãi ra vệ đường và chưa có một bãi đổ rác cố định. Đây cũng là nguyên nhân chính làm cho lượng Zn tổng số trong đất khu vực đầu làng tăng cao. Biểu đồ 13. Hàm lượng Zn tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn - Đánh giá sự ô nhiễm KLN trong đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi, giải trí của xã Văn Môn Qua kết quả phân tích ở bảng 17 thấy hàm lượng KLN trong đất nghiên cứu dao động lớn, tuy nhiên vẫn có mẫu có hàm lượng KLN ở mức nhiễm bẩn như mẫu số 19, 20, 21, 22 có hàm lượng Cu tổng số ở mức bị nhiễm bẩn (từ 70- 99 % so với TCVN 7209: 2002), mẫu số 19 có hàm lượng Zn tổng số ở mức nhiễm bẩn (142,23 mg/kg). Ngoài ra, có mẫu có hàm lượng KLN vượt quá TCCP như mẫu số 19 có hàm lượng Cd tổng số là 5,31 mg/kg vượt quá TCCP (5 mg/kg), mẫu số 22 có hàm lượng Zn tổng số là 542,12 mg/kg vượt quá TCCP (200 mg/kg), mẫu số 23 có hàm lượng Pb tổng số là 142,01 mg/kg vượt quá TCCP (120 mg/kg). Nguyên nhân của sự vượt quá TCCP của các mẫu do các mẫu đất này được lấy ở vùng đất gần thôn Quan Độ và thôn Mẫn Xá, đây là hai thôn có hoạt động làng nghề chủ yếu của xã Văn Môn. 4.3.3. Đánh giá sự ô nhiễm kim loại nặng trong đất xã Văn Môn Qua kết quả phân tích và đánh giá hàm lượng KLN tổng số trong đất dùng cho mục đích nông nghiệp và đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn ta có bảng giá trị trung bình hàm lượng tổng số của các KLN trong đất như sau: Bảng 15. Giá trị trung bình hàm lượng tổng số của các KLN trong đất xã Văn Môn Mẫu Giá trị trung bình As Cd Pb Cu Zn Bùn 0,61 2,34 73,32 50,78 219,72 Đất canh tác 0,68 1,85 79,86 100,86 142,09 Đất khu vực 0,66 2,33 78,72 49,57 199,81 - Mẫu đất bùn: Có hàm lượng Cd và Zn tổng số là cao nhất, hàm lượng As, Pb tổng số thấp nhất. Nguyên nhân là do việc thải nước thải chưa qua xử lý của khu làng nghề Văn Môn và khu làng nghề Phong Khê xuống ao, hồ, kênh, mương bừa bãi. Do sự rửa trôi của các phế liệu xuống ao, hồ dẫn tới sự tích tụ, lắng đọng của các KLN ở đáy ao, mương. Tất cả những nguyên nhân này đã dẫn tới việc làm tăng hàm lượng KLN trong bùn ở đáy ao, mương. - Mẫu đất canh tác: Hàm lượng As tổng số, Pb tổng số, Cu tổng số trong mẫu đất canh tác là cao nhất, trong khi đó hàm lượng Cd tổng số, Zn tổng số lại thấp nhất. Nguyên nhân là do đất này được sử dụng cho mục đích nông nghiệp từ rất lâu đời, việc sử dụng các loại phân bón và hoá chất bảo vệ thực vật trong trồng trọt đã dẫn tới sự tích luỹ một lượng lớn các KLN trong đất. Hơn nữa đất canh tác trong quá trình bỏ hoang còn được dùng làm nơi đốt các phế liệu (dây điện, dây cáp…) của người dân. - Mẫu đất khu vực: Đất khu vực là đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí chưa từng được dùng cho mục đích khác. Tuy nhiên hàm lượng KLN trong mẫu đất này vẫn cao nguyên nhân là do các khu đất này gần các hộ dân có hoạt động sản xuất đúc nhôm, chì. Các phế liệu, phế thải từ các cơ sở sản xuất của các hộ dân được thải ra trên các khu đất này dẫn tới sự tích tụ và lắng đọng các KLN vào trong đất. Ngoài ra còn do khói từ các cơ sở sản xuất của các hộ dân cũng dẫn tới sự tích tụ và lắng đọng KLN vào trong đất. PHẦN 5KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Qua nghiên cứu đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh, chúng tôi rút ra một số kết luận như sau: - Đất nghiên cứu là đất phù sa sông Hồng không được bồi hàng năm có pHKCl thấp, chưa vượt TCCP (TCVN 7377: 2002 là 3,57 – 6,84 đối với đất phù sa). Như vậy khả năng liên kết của keo đất vẫn tương đối chặt. - Hàm lượng As tổng số trong cả đất nông nghiệp và đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí thấp, không có mẫu nào vượt quá TCCP. - Hàm lượng Cd tổng số: Trong 23 mẫu đất phân tích có 9 mẫu vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 31,13 % tổng số 23 mẫu), trong đó có 8 mẫu là đất nông nghiệp và 1 mẫu là đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí. - Hàm lượng Pb tổng số: Trong 23 mẫu đất phân tích có 17 mẫu chưa vượt TCCP, 6 mẫu vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 21,74 % tổng số 23 mẫu). Trong đó có 5 mẫu là đất dùng cho mục đích nông nghiệp, 1 mẫu là đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí. - Hàm lượng Cu tổng số: có 8 mẫu đất dùng cho mục đích nông nghiệp vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 34,78 % tổng số 23 mẫu), các mẫu còn lại (gồm cả đất nông nghiệp và đất dân sinh, vui chơi giải trí ) chưa vượt quá TCCP. - Hàm lượng Zn tổng số: trong 23 mẫu đất phân tích có 16 mẫu chưa vượt quá TCCP, 7 mẫu vượt quá TCCP (chiếm tỷ lệ 30,43 % tổng số 23 mẫu), trong đó có 6 mẫu là đất dùng cho mục đích nông nghiệp, 1 mẫu đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí. 5.2 ĐỀ NGHỊ 1. UBND xã Văn Môn cần nghiên cứu công nghệ sản xuất khép kín, thay thế máy móc thiết bị hiện đại, kiểm soát xử lý nước thải, phế thải. Nước thải từ các cơ sở sản xuất phải được xử lý đảm bảo tiêu chuẩn trước khi đổ ra hệ thống thoát nước chung. 2. Dùng vôi hoặc phân lân bón vào đất để chuyển phần lớn nguyên tố KLN sang dạng khó tan, kết hợp với bón nhiều phân hữu cơ. 3. Cần thành lập ban quản lý môi trường của xã. Năng cao ý thức bảo vệ môi trường bằng cách tuyên truyền giáo dục về bảo vệ môi trường cho người dân. 4. Do thời gian thực tập tốt nghiệp còn ngắn, đề tài còn chưa phân tích đánh giá được sâu và nhiều đợt về các chỉ tiêu ô nhiễm KLN trong đất của xã Văn Môn. Đề nghị tiếp tục nghiên cứu tiếp ở các khoá luận tốt nghiệp sau để có kết luận chính xác hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TRONG NƯỚC Nguyễn Thị Ngọc An, Dương Thị Bích Huệ. Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong rau xanh ở ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh. Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, tập 10, số 01/ 2007. Tr 41 – 46. Lê Huy Bá. Sinh thái môi trường đất. NXB Nông Nghiệp Hà Nội, 1997, Tr 144 – 146. Lê Đức. Hàm lượng Đồng, Mangan, Molipden trong một số loại đất chính ở miền bắc Việt Nam. Tạp chí khoa học đất số 10/ 1998. Tr 170 – 181. Lê Đức và Lê Văn Khoa. Tác động của hoạt động làng nghề tái chế đồng thủ công ở xã Đại Đồng, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên đến môi trường đất khu vực. Tạp chí khoa học đất số 14/ 2001. Tr 48- 52. Lê Đức, Trần Khắc Hiệp. Giáo trình đất và bảo vệ đất. NXB Hà Nội 2006. Tr 201 – 204, 219. Phạm Quang Hà, Vũ Đình Tuấn, Hà Mạnh Thắng. Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất và nước ở xã Văn Môn, Yên Phong, Bắc Ninh. Viện Thổ nhưỡng – Nông hoá, 2000. Nguyễn Đức Hùng. Báo cáo tốt nghiệp: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của phế thải làng nghề tới sự tích luỹ một số kim loại nặng trong đất nông nghiệp của xã Phùng Xá huyện Thạch Thất tỉnh Hà Tây”. Trường ĐH Nông Nghi Hà Nội, 2005. Trịnh Quang Huy. Bài giảng: Tồn dư hoá chất nông nghiệp. Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội, 2006. Tr 1, 2, 28. Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh, Nguyễn Xuân Huân. Một số nghiên cứu về kim loại nặng trên thế giới. Tạp chí khoa học đất số 20/ 2004. Lê Văn Khoa, Lê Thị An Hằng, Phạm Minh Cường. Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng tong môi trường đất, nước, trầm tích, thực vật ở khu vực công ty Văn Điển và công ty Orion Hanel. Tạp chí khoa học đất số 11/1999. Tr 124 – 131. Niên gián thống kê tỉnh Bắc Ninh. Nhà xuất bản Thống kê, 2006. Nguyễn Ngọc Nông. Hàm lượng các nguyễn tố vi lượng và kim loại nặng trong một số loại đất chính ở vùng Đông Bắc Việt Nam. Tạp chí khoa học đất số 18/ 2003. Tr 15 – 17. Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và các cộng sự. Hàm lượng một số kim loại nặng trong đất lúa do ảnh hưởng của công nghiệp và sinh hoạt tại thành phố Hồ Chí Minh. Tạp chí Nông nghiệp và thực phẩm, số 4/ 2001. Tr 311 – 312. Trần Công Tấu, Trần Công Khánh. Hiện trạng môi trường đất ở Việt Nam thông qua việc nghiên cứu các kim loại nặng. Tạp chí khoa học đất số 10/ 1998. Tr 152 – 160. TCVN 6647: 2000. Chất lượng đất- Xử lý sơ bộ đất để phân tích lý – hoá. TCVN 6649: 2000. Chất lượng đất - Chiết các nguyên tố vết trong nước cường thuỷ. TCVN 7209: 2002. Chất lượng đất - Giới hạn tối đa cho phép của kim loại nặng trong đất. TCVN 7377: 2004. Giá trị chỉ thị pH TCVN 7538_2: 2005. Chất lượng đất. Lấy mẫu - phần 2: Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu. TCVN 7538 _3: 2005. Chất lượng đất. Phần 3: Hướng dẫn an toàn. Trịnh Thị Thanh. Độc học môi trường và sức khoẻ con người. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2007. Tr 23 – 29. Hồ Thị Lam Trà, Nguyễn Hữu Thành. Kim loại nặng (tổng số và trao đổi) trong đất nông nghiệp của huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên. Tạp chí Khoa học đất, số 19/2003. Tr 167 – 173. Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Bắc Ninh – Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh. Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Bắc Ninh năm 2007. Viện Thổ nhưỡng Nông hoá. Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón cây trồng. NXB Nông nghiệp, 1998. TÀI LI ỆU NƯỚC NGOÀI Bradford, G. R. A. C. Chang, A. L. Page, D. Bakhtar, J. A. Frampton and H. Wright. Background concentration of trace andmafor elements in California soils. Kearney Foundation Spee. Rep., Univ. of California, Riverside 1996. Ho Thi Lam Tra, Kazuhiko Egashira. Heavy Metal Characterization of River Sediment in Ha Noi, Viet Nam. Commun. Soil Sci. Plant Anal. United States, 1999, 31 (17 & 18), pp 2901 – 2916. Hồ Thị Lam Trà, Kazuhiko Egashira. Status of Heavy metal in Agricultural Soils of Viet Nam. Plant Nuts. 2001, pp 419 – 422. McNeill. A and S. Olley. The Effects of Motorway Runoff on Watercourses in Sorth – West Scotland. Water and Environmental Management, Volume 12, No 6, December 1998, pp 443 – 439. Vernet, J.P. (Edited) 1991. Heavy Metals in the Environment. Elssevier, Amsterdam – London – NewYork – Tokyo, pp 42 – 47. PHỤ LỤC A Bảng 16. Hàm lượng tổng số một số KLN trong đất xã Văn Môn Mẫu Kết quả H+TĐ As (mg/kg) Cd (mg/kg) Pb (mg/kg) Cu (mg/kg) Zn (mg/kg) Mẫu 1 0,64 0,56 2,15 112,30 56.83 119,36 Mẫu 2 0,78 0,56 2,01 48,58 42.14 127,49 Mẫu 3 0,57 0,60 1,31 54,26 40.44 701,86 Mẫu 4 0,67 0,53 3,52 146,54 43.38 290,97 Mẫu 5 0,81 0,68 2,31 60,04 47.79 142,49 Mẫu 6 0,81 0,64 1,52 48,79 58.46 118,43 Mẫu 7 0,54 0,72 7,89 56,43 39.44 110,52 Mẫu 8 0,74 0,64 1,21 134,57 46.78 157,45 Mẫu 9 0,73 0,55 2,11 46,57 59.42 254,13 Mẫu 10 0,78 0,63 1,85 65,98 39.05 159,04 Mẫu 11 0,83 0,67 1,38 40,62 40.47 267,64 Mẫu 12 0,79 0,57 1,56 79,26 87.65 254,98 Mẫu 13 0,57 0,54 1,59 59,24 58.26 152,00 Mẫu 14 0,79 0,57 2,14 148,24 45.92 110,56 Mẫu 15 0,67 0,68 2,21 58,46 158.13 107,80 Mẫu 16 0,75 0,74 1,16 62,75 145.26 135,02 Mẫu 17 0,78 0,72 1,89 49,97 54.12 214,98 Mẫu 18 0,65 0,63 2,35 70,54 42.98 128,41 Mẫu 19 0,67 0,65 5,31 72,14 57.65 142,23 Mẫu 20 0,65 0,65 1,54 81,02 54.21 124,05 Mẫu 21 0,72 0,78 1,45 46,15 49.21 133,67 Mẫu 22 0,58 0,58 2,11 60,45 51.03 542,12 Mẫu 23 0,73 0,64 1,20 142,01 42.32 128,38 Bảng 17. Kết quả phân tích nước thải làng nghề Mẫn Xá STT Chỉ tiêu Đơn vị TCVN 5945: 2005B Kết quả Tháng 2 Tháng 5 Tháng 9 Tháng 11 1 PH mg/l 5,5 - 9 7,5 7,02 6,5 6,78 2 BOD5 mg/l 50 17 32 78 65,8 3 COD mg/l 80 51 64 150 125 4 TSS mg/l 100 41 56 65 43 5 Zn mg/l 3 25,4 2,4 Kphđ Kphđ 6 Cd mg/l 0,01 0,001 0,003 Kphđ 99,47.10-3 7 Pb mg/l 0,5 0,41 0,01 78,5.10-3 Kphđ 8 Cu mg/l 2 0,26 0,26 1,6.10-3 1776,3.10-3 9 Mn mg/l 1 0,03 0,01 0,15 0,15 10 Fe mg/l 5 – 0,069 0,15 0,006 11 Amoni mg/l 10 1,31 8,315 7,85 2,33 (Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Bắc Ninh, 2006) Ghi chú: (Kphđ): Không phát hiện được ( – ) : Không phân tích Bảng 18. Kết quả phân tích không khí làng nghề Mẫn Xá STT Chi tiêu Đơn vị TCVN 5937:2005 Kết quả Lần 1 ( 07/2007 ) Lần 2 ( 11/2007) K1 K2 K1 K2 1 Nhiệt độ 0C – 30,3 30,1 24,8 23,9 2 Độ ẩm % – 37,9 37,9 35,8 34,5 3 Tốc độ gió m/s – 0,1-0,3 0,1-0,2 1-2 0,6-1 4 Tiếng ồn dBA 75 (5949:1998) 60,0-61,3 59,1-62,3 62,3-74,1 70-74 5 Bụi μg/m3 300 382 351 368 365 6 SO2 μg/m3 350 1652 1512 1712 1613 7 NO2 μg/m3 200 693 625 739 725 8 CO μg/m3 30000 10503 9336 11670 10503 9 H2S μg/m3 42 (5938:2005) 14 12 12 18 10 O3 μg/m3 180 16 Kphđ 22 kphđ (Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Bắc Ninh, 2006) Ghi chú: ( Kphđ ): Không phát hiện được ( – ): Không quy định K1: Cổng trường mầm non Mẫn Xá K2: Cổng đình làng Mẫn Xá PHỤ LỤC B 1. TCVN 7209: 2002. Chất lượng đất - Giới hạn tối đa cho phép của kim loại nặng trong đất KLN trong đất được nói tới trong TCVN 7209: 2002 gồm 5 kim loại As, Cd, Pb, Cu, Zn trong 5 loại đất là: - Đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp - Đất sử dụng cho mục đích lâm nghiệp - Đất sử dụng cho mục đích dân sinh, vui chơi, giải trí - Đất sử dụng cho mục đích thương mại, dịch vụ - Đất dùng cho mục đích công nghiệp Trong đó, đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp là vùng đất sử dụng chủ yếu để gieo trồng cây nông nghiệp hoặc chăn nuôi gia súc, gia cầm, đại gia súc; đất nông nghiệp nói ở đây cũng bao gồm vùng đất cung cấp nơi sinh sống cho quần thể động vật cư trú và di cư đến lưu trú, cho thảm thực vật bản địa. Đất sử dụng cho mục đích lâm nghiệp là vùng đất dùng để sản xuất lâm nghiệp (trồng rừng, trồng các lâm sản khác,...), không gồm các vùng đất rừng tự nhiên. Đất dùng cho mục đích dân sinh, vui chơi giải trí là vùng đất được sử dụng chủ yếu làm khu dân cư hoặc nơi vui chơi giải trí, hoặc các công viên, vùng đệm cho các khu dân cư. Đất sử dụng cho thương mại, dịch vụ là vùng đất được sử dụng chủ yếu cho hoạt động thương mại, dịch vụ, không phải là khu dân cư, khu vực nông nghiệp, khu vực công nghiệp. Đất sử dụng cho mục đích công nghiệp là vùng đất được sử dụng chủ yếu cho hoạt động công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, như sản xuất, chế tạo và gia công, chế biến sản phẩm và hàng hóa,... Bảng 19. Giới hạn tối đa cho phép hàm lượng tổng số của As, Cd, Pb, Cu, Zn trong đất Đơn vị: mg/ kg đất khô, tầng đất mặt Thông số ô nhiễm Đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp Đất sử dụng cho mục đích lâm nghiệp Đất sử dụng cho mục đích dân sinh, vui chơi, giải trí Đất sử dụng cho mục đích thương mại, dịch vụ Đất sử dụng cho mục đích công nghiệp 1. Arsen (As) 12 12 12 12 12 2. Cadmi (Cd) 2 2 5 5 10 3. Đồng (Cu) 50 70 70 100 100 4. Chì (Pb) 70 100 120 200 300 5. Kẽm (Zn) 200 200 200 300 300 (Nguồn: TCVN 7209: 2002) 2. TCVN 7377: 2004 – Giá trị chỉ thị pH trong đất Việt Nam Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn này quy định dãy giá trị chỉ thị của pH trong một số nhóm đất chính của Việt Nam. Chỉ thị này làm cơ sở cho việc sử dụng đất, sử dụng phân bón một cách hiệu quả và hợp lý nhằm bảo vệ chất lượng môi trường đất và phòng tránh ô nhiễm nước. 1.2 Tiêu chuẩn này áp dụng để đánh giá chất lượng đất nói chung, đánh giá độ chua, độ phì nhiêu của đất và áp dụng để chuẩn hoá độ pH trong các loại đất. Tiêu chuẩn viện dẫn - TCVN 4401: 1987. Đất trồng trọt – Phương pháp xác định pHKCl - TCVN 5979: 1995. Chất lượng đất – Xác định pH (ISO 10390: 1994) Thuật ngữ định nghĩa - Giá trị pH: là khoảng giá trị của pH thường gặp trong một số nhóm đất chính - Giá trị trung bình: là giá trị trung bình cộng của tất cả các mẫu được xét đến, tính theo công thức Giá trị trung bình = Tổng các giá trị/ Tổng số mẫu Giá trị chỉ thị + Giá trị chỉ thị của pH trong 6 nhóm đất chính của Việt Nam được quy định trong bảng sau, trong đó + pHH2O là chỉ thị của độ chua thực tại + pHKCl là chit thị của độ chua trao đổi Bảng 20. Giá trị chỉ thị pH trong 6 nhóm đất chính của Việt Nam Nhóm đất Khoảng giá trị Trung bình 1. Đất đỏ pHH2O 3,80 – 8,12 5,13 pHKCl 3,2 – 7,24 4,18 ΔpH 0,3- 2,0 0,94 2. Đất phù sa pHH2O 4,11 – 7,57 5,47 pHKCl 3,57 – 6,84 4,59 ΔpH 0,28 – 1,80 0,89 3. Đất xám bạc màu pHH2O 3,84 – 8,02 5,11 pHKCl 3,60 – 7,66 4,29 ΔpH 0,01 – 1,32 0,82 4. Đất phèn (đất khô) pHH2O 3,40 – 6,10 4,40 pHKCl 2,65 – 5,70 3,73 ΔpH 0,10 – 1,50 0,57 5. Đất mặn pHH2O 4,00 – 8,5 6,59 pHKCl 3,96 – 7,56 6,04 ΔpH 0,10 – 1,40 0,63 6. Đất cát ven biển pHH2O 5,00 – 8,97 6,87 pHKCl 4,10 – 7,84 5,82 ΔpH 0,00 – 1,2 0,68 (Nguồn: TCVN 7377: 2004) PHỤ LỤC C MỘT SỐ HÌNH ẢNH Xà VĂN MÔN bé gi¸O dôC vµ §µO t¹O tr­êng ®¹I häc n«ng nghiÖp hµ néi › ¶ š kho¸ luËn tèt nghiÖp Tên đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh” Người thực hiện : Vũ Thị Thuỳ Dương Lớp : Môi Trường A Khoá : 49 Ngành : Môi Trường Người hướng dẫn : TS. Nguyễn Thanh Lâm GV. Nguyễn Thị Bích Hà Địa điểm thực hiện: Trung tâm quan trắc Tài nguyên và Môi trường Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh hµ néi - 2008 Tªn ®Ò tµi: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh” Ng­êi thùc hiÖn : VŨ THỊ THUỲ DƯƠNG Người hướng dẫn 1 : TS. NGUYỄN THANH LÂM Người hướng dẫn 2 : GV. NGUYỄN THỊ BÍCH HÀ Thêi gian thùc tËp : Tõ ngµy 15/01/2008 ®Õn 30/05/2008 Địa điểm thực hiện: Trung tâm quan trắc Tài nguyên và Môi trường Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan r»ng nh÷ng sè liÖu, kÕt qu¶ nghiªn cøu trong b¸o c¸o nµy lµ trung thùc vµ ch­a hÒ ®­îc sö dông ®Ó b¶o vÖ mét häc vÞ nµo. T«i xin cam ®oan r»ng mäi sù gióp ®ì cho viÖc thùc hiÖn luËn v¨n nµy ®· ®­îc c¶m ¬n vµ c¸c th«ng tin trÝch dÉn trong luËn v¨n nµy ®Òu ®· ®­îc chØ râ nguån gèc. Sinh viªn Vò ThÞ Thuú D­¬ng Lời cám ơn Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, tôi luôn luôn nhận được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn TS. Nguyễn Thanh Lâm và GV. Nguyễn Thị Bích Hà, trường ĐHNN Hà Nội. Ngoài ra tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Môi trường – Khoa Tài nguyên và Môi trường - Trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội. Trong thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu, tôi nhận được sự giúp đỡ của Ban lãnh đạo: GĐ. Nguyễn Đại Đồng và cán bộ Trung tâm quan trắc tài nguyên và môi trường - Sở Tài nguyên & Môi trường Bắc Ninh. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó. Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2008 Sinh viên Vũ Thị Thuỳ Dương MỤC LỤC Tài liệu tham khảo Phụ lục DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAS : Phương pháp Quang phổ hấp thụ nguyên tử DĐ : Di động Dsinh, VCGT : Dân sinh, vui chơi giải trí ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long ĐBSH : Đồng bằng sông Hồng KLN : Kim loại nặng MAC : Hàm lượng tối đa cho phép TCCP : Tiêu chuẩn cho phép TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TĐ : Trao đổi THCS : Trung học cơ sở TS : Tổng số UBND : Uỷ ban nhân dân DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đất đá 12 Bảng 2. Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng 13 Bảng 3. Trị số trung bình kim loại nặng trong bùn cống rãnh thành phố 14 Bảng 4. Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng được xem là độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp 15 Bảng 5. Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam 16 Bảng 6. Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng của Việt Nam 17 Bảng 7. Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực công ty Pin Văn Điển và Orion – Hanel 18 Bảng 8. Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Cạn và Thái nguyên 19 Bảng 9. Đặc điểm của mẫu đất phân tích 22 Bảng 10. Nhiệt độ không khí trung bình, số giờ nắng, lượng mưa, độ ẩm 29 Bảng 11. Tình hình sản xuất nông nghiệp của xã Văn Môn giai đoạn 2004 - 2007 31 Biểu đồ 2. Tỷ lệ phần trăm (%) tổng giá trị sản xuất nông nghiệp của xã Văn Môn giai đoạn 2004 – 2007 32 Bảng 12. Tốc độ gia tăng dân số của xã Văn Môn giai đoạn 2004 - 2007 33 Bảng 13. Hàm lượng tổng số một số KLN trong đất nông nghiệp xã Văn Môn 40 Bảng 14. Hàm lượng tổng số một số KLN trong đất dân sinh, vui chơi, giải trí của xã Văn Môn 46 Bảng 15. Giá trị trung bình hàm lượng tổng số của các KLN trong đất xã Văn Môn 50 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1. Cơ cấu sử dụng đất đai xã Văn Môn năm 2007 30 Biểu đồ 3. Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của xã Văn Môn giai đoạn 2005 - 2007 34 Biểu đồ 4. Hàm lượng As tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn 41 Biểu đồ 5. Hàm lượng Cd tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn 42 Biểu đồ 6. Hàm lượng Pb tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn 43 Biểu đồ 7. Hàm lượng Cu tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn 44 Biểu đồ 8. Hàm lượng Zn tổng số trong đất nông nghiệp của xã Văn Môn 44 Biểu đồ 9. Hàm lượng As tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn 47 Biểu đồ 10. Hàm lượng Cd tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn 47 Biểu đồ 11. Hàm lượng Pb tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn 48 Biểu đồ 12. Hàm lượng Cu tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn 49 Biểu đồ 13. Hàm lượng Zn tổng số trong đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn 49 DANH MỤC HÌNH Hình 1. Sơ đồ các điểm lấy mẫu đất tại xã Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh 23 Hình 2. Quy trình đúc nhôm, chì có kèm theo dòng thải của làng nghề Văn Môn 36 Hình 3. Quy trình sản xuất đồ gia dụng của làng nghề Văn Môn 37